JP2013255496A - Dna associated with hydroxylation of vitamin d - Google Patents

Dna associated with hydroxylation of vitamin d Download PDF

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Kazuhiro Machida
和弘 町田
Masashi Ito
将士 伊藤
Yoshikazu Fujii
良和 藤井
Shinji Hirosue
慎嗣 廣末
Akira Arisawa
章 有澤
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Microbiopharm Japan Co Ltd
Original Assignee
Microbiopharm Japan Co Ltd
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    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0071Oxidoreductases (1.) acting on paired donors with incorporation of molecular oxygen (1.14)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a hydroxylated vitamin D derivative more efficiently and inexpensively, from demand in a pharmaceutical production or pharmaceutical creation by improving the method for producing the hydroxylated vitamin D.SOLUTION: There are provided an isolated pure DNA including at least one region encoding a polypeptide associated with the hydroxylation of vitamin D and the like, a polypeptide encoded by the DNA, an autonomously or integratively replicating recombinant plasmid carrying the DNA, a transformant holding the DNA, and a method for producing a hydroxylated vitamin D derivative by culturing the transformant in a medium and collecting the hydroxylated vitamin D derivative from its culturing liquid.

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2007年2月5日出願の日本特願2007−25153号の優先権を主張し、それらの全記載は、ここに特に開示として援用される。
技術分野
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application claims priority from Japanese Patent Application No. 2007-25153 filed on Feb. 5, 2007, all of those described here are specifically incorporated as disclosure.
Technical field

本発明は、ビタミンD類の水酸化に関与するポリペプチドおよびそれらのポリペプチドをコードするDNAおよびそれらの改変体、並びにそれらDNAおよびそれらの改変体の一部または全体を保持する形質転換体、およびそれらの形質転換体を用いた水酸化ビタミンD誘導体の製造方法に関する。   The present invention relates to polypeptides involved in hydroxylation of vitamin Ds, DNAs encoding these polypeptides and variants thereof, and transformants that retain some or all of these DNAs and variants, And a method for producing a hydroxylated vitamin D derivative using these transformants.

ビタミンDは、主に高等生物において必須とされる脂溶性ビタミン群でコレステロールから生合成される。その生理作用はカルシウムの吸収促進や代謝促進、細胞分化誘導、免疫調節作用など多岐におよび、生体において重要な役割を果たしている。   Vitamin D is a fat-soluble vitamin group that is essential in higher organisms and is biosynthesized from cholesterol. Its physiological effects are diverse, such as calcium absorption promotion, metabolism promotion, cell differentiation induction, immunoregulatory action, and play an important role in the living body.

ヒトにおけるビタミンDの生合成の主要な経路は、まずコレステロールから7-デヒドロコレステロール(プロビタミンD3)が合成された後、皮膚において紫外線と熱反応からビタミンD3がつくられる。ビタミンD3は肝臓のミトコンドリアに局在するシトクロムP450(CYP27A1)によって25位の水酸化を受けて25-ヒドロキシビタミンD3となる。その後、腎臓の近位尿細管において別のシトクロムP450(CYP27B1)によって、さらに1α位の水酸化を受けて1α,25-ジヒドロキシビタミンD3(活性化型ビタミンD3)につくられる。この物質が細胞内の受容体(レセプター)に結合することで、生理作用発現に関わる核内の特定の遺伝子の発現調節を行うことが分かっている。 The main pathway of biosynthesis of vitamin D in humans is that 7-dehydrocholesterol (provitamin D 3 ) is first synthesized from cholesterol, and then vitamin D 3 is produced in the skin from ultraviolet rays and a heat reaction. Vitamin D 3 undergoes hydroxylation at position 25 by cytochrome P450 (CYP27A1) localized in the mitochondria of the liver to become 25-hydroxyvitamin D 3 . Thereafter, it is further hydroxylated at the 1α position by another cytochrome P450 (CYP27B1) in the proximal tubule of the kidney to produce 1α, 25-dihydroxyvitamin D 3 (activated vitamin D 3 ). It has been known that this substance regulates the expression of specific genes in the nucleus involved in the expression of physiological effects by binding to intracellular receptors (receptors).

従って、肝臓または腎臓が機能不全に陥ると、正常なビタミンD代謝が阻害されることがある。そのような患者では血中の25-ヒドロキシビタミンD3や1α,25-ジヒドロキシビタミンD3が極度に低下することがあり、治療のためには25-ヒドロキシビタミンD3や1α,25-ジヒドロキシビタミンD3を投与して補う必要がある。 Thus, normal vitamin D metabolism may be inhibited when the liver or kidney becomes dysfunctional. Such patients in the blood is 25-hydroxyvitamin D 3 and l [alpha], 25-may-dihydroxyvitamin D 3 is extremely reduced, for treatment 25-hydroxyvitamin D 3 and l [alpha], 25-dihydroxyvitamin D 3 needs to be supplemented by administration.

一方、ビタミンD3の水酸化に関与するシトクロムP450遺伝子に先天的な変異があることに起因する水酸化機能不全により1α,25-ジヒドロキシビタミンD3が不足して起こるくる病が知られている。のみならず、後天的なくる病や骨粗鬆症を含めて、1α,25-ジヒドロキシビタミンD3が不足することで起こる疾患の治療薬として、1α,25-ジヒドロキシビタミンD3および同様な生理作用をもつ類縁化合物の有する重要性は非常に高い。 On the other hand, l [alpha] by hydroxide dysfunction due to that there is a congenital mutations in cytochrome P450 genes involved in hydroxylation of vitamin D 3, 25-dihydroxyvitamin D 3 is known rickets occurring missing . As well as 1α, 25-dihydroxyvitamin D 3 and similar physiological effects as a treatment for diseases caused by deficiency of 1α, 25-dihydroxyvitamin D 3 , including acquired rickets and osteoporosis The importance of related compounds is very high.

さらに、ビタミンD類はその多様な生理活性から様々な誘導体が薬物の候補として研究され、抗腫瘍薬、乾癬治療薬、免疫賦活薬などの開発にも期待がもたれている。このような観点からビタミンD類を誘導体化する一手法として水酸化反応は重要となっている。この場合、水酸化の位置は1α位および25位に限定されず、他の位置の水酸化に高い必要性が生じることもある。以上のように製薬的または創薬的需要からビタミンD類の水酸化体の製造法を改良し、より効率的で安価に水酸化ビタミンD誘導体を製造して供給することが医薬産業上強く望まれてきた。   Furthermore, various derivatives of vitamin D have been studied as drug candidates due to their various physiological activities, and there are expectations for the development of antitumor drugs, therapeutic agents for psoriasis, immunostimulatory drugs, and the like. From such a viewpoint, the hydroxylation reaction is important as one method for derivatizing vitamin Ds. In this case, the position of hydroxylation is not limited to the 1α-position and the 25-position, and there is a case where high necessity is required for hydroxylation at other positions. As described above, it is strongly desired in the pharmaceutical industry to improve the production method of hydroxylated vitamin D compounds from pharmaceutical or drug discovery demand, and to produce and supply hydroxylated vitamin D derivatives more efficiently and cheaply. It has been rare.

ビタミンD類の中で特に生理活性が強く、価値の高い1α,25-ジヒドロキシビタミンD3について言及すると、その製造手法としては、有機合成法、ヒトのシトクロムP450を利用する方法、微生物の水酸化酵素を利用する方法等が挙げられる。このうち有機合成法ではコレステロールから約20工程を経て合成する製法が知られている(非特許文献6および7参照)。またヒトのシトクロムP450を利用する方法では、関与する遺伝子、発現する技術、シトクロムP450酵素の性質に関する生物学的・生化学的知見の蓄積がある(非特許文献1参照)。しかし、これら二つのいずれの方法も高い製造コストや低い生産性の問題から、実用化には極めて不向きである。 Regarding 1α, 25-dihydroxyvitamin D 3 , which has particularly strong physiological activity among vitamin Ds, and mentions it as an organic synthesis method, a method using human cytochrome P450, and hydroxylation of microorganisms. Examples include a method using an enzyme. Among these, the organic synthesis method is known to be synthesized from cholesterol through about 20 steps (see Non-Patent Documents 6 and 7). Moreover, in the method using human cytochrome P450, there is accumulation of biological and biochemical knowledge regarding the gene involved, the expression technique, and the properties of the cytochrome P450 enzyme (see Non-Patent Document 1). However, both of these two methods are extremely unsuitable for practical use due to problems of high manufacturing cost and low productivity.

この他、微生物の水酸化酵素を利用する方法として、バチルス・メガテリウムにより、ビタミンD3の25位を水酸化することで25-ヒドロキシビタミンD3を製造する方法が開示されている(特許文献1参照)。しかし、この方法による25-ヒドロキシビタミンD3の培地中の蓄積量は少なく、1α,25-ジヒドロキシビタミンD3の生産についての記載はない。 In addition, as a method of utilizing the hydroxylase of the microorganism, by Bacillus megaterium, a method for producing a 25-hydroxyvitamin D 3 by hydroxylating the 25-position of vitamin D 3 is disclosed (Patent Document 1 reference). However, the accumulated amount of 25-hydroxyvitamin D 3 in the medium by this method is small, and there is no description about the production of 1α, 25-dihydroxyvitamin D 3 .

