JP2012152171A - Gene-recombinant coryneform bacterium, and method for producing lactic acid-containing polyester - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遺伝子組換えコリネ型細菌および含乳酸ポリエステルの製造方法に関する。より詳細には、含乳酸ポリエステル合成能力を本来有していないコリネ型細菌に、含乳酸ポリエステル合成に関与する酵素をコードする遺伝子群を導入することにより、含乳酸ポリエステル生産能が付与された遺伝子組換えコリネ型細菌およびこれを用いた含乳酸ポリエステルの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a recombinant coryneform bacterium and a method for producing a lactic acid-containing polyester. More specifically, a gene to which lactate-containing polyester-producing ability has been imparted by introducing a gene group encoding an enzyme involved in lactate-containing polyester synthesis into coryneform bacteria that do not originally have lactate-containing polyester synthesis ability. The present invention relates to a recombinant coryneform bacterium and a method for producing a lactic acid-containing polyester using the same.
ポリ乳酸に代表される含乳酸ポリエステルは、石油を原料とせず再生可能なバイオマスから合成することができ、優れた透明性と加工性を有することから、すでに多くの分野で使用されているバイオベースプラスチックであり、脱石油と言う観点から高いニーズがある。 Lactic acid-containing polyester typified by polylactic acid can be synthesized from renewable biomass without using petroleum as a raw material, and has excellent transparency and processability, so it has already been used in many fields. It is a plastic and has high needs from the viewpoint of oil removal.
従来的に、含乳酸ポリエステルの化学的合成においては、乳酸からラクチドを合成するプロセスと、有害なスズ触媒などを使用して開環重合するプロセスが必要とされ、これらのプロセスはエネルギー消費が高いほか、得られる製品の安全性が問題となっていた。 Conventionally, in the chemical synthesis of lactic acid-containing polyesters, a process of synthesizing lactide from lactic acid and a process of ring-opening polymerization using a harmful tin catalyst or the like are required, and these processes are high in energy consumption. In addition, the safety of the product obtained was a problem.
一方、糖を炭素源としてポリエステルを生産可能な微生物が、これまでに多数報告されている（非特許文献１）。微生物が生産するポリエステルは、自然界で容易に分解される生分解性プラスチックとして、また糖や植物油などの再生可能な炭素資源から合成することができる“グリーン”プラスチックとして、注目されている。 On the other hand, many microorganisms that can produce polyester using sugar as a carbon source have been reported so far (Non-patent Document 1). Polyesters produced by microorganisms are attracting attention as biodegradable plastics that are easily degraded in nature and as “green” plastics that can be synthesized from renewable carbon resources such as sugar and vegetable oils.
これまでに、乳酸重合酵素（ポルリヒドロキシアルカン酸合成酵素）遺伝子を導入した遺伝子組換え大腸菌を用いて、スズ触媒などを用いることなく、含乳酸ポリエステルを製造可能な事が示されている（非特許文献２）。また、特許文献１には、クロストリジウム プロピオニカム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｒｏｐｉｏｎｉｃｕｍ）のプロピオニルＣｏＡトランスフェラーゼをコードする核酸を組み込んだラルストニア・ユートロファ（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ ｅｕｔｒｏｐｈａ、旧名アルカリゲネス ユートロファス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ））を、培地に乳酸を添加しながら培養して、３−ヒドロキシ酪酸（以下、「３ＨＢ」と記載する場合がある）と乳酸とからなる共重合ポリエステルを製造する方法が開示されている。さらに、特許文献２には、上記の各酵素をコードする核酸とラルストニア・ユートロファ由来のポリヒドロキシアルカン酸合成酵素の改変体（ＰｈａＣｍ）をコードする核酸を組み込んだ遺伝子組換え大腸菌を、培地に乳酸を添加せずに培養することによって、生産される３ＨＢと乳酸とからなる共重合ポリエステル中の乳酸含有率を高める方法が開示されている。 So far, it has been shown that a lactic acid-containing polyester can be produced using a genetically modified Escherichia coli introduced with a lactic acid polymerase (pollyhydroxyalkanoate synthase) gene without using a tin catalyst or the like ( Non-patent document 2). Further, in Patent Document 1, Ralstonia eutropha (formerly known as Alcaligenes eutrophus) supplemented with a nucleic acid encoding a propionyl CoA transferase of Clostridium propionicum was added to the medium while culturing the medium. A method for producing a copolyester comprising 3-hydroxybutyric acid (hereinafter sometimes referred to as “3HB”) and lactic acid is disclosed. Furthermore, Patent Document 2 discloses that a recombinant E. coli incorporating a nucleic acid encoding each of the above enzymes and a nucleic acid encoding a modified polyhydroxyalkanoate synthase (PhaCm) derived from Ralstonia eutropha is incorporated into a medium with lactic acid. A method for increasing the lactic acid content in a copolymerized polyester composed of 3HB and lactic acid produced by culturing without adding lactic acid is disclosed.
しかし、上記方法で合成された含乳酸ポリエステルは、３ＨＢと乳酸の共重合体であり、ポリエステル中の乳酸分率は十分に高いものではなかった。さらに、大腸菌は外毒素を含んでいるため、生産されたポリエステルを医療分野などへ応用する際には、外毒素を含む不純物を慎重に除去する必要があった。 However, the lactic acid-containing polyester synthesized by the above method is a copolymer of 3HB and lactic acid, and the lactic acid content in the polyester was not sufficiently high. Furthermore, since E. coli contains exotoxins, it was necessary to carefully remove impurities containing exotoxins when the produced polyester was applied to the medical field.
また、遺伝子組換えコリネ型細菌を用いてポリ−３−ヒドロキシブタン酸の合成が可能であることが示されている（特許文献３）。当該遺伝子組換えコリネ型細菌を用いた系では、大腸菌を用いたポリ−３−ヒドロキシブタン酸合成とは異なり、外毒素を含まないポリマーの合成が可能であること、また大腸菌と同等程度の生産性を持って、ポリ−３−ヒドロキシブタン酸合成が可能であることが開示されている。 Further, it has been shown that poly-3-hydroxybutanoic acid can be synthesized using a genetically modified coryneform bacterium (Patent Document 3). In the system using the recombinant coryneform bacterium, unlike poly-3-hydroxybutanoic acid synthesis using E. coli, it is possible to synthesize polymers that do not contain exotoxin, and production to the same extent as E. coli. It is disclosed that poly-3-hydroxybutanoic acid synthesis is possible.
さらに、遺伝子組換えコリネ型細菌を用いて、乳酸を発酵生産することが可能であることが示されている（非特許文献３）。 Furthermore, it has been shown that lactic acid can be produced by fermentation using a recombinant coryneform bacterium (Non-patent Document 3).
しかし、現在までコリネ型細菌を用いて含乳酸ポリエステルを生産させた例は報告されていない。 However, no examples of producing lactate-containing polyester using coryneform bacteria have been reported so far.
本発明は、遺伝子組換えコリネ型細菌を用いて、乳酸分率が高い含乳酸ポリエステルを生産する方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing a lactic acid-containing polyester having a high lactic acid content using a genetically modified coryneform bacterium.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、含乳酸ポリエステル合成能力を本来有していないコリネ型細菌に、乳酸脱水素酵素遺伝子、プロピオニルＣｏＡトランスフェラーゼ遺伝子、β−ケトチオラーゼ遺伝子、アセトアセチルＣｏＡレダクターゼ遺伝子およびポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子を導入した遺伝子組換えコリネ型細菌株が、高い（９９％以上）乳酸分率を有するポリエステルを合成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that a lactic acid dehydrogenase gene, a propionyl CoA transferase gene, a β-ketothiolase gene, an acetoacetate gene, and a coryneform bacterium that does not originally have the ability to synthesize lactate-containing polyester The present inventors have found that a recombinant coryneform bacterium strain into which an acetyl CoA reductase gene and a polyhydroxyalkanoate synthase gene have been introduced can synthesize polyesters having a high (99% or more) lactic acid fraction, thereby completing the present invention. .
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］ 含乳酸ポリエステル合成能力を本来有していないコリネ型細菌に、乳酸脱水素酵素遺伝子、プロピオニルＣｏＡトランスフェラーゼ遺伝子、β−ケトチオラーゼ遺伝子、アセトアセチルＣｏＡレダクターゼ遺伝子およびポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子を含む含乳酸ポリエステル合成に関与する遺伝子群が導入されており、かつ９９％以上の乳酸分率を有する含乳酸ポリエステル生産能を有する、遺伝子組換えコリネ型細菌。
［２］ 乳酸脱水素酵素遺伝子が大腸菌属（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）に由来する、［１］の遺伝子組換えコリネ型細菌。
［３］ プロピオニルＣｏＡトランスフェラーゼ遺伝子がメガスフェラ属（Ｍｅｇａｓｐｈｅｒａ）に由来する、［１］または［２］の遺伝子組換えコリネ型細菌。
［４］ β−ケトチオラーゼ遺伝子およびアセトアセチルＣｏＡレダクターゼ遺伝子がラルストニア属（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ）に由来する、［１］〜［３］のいずれかの遺伝子組換えコリネ型細菌。
［５］ ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子がシュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）に由来する、［１］〜［４］のいずれかの遺伝子組換えコリネ型細菌。
［６］ ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子が変異型ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素をコードする遺伝子であり、該変異型ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素が配列番号１０のアミノ酸配列において３２５番目のＳｅｒがＴｈｒに、及び４８１番目のＧｌｎがＬｙｓに置換された二重変異を有する、［５］の遺伝子組換えコリネ型細菌。
［７］ 含乳酸ポリエステル合成能力を本来有していないコリネ型細菌が、コリネバクテリウム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属に属する細菌である、［１］〜［６］のいずれかの遺伝子組換えコリネ型細菌。
［８］ コリネバクテリウム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属に属する細菌が、コリネバクテリウム・グルタミカム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ）である、［７］の遺伝子組換えコリネ型細菌。
［９］ 含乳酸ポリエステル合成に関与する遺伝子群がコリネ型細菌の細胞表層タンパク質遺伝子用プロモーターの制御下にある、［１］〜［８］のいずれかの遺伝子組換えコリネ型細菌。
［１０］ コリネ型細菌の細胞表層タンパク質遺伝子用プロモーターが以下のいずれかの塩基配列を含む、［９］の遺伝子組換えコリネ型細菌：
（ｉ）配列番号１３に示される塩基配列；
（ｉｉ）配列番号１３に示される塩基配列において、１から数個の塩基の欠失、置換、付加又は挿入を有し、かつ宿主生物中で連結された遺伝子の転写調節活性を有する塩基配列；
（ｉｉｉ）配列番号１３に示される塩基配列と相補的な塩基配列からなるＤＮＡとストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能なＤＮＡの塩基配列であって、かつ宿主生物中で連結された遺伝子の転写調節活性を有する塩基配列；または
（ｉｖ）配列番号１３に示される塩基配列と９５％以上の同一性を有する塩基配列からなりかつ宿主生物中で連結された遺伝子の転写調節活性を有する塩基配列。
［１１］ β−ケトチオラーゼ遺伝子、アセトアセチルＣｏＡレダクターゼ遺伝子およびポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子がオペロンを形成している、［１］〜［１０］のいずれかの遺伝子組換えコリネ型細菌。
［１２］ 乳酸脱水素酵素遺伝子およびプロピオニルＣｏＡトランスフェラーゼ遺伝子がオペロンを形成している、［１］〜［１１］のいずれかの遺伝子組換えコリネ型細菌。
［１３］ ［１］〜［１２］のいずれかの遺伝子組換えコリネ型細菌を、炭素源を含む培地で培養する工程１）、および工程１）の培養物から含乳酸ポリエステルを回収する工程２）を含む、９９％以上の乳酸分率を有する含乳酸ポリエステルの製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] Coryneform bacteria originally not having the ability to synthesize lactic acid-containing polyesters include lactate dehydrogenase gene, propionyl CoA transferase gene, β-ketothiolase gene, acetoacetyl CoA reductase gene, and polyhydroxyalkanoate synthase gene A genetically modified coryneform bacterium into which a gene group involved in the synthesis of a lactic acid-containing polyester has been introduced and has a lactic acid-containing polyester production ability having a lactic acid content of 99% or more.