一方、微生物由来のビタミンD3水酸化遺伝子に関する知見では、1994年にシュードノカルディア・オートトロフィカ(Pseudonocardia autotrophica)由来のヒドロキシビタミンD325位水酸化酵素遺伝子について報告されている(非特許文献4参照)が、本発明の遺伝子とは塩基配列およびそれにコードされる酵素の性状から考えて明らかに異なるものである。また、Sawadaらは2004年に放線菌ストレプトミセス・グリセオラス ATCC11796由来のシトクロムP450遺伝子がコードするP450SU-1(CYP105A1)が、ビタミンD3から25-ヒドロキシビタミンD3ならびにヒドロキシビタミンD3から1α,25-ジヒドロキシビタミンD3への弱い水酸化活性を有することを報告している(非特許文献5参照)。 On the other hand, as for the knowledge about the vitamin D 3 hydroxylation gene derived from microorganisms, a hydroxyvitamin D 3 25-position hydroxylase gene derived from Pseudonocardia autotrophica was reported in 1994 (non-patent document). However, it is clearly different from the gene of the present invention in view of the nucleotide sequence and the properties of the enzyme encoded thereby. Furthermore, Sawada et al 1α 2004 P450SU-1 cytochrome P450 gene from Streptomyces & Guriseorasu ATCC11796 encoded (CYP105A1) is vitamin D 3 25-hydroxy vitamin D 3 and hydroxyvitamin D 3, 25 - it has reported to have a weak hydroxide activity to dihydroxyvitamin D 3 (see non-Patent Document 5).

以上のとおり、これまで微生物を利用したビタミンD3の水酸化反応については様々な知見が示されてきたが、佐々木らが微生物探索研究において見出した放線菌シュードノカルディア・オートトロフィカを変換菌として用いたビタミンD3から1α,25-ジヒドロキシビタミンD3の製造方法だけが産業的に実用化されている(非特許文献2、非特許文献3、特許文献2および特許文献3参照)。この方法は、シュードノカルディア(Pseudonocardia)属放線菌を発酵槽において培養した後、ビタミンD3を反応基質として培養液に添加し、菌体のもつ水酸化酵素の作用で反応を進行させて、その結果蓄積する1α,25-ジヒドロキシビタミンD3を培養液から回収・精製して行うものである。 As described above, various knowledge about the hydroxylation reaction of vitamin D 3 using microorganisms has been shown so far. However, the actinomycete Pseudonocardia autotrophica found by Sasaki et al. (see non-Patent documents 2 and 3, Patent Document 2 and Patent Document 3) l [alpha], 25-only method for producing dihydroxyvitamin D 3 have been industrially commercialized vitamin D 3 using as. In this method, after culturing Pseudonocardia genus actinomycetes in a fermentor, vitamin D 3 is added as a reaction substrate to the culture solution, and the reaction proceeds by the action of hydroxylase of the cells, The accumulated 1α, 25-dihydroxyvitamin D 3 is recovered and purified from the culture solution.

この製造法においては、変換微生物として生育時間の長い放線菌を用いるため製造期間が長期になり、さらに変換菌がもつビタミンD3変換作用の中には目的の水酸化反応のみならず、望ましくない副反応も存在する。その副反応として、例えば26位あるいは24位の水酸化などが挙げられる。また基質であるビタミンD3や目的生成物である1α,25-ジヒドロキシビタミンD3に対する分解活性も存在する。特に1α,25-ジヒドロキシビタミンD3の分解は、目的物の蓄積量に直接的に関わる極めて重要な問題である。これに加えて、副産物の存在も変換反応後の培養液からの1α,25-ジヒドロキシビタミンD3の回収・精製工程を多くし、結果的に目的物の収量を低下させる。そのため、さらに効率的な水酸化ビタミンD誘導体の製造方法の開発が望まれていた。 In this production method, actinomycetes having a long growth time are used as conversion microorganisms, so that the production period becomes long, and in addition to the target hydroxylation reaction, the conversion bacteria have undesirable vitamin D 3 conversion action. There are also side reactions. Examples of the side reaction include hydroxylation at the 26th or 24th position. In addition, there is a degradation activity against vitamin D 3 as a substrate and 1α, 25-dihydroxyvitamin D 3 as a target product. In particular, the degradation of 1α, 25-dihydroxyvitamin D 3 is a very important problem that is directly related to the amount of accumulated target substance. In addition, the presence of by-products increases the number of steps for recovering and purifying 1α, 25-dihydroxyvitamin D 3 from the culture solution after the conversion reaction, resulting in a decrease in the yield of the target product. Therefore, development of a more efficient method for producing a hydroxylated vitamin D derivative has been desired.

特開2003-325175号公報JP 2003-325175 A 特開平2-469号公報JP-A-2-469 特開平2-231089号公報JP-A-2-31089

T. Sakakiらの総説,Frontiers in Bioscience,10,119-134,2005Review by T. Sakaki et al., Frontiers in Bioscience, 10, 119-134, 2005 J.Sasaki et.al,Applied Microbiology and Biotechnology,38,152-157,1992J. Sasaki et.al, Applied Microbiology and Biotechnology, 38,152-157,1992 K.Takeda et.al,J.Ferment.Bioeng.,78,380-382,1994K. Takeda et.al, J. Ferment. Bioeng., 78, 380-382, 1994 H.Kawauchi et.al,Biochimica et Biophysica Acta,179-183,1994H. Kawauchi et.al, Biochimica et Biophysica Acta, 179-183, 1994 N.Sawada et.al,Biochemical and Biophysical Research Communications 320,156-164,2004N. Sawada et.al, Biochemical and Biophysical Research Communications 320,156-164,2004 Kametani T., Furuyama H., Med. Res. Rev. 7, 147-171 (1987).Kametani T., Furuyama H., Med. Res. Rev. 7, 147-171 (1987). Zunk G-D., Okamura W.H. Norman A.W., Chem. Rev. 95, 1877-1952 (1995).Zunk G-D., Okamura W.H.Norman A.W., Chem. Rev. 95, 1877-1952 (1995).

上記非特許文献1〜7および特許文献1〜3の全記載は、ここに特に開示として援用される。   The entire descriptions of Non-Patent Documents 1 to 7 and Patent Documents 1 to 3 are specifically incorporated herein by reference.

本発明の課題は、現状の水酸化ビタミンD誘導体の製造方法において見られる前述のような副反応や分解活性を抑制して、かつ目的産物の蓄積量を増やすことのできる、より効率のよい製造法を提供することにある。   The object of the present invention is to suppress the side reaction and degradation activity as described above in the current production method of hydroxylated vitamin D derivative, and to increase the amount of the target product to be produced more efficiently. To provide a law.

本発明者らは、上記課題を解決するために、まずビタミンD3の1αおよび25位を選択的に水酸化する酵素をコードする遺伝子を、ビタミンD3を非選択的に水酸化し分解しうる微生物から探索した。具体的にはそれらの微生物がもつ数百種類に及ぶP450遺伝子のうち、異化代謝に関与すると推定されるP450遺伝子(放線菌のCYP105ファミリーおよびCYP107ファミリー)を選出し、そのP450遺伝子の間で相同性のある領域を作成したプライマーを用いたPCRにより高い選択性を有する水酸化酵素遺伝子を見出し取得した。次いで、この遺伝子を副反応および分解活性のない、もしくは極めて少ない宿主である大腸菌に組み込み目的の水酸化活性を発現させて本発明を完成させた。 The present inventors have found that in order to solve the above problems, first, a gene encoding an enzyme that selectively hydroxide 1α and 25-position of vitamin D 3, and decomposed hydroxide vitamin D 3 nonselectively Searched for possible microorganisms. Specifically, among the hundreds of P450 genes of these microorganisms, P450 genes (CYP105 family and CYP107 family of actinomycetes) that are presumed to be involved in catabolism are selected and homologous among the P450 genes A hydroxylase gene having high selectivity was found and obtained by PCR using a primer that created a unique region. Subsequently, this gene was incorporated into Escherichia coli, which is a host having no or very little side reaction and degradation activity, and the target hydroxylation activity was expressed to complete the present invention.