[2] The genetically modified coryneform bacterium according to [1], wherein the lactate dehydrogenase gene is derived from Escherichia.
[3] The genetically modified coryneform bacterium according to [1] or [2], wherein the propionyl CoA transferase gene is derived from Megaspera.
[4] The genetically modified coryneform bacterium according to any one of [1] to [3], wherein the β-ketothiolase gene and the acetoacetyl CoA reductase gene are derived from Ralstonia.
[5] The genetically modified coryneform bacterium according to any one of [1] to [4], wherein the polyhydroxyalkanoate synthase gene is derived from Pseudomonas.
[6] The polyhydroxyalkanoate synthase gene is a gene encoding a mutant polyhydroxyalkanoate synthase, and the mutant polyhydroxyalkanoate synthase is the Thr at 325 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10. And the recombinant coryneform bacterium according to [5], having a double mutation in which the 481st Gln is replaced with Lys.
[7] The genetically modified coryneform bacterium according to any one of [1] to [6], wherein the coryneform bacterium originally having no ability to synthesize lactic acid-containing polyester is a bacterium belonging to the genus Corynebacterium.
[8] The genetically modified coryneform bacterium according to [7], wherein the bacterium belonging to the genus Corynebacterium is Corynebacterium glutamicum.
[9] The genetically modified coryneform bacterium according to any one of [1] to [8], wherein a gene group involved in the synthesis of lactic acid-containing polyester is under the control of a promoter for a cell surface protein gene of the coryneform bacterium.
[10] The genetically modified coryneform bacterium according to [9], wherein the promoter for the cell surface protein gene of the coryneform bacterium comprises any of the following base sequences:
(I) the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 13;
(Ii) a base sequence represented by SEQ ID NO: 13, having a deletion, substitution, addition or insertion of 1 to several bases, and having transcriptional regulatory activity of a gene linked in a host organism;
(Iii) Transcription of a gene that is hybridizable under stringent conditions to a DNA comprising a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 13 and linked in a host organism A base sequence having regulatory activity; or (iv) a base sequence having a transcriptional regulatory activity of a gene composed of a base sequence having 95% or more identity with the base sequence shown in SEQ ID NO: 13 and linked in a host organism.
[11] The genetically modified coryneform bacterium according to any one of [1] to [10], wherein the β-ketothiolase gene, the acetoacetyl CoA reductase gene and the polyhydroxyalkanoate synthase gene form an operon.
[12] The genetically modified coryneform bacterium according to any one of [1] to [11], wherein the lactate dehydrogenase gene and the propionyl CoA transferase gene form an operon.
[13] Step 1) of culturing the genetically modified coryneform bacterium of any one of [1] to [12] in a medium containing a carbon source, and Step 2 of recovering lactic acid-containing polyester from the culture of Step 1) ) -Containing polyester having a lactic acid fraction of 99% or more.
本発明の遺伝子組換えコリネ型細菌は、安価なバイオマスを炭素源として、効率よく含乳酸ポリエステルを生産することができる。本発明の遺伝子組換えコリネ型細菌は、産業的に重要な、高い乳酸分率を有するポリエステルを生産することが可能であり、実用的なプラスチック生産菌として利用することができる。 The genetically modified coryneform bacterium of the present invention can efficiently produce lactic acid-containing polyester using inexpensive biomass as a carbon source. The genetically modified coryneform bacterium of the present invention can produce an industrially important polyester having a high lactic acid content, and can be used as a practical plastic-producing bacterium.
本発明は、含乳酸ポリエステル合成能力を本来有していないコリネ型細菌に、乳酸脱水素酵素遺伝子、プロピオニルＣｏＡトランスフェラーゼ遺伝子、β−ケトチオラーゼ遺伝子、アセトアセチルＣｏＡレダクターゼ遺伝子およびポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子を含む含乳酸ポリエステル合成に関与する遺伝子群を導入することによって、含乳酸ポリエステル生産能が付与された遺伝子組換えコリネ型細菌ならびに当該遺伝子組換えコリネ型細菌を用いた含乳酸ポリエステルの製造方法に関する。 The present invention relates to a lactate dehydrogenase gene, a propionyl CoA transferase gene, a β-ketothiolase gene, an acetoacetyl CoA reductase gene, and a polyhydroxyalkanoic acid synthase gene in a coryneform bacterium that originally does not have the ability to synthesize lactate polyester. The present invention relates to a recombinant coryneform bacterium imparted with the ability to produce a lactic acid-containing polyester by introducing a gene group involved in the synthesis of the lactic acid-containing polyester, and a method for producing the lactic acid-containing polyester using the recombinant coryneform bacterium.
以下、本発明について、詳細に説明する。
（１）乳酸脱水素酵素遺伝子
乳酸脱水素酵素は、ピルビン酸とＮＡＤＨ（還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）を乳酸とＮＡＤ＋（酸化型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）にする可逆反応を触媒する活性を有するタンパク質である。以下、本明細書において、乳酸脱水素酵素を「ＬＤＨ」と記載する。好ましくは、本発明においてＬＤＨはＤ−ＬＤＨである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(1) Lactate dehydrogenase gene Lactate dehydrogenase catalyzes the reversible reaction of pyruvate and NADH (reduced nicotinamide adenine dinucleotide) into lactic acid and NAD + (oxidized nicotinamide adenine dinucleotide). It has a protein. Hereinafter, lactate dehydrogenase is referred to as “LDH” in the present specification. Preferably, in the present invention, LDH is D-LDH.
本発明における好ましいＬＤＨ遺伝子は、ラルストニア属（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ）、シュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、大腸菌属（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、およびメガスフェラ属（Ｍｅｇａｓｐｈｅｒａ）のいずれかに由来するものである。特に好ましくは、エシェリキア・コリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）に由来するものであり、その塩基配列を配列番号１に、当該塩基配列にコードされるアミノ酸配列を配列番号２に示す。 Preferred LDH genes in the present invention are those derived from any of Ralstonia, Pseudomonas, Escherichia, and Megasfera. Particularly preferably, it is derived from Escherichia coli, the base sequence thereof is shown in SEQ ID NO: 1, and the amino acid sequence encoded by the base sequence is shown in SEQ ID NO: 2.
なお、本発明においてＬＤＨ遺伝子には、配列番号１に示される塩基配列において、１から数個の塩基の欠失、置換、付加又は挿入を有し、かつピルビン酸とＮＡＤＨを乳酸とＮＡＤ＋にする可逆反応を触媒する活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。ここで用語「数個」とは、１〜４０個、好ましくは１〜２０個、より好ましくは１０個以下をいう。 In the present invention, the LDH gene has a deletion, substitution, addition or insertion of 1 to several bases in the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, and pyruvate and NADH are converted into lactic acid and NAD + . A base sequence encoding a protein having an activity of catalyzing a reversible reaction is also included. Here, the term “several” means 1 to 40, preferably 1 to 20, more preferably 10 or less.
また、本発明においてＬＤＨ遺伝子には、配列番号１に示される塩基配列と相補的な塩基配列からなるＤＮＡとストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能なＤＮＡの塩基配列であって、かつピルビン酸とＮＡＤＨを乳酸とＮＡＤ＋にする可逆反応を触媒する活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。本発明において「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいい、例えば、２〜６×ＳＳＣ（１×ＳＳＣの組成：０．１５Ｍ ＮａＣｌ，０．０１５Ｍクエン酸ナトリウム，ｐＨ７．０）および０．１〜０．５％ＳＤＳを含有する溶液中４２〜５５℃にてハイブリダイズを行い、０．１〜０．２×ＳＳＣおよび０．１〜０．５％ＳＤＳを含有する溶液中５５〜６５℃にて洗浄を行う条件をいう。 In the present invention, the LDH gene includes a DNA base sequence that can hybridize with a DNA comprising a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 under stringent conditions, and includes pyruvic acid and A base sequence encoding a protein having an activity of catalyzing a reversible reaction of NADH to lactic acid and NAD + is also included. In the present invention, “stringent conditions” refer to conditions under which so-called specific hybrids are formed and non-specific hybrids are not formed. For example, 2-6 × SSC (composition of 1 × SSC: 0.15M Hybridization at 42-55 ° C. in a solution containing NaCl, 0.015 M sodium citrate, pH 7.0) and 0.1-0.5% SDS, 0.1-0.2 × SSC and 0 The condition for washing at 55 to 65 ° C. in a solution containing 1 to 0.5% SDS.
さらに、本発明においてＬＤＨ遺伝子には、配列番号１に示される塩基配列とＢＬＡＳＴ等（例えば、デフォルトすなわち初期設定のパラメータ）を用いて計算したときに、８０％以上、より好ましくは９０％以上、最も好ましくは９５％以上の同一性を有する塩基配列からなり、かつピルビン酸とＮＡＤＨを乳酸とＮＡＤ＋にする可逆反応を触媒する活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。 Furthermore, in the present invention, the LDH gene contains 80% or more, more preferably 90% or more when calculated using the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and BLAST or the like (for example, default or default parameters). A base sequence encoding a protein consisting of a base sequence having an identity of 95% or more, and having an activity of catalyzing a reversible reaction of converting pyruvic acid and NADH into lactic acid and NAD + is also included.
また、上記ＬＤＨ遺伝子のコドンは、形質転換に用いる宿主生物（下記にて詳述するコリネ型細菌）のコドン使用頻度に合わせて変換されたものであっても良い。 The LDH gene codon may be converted according to the codon usage of the host organism (coryneform bacterium described in detail below) used for transformation.
ピルビン酸とＮＡＤＨを乳酸とＮＡＤ＋にする可逆反応を触媒する活性は、公知の手法に基づいて測定することができる（Ｖａｎｄｅｒｌｉｎｄｅ ｅｔ ａｌ． Ａｎｎａｌｓ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｖｏｌ １５， Ｉｓｓｕｅ １， １３−３１）。 The activity of catalyzing the reversible reaction of pyruvic acid and NADH to lactic acid and NAD + can be measured based on a known method (Vanderlinde et al. Anals of Clinical and Laboratory Science, Vol 15, Issue 1, 13- 31).
（２）プロピオニルＣｏＡトランスフェラーゼ遺伝子
プロピオニルＣｏＡトランスフェラーゼは、適当なＣｏＡ基質からプロピオン酸及び／又は乳酸にＣｏＡが転移される反応を触媒する活性を有するタンパク質である。以下、本明細書において、プロピオニルＣｏＡトランスフェラーゼを「ＰＣＴ」と記載する。
(2) Propionyl CoA transferase gene Propionyl CoA transferase is a protein having an activity of catalyzing a reaction in which CoA is transferred from an appropriate CoA substrate to propionic acid and / or lactic acid. Hereinafter, in this specification, propionyl CoA transferase is described as “PCT”.