すなわち、本発明は、以下の[1]〜[17]に関する。
[1] ビタミンD3、ビタミンD2、25-ヒドロキシビタミンD3および25-ヒドロキシビタミンD2からなる群から選択される少なくとも1種のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質を一部にまたは全体としてコードするDNA。
[2] 下記の(a)、(b) 、(c) または(d)で示されるDNA。
(a) ビタミンD3、ビタミンD2、25-ヒドロキシビタミンD3および25-ヒドロキシビタミンD2からなる群から選択される少なくとも1種のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAであって、
配列番号1の塩基1から塩基1254までの連続した塩基配列、
配列番号2の塩基1から塩基1200までの連続した塩基配列、
配列番号3の塩基1から塩基1224までの連続した塩基配列、
配列番号4の塩基1から塩基1254までの連続した塩基配列、
配列番号5の塩基1から塩基1197までの連続した塩基配列、
配列番号6の塩基1から塩基1269までの連続した塩基配列、
配列番号7の塩基1から塩基1197までの連続した塩基配列、
配列番号8の塩基1から塩基1215までの連続した塩基配列、
配列番号9の塩基1から塩基1227までの連続した塩基配列、
配列番号10の塩基1から塩基1185までの連続した塩基配列、
配列番号11の塩基1から塩基1248までの連続した塩基配列および
配列番号86の塩基1から塩基1242までの連続した塩基配列
からなる群より選択されるDNA。
(b) 前記(a)で示されるDNAの改変体であって、
(i)前記(a)で示されるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、
(ii)ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(c) 遺伝子コドンの縮重のため、前記(a)に示されるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズしないが、前記(a)または(b)で示されるDNAによりコードされるタンパク質と同じアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA。
(d) 前記(a)で示されるDNAの塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、かつビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNA。
[3] [2]記載のDNAによりコードされるタンパク質。
That is, the present invention relates to the following [1] to [17].
[1] Proteins having hydroxylase activity of at least one vitamin D selected from the group consisting of vitamin D 3 , vitamin D 2 , 25-hydroxyvitamin D 3 and 25-hydroxyvitamin D 2 Or DNA encoding as a whole.
[2] DNA represented by the following (a), (b), (c) or (d).
(a) DNA encoding a protein having hydroxylase activity of at least one vitamin D selected from the group consisting of vitamin D 3 , vitamin D 2 , 25-hydroxyvitamin D 3 and 25-hydroxyvitamin D 2 Because
A continuous base sequence from base 1 to base 1254 of SEQ ID NO: 1,
A continuous base sequence from base 1 to base 1200 of SEQ ID NO: 2,
A continuous base sequence from base 1 to base 1224 of SEQ ID NO: 3,
A continuous base sequence from base 1 to base 1254 of SEQ ID NO: 4,
A continuous base sequence from base 1 to base 1197 of SEQ ID NO: 5,
A continuous base sequence from base 1 to base 1269 of SEQ ID NO: 6,
A continuous base sequence from base 1 to base 1197 of SEQ ID NO: 7,
A continuous base sequence from base 1 to base 1215 of SEQ ID NO: 8,
A continuous base sequence from base 1 to base 1227 of SEQ ID NO: 9,
A continuous base sequence from base 1 to base 1185 of SEQ ID NO: 10,
DNA selected from the group consisting of a continuous base sequence from base 1 to base 1248 of SEQ ID NO: 11 and a continuous base sequence from base 1 to base 1242 of SEQ ID NO: 86.
(b) a modified form of the DNA shown in (a) above,
(i) hybridizes with the DNA represented by (a) under stringent conditions; and
(ii) DNA encoding a protein having hydroxylase activity of vitamin Ds.
(c) Due to the degeneracy of gene codons, it does not hybridize under stringent conditions with the DNA shown in (a) above, but is the same as the protein encoded by the DNA shown in (a) or (b) above DNA encoding a protein having an amino acid sequence.
(d) a protein having a base sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence of the DNA shown in (a) and having hydroxylase activity of vitamin Ds DNA encoding
[3] A protein encoded by the DNA according to [2].

[4] 下記(1)〜(3)の何れかのアミノ酸配列を有し、ビタミンD3、ビタミンD2、25-ヒドロキシビタミンD3および25-ヒドロキシビタミンD2からなる群から選択される少なくとも1種のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(1)配列表の配列番号12、13、15、16、17、19、20、22、23、24、26または87に記載のアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号12、13、15、16、17、19、20、22、23、24、26または87に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号12、13、15、16、17、19、20、22、23、24、26または87に記載のアミノ酸配列に対して70%以上の相同性を有するアミノ酸配列。
[5] 下記(1)〜(3)の何れかのアミノ酸配列を有し、ビタミンD3、ビタミンD2、25-ヒドロキシビタミンD3および25-ヒドロキシビタミンD2からなる群から選択される少なくとも1種のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質。
(1)配列表の配列番号12、13、15、16、17、19、20、22、23、24、26または87に記載のアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号12、13、15、16、17、19、20、22、23、24、26または87に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号12、13、15、16、17、19、20、22、23、24、26または87に記載のアミノ酸配列に対して70%以上の相同性を有するアミノ酸配列。
[6] [1]、[2]または[4]記載のDNAを担持する自立複製性または組み込み複製性の組み換えプラスミド。
[7] [6]記載の組み換えプラスミドで宿主を形質転換した形質転換体。
[8] [1]、[2]または[4]に記載されたDNAまたはその一部からなるDNAをプローブまたはプライマーとして用いて、DNAライブラリーから、ビタミンD3、ビタミンD2、25-ヒドロキシビタミンD3および25-ヒドロキシビタミンD2からなる群から選択される少なくとも1種のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAを探索することを特徴とする、ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAのスクリーニング方法。
[4] At least selected from the group consisting of vitamin D 3 , vitamin D 2 , 25-hydroxyvitamin D 3 and 25-hydroxyvitamin D 2 , having the amino acid sequence of any of (1) to (3) below: DNA encoding a protein having hydroxylase activity of one kind of vitamin D.
(1) the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 26 or 87 in the Sequence Listing;
(2) deletion, substitution and / or deletion of 1 to several amino acids in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 26 or 87 in the sequence listing Or (3) 70% or more relative to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 26 or 87 in the sequence listing Amino acid sequence having homology of
[5] At least selected from the group consisting of vitamin D 3 , vitamin D 2 , 25-hydroxyvitamin D 3 and 25-hydroxyvitamin D 2 having the amino acid sequence of any of the following (1) to (3) A protein having hydroxylase activity of one kind of vitamin D.
(1) the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 26 or 87 in the Sequence Listing;
(2) deletion, substitution and / or deletion of 1 to several amino acids in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 26 or 87 in the sequence listing Or (3) 70% or more relative to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 26 or 87 in the sequence listing Amino acid sequence having homology of
[6] A self-sustaining replicating or integrating replicating recombinant plasmid carrying the DNA of [1], [2] or [4].
[7] A transformant obtained by transforming a host with the recombinant plasmid according to [6].
[8] Using DNA described in [1], [2] or [4] or a DNA comprising a part thereof as a probe or primer, from a DNA library, vitamin D 3 , vitamin D 2 , 25-hydroxy Searching for DNA encoding a protein having hydroxylase activity of at least one vitamin D selected from the group consisting of vitamin D 3 and 25-hydroxyvitamin D 2 A screening method for DNA encoding a protein having oxidase activity.

[9] 下記の(e)、(f) 、(g)または(h)で示されるDNA。
(e) フェレドキシンをコードするDNAであって、
配列番号2の塩基1200から塩基1388までの連続した塩基配列、
配列番号5の塩基1197から塩基1385までの連続した塩基配列、
配列番号7の塩基1200から塩基1385までの連続した塩基配列、
配列番号10の塩基1198から塩基1410までの連続した塩基配列および
配列番号11の塩基1245から塩基1451までの連続した塩基配列からなる群より選択されるDNA。
(f) 前記(e)で示されるDNAの改変体であって、
(i)前記(e)で示されるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、
(ii)フェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNA。
(g) 遺伝子コドンの縮重のため、前記(e)に示されるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズしないが、前記(e)または(f)で示されるDNAによりコードされるタンパク質と同じアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA。
(h) 前記(e)で示されるDNAの塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、かつフェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNA。
[10] [9]記載のDNAによりコードされるタンパク質。
[11] 下記(4)〜(6)の何れかのアミノ酸配列を有し、フェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNA。
(4)配列表の配列番号14、18、21、25または27に記載のアミノ酸配列;
(5)配列表の配列番号14、18、21、25または27に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列;又は
(6)配列表の配列番号14、18、21、25または27に記載のアミノ酸配列に対して70%以上の相同性を有するアミノ酸配列。
[12] 下記(4)〜(6)の何れかのアミノ酸配列を有し、フェレドキシン機能を有するタンパク質。
(4)配列表の配列番号14、18、21、25または27に記載のアミノ酸配列;
(5)配列表の配列番号14、18、21、25または27に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列;又は
(6)配列表の配列番号14、18、21、25または27に記載のアミノ酸配列に対して70%以上の相同性を有するアミノ酸配列。
[9] DNA represented by the following (e), (f), (g) or (h).
(e) DNA encoding ferredoxin,
A continuous base sequence from base 1200 to base 1388 of SEQ ID NO: 2,
A continuous base sequence from base 1197 to base 1385 of SEQ ID NO: 5,
A continuous base sequence from base 1200 to base 1385 of SEQ ID NO: 7,
A DNA selected from the group consisting of a continuous base sequence from base 1198 to base 1410 of SEQ ID NO: 10 and a continuous base sequence from base 1245 to base 1451 of SEQ ID NO: 11.
(f) a modified form of the DNA shown in (e) above,
(i) hybridizes with the DNA represented by (e) above under stringent conditions; and
(ii) DNA encoding a protein having a ferredoxin function.
(g) Due to the degeneracy of the gene codon, it does not hybridize with the DNA shown in (e) above under stringent conditions, but is the same as the protein encoded by the DNA shown in (e) or (f) above DNA encoding a protein having an amino acid sequence.
(h) A DNA encoding a protein having a base sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence of the DNA represented by (e) and having a ferredoxin function.
[10] A protein encoded by the DNA according to [9].
[11] A DNA encoding a protein having an amino acid sequence of any one of (4) to (6) below and having a ferredoxin function.
(4) the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 14, 18, 21, 25 or 27 in the sequence listing;
(5) an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 14, 18, 21, 25 or 27 of the sequence listing; or (6) of the sequence listing An amino acid sequence having 70% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14, 18, 21, 25 or 27.
[12] A protein having the amino acid sequence of any one of (4) to (6) below and having a ferredoxin function.
(4) the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 14, 18, 21, 25 or 27 in the sequence listing;
(5) an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 14, 18, 21, 25 or 27 of the sequence listing; or (6) of the sequence listing An amino acid sequence having 70% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14, 18, 21, 25 or 27.

[13] [9]または[11]記載のDNAをさらに担持する、[6]に記載の自立複製性または組み込み複製性の組み換えプラスミド。
[14] [13]記載の組み換えプラスミドで宿主を形質転換した形質転換体。
[15] 宿主が、放線菌由来のフェレドキシン遺伝子およびフェレドキシン還元酵素遺伝子を発現可能な状態で含む大腸菌である[7]または[14]に記載の形質転換体。
[16] [9]または[11]に記載されたDNAまたはその一部からなるDNAをプローブまたはプライマーとして用いて、DNAライブラリーから、フェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNAを探索することを特徴とする、フェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNAのスクリーニング方法。
[17] [7]、[14]または[15]に記載の形質転換体を培地で培養し、培養中または培養後に、増殖した形質転換体とビタミンD類とを接触させ、水酸化ビタミンD誘導体に変換し、こうして変換された水酸化ビタミンD誘導体を採取することを特徴とする水酸化ビタミンD誘導体の製造方法。
[13] The autonomously replicating or integrating replicating recombinant plasmid according to [6], further carrying the DNA according to [9] or [11].
[14] A transformant obtained by transforming a host with the recombinant plasmid according to [13].
[15] The transformant according to [7] or [14], wherein the host is Escherichia coli containing an actinomycete-derived ferredoxin gene and a ferredoxin reductase gene in an expressible state.
[16] A method for searching for DNA encoding a protein having a ferredoxin function from a DNA library using the DNA described in [9] or [11] or a DNA comprising a part thereof as a probe or primer. A method for screening DNA encoding a protein having a ferredoxin function.
[17] The transformant according to [7], [14] or [15] is cultured in a medium, and during or after the culture, the grown transformant is brought into contact with vitamin Ds to obtain hydroxylated vitamin D A method for producing a hydroxylated vitamin D derivative, which comprises converting to a derivative and collecting the thus converted hydroxylated vitamin D derivative.

以下に本願明細書において記載する用語、記号等の意義を説明し、本発明を詳細に説明する。   The meaning of terms, symbols, and the like described in the present specification will be described below, and the present invention will be described in detail.

本願明細書において用いる「ビタミンD類」とは、本発明の水酸化酵素により基質として認識され、1α位、25位、その他の炭素に一酸素原子添加を行うことが可能なものを意味し、以下の化合物を包含する。
(1)ビタミンD3、ビタミンD2などのビタミンD類
(2)ビタミンD類の前駆体、代謝物、その他の誘導体(この中には、25-ヒドロキシビタミンD3、1α-ヒドロキシビタミンD3などが含まれる。)
(3)コレスタン系のステロイド類またはその修飾化合物(この中には、コレステロール、7-デヒドロコレステロールなどが含まれる。)
“Vitamin D” used in the specification of the present application means a substance that is recognized as a substrate by the hydroxylase of the present invention and that can be added with 1 oxygen atom to 1α-position, 25-position, and other carbons, The following compounds are included.
(1) Vitamin D such as vitamin D 3 and vitamin D 2
(2) Precursors, metabolites, and other derivatives of vitamin D (including 25-hydroxyvitamin D 3 , 1α-hydroxyvitamin D 3, etc.)
(3) Cholestanic steroids or modified compounds thereof (including cholesterol, 7-dehydrocholesterol, etc.)

本明細書において用いる「水酸化ビタミンD誘導体」とは、本発明の水酸化酵素によって、ビタミンD類の1α位、25位、その他の位置の炭素原子に一酸素原子が添加された化合物を意味する。   As used herein, “hydroxylated vitamin D derivative” means a compound in which a monooxygen atom is added to the carbon atoms at 1α, 25, and other positions of vitamin D by the hydroxylase of the present invention. To do.

本明細書にて用いる「ビタミンD類の水酸化酵素活性」とは、ビタミンD類を水酸化し、水酸化ビタミンD誘導体へ変換する酵素活性を意味する。   As used herein, “hydroxylase activity of vitamin D” means an enzyme activity that hydroxylates vitamin D and converts it to a hydroxylated vitamin D derivative.

本明細書にて用いる「フェレドキシン機能」とは、前記ビタミンD類の水酸化酵素へ電子を伝達し、前記ビタミンD類の水酸化酵素とともに水酸化反応を担うタンパク質機能を意味する。   As used herein, “ferredoxin function” refers to a protein function that transfers electrons to the hydroxylase of the vitamin Ds and is responsible for hydroxylation together with the hydroxylase of the vitamin Ds.

本明細書にて用いる「DNAの改変体」とは、構成塩基の削除、変換、付加、挿入などにより修飾されたもの、あるいはその誘導体を意味し、もとのものと同じ効果を発現するDNAを意味する。また、DNAまたはペプチドの「相同性」とは、2つの塩基配列または2つのアミノ酸配列を最適の態様で整列させた場合に、2つの配列間で共有する一致した塩基またはアミノ酸 の百分率を意味する。すなわち、相同性=(一致した位置の数/位置の全数)×100で算出でき、市販されているアルゴリズムを用いて計算することができる。また、このようなアルゴリズムは、blastnおよびblastpプログラム中に組込まれている。   As used herein, “modified DNA” refers to a derivative modified by deletion, conversion, addition, or insertion of a constituent base, or a derivative thereof, and DNA that exhibits the same effect as the original. Means. Also, “homology” of DNA or peptide means the percentage of matching bases or amino acids shared between two sequences when two base sequences or two amino acid sequences are aligned in an optimal manner. . That is, homology = (number of matched positions / total number of positions) × 100, and can be calculated using a commercially available algorithm. Such an algorithm is also incorporated into the blastn and blastp programs.

本発明により、ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質またはフェレドキシンをコードするDNAを単離して、その塩基配列を決定することができ、さらに、そのDNAを担持するプラスミド、そのプラスミドで形質転換した形質転換体を作成し、その形質転換体を用いて水酸化ビタミンD誘導体を効率よく製造することができた。その結果、変換菌シュードノカルディア・オートトロフィカの細胞全体の複雑な生理・代謝機構を水酸化ビタミンD誘導体の製造のために都合よく制御するという、これまでの制限的な範囲の試みからの脱却ができた。すなわち、1α位および25位を水酸化する酵素をコードする遺伝子を単離したことで、遺伝子工学技術を用いて、製造に最適な宿主での該水酸化酵素の大量発現が可能となり、これまでの技術的課題を解決できた。加えて、変換菌の育種に利用できる技術の中には高度な遺伝子発現系の構築や遺伝子の改変による酵素機能の向上が含まれるが、これらの技術も本発明の遺伝子を扱うことではじめて可能になるものである。該水酸化酵素は、これまで報告されたビタミンD等の水酸化酵素の中では、新規で極めて産業利用に適した性状を有している。従って本発明により、産業上極めて有用で、かつ効率のよいビタミンD類の水酸化体の製造方法が提供される。   According to the present invention, it is possible to isolate a DNA encoding a protein or ferredoxin having vitamin D hydroxylase activity, determine its base sequence, and further transform the plasmid carrying the DNA and the plasmid. Thus, a transformant was prepared, and a hydroxylated vitamin D derivative could be efficiently produced using the transformant. As a result, from the previous limited range of attempts to conveniently control the complex physiological and metabolic mechanism of the whole cell of the transforming bacterium Pseudocardia autotrophica for the production of hydroxylated vitamin D derivatives. I was able to escape. That is, by isolating a gene encoding an enzyme that hydroxylates the 1α-position and the 25-position, it is possible to express the hydroxylase in a host optimal for production using genetic engineering technology. We were able to solve the technical problem. In addition, technologies that can be used for breeding transformed bacteria include the construction of advanced gene expression systems and the improvement of enzyme functions through gene modification. These technologies are also possible only when the genes of the present invention are used. It will be. Among the hydroxylases such as vitamin D reported so far, the hydroxylase is novel and has properties that are extremely suitable for industrial use. Therefore, the present invention provides a method for producing a hydroxylated form of vitamin D that is extremely useful and efficient in the industry.