表１に、これまでに報告されたＰＣＴの由来（微生物名）の代表例と、それをコードする塩基配列情報を開示した文献情報を示す。しかし、本発明において利用できるＰＣＴ遺伝子はこれらに限定されることなく、これまでに報告されたＰＣＴ遺伝子のいずれも利用することができる。 Table 1 shows representative examples of PCT origins (microorganism names) reported so far, and literature information disclosing information on the base sequences encoding them. However, the PCT gene that can be used in the present invention is not limited to these, and any of the PCT genes reported so far can be used.
本発明における好ましいＰＣＴ遺伝子は、ラルストニア属（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ）、シュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、大腸菌属（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、およびメガスフェラ属（Ｍｅｇａｓｐｈｅｒａ）のいずれかに由来するものである。特に好ましくはメガスファエラ・エルスデニ（Ｍｅｇａｓｐｈａｅｒａ ｅｌｓｄｅｎｉｉ）に由来するものであり、その塩基配列を配列番号３に、当該塩基配列にコードされるアミノ酸配列を配列番号４に示す。 Preferred PCT genes in the present invention are those derived from any of Ralstonia, Pseudomonas, Escherichia, and Megasfera. Particularly preferred is derived from Megaphaphaela elsdenii, the base sequence thereof is shown in SEQ ID NO: 3, and the amino acid sequence encoded by the base sequence is shown in SEQ ID NO: 4.
なお、本発明においてＰＣＴ遺伝子には、上記表１に示されるＰＣＴ遺伝子の塩基配列および配列番号３に示される塩基配列において、１から数個の塩基の欠失、置換、付加又は挿入を有し、かつプロピオン酸及び／又は乳酸にＣｏＡが転移される反応の触媒活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。ここで用語「数個」とは、上記定義のとおりである。 In the present invention, the PCT gene has a deletion, substitution, addition or insertion of one to several bases in the base sequence of the PCT gene shown in Table 1 and the base sequence shown in SEQ ID NO: 3. And a base sequence encoding a protein having a catalytic activity for the reaction of transferring CoA to propionic acid and / or lactic acid. Here, the term “several” is as defined above.
また、本発明においてＰＣＴ遺伝子には、上記表１に示されるＰＣＴ遺伝子の塩基配列および配列番号３に示される塩基配列と相補的な塩基配列からなるＤＮＡとストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能なＤＮＡの塩基配列であって、かつプロピオン酸及び／又は乳酸にＣｏＡが転移される反応の触媒活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。ここで「ストリンジェントな条件」とは、上記定義のとおりである。 Further, in the present invention, the PCT gene can be hybridized under stringent conditions with DNA consisting of the base sequence of the PCT gene shown in Table 1 above and the base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 3. A DNA base sequence and a base sequence encoding a protein having catalytic activity for a reaction in which CoA is transferred to propionic acid and / or lactic acid are also included. Here, “stringent conditions” are as defined above.
さらに、本発明においてＰＣＴ遺伝子には、上記表１に示されるＰＣＴ遺伝子の塩基列および配列番号３に示される塩基配列とＢＬＡＳＴ等（例えば、デフォルトすなわち初期設定のパラメータ）を用いて計算したときに、８０％以上、より好ましくは９０％以上、最も好ましくは９５％以上の同一性を有する塩基配列からなり、かつプロピオン酸及び／又は乳酸にＣｏＡが転移される反応の触媒活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。 Furthermore, in the present invention, the PCT gene is calculated using the base sequence of the PCT gene shown in Table 1 above and the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 and BLAST (for example, default or default parameters). , 80% or more, more preferably 90% or more, most preferably 95% or more of the nucleotide sequence, and a protein having a catalytic activity for the reaction of transferring CoA to propionic acid and / or lactic acid The base sequence to be included is also included.
また、上記ＰＣＴ遺伝子のコドンは、形質転換に用いる宿主生物（下記にて詳述するコリネ型細菌）のコドン使用頻度に合わせて変換されたものであっても良い。 The codon of the PCT gene may be one that has been converted according to the codon usage of the host organism (coryneform bacterium described in detail below) used for transformation.
プロピオン酸及び／又は乳酸にＣｏＡが転移される反応の触媒活性は、例えばＡ．Ｅ．Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒら（Ｅｕｒ．Ｊ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．、第２０６巻、第５４７−５５２頁）に記載された方法に従って測定することができる。 The catalytic activity of the reaction in which CoA is transferred to propionic acid and / or lactic acid is, for example, A. E. It can be measured according to the method described in Hofmeister et al. (Eur. J. Biochem., 206, 547-552).
（３）β−ケトチオラーゼ遺伝子
β−ケトチオラーゼは、２分子のアセチルＣｏＡが縮合してアセトアセチルＣｏＡが形成される反応を触媒するタンパク質である。以下、本明細書において、β−ケトチオラーゼを、「βＫＴ」と記載する。
(3) β-ketothiolase gene β-ketothiolase is a protein that catalyzes a reaction in which two molecules of acetyl CoA are condensed to form acetoacetyl CoA. Hereinafter, β-ketothiolase is referred to as “βKT” in the present specification.
表２に、これまでに報告されたβＫＴの由来（微生物名）の代表例と、それをコードする塩基配列情報を開示した文献情報を示す。しかし、本発明において利用できるβＫＴ遺伝子はこれらに限定されることなく、これまでに報告されたβＫＴ遺伝子のいずれも利用することができる。 Table 2 shows representative examples of the origin (microorganism name) of βKT reported so far, and literature information disclosing base sequence information encoding the same. However, the βKT gene that can be used in the present invention is not limited thereto, and any of the βKT genes reported so far can be used.
本発明における好ましいβＫＴ遺伝子は、ラルストニア属（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ）、シュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、大腸菌属（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、およびメガスフェラ属（Ｍｅｇａｓｐｈｅｒａ）のいずれかに由来するものである。特に好ましくはラルストニア・ユートロファ（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ ｅｕｔｒｏｐｈａ）に由来するものであり、その塩基配列を配列番号５に、当該塩基配列にコードされるアミノ酸配列を配列番号６に示す。 A preferred βKT gene in the present invention is derived from any of Ralstonia, Pseudomonas, Escherichia, and Megasfera. Particularly preferably, it is derived from Ralstonia eutropha, the base sequence thereof is shown in SEQ ID NO: 5, and the amino acid sequence encoded by the base sequence is shown in SEQ ID NO: 6.
なお、本発明においてβＫＴ遺伝子には、上記表２に示されるβＫＴ遺伝子の塩基配列および配列番号５に示される塩基配列において、１から数個の塩基の欠失、置換、付加又は挿入を有し、かつ２分子のアセチルＣｏＡが縮合してアセトアセチルＣｏＡが形成される反応を触媒する活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。ここで用語「数個」とは、上記定義のとおりである。 In the present invention, the βKT gene has a deletion, substitution, addition or insertion of one to several bases in the base sequence of the βKT gene shown in Table 2 and the base sequence shown in SEQ ID NO: 5. And a base sequence encoding a protein having an activity of catalyzing a reaction in which two molecules of acetyl CoA are condensed to form acetoacetyl CoA. Here, the term “several” is as defined above.
また、本発明においてβＫＴ遺伝子には、上記表２に示されるβＫＴ遺伝子の塩基配列および配列番号５に示される塩基配列と相補的な塩基配列からなるＤＮＡとストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能なＤＮＡの塩基配列であって、かつ２分子のアセチルＣｏＡが縮合してアセトアセチルＣｏＡが形成される反応を触媒する活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。ここで「ストリンジェントな条件」とは、上記定義のとおりである。 In the present invention, the βKT gene can be hybridized under stringent conditions with a DNA comprising the base sequence of the βKT gene shown in Table 2 above and the base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 5. It also includes a base sequence of DNA that encodes a protein having an activity of catalyzing a reaction in which two molecules of acetyl CoA are condensed to form acetoacetyl CoA. Here, “stringent conditions” are as defined above.
さらに、本発明においてβＫＴ遺伝子には、上記表２に示されるＰＣＴ遺伝子の塩基配列および配列番号５に示される塩基配列とＢＬＡＳＴ等（例えば、デフォルトすなわち初期設定のパラメータ）を用いて計算したときに、８０％以上、より好ましくは９０％以上、最も好ましくは９５％以上の同一性を有する塩基配列からなり、かつ２分子のアセチルＣｏＡが縮合してアセトアセチルＣｏＡが形成される反応を触媒する活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。 Further, in the present invention, the βKT gene is calculated using the base sequence of the PCT gene shown in Table 2 above and the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and BLAST (for example, default or default parameters). 80% or more, more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more of the nucleotide sequence, and the activity of catalyzing a reaction in which two molecules of acetyl CoA are condensed to form acetoacetyl CoA Also included is a base sequence encoding a protein having
また、上記βＫＴ遺伝子のコドンは、形質転換に用いる宿主生物（下記にて詳述するコリネ型細菌）のコドン使用頻度に合わせて変換されたものであっても良い。 The codon of the βKT gene may be converted according to the codon usage frequency of the host organism (coryneform bacterium described in detail below) used for transformation.
２分子のアセチルＣｏＡからアセトアセチルＣｏＡが形成される反応の触媒活性は、例えばＳｌａｔｅｒら（Ｊ． Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ、１９９８年、第１８０巻、第１９７９−１９８７頁）に記載された方法によって測定することができる。 The catalytic activity of the reaction in which acetoacetyl CoA is formed from two molecules of acetyl CoA can be measured by the method described in, for example, Slater et al. (J. Bacteriology, 1998, 180, 1979-1987). it can.
（４）アセトアセチルＣｏＡレダクターゼ遺伝子
アセトアセチルＣｏＡレダクターゼは、アセトアセチルＣｏＡのＮＡＤＰ等の補酵素の存在下で生じる還元反応によって、Ｄ（−）−β−ヒドロキシブチリル−ＣｏＡが形成される反応を触媒するタンパク質である。以下、本明細書において、アセトアセチルＣｏＡレダクターゼを、「ＡＡＣｏＡ−Ｒ」と記載する。
(4) Acetoacetyl-CoA reductase gene Acetoacetyl-CoA reductase undergoes a reaction in which D (-)-β-hydroxybutyryl-CoA is formed by a reduction reaction that occurs in the presence of a coenzyme such as NADP of acetoacetyl-CoA. It is a protein that catalyzes. Hereinafter, in this specification, acetoacetyl CoA reductase is referred to as “AACoA-R”.
表３に、これまでに報告されたＡＡＣｏＡ−Ｒの由来（微生物名）の代表例と、それをコードする塩基配列情報を開示した文献情報又はデータベース登録番号を示す。しかし、本発明において利用できるＡＡＣｏＡ−Ｒ遺伝子はこれらに限定されることなく、これまでに報告されたＡＡＣｏＡ−Ｒ遺伝子のいずれも利用することができる。 Table 3 shows representative examples of the origin (microorganism name) of AACoA-R reported so far, and literature information or database registration numbers disclosing base sequence information encoding the same. However, the AACoA-R gene that can be used in the present invention is not limited to these, and any of the AACoA-R genes reported so far can be used.
本発明における好ましいＡＡＣｏＡ−Ｒ遺伝子は、ラルストニア属（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ）、シュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、大腸菌属（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、およびメガスフェラ属（Ｍｅｇａｓｐｈｅｒａ）のいずれかに由来するものである。特に好ましくはラルストニア・ユートロファ（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ ｅｕｔｒｏｐｈａ）に由来するものであり、その塩基配列を配列番号７に、当該塩基配列にコードされるアミノ酸配列を配列番号８に示す。 Preferred AACoA-R genes in the present invention are those derived from any of the genus Ralstonia, Pseudomonas, Escherichia, and Megasfera. Particularly preferably, it is derived from Ralstonia eutropha, the base sequence thereof is shown in SEQ ID NO: 7, and the amino acid sequence encoded by the base sequence is shown in SEQ ID NO: 8.
なお、本発明においてＡＡＣｏＡ−Ｒ遺伝子には、上記表３に示されるＡＡＣｏＡ−Ｒ遺伝子の塩基配列および配列番号７に示される塩基配列において、１から数個の塩基の欠失、置換、付加又は挿入を有し、かつ上記アセトアセチルＣｏＡの還元反応の触媒活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。ここで用語「数個」とは、上記定義のとおりである。 In the present invention, the AACoA-R gene includes a deletion, substitution, addition or addition of one to several bases in the base sequence of the AACoA-R gene shown in Table 3 and the base sequence shown in SEQ ID NO: 7. A base sequence encoding a protein having an insertion and having catalytic activity for the reduction reaction of acetoacetyl CoA is also included. Here, the term “several” is as defined above.
また、本発明においてＡＡＣｏＡ−Ｒ遺伝子には、上記表３に示されるＡＡＣｏＡ−Ｒ遺伝子の塩基配列および配列番号７に示される塩基配列と相補的な塩基配列からなるＤＮＡとストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能なＤＮＡの塩基配列であって、かつ上記アセトアセチルＣｏＡの還元反応の触媒活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。ここで「ストリンジェントな条件」とは、上記定義のとおりである。 In the present invention, the AACoA-R gene includes a DNA sequence comprising a base sequence of the AACoA-R gene shown in Table 3 and a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 under stringent conditions. A base sequence of a DNA that can be hybridized and that encodes a protein having a catalytic activity for the reduction reaction of acetoacetyl CoA is also included. Here, “stringent conditions” are as defined above.
さらに、本発明においてＡＡＣｏＡ−Ｒ遺伝子には、上記表３に示されるＡＡＣｏＡ−Ｒ遺伝子の塩基配列および配列番号７に示される塩基配列とＢＬＡＳＴ等（例えば、デフォルトすなわち初期設定のパラメータ）を用いて計算したときに、８０％以上、より好ましくは９０％以上、最も好ましくは９５％以上の同一性を有する塩基配列からなり、かつ上記アセトアセチルＣｏＡの還元反応の触媒活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。 Further, in the present invention, the AACoA-R gene uses the base sequence of the AACoA-R gene shown in Table 3 above and the base sequence shown in SEQ ID NO: 7, BLAST and the like (for example, default or default parameters). A base encoding a protein having a base sequence having an identity of 80% or more, more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more when calculated, and having catalytic activity for the above-mentioned acetoacetyl CoA reduction reaction Sequences are also included.
また、上記ＡＡＣｏＡ−Ｒ遺伝子のコドンは、形質転換に用いる宿主生物（下記にて詳述するコリネ型細菌）のコドン使用頻度に合わせて変換されたものであっても良い。 Further, the codon of the AACoA-R gene may be converted according to the codon usage of the host organism (coryneform bacterium described in detail below) used for transformation.
上記アセトアセチルＣｏＡの還元反応の触媒活性は、例えばＧ．Ｗ．Ｈａｙｗｏｏｄら（ＦＥＭＳ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９８８年、第５２巻、第２５９−２６４頁）に記載された方法によって測定することができる。 The catalytic activity of the reduction reaction of acetoacetyl CoA is, for example, G. W. It can be measured by the method described in Haywood et al. (FEMS Microbiology Letters, 1988, Vol. 52, pp. 259-264).
その他、これまでに知られているβＫＴ遺伝子とＡＡＣｏ−Ｒ遺伝子とそのアクセッション番号を表４に示す。本発明においては、これら遺伝子も利用することができる。 In addition, Table 4 shows the βKT gene and AACo-R gene known so far and their accession numbers. In the present invention, these genes can also be used.
（５）ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子
ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素は、ヒドロキシアシルＣｏＡをモノマーとしてポリヒドロキシアルカン酸を合成する反応の触媒活性を有するタンパク質である。また、ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素は、ラクチルＣｏＡをモノマーとしてポリ乳酸を合成する反応を触媒する。さらに、ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素は、ヒドロキシアシルＣｏＡおよびラクチルＣｏＡをモノマーとして、ヒドロキシアルカン酸−乳酸共重合体を合成する反応を触媒する。なお、本明細書において、「ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素」および「乳酸重合酵素」は相互互換的に使用される。
(5) Polyhydroxyalkanoic acid synthase gene The polyhydroxyalkanoic acid synthase is a protein having a catalytic activity for synthesizing polyhydroxyalkanoic acid using hydroxyacyl CoA as a monomer. Polyhydroxyalkanoic acid synthase catalyzes a reaction for synthesizing polylactic acid using lactyl CoA as a monomer. Furthermore, polyhydroxyalkanoic acid synthase catalyzes a reaction for synthesizing a hydroxyalkanoic acid-lactic acid copolymer using hydroxyacyl CoA and lactyl CoA as monomers. In the present specification, “polyhydroxyalkanoate synthase” and “lactic acid polymerizing enzyme” are used interchangeably.
本発明における好ましいポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子は、ラルストニア属（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ）、シュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、大腸菌属（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、およびメガスフェラ属（Ｍｅｇａｓｐｈｅｒａ）のいずれかに由来するものであり、特に好ましくはシュードモナス・スピーシーズ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）６１−３に由来するものであり、その塩基配列を配列番号９に、当該塩基配列にコードされるアミノ酸配列を配列番号１０に示す。 Preferred polyhydroxyalkanoate synthase genes in the present invention are those derived from any of Ralstonia, Pseudomonas, Escherichia, and Megasphera, particularly preferably. It is derived from Pseudomonas sp. 61-3, its base sequence is shown in SEQ ID NO: 9, and the amino acid sequence encoded by the base sequence is shown in SEQ ID NO: 10.
なお、本発明においてポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子には、配列番号９に示される塩基配列において、１から数個の塩基の欠失、置換、付加又は挿入を有し、かつヒドロキシアシルＣｏＡをモノマーとしてポリヒドロキシアルカン酸を合成する反応の触媒活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。ここで用語「数個」とは、上記定義のとおりである。 In the present invention, the polyhydroxyalkanoate synthase gene has a deletion, substitution, addition or insertion of one to several bases in the base sequence shown in SEQ ID NO: 9, and hydroxyacyl CoA as a monomer And a base sequence encoding a protein having catalytic activity for the reaction of synthesizing polyhydroxyalkanoic acid. Here, the term “several” is as defined above.
また、本発明においてポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子には、配列番号９に示される塩基配列と相補的な塩基配列からなるＤＮＡとストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能なＤＮＡの塩基配列であって、かつヒドロキシアシルＣｏＡをモノマーとしてポリヒドロキシアルカン酸を合成する反応の触媒活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。ここで「ストリンジェントな条件」とは、上記定義のとおりである。 In the present invention, the polyhydroxyalkanoate synthase gene has a base sequence of DNA that can hybridize with a DNA comprising a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 9 under stringent conditions. In addition, a base sequence encoding a protein having catalytic activity for synthesizing polyhydroxyalkanoic acid using hydroxyacyl CoA as a monomer is also included. Here, “stringent conditions” are as defined above.
さらに、本発明においてポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子には、配列番号９に示される塩基配列とＢＬＡＳＴ等（例えば、デフォルトすなわち初期設定のパラメータ）を用いて計算したときに、８０％以上、より好ましくは９０％以上、最も好ましくは９５％以上の同一性を有する塩基配列からなり、かつヒドロキシアシルＣｏＡをモノマーとしてポリヒドロキシアルカン酸を合成する反応の触媒活性を有するタンパク質をコードする塩基配列も含まれる。 Further, in the present invention, the polyhydroxyalkanoate synthase gene is preferably 80% or more, more preferably 80% or more when calculated using the base sequence shown in SEQ ID NO: 9, BLAST and the like (for example, default or default parameters). Includes a base sequence that encodes a protein comprising a base sequence having an identity of 90% or more, most preferably 95% or more, and having a catalytic activity for synthesizing a polyhydroxyalkanoic acid using hydroxyacyl CoA as a monomer. .
また、上記ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子のコドンは、形質転換に用いる宿主生物（下記にて詳述するコリネ型細菌）のコドン使用頻度に合わせて変換されたものであっても良い。 The codons of the polyhydroxyalkanoate synthase gene may be converted according to the codon usage of the host organism (coryneform bacterium described in detail below) used for transformation.
ポリヒドロキシアルカン酸を合成する反応の触媒活性は公知の手法によって測定することが可能であり、例えば上記ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子で形質転換された宿主細胞を得、当該宿主細胞のポリヒドロキシアルカン酸の蓄積能によって確認することができる。 The catalytic activity of the reaction for synthesizing the polyhydroxyalkanoic acid can be measured by a known technique. For example, a host cell transformed with the polyhydroxyalkanoic acid synthase gene is obtained, and the polyhydroxyalkane of the host cell is obtained. This can be confirmed by the acid accumulation ability.
また、本発明においてはポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子として、公知の変異型ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素をコードする遺伝子も利用することができる。このような変異型としては、配列番号９に示される塩基配列にコードされるアミノ酸配列（配列番号１０）の１３０番目、３２５番目、３９２番目、４７７番目及び４８１番目のアミノ酸が、それぞれ単独で置換された単独変異、任意の２つのアミノ酸が置換された二重変異、任意の３つのアミノ酸が置換された三重変異、４つのアミノ酸が置換された四重変異を挙げることができる（ＷＯ２００３／１０００５５）。好ましくは、配列番号１０のアミノ酸配列において３２５番目のＳｅｒがＴｈｒに、及び４８１番目のＧｌｎがＬｙｓに置換された二重変異を有する変異型（配列番号１２）をコードする遺伝子（配列番号１１）、または配列番号１０のアミノ酸配列において３２５番目のＳｅｒがＴｈｒに、３９２番目のＰｈｅがＳｅｒに、及び４８１番目のＧｌｎがＬｙｓに置換された三重変異を有する変異型をコードする遺伝子である。なお、本明細書において、二重変異を有する変異型ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素を、「ＰｈａＣｍ」と記載する場合がある。 In the present invention, a gene encoding a known mutant polyhydroxyalkanoate synthase can also be used as the polyhydroxyalkanoate synthase gene. As such a mutant, the 130th, 325th, 392rd, 477th and 481st amino acids of the amino acid sequence (SEQ ID NO: 10) encoded by the base sequence shown in SEQ ID NO: 9 are each independently substituted. Single mutation, double mutation in which any two amino acids are substituted, triple mutation in which any three amino acids are substituted, and quadruple mutation in which four amino acids are substituted (WO2003 / 100055) . Preferably, in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10, a gene (SEQ ID NO: 11) encoding a mutant (SEQ ID NO: 12) having a double mutation in which the 325th Ser is replaced with Thr and the 481st Gln is replaced with Lys Alternatively, in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 10, this gene encodes a mutant having a triple mutation in which the 325th Ser is replaced with Thr, the 392rd Phe is replaced with Ser, and the 481st Gln is replaced with Lys. In the present specification, a mutant polyhydroxyalkanoate synthase having a double mutation may be referred to as “PhaCm”.
（６）遺伝子組換えベクター
上記（１）〜（５）の遺伝子をコードするＤＮＡを宿主生物（下記にて詳述するコリネ型細菌）に導入して、当該宿主生物内でタンパク質に転写翻訳させて使用する。宿主生物に導入されるＤＮＡは、ベクターに組み込まれた形態にあることが好ましい。
(6) Gene recombination vector DNA encoding the genes of (1) to (5) above is introduced into a host organism (coryneform bacterium described in detail below), and transcriptionally translated into a protein in the host organism. To use. The DNA introduced into the host organism is preferably in a form incorporated into a vector.