発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

ビタミンD類の水酸化酵素活性を有する微生物
本発明においては、ビタミンD類から水酸化ビタミンD誘導体へ変換する能力を有する微生物を培養した培養液から集めた菌体から、ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質またはフェレドキシンを一部にまたは全体としてコードするDNAを単離し、塩基配列を決定することができる。そして、このDNAを担持する自立複製性または組み込み複製性の組み換えプラスミドを構築し、そのプラスミドを用いて形質転換体を調製する。
Microorganisms having hydroxylase activity of vitamin Ds In the present invention, hydroxylation of vitamin Ds is carried out from bacterial cells collected from a culture medium in which microorganisms having the ability to convert vitamin Ds to hydroxylated vitamin D derivatives are cultured. A DNA encoding a protein having an enzyme activity or ferredoxin in part or in whole can be isolated and the nucleotide sequence can be determined. Then, a self-sustaining replicating or integrating replicating recombinant plasmid carrying the DNA is constructed, and a transformant is prepared using the plasmid.

このようにして調製した形質転換体を培地で培養し、培養中または培養後に、増殖した形質転換体と、ビタミンD類を接触させることにより、水酸化ビタミンD誘導体に変換し、変換された水酸化ビタミンD誘導体を採取することにより、水酸化ビタミンD誘導体を得ることができる。   The transformant thus prepared is cultured in a medium, and during or after the culture, the transformed transformant is converted into a hydroxylated vitamin D derivative by contacting vitamin Ds with the grown transformant, and converted water. By collecting the oxidized vitamin D derivative, a hydroxylated vitamin D derivative can be obtained.

ビタミンD類から水酸化ビタミンD誘導体へ変換する能力を有する微生物としては、このような能力を有するものであれば、種および株の種類を問うことなく使用できるが、好ましい微生物として、ダクチロスポランギウム・バリエスポラム(Dactylosporangium variesporum) IFO14104株、ストレプトマイセス・レゼオビオラセウス(Streptomyces roseoviolaceus) NBRC13081株、ストレプトマイセス・シトレオフルオレッセンス(Streptomyces citreofluorescens) NBRC12853株、サッカロスリクス・ムタビリス(Saccharothrix mutabilis subsp. capreolus) NBRC12847株、シュードノカルディア・オートトロフィカ(Pseudonocardia autotrophica) NBRC12743株、ストレプトマイセス・クリソマルス(Streptomyces chrysomallus) HUT6141株、シュードノカルディア・オートトロフィカ ATCC35204株、ストレプトマイセス・ファシクラタス NBRC12765株等を挙げることができる。このうちストレプトマイセス・レゼオビオラセウス NBRC13081株、ストレプトマイセス・シトレオフルオレッセンス NBRC12853株、ノカルディア・カプレオラNBRC12847株、シュードノカルディア・オートトロフィカ NBRC12743株およびストレプトマイセス・ファシクラタス NBRC12765株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構バイオテクノロジー本部生物資源部門(NBRC)に保存されており、容易に入手することができる。ストレプトマイセス・クリソマリウス HUT6141株は広島大学HUT Culture Collectionに保存されており、容易に入手することができる。シュードノカルディア・オートトロフィカ ATCC35204株はAmerican Type Culture Collection(ATCC)に保存されており、容易に入手することができる。ダクチロスポランギウム・バリエスポラム IFO14104株は、同一起源のATCC31203株がAmerican Type Culture Collection(ATCC)に保存されており、容易に入手することができる。   As microorganisms having the ability to convert vitamin Ds to hydroxylated vitamin D derivatives, any microorganisms having such ability can be used regardless of species and strains. Dactylosporangium variesporum IFO14104 strain, Streptomyces roseoviolaceus NBRC13081 strain, Streptomyces citreofluorescens NBRC12853 strain, saccharix capreolus) NBRC12847 strain, Pseudonocardia autotrophica NBRC12743 strain, Streptomyces chrysomallus HUT6141 strain, Pseudonocardia autotropica ATCC35204 strain, Streptomyces fascicula NBRC12765 share, and the like can be given. Of these, Streptomyces reseviolaceus NBRC13081, Streptomyces citreofluorescens NBRC12853, Nocardia Capreola NBRC12847, Pseudonocardia autotrophica NBRC12743 and Streptomyces facikratus NBRC12765 It is stored in the Bioresources Division (NBRC) of the National Institute for Product Evaluation and Technology Biotechnology Headquarters and can be easily obtained. Streptomyces chrysalius HUT6141 strain is stored in Hiroshima University HUT Culture Collection and can be easily obtained. Pseudocardia autotrophica ATCC 35204 strain is stored in the American Type Culture Collection (ATCC) and can be easily obtained. As for the Dactyrosporangium valiesporum IFO14104 strain, the ATCC31203 strain of the same origin is stored in the American Type Culture Collection (ATCC) and can be easily obtained.

本発明のDNA
本発明者らは、上記微生物からビタミンD類の水酸化に関与するタンパク質をコードするDNA、すなわちビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAおよびフェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNAを単離し、その塩基配列を決定した。以下、ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAおよびフェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNAを総称して、「ビタミンD水酸化酵素関連DNA」ということもある。
DNA of the present invention
The inventors of the present invention describe a DNA encoding a protein involved in hydroxylation of vitamin Ds from the microorganism, that is, a DNA encoding a protein having a hydroxylase activity of vitamin Ds and a DNA encoding a protein having a ferredoxin function. Was isolated and its nucleotide sequence was determined. Hereinafter, DNA encoding a protein having hydroxylase activity of vitamin Ds and DNA encoding a protein having a ferredoxin function may be collectively referred to as “vitamin D hydroxylase-related DNA”.

本発明のビタミンD水酸化酵素関連DNAの取得は、当業者らが一般に試みる手法では容易に解決できない問題点があった。ビタミンD類から水酸化ビタミンD誘導体へ変換する能力を有する微生物が属する放線菌には約20〜40個のP450遺伝子が1個体のゲノムDNA中に存在していると考えられている。したがって、一般的なP450遺伝子の相同領域を利用したプローブを用いたサザンハイブリダイゼーションや、一般的なP450遺伝子の相同領域を利用したプライマーを用いたデジェネレイトPCR法では、目的のビタミンD水酸化酵素関連DNAを単離することが非常に困難であった。そこで発明者らは鋭意検討の結果、微生物がもつ数百種類に及ぶP450遺伝子のうち、異化代謝に関与すると推定されるP450遺伝子(放線菌のCYP105ファミリーおよびCYP107ファミリー)を選び出し、その限定されたP450遺伝子の間だけで相同性のある領域からプライマーを作成した。これらを用いたPCR法により、高い確率でビタミンD類の水酸化酵素活性を有するP450酵素をコードするDNAを見出し、本発明の完成するに至った。   Obtaining the vitamin D hydroxylase-related DNA of the present invention has a problem that cannot be easily solved by methods generally attempted by those skilled in the art. It is considered that about 20 to 40 P450 genes are present in one individual's genomic DNA in actinomycetes to which microorganisms having the ability to convert vitamin Ds into hydroxylated vitamin D derivatives belong. Therefore, Southern hybridization using a probe using a homologous region of a general P450 gene and degenerate PCR using a primer using a homologous region of a general P450 gene are used for the target vitamin D hydroxylase. It was very difficult to isolate the relevant DNA. Therefore, as a result of intensive studies, the inventors selected P450 genes (CYP105 family and CYP107 family of actinomycetes) that are presumed to be involved in catabolism among hundreds of P450 genes possessed by microorganisms, and were limited to them. Primers were made from regions that were homologous only between P450 genes. By PCR using these, a DNA encoding a P450 enzyme having hydroxylase activity of vitamin D was found with high probability, and the present invention was completed.

こうして得られた本発明のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAは、下記(a)、(b)、(c) または(d)で示されるものである。
(a) ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAであって、配列番号1の塩基1から塩基1254までの連続した塩基配列、配列番号2の塩基1から塩基1200までの連続した塩基配列、配列番号3の塩基1から塩基1224までの連続した塩基配列、配列番号4の塩基1から塩基1254までの連続した塩基配列、配列番号5の塩基1から塩基1197までの連続した塩基配列、配列番号6の塩基1から塩基1269までの連続した塩基配列、配列番号7の塩基1から塩基1197までの連続した塩基配列、配列番号8の塩基1から塩基1215までの連続した塩基配列、配列番号9の塩基1から塩基1227までの連続した塩基配列、配列番号10の塩基1から塩基1185までの連続した塩基配列、配列番号11の塩基1から塩基1248までの連続した塩基配列および配列番号86の塩基1から塩基1242までの連続した塩基配列からなる群より選択されるDNA。
The thus obtained DNA encoding the protein having the hydroxylase activity of vitamin D of the present invention is represented by the following (a), (b), (c) or (d).
(a) DNA encoding a protein having hydroxylase activity of vitamin D, and a continuous base sequence from base 1 to base 1254 of SEQ ID NO: 1, and a continuous base sequence from base 1 to base 1200 of SEQ ID NO: 2 Sequence, base sequence from base 1 to base 1224 in SEQ ID NO: 3, base sequence from base 1 to base 1254 in SEQ ID NO: 4, continuous base from base 1 to base 1197 in SEQ ID NO: 5 Sequence, a continuous base sequence from base 1 to base 1269 of SEQ ID NO: 6, a continuous base sequence from base 1 to base 1197 of SEQ ID NO: 7, a continuous base sequence from base 1 to base 1215 of SEQ ID NO: 8, Sequential base sequence from base 1 to base 1227 of SEQ ID NO: 9, continuous base sequence from base 1 to base 1185 of SEQ ID NO: 10, continuous base sequence from base 1 to base 1248 of SEQ ID NO: 11 and SEQ ID NO: 86 bases 1 to 1242 in sequence A DNA selected from the group consisting of a plurality of base sequences.