前記のベクターは、宿主生物（下記に詳述するコリネ型細菌）中で自立複製可能なものであればよく、プラスミドＤＮＡ、ファージＤＮＡの形態にあることが好ましい。ＤＮＡをコリネ型細菌に導入するためのベクターとしては、ｐＡＭ３３０、ｐＨＭ１５１９、ｐＡＪ６５５、ｐＡＪ６１１、ｐＡＪ１８４４、ｐＣＧ１、ｐＣＧ２、ｐＣＧ４、ｐＣＧ１１、ｐＨＫ、ｐＰＳＰＴＧ１、ｐＶＣ７、ｐＵＣ１９Ｉ等（これらに限定されない）、公知のベクターを用いることができる。 The vector may be any vector that can replicate autonomously in a host organism (coryneform bacterium described in detail below), and is preferably in the form of plasmid DNA or phage DNA. Examples of vectors for introducing DNA into coryneform bacteria include, but are not limited to, pAM330, pHM1519, pAJ655, pAJ611, pAJ1844, pCG1, pCG2, pCG4, pCG11, pHK, pPSPTTG1, pVC7, pUC19I, and the like. Can be used.
上記（１）〜（５）の遺伝子のベクターへの挿入は、当業者に知られた遺伝子組み換え技術を用いて行うことができる。ベクターに挿入される遺伝子は、宿主生物中で各遺伝子にコードされるタンパク質の転写翻訳を調節することが可能なプロモーターの下流に、連結して挿入される。プロモーターとしては、宿主生物中で遺伝子の転写を調節できるものであればいずれを用いてもよいが、好ましくは、宿主生物に由来するプロモーターを利用する。好適なプロモーターとしては、細胞表層タンパク質遺伝子用プロモーターが挙げられ、宿主生物にコリネ型細菌を用いる場合には、コリネ型細菌由来の細胞表層タンパク質遺伝子用プロモーターを用いる。特に好ましくはコリネバクテリウム・グルタミカム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ）に由来するものであり、その塩基配列を配列番号１３に示す。 The above genes (1) to (5) can be inserted into a vector using a gene recombination technique known to those skilled in the art. The gene inserted into the vector is inserted in a linked manner downstream of a promoter capable of controlling the transcription and translation of the protein encoded by each gene in the host organism. Any promoter can be used as long as it can regulate the transcription of the gene in the host organism. Preferably, a promoter derived from the host organism is used. Suitable promoters include promoters for cell surface protein genes. When coryneform bacteria are used as the host organism, promoters for cell surface protein genes derived from coryneform bacteria are used. Particularly preferred is derived from Corynebacterium glutamicum, and its base sequence is shown in SEQ ID NO: 13.
なお、本発明において、コリネバクテリウム・グルタミカムに由来する細胞表層タンパク質遺伝子用プロモーターには、配列番号１３に示される塩基配列において、１から数個の塩基の欠失、置換、付加又は挿入を有し、かつ宿主中で連結された遺伝子の転写調節活性を有する塩基配列も利用可能である。ここで用語「数個」とは、上記定義のとおりである。 In the present invention, the promoter for cell surface protein gene derived from Corynebacterium glutamicum has a deletion, substitution, addition or insertion of one to several bases in the base sequence shown in SEQ ID NO: 13. In addition, a base sequence having transcriptional regulatory activity for genes linked in the host can also be used. Here, the term “several” is as defined above.
また、本発明において、コリネバクテリウム・グルタミカムに由来する細胞表層タンパク質遺伝子用プロモーターには、配列番号１３に示される塩基配列と相補的な塩基配列からなるＤＮＡとストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能なＤＮＡの塩基配列であって、かつ宿主中で連結された遺伝子の転写調節活性を有する塩基配列も利用可能である。ここで「ストリンジェントな条件」とは、上記定義のとおりである。 In the present invention, the promoter for the cell surface protein gene derived from Corynebacterium glutamicum can be hybridized with DNA comprising a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 13 under stringent conditions. It is also possible to use a base sequence having a transcriptional regulatory activity for a gene linked in a host. Here, “stringent conditions” are as defined above.
さらに、本発明において、コリネバクテリウム・グルタミカムに由来する細胞表層タンパク質遺伝子用プロモーターには、配列番号１３に示される塩基配列とＢＬＡＳＴ等（例えば、デフォルトすなわち初期設定のパラメータ）を用いて計算したときに、８０％以上、より好ましくは９０％以上、最も好ましくは９５％以上の同一性を有する塩基配列からなりかつ宿主中で連結された遺伝子の転写調節活性を有する塩基配列も利用可能である。 Furthermore, in the present invention, the promoter for the cell surface protein gene derived from Corynebacterium glutamicum is calculated using the base sequence shown in SEQ ID NO: 13, BLAST, etc. (for example, default or default parameters). In addition, a base sequence comprising a base sequence having an identity of 80% or more, more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more, and having transcriptional regulatory activity of a gene linked in a host can also be used.
また、ベクターには、必要に応じて、遺伝子を導入しようとする宿主生物において利用可能なターミネーター配列、エンハンサー配列、スプライシングシグナル配列、ポリＡ付加シグナル配列、リボゾーム結合配列（ＳＤ配列）、選択マーカー遺伝子などを連結することができる。選択マーカー遺伝子の例としては、アンピシリン耐性遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子、カナマシン耐性遺伝子、クロラムフェニコール耐性遺伝子等の薬剤耐性遺伝子の他、アミノ酸や核酸等の栄養素の細胞内生合成に関与する遺伝子、あるいはルシフェラーゼ等の蛍光タンパク質をコードする遺伝子などを挙げることができる。 The vector also contains terminator sequences, enhancer sequences, splicing signal sequences, poly A addition signal sequences, ribosome binding sequences (SD sequences), selectable marker genes that can be used in the host organism into which the gene is to be introduced, as necessary. Etc. can be connected. Examples of selectable marker genes include drug resistance genes such as ampicillin resistance gene, tetracycline resistance gene, neomycin resistance gene, kana machine resistance gene, chloramphenicol resistance gene, and intracellular biosynthesis of nutrients such as amino acids and nucleic acids. Examples include genes involved or genes encoding fluorescent proteins such as luciferase.
上記の点から、本発明においては、ｐＶＣ７（Ｋｉｋｕｃｈｉ，Ｙ．ｅｔａｌ．：Ａｐｐｌ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．，６９，３５８−３６６（２００３））およびｐＰＳＰＴＧ１（Ｋｉｋｕｃｈｉ，Ｙ．ｅｔ ａｌ．上掲）を用いることができる。前記プロモーターを含むｐＶＣ７およびｐＰＳＰＴＧ１に、上記（１）〜（５）の遺伝子を前記プロモーターの３’下流に配置されるように連結・挿入して、当該プロモーターによって（１）〜（５）の遺伝子を発現する発現プラスミドベクターｐＶＣ７ＰＣＴＬＤＨとｐＰＳＣ１ＳＴＱＫＡＢを構築することができる（下記実施例にて詳述）。 From the above points, pVC7 (Kikuchi, Y. et al .: Appl. Environ. Microbiol., 69, 358-366 (2003)) and pPSPTTG1 (Kikuchi, Y. et al., Supra) are used in the present invention. be able to. The genes (1) to (5) are ligated and inserted into pVC7 and pPSPTTG1 containing the promoter so as to be located 3 ′ downstream of the promoter, and the genes (1) to (5) are inserted by the promoter. Expression plasmid vectors pVC7PCTLDH and pPSC1STQKAB can be constructed (detailed in the examples below).
ベクターには、上記（１）〜（５）より選択されるいずれかの遺伝子を一つ挿入しても良いし、上記（１）〜（５）より選択される複数個の遺伝子を挿入しても良い。ベクターに挿入される遺伝子について用いられる場合「複数個」とは２〜５個、２〜４個、好ましくは２〜３個の遺伝子を挿入することが可能である。ベクターに複数個の遺伝子を挿入する場合において、一つのベクターに含まれる遺伝子の組み合わせは適宜選択することができる。例えば、一のベクターには、ＰＣＴ遺伝子およびＬＤＨ遺伝子を、また別のベクターには、βＫＴ遺伝子、ＡＡＣｏＡ−Ｒ遺伝子およびポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子を挿入することができるが、これらに限定されない。また、一つのベクターに複数個の遺伝子が挿入される場合、これらの遺伝子はオペロンを形成することが好ましい。ここで「オペロン」とは、同一のプロモーターの制御下に転写される１またはそれ以上の遺伝子から構成される核酸配列単位である。 One of the genes selected from (1) to (5) above may be inserted into the vector, or a plurality of genes selected from (1) to (5) above may be inserted. Also good. When used for genes to be inserted into a vector, the term “plurality” means that 2 to 5, 2 to 4, preferably 2 to 3 genes can be inserted. In the case of inserting a plurality of genes into a vector, the combination of genes contained in one vector can be appropriately selected. For example, the PCT gene and the LDH gene can be inserted into one vector, and the βKT gene, the AACoA-R gene and the polyhydroxyalkanoic acid synthase gene can be inserted into another vector, but the present invention is not limited thereto. When a plurality of genes are inserted into one vector, these genes preferably form an operon. Here, the “operon” is a nucleic acid sequence unit composed of one or more genes transcribed under the control of the same promoter.
上記の遺伝子、好ましくはベクターの形態にある遺伝子は、当業者に知られた方法によって、宿主生物に導入される。宿主生物へのベクターの組み換え方法としては、例えばリン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、酢酸リチウム法、接合伝達法、カルシウムイオンを用いる方法や等が挙げられる。 The above genes, preferably in the form of vectors, are introduced into the host organism by methods known to those skilled in the art. Examples of the method for recombination of a vector into a host organism include a calcium phosphate method, an electroporation method, a spheroplast method, a lithium acetate method, a junction transfer method, a method using calcium ions, and the like.