(b) 前記(a)で示されるDNAの改変体であって、前記(a)に示されるいずれかのDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNA。 (b) a modified form of the DNA shown in (a), which has a base sequence that hybridizes with any of the DNAs shown in (a) under stringent conditions, DNA encoding a protein having oxidase activity.

(c) 遺伝子コドンの縮重のため、前記(a)に示されるいずれのDNAともストリンジェントな条件下でハイブリダイズしないが、前記(a)または(b)で示されるDNAによりコードされるタンパク質と同じアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA。 (c) A protein encoded by the DNA shown in (a) or (b) above, but does not hybridize under stringent conditions with any of the DNA shown in (a) because of the degeneracy of the gene codon. DNA encoding a protein having the same amino acid sequence as

(d) 前記(a)で示されるDNAの塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、かつビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNA。 (d) a protein having a base sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence of the DNA shown in (a) and having hydroxylase activity of vitamin Ds DNA encoding

さらに本発明のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAは、下記(1)〜(3)の何れかのアミノ酸配列を有し、ビタミンD3、ビタミンD2、25-ヒドロキシビタミンD3および25-ヒドロキシビタミンD2からなる群から選択される少なくとも1種のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(1)配列表の配列番号12、13、15、16、17、19、20、22、23、24、26または87に記載のアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号12、13、15、16、17、19、20、22、23、24、26または87に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号12、13、15、16、17、19、20、22、23、24、26または87に記載のアミノ酸配列に対して70%以上の相同性を有するアミノ酸配列。
Further, the DNA encoding the protein having the hydroxylase activity of vitamin D of the present invention has an amino acid sequence of any one of the following (1) to (3): vitamin D 3 , vitamin D 2 , 25-hydroxy vitamin D 3 and 25-DNA encoding a protein having at least one hydroxylase activity of vitamin D is selected from the group consisting of hydroxy vitamin D 2.
(1) the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 26 or 87 in the Sequence Listing;
(2) deletion, substitution and / or deletion of 1 to several amino acids in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 26 or 87 in the sequence listing Or (3) 70% or more relative to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 26 or 87 in the sequence listing Amino acid sequence having homology of

また本発明のフェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNAは、下記(e)、(f)、(g)または(h)で示されるものである。
(e) フェレドキシンをコードするDNAであって、配列番号2の塩基1200から塩基1388までの連続した塩基配列、配列番号5の塩基1197から塩基1385までの連続した塩基配列、配列番号7の塩基1200から塩基1385までの連続した塩基配列、配列番号10の塩基1198から塩基1410までの連続した塩基配列および配列番号11の塩基1245から塩基1451までの連続した塩基配列からなる群より選択されるDNA。
The DNA encoding the protein having the ferredoxin function of the present invention is represented by the following (e), (f), (g) or (h).
(e) DNA encoding ferredoxin, comprising a continuous base sequence from base 1200 to base 1388 of SEQ ID NO: 2, a continuous base sequence from base 1197 to base 1385 of SEQ ID NO: 5, and base 1200 of SEQ ID NO: 7 A DNA selected from the group consisting of a continuous base sequence from base 1385 to base 1385, a continuous base sequence from base 1198 to base 1410 of SEQ ID NO: 10, and a continuous base sequence from base 1245 to base 1451 of SEQ ID NO: 11.

(f) 前記(e)で示されるDNAの改変体であって、前記(e)で示されるいずれかのDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、フェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNA。 (f) a protein having a ferredoxin function, which is a modified form of the DNA represented by (e), has a base sequence that hybridizes with any of the DNAs represented by (e) under stringent conditions DNA encoding

(g) 遺伝子コドンの縮重のため、前記(e)に示されるいずれのDNAともストリンジェントな条件下でハイブリダイズしないが、前記(e)または(f)で示されるDNAによりコードされるタンパク質と同じアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNA。 (g) A protein encoded by the DNA shown in (e) or (f) above, but does not hybridize under stringent conditions with any of the DNA shown in (e) above due to the degeneracy of the gene codon. DNA encoding a protein having the same amino acid sequence as

(h) 前記(e)で示されるDNAの塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、かつフェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNA。 (h) A DNA encoding a protein having a base sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence of the DNA represented by (e) and having a ferredoxin function.

また前記DNAの説明における「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列」とは、前記(a)または(e)のいずれかのDNAをプローブとして使用し、コロニーハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法、あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより得られるDNAの塩基配列を意味し、例えば、コロニーあるいはプラーク由来のDNAまたは該DNAの断片を固定化したフィルターを用いて、0.7〜1.0MのNaCl存在下、65℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1〜2×SSC溶液(1×SSC溶液は、150mM塩化ナトリウム、15mMクエン酸ナトリウム)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるDNA等を挙げることができる。ハイブリダイゼーションは、Molecular Cloning: A laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY.,1989(以下、モレキュラークローニング第2版と略す)等に記載されている方法に準じて行うことができる。   In the description of the DNA, “base sequence that hybridizes under stringent conditions” means using the DNA of either (a) or (e) as a probe, colony hybridization method, plaque hybridization method Or a base sequence of DNA obtained by using Southern blot hybridization or the like, for example, 0.7 to 1.0 M NaCl using a filter on which colony or plaque-derived DNA or a fragment of the DNA is immobilized. After hybridization at 65 ° C. in the presence, the filter is washed under conditions of 65 ° C. using 0.1 to 2 × SSC solution (1 × SSC solution is 150 mM sodium chloride, 15 mM sodium citrate). Can be identified by DNA. Hybridization is performed according to the method described in Molecular Cloning: A laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, 1989 (hereinafter abbreviated as "Molecular Cloning 2nd Edition"). be able to.

ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAとしては、プローブとして使用するDNAの塩基配列と一定以上の相同性を有するDNAが挙げられ、例えば85%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、最も好ましくは98%以上の相同性を有するDNAが挙げられる。   Examples of DNA that hybridizes under stringent conditions include DNA having a certain degree of homology with the base sequence of DNA used as a probe, for example, 85% or more, preferably 90% or more, more preferably 93%. More preferably, DNA having homology of 95% or more, most preferably 98% or more is mentioned.

本明細書で言う「1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列」における「1から数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、1から40個、好ましくは1から30個、より好ましくは1から20個、より好ましくは1から10個、さらに好ましくは1から5個、特に好ましくは1から3個程度を意味する。   The range of “1 to several” in the “base sequence having deletion, substitution and / or addition of 1 to several bases” as used herein is not particularly limited, but for example, 1 to 40, preferably Means 1 to 30, more preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, further preferably 1 to 5, and particularly preferably about 1 to 3.

本発明のビタミンD水酸化酵素関連DNAの取得方法は特に限定されない。
例えば、ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードする上記本発明のDNAまたはその一部からなるDNAをプローブまたはプライマーとして用いて、DNAライブラリーから、ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAを探索することで、ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAをスクリーニングすることができる。スクリーニングしたDNAは、常法により単離することもできる。さらには、フェレドキシン機能を有するタンパク質をコードする本発明のDNAまたはその一部からなるDNAをプローブまたはプライマーとして用いて、DNAライブラリーから、フェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNAを探索することを特徴とする、フェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNAをスクリーニングすることができる。スクリーニングしたDNAは、常法により単離することもできる。
The method for obtaining the vitamin D hydroxylase-related DNA of the present invention is not particularly limited.
For example, the hydroxylase activity of vitamin Ds can be determined from a DNA library using the DNA of the present invention encoding a protein having hydroxylase activity of vitamin Ds or a DNA comprising a part thereof as a probe or primer. By searching for a DNA encoding a protein having the protein, a DNA encoding a protein having a hydroxylase activity of vitamin Ds can be screened. The screened DNA can be isolated by a conventional method. Furthermore, using the DNA of the present invention encoding a protein having a ferredoxin function or a DNA comprising a part thereof as a probe or primer, a DNA encoding a protein having a ferredoxin function is searched from a DNA library. DNA encoding a protein having a ferredoxin function can be screened. The screened DNA can be isolated by a conventional method.

より具体的には、配列表の配列番号1から配列番号11および配列番号86のいずれかに記載した塩基配列の情報に基づいて適当なプローブやプライマーを調製し、それらを用いてのDNAライブラリーをスクリーニングすることができ、スクリーニングにより探索した本発明のDNAを単離することもできる。DNAライブラリーは、前記のビタミンD類の水酸化酵素活性を発現している微生物、例えば、放線菌に属する微生物から常法により作製することができる。   More specifically, an appropriate probe or primer is prepared based on the nucleotide sequence information described in any one of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 11 and SEQ ID NO: 86 in the sequence listing, and a DNA library using them The DNA of the present invention searched by screening can also be isolated. A DNA library can be prepared by a conventional method from a microorganism that expresses the hydroxylase activity of vitamin D, for example, a microorganism belonging to Actinomyces.