（７）コリネ型細菌
本発明における遺伝子組み換えコリネ型細菌は、上記（１）〜（５）の遺伝子の導入によって形質転換されたコリネ型細菌である。本発明において、宿主生物として利用し得るコリネ型細菌としては、コリネバクテリウム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属、アグロコッカス（Ａｇｒｏｃｏｃｃｕｓ）属、アグロマイセス（Ａｇｒｏｍｙｃｅｓ）属、アースロバクター（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ）属、オーレオバクテリウム（Ａｕｒｅｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属、ブレビバクテリウム（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属、セルロモナス（Ｃｅｌｌｕｌｏｍｏｎａｓ）属、クラビバクター（Ｃｌａｖｉｂａｃｔｅｒ）属、ミクロバクテリウム（Ｍｉｃｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属、ラサイバクター（Ｒａｔｈａｙｉｂａｃｔｅｒ）属、テラバクター（Ｔｅｒｒａｂａｃｔｅｒ）属、ツリセラ（Ｔｕｒｉｃｅｌｌａ）属などに属する細菌が挙げられる。好ましくは、コリネバクテリウム属細菌である。さらに、コリネバクテリウム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属細菌として、例えばコリネバクテリウム・グルタミカムＡＴＣＣ１３０３２、コリネバクテリウム・グルタミカムＡＴＣＣ１３８６９、コリネバクテリウム・グルタミカムＡＴＣＣ１３８７０、コリネバクテリウム・グルタミカムＡＴＣＣ１４０６７、コリネバクテリウム・カルナエＡＴＣＣ１５９９１、コリネバクテリウム・アセトグルタミカムＡＴＣＣ１５８０６等の菌株が挙げられ、好ましくはコリネバクテリウム・グルタミカムＡＴＣＣ１３８６９、ＡＴＣＣ１３０３２、およびＡＴＣＣ１４０６７である。これらはＡｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ ＣｕｌｔｕｒｅＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（米国）より入手できる。
(7) Coryneform bacterium The genetically modified coryneform bacterium in the present invention is a coryneform bacterium transformed by the introduction of the genes (1) to (5) above. In the present invention, coryneform bacteria that can be used as host organisms include the genus Corynebacterium, the genus Agrococcus, the genus Agromyces, the genus Arthrobacter, the aureobacterium ( Genus Aureobacterium, genus Brevibacterium, genus Cellulomonas, genus Clavibacter, genus Microbacterium, genus Rathybacter, genus terater And bacteria belonging to the above. Preferably, it is a Corynebacterium bacterium. Furthermore, examples of the genus Corynebacterium include Corynebacterium glutamicum ATCC13032, Corynebacterium glutamicum ATCC 13869, Corynebacterium glutamicum ATCC 13870, Corynebacterium glutamicum ATCC 14067, Corynebacterium carnae ATCC 15991, Examples include strains such as U. acetoglutamicum ATCC 15806, preferably Corynebacterium glutamicum ATCC 13869, ATCC 13032, and ATCC 14067. These are available from the American Type Culture Collection (USA).
（８）含乳酸ポリエステルの製造
本発明において、含乳酸ポリエステルの製造は、上記（１）〜（５）の遺伝子が導入された遺伝子組み換えコリネ型細菌を、炭素源を含む培地で培養し、培養菌体又は培養物中に含乳酸ポリエステルを生成蓄積させ、該培養菌体又は培養物から当該含乳酸ポリエステルを回収することにより行われる。
(8) Production of lactic acid-containing polyester In the present invention, lactic acid-containing polyester is produced by culturing the recombinant coryneform bacterium into which the genes of (1) to (5) are introduced in a medium containing a carbon source, It is carried out by producing and accumulating lactic acid-containing polyester in the cells or culture, and collecting the lactic acid-containing polyester from the cultured cells or culture.
炭素源としては、例えばグルコース、フラクトース、スクロース、マルトース等の炭水化物が挙げられる。また、炭素数４以上の油脂関連物質を炭素源とすることもできる。炭素数４以上の油脂関連物質としては、コーン油、大豆油、サフラワー油、サンフラワー油、オリーブ油、ヤシ油、パーム油、ナタネ油、魚油、鯨油、豚油又は牛油などの天然油脂、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸、ラウリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、リノレン酸、リノール酸若しくはミリスチン酸等の脂肪酸又はこれらの脂肪酸のエステル、オクタノール、ラウリルアルコール、オレイルアルコール若しくはパルミチルアルコール等又はこれらアルコールのエステル等が挙げられる。 Examples of the carbon source include carbohydrates such as glucose, fructose, sucrose, and maltose. In addition, oil-related substances having 4 or more carbon atoms can be used as a carbon source. Examples of oils and fats having 4 or more carbon atoms include corn oil, soybean oil, safflower oil, sunflower oil, olive oil, coconut oil, palm oil, rapeseed oil, fish oil, whale oil, pig oil or cow oil, Fatty acids such as butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, octanoic acid, decanoic acid, lauric acid, oleic acid, palmitic acid, linolenic acid, linoleic acid or myristic acid or esters of these fatty acids, octanol, lauryl alcohol, oleyl alcohol or Examples include palmityl alcohol and the like, and esters of these alcohols.
窒素源としては、例えばアンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等のアンモニウム塩の他、ペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスティープリカー等が挙げられる。無機物としては、例えばリン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム等が挙げられる。 Examples of the nitrogen source include ammonium salts such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, and ammonium phosphate, peptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, and the like. Examples of inorganic substances include monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, and sodium chloride.
培養は、通常振盪培養などの好気的条件下、２５〜３７℃の範囲、好ましくは３０℃、ｐＨ７〜８、好ましくはｐＨ７．５にて、前記（１）〜（５）のタンパク質が転写発現されてから２４時間以上行うことが好ましい。培養は、バッチ式で行っても、連続式で行っても良い。 The culture is usually carried out under aerobic conditions such as shaking culture in the range of 25-37 ° C., preferably 30 ° C., pH 7-8, preferably pH 7.5, and the proteins (1) to (5) are transferred. It is preferably performed for 24 hours or more after the expression. Culture may be performed in a batch system or a continuous system.
本発明の好ましい態様は、Ｅ．コリ（Ｅ． ｃｏｌｉ）由来のＬＤＨ遺伝子（配列番号１）、Ｍ．エルスデニ（Ｍ．ｅｌｓｄｅｎｉｉ）由来のＰＣＴ遺伝子（配列番号３）、Ｒ．ユートロファ（Ｒ．ｅｕｔｒｏｐｈａ）由来のβＫＴ遺伝子（配列番号５）、Ｒ．ユートロファ（Ｒ．ｅｕｔｒｏｐｈａ）由来のＡＡＣｏＡ−Ｒ遺伝子（配列番号７）及びＰ．・スピーシーズ（Ｐ．ｓｐ．）６１−３に由来する変異型ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素遺伝子（配列番号１１）を導入した遺伝子組み換えコリネバクテリウム・グルタミカムを培養し、高い乳酸分率（９９％以上）を有する、ヒドロキシ酪酸と乳酸とからなる共重合ポリエステルを製造する方法である。特に好ましくは、コリネバクテリウム・グルタミカムＡＴＣＣ１３８６９、ＡＴＣＣ１３０３２、およびＡＴＣＣ１４０６７を宿主として使用する。 A preferred embodiment of the present invention is E.I. LDH gene (SEQ ID NO: 1) derived from E. coli; PCT gene (SEQ ID NO: 3) from M. elsdenii, R. A βKT gene (SEQ ID NO: 5) derived from R. eutropha; AACoA-R gene (SEQ ID NO: 7) from R. eutropha・ Cultivated recombinant Corynebacterium glutamicum into which a mutant polyhydroxyalkanoate synthase gene (SEQ ID NO: 11) derived from Spices (P.sp.) 61-3 is introduced, and has a high lactic acid content (99% or more) And a copolyester composed of hydroxybutyric acid and lactic acid. Particularly preferably, Corynebacterium glutamicum ATCC 13869, ATCC 13032, and ATCC 14067 are used as hosts.
遺伝子組み換えコリネ型細菌から生産されたポリエステルの回収は、微生物から共重合ポリエステルを回収するための、当業者に公知の方法によって行うことができる。例えば、培養液から遠心分離によって集菌、洗浄した後、乾燥させ、クロロホルムに乾燥菌体を懸濁し、加熱することによって、目的とする共重合ポリエステルをクロロホルム画分に抽出し、さらにこのクロロホルム溶液にメタノールを加えてポリエステルを沈殿させ、濾過や遠心分離によって上澄み液を除去した後、乾燥することで、精製された共重合ポリエステルを得ることができる。 The recovery of the polyester produced from the genetically modified coryneform bacterium can be performed by a method known to those skilled in the art for recovering the copolyester from the microorganism. For example, the microorganism is collected from the culture solution by centrifugation, washed, dried, suspended in chloroform, and heated to extract the desired copolyester into the chloroform fraction. Methanol is added to precipitate the polyester, the supernatant is removed by filtration or centrifugation, and then dried to obtain a purified copolyester.
回収されたポリエステルの組成の確認は、通常の方法、例えばガスクロマトグラフ法や核磁気共鳴法等により行えばよい。 The composition of the recovered polyester may be confirmed by a usual method such as gas chromatography or nuclear magnetic resonance.
本発明の方法おいて製造される含乳酸ポリエステルは、ヒドロキシ酪酸と乳酸とからなる共重合ポリエステルである。本発明において製造される含乳酸ポリエステルは、高い乳酸分率を有し、得られるポリエステルにおいて乳酸分率は、９９％以上、９９．５％以上、９９．９％以上またはそれ以上である。従来、遺伝子組換え微生物（大腸菌）を用いて含乳酸ポリエステルを製造する方法が明らかとなっていた（Ｓｈｏｚｕｉ ｅｔ ａｌ．上掲）。当該遺伝子組換え大腸菌によって製造される含乳酸ポリエステルは、９６％程度の乳酸分率しか得られなかった。当該含乳酸ポリエステルには乳酸の他に、３−ヒドロキシ酪酸（１％）および３−ヒドロキシ吉草酸（３％）の混入が検出される。一方、本発明の方法において得られる含乳酸ポリエステルは９９％以上の乳酸分率を有し、３−ヒドロキシ吉草酸は含まれないか、または検出限界以下である。また、本発明の方法において得られる含乳酸ポリエステルは高い乳酸分率を有するために、優れた耐熱性および時間安定性（時間ともに劣化しない性質）を有することができる。 The lactic acid-containing polyester produced by the method of the present invention is a copolymerized polyester composed of hydroxybutyric acid and lactic acid. The lactic acid-containing polyester produced in the present invention has a high lactic acid fraction, and the lactic acid fraction in the obtained polyester is 99% or more, 99.5% or more, 99.9% or more or more. Conventionally, a method for producing a lactic acid-containing polyester using a genetically modified microorganism (E. coli) has been clarified (Shozui et al., Supra). The lactic acid-containing polyester produced by the genetically modified Escherichia coli had only a lactic acid fraction of about 96%. In addition to lactic acid, contamination of 3-hydroxybutyric acid (1%) and 3-hydroxyvaleric acid (3%) is detected in the lactic acid-containing polyester. On the other hand, the lactic acid-containing polyester obtained in the method of the present invention has a lactic acid fraction of 99% or more and does not contain 3-hydroxyvaleric acid or is below the detection limit. In addition, since the lactic acid-containing polyester obtained by the method of the present invention has a high lactic acid fraction, it can have excellent heat resistance and time stability (a property that does not deteriorate with time).
また、本発明において製造される含乳酸ポリエステルは、約２万〜３万の重量平均分子量、および約１万の数平均分子量を有する。 The lactic acid-containing polyester produced in the present invention has a weight average molecular weight of about 20,000 to 30,000 and a number average molecular weight of about 10,000.
さらに本発明において製造される含乳酸ポリエステルは、乳酸（詳細にはＤ−乳酸）の光学純度が非常に高く、光学純度９８％ｅｅ以上、９９％ｅｅ以上、９９．５ｅｅ％以上またはそれ以上（ほぼ１００％ｅｅ）である。 Furthermore, the lactic acid-containing polyester produced in the present invention has a very high optical purity of lactic acid (specifically, D-lactic acid). The optical purity is 98% ee or higher, 99% ee or higher, 99.5ee% or higher (or higher). Almost 100% ee).
また本発明の方法においては、培地に乳酸やヒドロキシ酪酸などの、目的とするポリマーを構成するモノマー成分を添加しなくても、安価な廃糖蜜から、ヒドロキシ酪酸と乳酸とからなる共重合ポリエステルを製造することができ、製造コストの点で有利である。 In the method of the present invention, a copolymer polyester composed of hydroxybutyric acid and lactic acid is obtained from inexpensive molasses without adding a monomer component constituting the target polymer such as lactic acid or hydroxybutyric acid to the medium. It can be manufactured and is advantageous in terms of manufacturing cost.
さらに本発明の方法においては、内毒素を内在していないコリネ型細菌を利用しているために、生産された含乳酸ポリエステルの回収に際して、微生物の内毒素が混入することを回避することができ、生体医療材料や食品接触容器といった用途に利用可能な安全な含乳酸ポリエステルを提供することができる。 Furthermore, in the method of the present invention, since coryneform bacteria that do not contain endotoxin are used, it is possible to avoid contamination with microbial endotoxin when the produced lactic acid-containing polyester is recovered. It is possible to provide a safe lactic acid-containing polyester that can be used for applications such as biomedical materials and food contact containers.
以下、非限定的な実施例を示して本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例における各実験操作は、Ｓａｍｂｒｏｏｋら（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｃｌｏｎｉｎｇ： ａ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｍａｎｕａｌ， ２ｎｄ ｅｄ． １９８９年、Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ， Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ， Ｎ．Ｙ．）を初めとする各種の実験操作を紹介したマニュアル、又は各種試薬及びキットに添付された指示書の各記載に従い、行った。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to non-limiting examples. In addition, each experimental operation in the Examples is Sambrook et al. (Molecular cloning: a laboratory manual, 2nd ed. 1989, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N. Y. Various experiments). It was performed according to each description of the introduced manual or the instructions attached to each reagent and kit.
＜実施例１＞ 遺伝子組換え微生物の作製
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ ＪＭ１０９）からＤＮｅａｓｙ Ｔｉｓｓｕｅ Ｋｉｔ（Ｑｉａｇｅｎ社）を用いてゲノムＤＮＡを抽出後、乳酸脱水素酵素をコードする核酸（配列番号１）をＰＣＲで増幅するために、ＢａｍＨＩ認識配列を含むフォワードプライマー：５’−ＧＧＡＴＣＣＧＣＣＡＣＣＡＴＧＡＡＡＣＴＣＧＣＣＧＴＴＴＡＴＡＧ−３’（配列番号１４）と、ＳａｃＩ認識配列を含むリバースプライマー：５’−ＧＡＧＣＴＣＡＡＧＡＴＴＡＡＡＣＣＡＧＴＴＣＧＴＴＣＧ−３’（配列番号１５）のプライマーＤＮＡを合成した。前記ゲノムＤＮＡを鋳型として、ｉＣｙｃｌｅｒ（ＢｉｏＲａｄ）を用い、ＫＯＤ−Ｐｌｕｓ−ＤＮＡポリメラーゼ（１Ｕ）、ＰＣＲバッファー、１ｍＭ ＭｇＳＯ４、各プライマー１５ｐｍｏｌ、０．２ｍＭ ｄＮＴＰｓ（全て東洋紡社）を含む反応液中、９４℃２分を１サイクル、９４℃で１５秒、５５℃で３０秒、６８℃で２分を１サイクルとするＰＣＲ反応を３０サイクル行った後、約１ｋｂｐの増幅断片を回収し、ＢａｍＨＩ及びＳａｃＩで消化して、ＬＤＨをコードするＤＮＡフラグメントを得た。
<Example 1> Production of genetically modified microorganisms After extracting genomic DNA from E. coli JM109 using DNeasy Tissue Kit (Qiagen), PCR was performed using a nucleic acid encoding lactate dehydrogenase (SEQ ID NO: 1). Primer of BamHI recognition sequence: 5′-GGATCCGCCCACCCATGAAACTCGCCGTTTTATAG-3 ′ (SEQ ID NO: 14) and reverse primer containing SacI recognition sequence: 5′-GAGCTCCAAGATTAACCAGTTCGTTCG-3 ′ (SEQ ID NO: 15) DNA was synthesized. Using iCycler (BioRad) with the genomic DNA as a template, in a reaction solution containing KOD-Plus-DNA polymerase (1 U), PCR buffer, 1 mM MgSO 4 , each primer 15 pmol, 0.2 mM dNTPs (all Toyobo), After performing 30 cycles of a PCR reaction with 94 ° C for 2 minutes for 1 cycle, 94 ° C for 15 seconds, 55 ° C for 30 seconds, and 68 ° C for 2 minutes, an amplified fragment of about 1 kbp was recovered, and BamHI and Digestion with SacI gave a DNA fragment encoding LDH.
プラスミドｐＶＣ７（味の素株式会社）をＨｉｎｄＩＩＩ及びＥｃｏＲＩで消化した後、ＢａｍＨＩ、ＳａｃＩ、ＢｇｌＩＩ、ＰｓｔＩ認識配列を含むＤＮＡフラグメントを加えてライゲーションし、上記制限酵素認識配列を有するｐＶＣ７’を調整した。ｐＶＣ７’をＢａｍＨＩ及びＳａｃＩで消化した後、前記ＬＤＨをコードする核酸を含むＤＮＡフラグメントを加えてライゲーションし、約７．７ｋｂｐの遺伝子組換えプラスミドｐＶＣＬＤＨを調整した。 After digesting plasmid pVC7 (Ajinomoto Co., Inc.) with HindIII and EcoRI, DNA fragments containing BamHI, SacI, BglII, and PstI recognition sequences were added and ligated to prepare pVC7 'having the restriction enzyme recognition sequence. After digesting pVC7 'with BamHI and SacI, a DNA fragment containing the nucleic acid encoding the LDH was added and ligated to prepare a recombinant plasmid pVCLDH of about 7.7 kbp.
Ｔａｇｕｃｈｉら（ＰＮＡＳ、２００８年、第１０５号、４５番、１７３２３−１７３２７）に記載されているｐＴＶ１１８ＮｐｃｔＣ１ＡＢ（ＳＴＱＫ）を鋳型としてＭ．エルスデニ（Ｍ．ｅｌｓｄｅｎｉｉ、ＡＴＣＣ１７７５３）由来のＰＣＴ（アクセッションＮｏ．Ｊ０４９８７）をコードする核酸（配列番号３）をＰＣＲで増幅するために、ＢｇｌＩＩ認識配列を含むフォワードプライマー：５’−ＡＧＡＴＣＴＡＧＧＡＧＧＴＡＡＡＣＡＡＴＧＡＧＡＡＡＡＧＴＡＧＡＡＡＴＣＡ−３’（配列番号１６）と、ＰｓｔＩ認識配列を含むリバースプライマー：５’−ＧＡＧＣＴＣＴＧＣＡＧＧＴＴＡＴＴＴＴＴＴＣＡＧＴＣ−３’（配列番号１７）のプライマーＤＮＡを合成した。前記プラスミドＤＮＡを鋳型として、ｉＣｙｃｌｅｒ（ＢｉｏＲａｄ）を用い、ＫＯＤ−Ｐｌｕｓ−ＤＮＡポリメラーゼ（１Ｕ）、ＰＣＲバッファー、１ｍＭ ＭｇＳＯ４、各プライマー１５ｐｍｏｌ、０．２ｍＭ ｄＮＴＰｓ（全て東洋紡社）を含む反応液中、９４℃２分を１サイクル、９４℃で１５秒、５５℃で３０秒、６８℃で２分を１サイクルとするＰＣＲ反応を３０サイクル行った後、約１，５００ｂｐの増幅断片を回収し、ＢｇｌＩＩ及びＰｓｔＩで消化して、前記ＰＣＴをコードするＤＮＡフラグメントを得た。 Tag TVi NpctC1AB (STQK) described in Taguchi et al. (PNAS, 2008, No. 105, No. 45, 17323-17327) is used as a template for M. For PCR amplification of a nucleic acid (SEQ ID NO: 3) encoding PCT (Accession No. J04987) from M. elsdenii, ATCC 17753, a forward primer containing a BglII recognition sequence: 5′-AGATCTAGGAGGTAAACAATGAGAAAAGTAGAAAACA-3 ′ (SEQ ID NO: 16) and a reverse primer containing a PstI recognition sequence: 5′-GAGCTCTGCAGGTTTTTTTTAGAGTC-3 ′ (SEQ ID NO: 17) primer DNA was synthesized. Using iCycler (BioRad) with the plasmid DNA as a template, in a reaction solution containing KOD-Plus-DNA polymerase (1 U), PCR buffer, 1 mM MgSO 4 , each primer 15 pmol, 0.2 mM dNTPs (all Toyobo), After performing 30 cycles of PCR reaction with 94 ° C. for 2 minutes for 1 cycle, 94 ° C. for 15 seconds, 55 ° C. for 30 seconds, and 68 ° C. for 2 minutes, about 1,500 bp amplified fragment was recovered, Digestion with BglII and PstI gave a DNA fragment encoding the PCT.
上記ｐＶＣＬＤＨをＢｇｌＩＩ及びＰｓｔＩを用いて消化した後、前記ＰＣＴをコードするＤＮＡフラグメントを加えてライゲーションし、ＰＣＴをコードするＤＮＡを含む、約９．２ｋｂｐの組み換えプラスミドｐＶＣ７ＬＤＨＰＣＴを調製した（図１（Ａ））。 After digesting the above pVCLDH with BglII and PstI, the DNA fragment encoding the PCT was added and ligated to prepare an approximately 9.2 kbp recombinant plasmid pVC7LDHPCT containing DNA encoding the PCT (FIG. 1 (A )).
Ｔａｋａｓｅら（Ｊ． Ｂｉｏｃｈｅｍ．、２００３年、第１３３巻、第１３９−１４５頁）に記載されているｐＧＥＭＣ１ＳＴＱＫＡＢをＸｂａＩ及びＢａｍＨＩで消化し、Ｒ．ユートロファ（Ｒ．ｅｕｔｒｏｐｈａ）由来のβＫＴをコードするＤＮＡ（配列番号５）、Ｒ．ユートロファ（Ｒ．ｅｕｔｒｏｐｈａ）由来のＡＡＣｏＡ−ＲをコードするＤＮＡ（配列番号７）、及び変異型乳酸重合酵素（配列番号１１）をコードするＤＮＡを全て含むＤＮＡフラグメントを調整した。 PGEMC1STQKAB described in Takase et al. (J. Biochem., 2003, 133, 139-145) was digested with XbaI and BamHI. DNA encoding βKT from R. eutropha (SEQ ID NO: 5), R. A DNA fragment containing all of the DNA encoding AACoA-R (SEQ ID NO: 7) derived from R. eutropha and the DNA encoding the mutant lactic acid polymerase (SEQ ID NO: 11) was prepared.
Ｋｉｋｕｃｈｉ，Ｙ．ｅｔ ａｌ．（上掲）に記載されているプラスミドｐＰＳＰＴＧ１をＢｓｔＥＩＩとＣｐｏＩで消化した後、ＸｂａＩの認識配列を含むＤＮＡフラグメントを加えてライゲーションし、ＸｂａＩ認識配列を含むｐＰＳＰＴＧ１’を調整した。ｐＰＳＰＴＧ１’をＸｂａＩとＢａｍＨＩで消化した後、前記βＫＴ、ＡＡＣｏＡ−Ｒおよび変異型乳酸重合酵素をコードするＤＮＡフラグメントを加えてライゲーションし、βＫＴ、ＡＡＣｏＡ−Ｒおよび変異型乳酸重合酵素をコードするＤＮＡを含むプラスミドｐＰＳＣ１ＳＴＱＫＡＢを調製した（図１（Ｂ））。 Kikuchi, Y. et al. et al. After digesting the plasmid pPSPTTG1 described in (above) with BstEII and CpoI, a DNA fragment containing the XbaI recognition sequence was added and ligated to prepare pPSPTTG1 'containing the XbaI recognition sequence. After digesting pPSPTTG1 ′ with XbaI and BamHI, the DNA fragments encoding βKT, AACoA-R and the mutant lactic acid polymerase are added and ligated, and DNA encoding βKT, AACoA-R and the mutant lactic acid polymerase is obtained. A plasmid pPSC1STQKAB containing it was prepared (FIG. 1 (B)).