またPCR法により本発明のビタミンD水酸化酵素関連DNAを取得することもできる。上記した微生物由来のDNAライブラリーを鋳型として使用し、配列番号1から配列番号11および配列番号86のいずれかに記載した塩基配列を増幅できるように設計した1対のプライマーを用いてPCRを行う。PCRの反応条件は適宜設定することができ、例えば、94℃で30秒間(変性)、55℃で30秒〜1分間(アニーリング)、72℃で2分間(伸長)からなる反応工程を1サイクルとして、例えば30サイクル行った後、72℃で7分間反応させる条件などを挙げることができる。次いで、増幅されたDNA断片を、適当な宿主中で増幅可能なベクター中にクローニングすることができる。   The vitamin D hydroxylase-related DNA of the present invention can also be obtained by PCR. PCR is performed using the above-described microorganism-derived DNA library as a template, and using a pair of primers designed to amplify the base sequence described in any of SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 11 and SEQ ID NO: 86 . PCR reaction conditions can be set as appropriate. For example, one cycle of a reaction step consisting of 94 ° C for 30 seconds (denaturation), 55 ° C for 30 seconds to 1 minute (annealing), and 72 ° C for 2 minutes (extension) For example, after 30 cycles, the reaction is allowed to proceed at 72 ° C. for 7 minutes. The amplified DNA fragment can then be cloned into a vector that can be amplified in a suitable host.

上記したプローブまたはプライマーの調製、DNAライブラリーの構築、DNAライブラリーのスクリーニング、並びに目的遺伝子のクローニングなどの操作は当業者に既知であり、例えば、モレキュラークローニング第2版、Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1〜38, John Wiley & Sons (1987-1997)等に記載の方法に準じて行うことができる。   The above-described procedures such as probe or primer preparation, DNA library construction, DNA library screening, and target gene cloning are known to those skilled in the art. For example, Molecular Cloning 2nd Edition, Current Protocols in Molecular Biology, It can be carried out according to the method described in Supplement 1 to 38, John Wiley & Sons (1987-1997) and the like.

本発明のタンパク質
本発明のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質は、上記(a)、(b)、(c)または(d)で示されDNAによりコードされるタンパク質、および下記(1)〜(3)の何れかのアミノ酸配列を有し、ビタミンD3、ビタミンD2、25-ヒドロキシビタミンD3および25-ヒドロキシビタミンD2からなる群から選択される少なくとも1種のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質である。
(1)配列表の配列番号12、13、15、16、17、19、20、22、23、24、または26に記載のアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号12、13、15、16、17、19、20、22、23、24、または26に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号12、13、15、16、17、19、20、22、23、24、または26に記載のアミノ酸配列に対して70%以上の相同性を有するアミノ酸配列。
Protein of the present invention The protein having the hydroxylase activity of vitamin D of the present invention includes the protein represented by the above (a), (b), (c) or (d) and encoded by DNA, and the following (1 ) To (3) and having at least one amino acid sequence selected from the group consisting of vitamin D 3 , vitamin D 2 , 25-hydroxyvitamin D 3 and 25-hydroxyvitamin D 2 It is a protein having the hydroxylase activity of
(1) the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, or 26 in the sequence listing;
(2) deletion, substitution and / or deletion of 1 to several amino acids in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, or 26 in the sequence listing An amino acid sequence having an addition; or (3) 70% or more homology to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, or 26 in the sequence listing Amino acid sequence having sex.

本発明のフェレドキシン機能を有するタンパク質は、上記(e)、(f)、(g)または(h)で示されDNAによりコードされるタンパク質、および下記(4)〜(6)の何れかのアミノ酸配列を有し、フェレドキシン機能を有するタンパク質である。
(4)配列表の配列番号14、18、21、25または27に記載のアミノ酸配列;
(5)配列表の配列番号14、18、21、25または27に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列;又は
(6)配列表の配列番号14、18、21、25または27に記載のアミノ酸配列に対して70%以上の相同性を有するアミノ酸配列。
The protein having the ferredoxin function of the present invention is a protein encoded by DNA represented by the above (e), (f), (g) or (h), and any one of the following amino acids (4) to (6) A protein having a sequence and having a ferredoxin function.
(4) the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 14, 18, 21, 25 or 27 in the sequence listing;
(5) an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 14, 18, 21, 25 or 27 of the sequence listing; or (6) of the sequence listing An amino acid sequence having 70% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 14, 18, 21, 25 or 27.

本明細書で言う「1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列」における「1から数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、1から20個、好ましくは1から10個、より好ましくは1から7個、さらに好ましくは1から5個、特に好ましくは1から3個程度を意味する。   The range of “1 to several” in the “amino acid sequence having 1 to several amino acid deletions, substitutions and / or additions” as used herein is not particularly limited. For example, 1 to 20, preferably Means 1 to 10, more preferably 1 to 7, further preferably 1 to 5, particularly preferably about 1 to 3.

本明細書で言う「配列表の配列番号12、13、15、16、17、19、20、22、23、24、または26に記載のアミノ酸配列に対して70%以上の相同性を有するアミノ酸配列」および「配列表の配列番号14、18、21、25または27に記載のアミノ酸配列に対して70%以上の相同性を有するアミノ酸配列」における相同性は、70%以上であれば特に限定されないが、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%、特に好ましくは95%以上である。   As used herein, “an amino acid having 70% or more homology to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, or 26 in the Sequence Listing. The homology in the “sequence” and “amino acid sequence having 70% or more homology with the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 14, 18, 21, 25 or 27 of the sequence listing” is particularly limited as long as it is 70% or more. However, it is more preferably 80% or more, further preferably 85% or more, further preferably 90%, particularly preferably 95% or more.

本発明のタンパク質の取得方法は特に制限されず、化学合成により合成したタンパク質でもよいし、遺伝子組み換え技術により作製した組み換えタンパク質でもよい。組み換えタンパク質を作製する場合には、先ず、本明細書に上記した当該タンパク質をコードするDNAを取得する。このDNAを適当な発現系に導入することにより、本発明のタンパク質を産生することができる。発現系でのタンパク質の発現については本明細書中において後記する。   The method for obtaining the protein of the present invention is not particularly limited, and may be a protein synthesized by chemical synthesis or a recombinant protein produced by a gene recombination technique. When producing a recombinant protein, first, DNA encoding the protein described above in this specification is obtained. The protein of the present invention can be produced by introducing this DNA into an appropriate expression system. The expression of the protein in the expression system will be described later in this specification.

本発明の組み換えベクター
本発明のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAは、単独でまたは、フェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNAと一緒に、適当なベクター中に挿入して使用することができる。本発明で用いるベクターの種類は特に限定されず、例えば、自立的に複製するベクター(例えばプラスミド等)でもよいし、あるいは、宿主細胞に導入された際に宿主細胞のゲノムに組み込まれ、組み込まれた染色体と共に複製されるものであってもよいが、発現ベクターが好ましい。発現ベクターにおいて本発明のDNAは、転写に必要な要素(例えば、プロモーター等)が機能的に連結されている。プロモーターは宿主細胞において転写活性を示すDNA配列であり、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。
The recombinant vector of the present invention The DNA encoding the protein having the hydroxylase activity of the vitamin D of the present invention is inserted into a suitable vector alone or together with the DNA encoding the protein having the ferredoxin function. Can be used. The type of vector used in the present invention is not particularly limited. For example, the vector may be a self-replicating vector (for example, a plasmid), or may be integrated into the host cell genome when introduced into the host cell. An expression vector is preferable, although it may be replicated together with other chromosomes. In the expression vector, the DNA of the present invention is functionally linked to elements necessary for transcription (for example, a promoter and the like). A promoter is a DNA sequence that exhibits transcriptional activity in a host cell, and can be appropriately selected depending on the type of host.

本発明の形質転換体およびそれを用いた組み換えタンパク質の製造
本発明のDNAまたは組み換えベクターを適当な宿主に導入することによって形質転換体を作製することができる。本発明のDNAまたは組み換えベクターが導入される宿主細胞は、本発明の遺伝子を発現できれば任意の細胞でよく、細菌、酵母、真菌および高等真核細胞等が挙げられる。細菌細胞の例としては、バチルスまたはストレプトマイセス等のグラム陽性菌または大腸菌等のグラム陰性菌が挙げられる。これら細菌の形質転換は、プロトプラスト法、エレクトロポレーション法または公知の方法でコンピテント細胞を用いることにより行えばよい。例えば、エレクトロポレーション法は以下のように行うことができる。外来遺伝子が挿入されたプラスミドをコンピテント細胞の懸濁液に加え、この懸濁液をエレクトロポレーション法専用のキュベットに入れ、そのキュベットに高電圧の電気パルスをかける。その後選択培地で培養し、平板寒天培地上で形質転換体を単離する。
Production of transformant of the present invention and recombinant protein using the transformant A transformant can be produced by introducing the DNA or recombinant vector of the present invention into a suitable host. The host cell into which the DNA or recombinant vector of the present invention is introduced may be any cell as long as it can express the gene of the present invention, and examples thereof include bacteria, yeast, fungi and higher eukaryotic cells. Examples of bacterial cells include Gram positive bacteria such as Bacillus or Streptomyces or Gram negative bacteria such as E. coli. Transformation of these bacteria may be performed by using competent cells by a protoplast method, an electroporation method or a known method. For example, the electroporation method can be performed as follows. The plasmid into which the foreign gene has been inserted is added to a suspension of competent cells, this suspension is placed in a cuvette dedicated to the electroporation method, and a high voltage electric pulse is applied to the cuvette. Thereafter, the cells are cultured in a selective medium, and the transformant is isolated on a plate agar medium.