前記ｐＶＣ７ＰＣＴＬＤＨとｐＰＳＣ１ＳＴＱＫＡＢをコリネ菌のコンピテントセル（コリネバクテリウム・グルタミカム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ）ＡＴＣＣ１３０３２）に加え、エレクトロポレーションにより、両方のプラスミドが導入された形質転換体を作製した。 The pVC7PCTLDH and pPSC1STQKAB were added to a competent cell of Corynebacterium (Corynebacterium glutamicum ATCC13032), and a transformant into which both plasmids were introduced was prepared by electroporation.
＜実施例２＞ ポリマーの生産
実施例１で得られた形質転換体を、カナマイシン１００μｇ／ｍＬ、クロラムフェニコール１００μｇ／ｍＬ、２％グルコースを含むＣＭ２Ｇ培地１．５ｍＬに植菌し、３０℃にて１２時間培養を行った後、１００ｍＬの同培地に植菌し、３０℃にて２４時間培養した。得られた培養液を３，１００ｒｐｍ、１５分間の条件で遠心して菌体を回収し、２％グルコースを含むＭＭＴＧ培地１００ｍＬに植菌し、３０℃にて７２時間培養を行った。得られた培養液を３，１００ｒｐｍ、１５分間の条件で遠心して菌体を回収し、１０ｍＭトリス塩酸緩衝液（ｐＨ７．５）に懸濁させてから再度同条件で遠心分離した後、２日間、凍結乾燥した。
<Example 2> Production of polymer The transformant obtained in Example 1 was inoculated into 1.5 mL of CM2G medium containing 100 μg / mL of kanamycin, 100 μg / mL of chloramphenicol and 2% glucose, and 30 ° C. After incubating for 12 hours, the cells were inoculated into 100 mL of the same medium and cultured at 30 ° C. for 24 hours. The obtained culture solution was centrifuged at 3,100 rpm for 15 minutes to recover the cells, inoculated into 100 mL of MMTG medium containing 2% glucose, and cultured at 30 ° C. for 72 hours. The obtained culture solution is centrifuged at 3,100 rpm for 15 minutes to recover the bacterial cells, suspended in 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5), and centrifuged again under the same conditions for 2 days. And lyophilized.
ガラス製耐圧反応管に乾燥菌体を移し、クロロホルム３ｍＬを加えて懸濁液としてから、１００℃のヒートブロック中で３時間保った後、室温まで冷却後、０．２μｍＰＴＦＥフィルター（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社）で濾過して、クロロホルム溶液と菌体を分離した。濾液を遠心用ガラス試験管に移し、６０℃でドライアップしてクロロホルムを留去した。試験管内に残った膜状のポリマーを、ヘキサンを用いて洗浄、乾燥し、再びクロロホルム３ｍＬを加え、ポリマーを含むクロロホルム溶液を得た。０．２μｍＰＴＦＥフィルター（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社）で濾過し、分取用ＧＰＣ（ＬＣ−９２０１）を用いてポリマー画分を分取した後、クロロホルムを留去して、ポリマー１１ｍｇを回収した。ポリマーの菌体内含有率（培養後の乾燥菌体総重量に対して回収されたポリマー重量割合）は約１％であった。 Transfer the dried cells to a glass pressure-resistant reaction tube, add 3 mL of chloroform to make a suspension, keep it in a heat block at 100 ° C. for 3 hours, cool to room temperature, and then use a 0.2 μm PTFE filter (ADVANTEC). Filtration was performed to separate the chloroform solution and the bacterial cells. The filtrate was transferred to a centrifuge glass test tube and dried at 60 ° C. to distill off chloroform. The film-like polymer remaining in the test tube was washed with hexane and dried, and 3 mL of chloroform was added again to obtain a chloroform solution containing the polymer. After filtration through a 0.2 μm PTFE filter (ADVANTEC) and fractionation of the polymer fraction using preparative GPC (LC-9201), chloroform was distilled off to recover 11 mg of polymer. The intracellular content of the polymer (the weight ratio of the polymer recovered with respect to the total weight of the dried cells after the culture) was about 1%.
＜実施例３＞ ポリマーの分析
（ｉ）ＧＰＣ
実施例２で回収されたポリマー約１ｍｇにクロロホルムを１ｍＬ加え、これを０．２μｍＰＴＦＥフィルター（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社）で濾過した溶液をサンプルとして、下記の条件でＧＰＣ測定を行った。
システム ：Ｓｈｉｍａｄｚｕ Ｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅ ＧＰＣ ｓｙｓｔｅｍ
カラム ：ＴＳＫｇｅｌ−Ｓｕｐｅｒ ＴＨＺ−Ｍ（６．０ｍｍ×１５０ｍｍ）
溶離液 ：ＣＨＣｌ３
流量 ：０．８ｍＬ／分
温度 ：４０℃
検出 ：１０Ａ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｄｅｔｅｃｔｏｒ
サンプル量：１０μＬ
<Example 3> Analysis of polymer (i) GPC
1 mL of chloroform was added to about 1 mg of the polymer recovered in Example 2, and a GPC measurement was performed under the following conditions using a solution obtained by filtering this with a 0.2 μm PTFE filter (ADVANTEC) as a sample.
System: Shimadzu Prominence GPC system
Column: TSKgel-Super THZ-M (6.0 mm × 150 mm)
Eluent: CHCl3
Flow rate: 0.8 mL / min Temperature: 40 ° C
Detection: 10A reflexive index detector
Sample volume: 10 μL
測定された分子量分布曲線を図２に示す。分子量較正曲線は標準ポリスチレンを用いて作成し、標準ポリスチレン分子量の換算値で分子量を表した。その結果、ポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）は２万〜３万、数平均分子量（Ｍｎ）は約１万、Ｍｗ／Ｍｎは１．８〜２．３であった。 The measured molecular weight distribution curve is shown in FIG. The molecular weight calibration curve was prepared using standard polystyrene, and the molecular weight was expressed as a converted value of standard polystyrene molecular weight. As a result, the polymer had a weight average molecular weight (Mw) of 20,000 to 30,000, a number average molecular weight (Mn) of about 10,000, and Mw / Mn of 1.8 to 2.3.
（ｉｉ）ＧＣ／ＭＳ
実施例２で回収されたポリマー約５０μｇを１ｍＬのクロロホルムに溶解した溶液２５０μＬ、エタノール８５０μＬ、塩酸１００μＬをガラス製耐圧反応管で混合し、１００℃のヒートブロック中で３時間、エタノリシス処理を行った。室温まで冷却後、０．６５Ｍリン酸および０．９ＭＮａＣｌを含む溶液１ｍｌと２５０ｍＭリン酸溶液５００μＬを加えて混合し、ｐＨを中性に調整した後、室温、１，２００ｒｐｍで５分間の条件で遠心し、水層とクロロホルム層を分離した。クロロホルム層を採取し、モレキュラーシーブスにより脱水を行って、ＧＣ分析用サンプルとした。
(Ii) GC / MS
250 μL of a solution obtained by dissolving about 50 μg of the polymer recovered in Example 2 in 1 mL of chloroform, 850 μL of ethanol, and 100 μL of hydrochloric acid were mixed in a pressure-resistant reaction tube made of glass, and subjected to ethanolysis in a heat block at 100 ° C. for 3 hours. . After cooling to room temperature, 1 ml of a solution containing 0.65 M phosphoric acid and 0.9 M NaCl and 500 μL of 250 mM phosphoric acid solution were added and mixed, and the pH was adjusted to neutral, and then at room temperature at 1,200 rpm for 5 minutes. Centrifugation was performed to separate the aqueous layer and the chloroform layer. A chloroform layer was collected and dehydrated with molecular sieves to obtain a sample for GC analysis.
ＧＣ／ＭＳ分析は、下記の条件で行った。
ＧＣシステム ：Ｓｈｉｍａｄｚｕ ＧＣ ２０１０
ＭＳシステム ：ＧＣ／ＭＳ−ＱＰ２０１０
カラム ：ＮＥＵＴＲＡ−ＢＯＮＤ−１（０．２５ｍｍ×３０００ｍｍ）
キャリアガス ：Ｈｅ
ガス流量 ：３０．０ｍＬ／分
ディテクター温度 ：３１０℃
インジェクター温度：２５０℃
カラムオーブン温度：１００℃
カラム昇温 ：８℃／ｍｉｎ
サンプル量 ：１μＬ
The GC / MS analysis was performed under the following conditions.
GC system: Shimadzu GC 2010
MS system: GC / MS-QP2010
Column: NEUTRA-BOND-1 (0.25 mm × 3000 mm)
Carrier gas: He
Gas flow rate: 30.0 mL / min Detector temperature: 310 ° C
Injector temperature: 250 ° C
Column oven temperature: 100 ° C
Column temperature rise: 8 ° C / min
Sample volume: 1 μL
上記条件での分析結果及び乳酸エチルのＭＳスペクトルを図２に示す。ＧＣ／ＭＳの結果より、実施例２で回収されたポリマーは３ヒドロキシ酪酸と乳酸をモノマー単位として含むことが確認された。 The analysis results under the above conditions and the MS spectrum of ethyl lactate are shown in FIG. From the results of GC / MS, it was confirmed that the polymer recovered in Example 2 contained 3-hydroxybutyric acid and lactic acid as monomer units.
（ｉｉｉ）ＮＭＲ分析
実施例２で回収されたポリマーを重水素化クロロホルムに溶解してサンプルとし、３００ＭＨｚで１Ｈ−ＮＭＲ（図２）を測定した。その結果、実施例２で回収されたポリマーは３ヒドロキシ酪酸と乳酸をモノマー単位として含むこと、乳酸の比が９９％以上であることが判明した。
(Iii) NMR analysis The polymer collected in Example 2 was dissolved in deuterated chloroform to prepare a sample, and 1 H-NMR (FIG. 2) was measured at 300 MHz. As a result, it was found that the polymer recovered in Example 2 contained 3 hydroxybutyric acid and lactic acid as monomer units, and the ratio of lactic acid was 99% or more.
Claims (13)
（ｉ）配列番号１３に示される塩基配列；
（ｉｉ）配列番号１３に示される塩基配列において、１から数個の塩基の欠失、置換、付加又は挿入を有し、かつ宿主生物中で連結された遺伝子の転写調節活性を有する塩基配列；
（ｉｉｉ）配列番号１３に示される塩基配列と相補的な塩基配列からなるＤＮＡとストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能なＤＮＡの塩基配列であって、かつ宿主生物中で連結された遺伝子の転写調節活性を有する塩基配列；または
（ｉｖ）配列番号１３に示される塩基配列と９５％以上の同一性を有する塩基配列からなりかつ宿主生物中で連結された遺伝子の転写調節活性を有する塩基配列。 The recombinant coryneform bacterium according to claim 9, wherein the promoter for the cell surface protein gene of the coryneform bacterium comprises any of the following base sequences:
(I) the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 13;
(Ii) a base sequence represented by SEQ ID NO: 13, having a deletion, substitution, addition or insertion of 1 to several bases, and having transcriptional regulatory activity of a gene linked in a host organism;
(Iii) Transcription of a gene that is hybridizable under stringent conditions to a DNA comprising a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 13 and linked in a host organism A base sequence having regulatory activity; or (iv) a base sequence having a transcriptional regulatory activity of a gene composed of a base sequence having 95% or more identity with the base sequence shown in SEQ ID NO: 13 and linked in a host organism.
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