酵母細胞の例としては、サッカロマイセスまたはシゾサッカロマイセスに属する細胞が挙げられ、例えば、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)またはサッカロマイセス・クルイベリ(Saccharomyces kluyveri)等が挙げられる。酵母宿主への組み換えベクターの導入方法としては、例えば、エレクトロポレーション法、スフェロブラスト法、酢酸リチウム法等を挙げることができる。他の真菌細胞の例は、糸状菌、例えばアスペルギルス、ニューロスポラ、フザリウム、またはトリコデルマに属する細胞である。宿主細胞として糸状菌を用いる場合、DNA構築物を宿主染色体に組み込んで組換え宿主細胞を得ることにより形質転換を行うことができる。DNA構築物の宿主染色体への組み込みは、公知の方法に従い、例えば相同組換えまたは異種組換えにより行うことができる。   Examples of yeast cells include cells belonging to Saccharomyces or Schizosaccharomyces, such as Saccharomyces cerevisiae or Saccharomyces kluyveri. Examples of the method for introducing a recombinant vector into a yeast host include an electroporation method, a spheroblast method, and a lithium acetate method. Examples of other fungal cells are cells belonging to filamentous fungi such as Aspergillus, Neurospora, Fusarium, or Trichoderma. When filamentous fungi are used as host cells, transformation can be performed by integrating the DNA construct into the host chromosome to obtain a recombinant host cell. Integration of the DNA construct into the host chromosome can be performed according to known methods, for example, by homologous recombination or heterologous recombination.

本発明の形質転換体を得るために用いる宿主は、例えば、放線菌由来のフェレドキシン遺伝子およびフェレドキシン還元酵素遺伝子を発現可能な状態で含む大腸菌であることが好ましい。このような大腸菌は、WO03/087381および対応する米国出願公開2006234337A1(これらの全記載は、ここに特に開示として援用される)に記載されており、放線菌由来のフェレドキシン遺伝子は、好ましくはミクロテトラスポーラ(Microtetraspora)に属する微生物またはシュードモナス(Pseudomonas) に属する微生物に属するいずれかの株に由来する遺伝子であることができ、フェレドキシン還元酵素遺伝子は、ストレプトミセス(Streptomyces) に属する微生物またはシュードモナス(Pseudomonas) に属する微生物に属するいずれかの株に由来する遺伝子であることができる。   The host used to obtain the transformant of the present invention is preferably, for example, Escherichia coli containing the actinomycete-derived ferredoxin gene and ferredoxin reductase gene in a state capable of being expressed. Such E. coli are described in WO03 / 087381 and the corresponding US application publication 2006234337A1 (all of which are specifically incorporated herein by reference), and the ferredoxin gene from actinomycetes is preferably microtetra It can be a gene derived from any strain belonging to a microorganism belonging to Spora (Microtetraspora) or a microorganism belonging to Pseudomonas, and the ferredoxin reductase gene is a microorganism belonging to Streptomyces or Pseudomonas (Pseudomonas) It can be a gene derived from any strain belonging to the microorganism belonging to.

WO03/08738に記載されているように、放線菌由来のフェレドキシン遺伝子およびフェレドキシン還元酵素遺伝子を発現可能な状態で含む大腸菌は、これらの遺伝子が、大腸菌で自律複製できるプラスミド中に、自律複製配列、プロモーター配列、ターミネーター配列、薬剤耐性遺伝子等ととも、適当な順序で組込まれて宿主中に存在しているか、あるいは染色体DNA組込み型ベクターを介して、機能的に発現しうる状態で宿主大腸菌の染色体中に組込まれている場合を意味する。   As described in WO03 / 08738, E. coli containing a ferredoxin gene derived from actinomycetes and a ferredoxin reductase gene in a state in which these genes can be expressed in a plasmid in which these genes can autonomously replicate in E. coli, A promoter sequence, terminator sequence, drug resistance gene, etc. are inserted in an appropriate sequence and exist in the host, or in a state where it can be expressed functionally via a chromosomal DNA-integrated vector. It means that it is embedded in.

上記大腸菌における発現系では、上記本発明のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNA、フェレドキシン遺伝子およびフェレドキシン還元酵素遺伝子が操作可能な形態で宿主大腸菌に含まれる。「操作可能な形態」とは、上記すべての遺伝子が機能的に発現できるような状態で宿主内に存在していることを意味する。かような状態の典型的な例は、上記本発明のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNA、フェレドキシン遺伝子およびフェレドキシン還元酵素遺伝子は、上記プラスミド中でいかなる順序で配置されていてもよいが、通常、ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAを最も上流に配置するのが好ましい。ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAとフェレドキシン遺伝子が同一の起源の遺伝子クラスター断片として利用される場合にも、例えば、ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNA−フェレドキシン遺伝子−フェレドキシン還元酵素遺伝子の順で配置されることができる。また、この場合、上記遺伝子クラスター断片に含まれるフェレドキシン遺伝子と、放線菌由来のフェレドキシン遺伝子とが、重複して、本発明の形質転換体に含まれても良い。   In the above expression system in E. coli, the DNA encoding the protein having the hydroxylase activity of the vitamin D of the present invention, the ferredoxin gene, and the ferredoxin reductase gene are included in the host E. coli in an operable form. The “operable form” means that all the above genes are present in the host in a state where they can be expressed functionally. A typical example of such a state is that the DNA encoding the protein having hydroxylase activity of the vitamin D of the present invention, the ferredoxin gene, and the ferredoxin reductase gene are arranged in any order in the plasmid. In general, however, it is preferable that DNA encoding a protein having hydroxylase activity of vitamin Ds is arranged at the most upstream. Even when the DNA encoding the protein having the hydroxylase activity of vitamin D and the ferredoxin gene are used as gene cluster fragments of the same origin, for example, it encodes the protein having the hydroxylase activity of vitamin D They can be arranged in the order of DNA-ferredoxin gene-ferredoxin reductase gene. In this case, the ferredoxin gene contained in the gene cluster fragment and the ferredoxin gene derived from actinomycetes may be duplicated and contained in the transformant of the present invention.

上記の形質転換体は、導入された遺伝子の発現を可能にする条件下で適切な栄養培地中で培養する。形質転換体の培養物から、本発明のタンパク質を単離精製するには、通常のタンパク質の単離、精製法を用いればよい。   The transformant is cultured in an appropriate nutrient medium under conditions that allow expression of the introduced gene. In order to isolate and purify the protein of the present invention from the culture of the transformant, ordinary protein isolation and purification methods may be used.

例えば、本発明のタンパク質が、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、細胞を遠心分離により回収し水系緩衝液に懸濁後、超音波破砕機等により細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られた上清から、通常のタンパク質の単離精製法、即ち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(DEAE)セファロース等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、SP-Sepharose FF(アマシャムバイオサイエンス社製)等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィ一法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を単独あるいは組み合わせて用い、精製標品を得ることができる。   For example, when the protein of the present invention is expressed in a dissolved state in the cell, after the culture is completed, the cell is collected by centrifugation, suspended in an aqueous buffer, and then disrupted by an ultrasonic crusher or the like. A cell-free extract is obtained. From the supernatant obtained by centrifuging the cell-free extract, an ordinary protein isolation and purification method, that is, a solvent extraction method, a salting-out method using ammonium sulfate, a desalting method, a precipitation method using an organic solvent, Anion exchange chromatography using a resin such as diethylaminoethyl (DEAE) Sepharose, cation exchange chromatography using a resin such as SP-Sepharose FF (Amersham Biosciences), butyl sepharose, phenyl sepharose, etc. Purified samples using methods such as hydrophobic chromatography using resins, gel filtration using molecular sieves, affinity chromatography, chromatofocusing, and electrophoretic methods such as isoelectric focusing alone or in combination Can be obtained.

水酸化ビタミンD誘導体の製造方法
本発明は、ビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAまたはフェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNAを導入した形質転換体を用い、この形質転換体の存在下でビタミンD類を水酸化させることを含む、水酸化ビタミンD誘導体の製造方法を包含する。
Method for producing hydroxylated vitamin D derivative The present invention uses a transformant introduced with a DNA encoding a protein having hydroxylase activity of vitamin D or a DNA encoding a protein having a ferredoxin function, and the transformant A method for producing a hydroxylated vitamin D derivative, comprising hydroxylating vitamin Ds in the presence of

形質転換体の存在下でビタミンD類を水酸化させる条件は、以下のとおりである。
まず形質転換体中のビタミンD水酸化酵素関連DNAを必要により誘導物質を添加して菌体内で発現させる。これらのDNAが発現した菌体を基質であるビタミンD類と接触させ、変換反応をさせる。変換反応の温度は、形質転換体の至適温度を考慮して、適宜決定できる。また反応時間も、水酸化ビタミンD誘導体への変換率(反応の進行度合い)等を考慮して、適宜決定することができる。例えば、20〜31℃で、1〜5日が好適である。さらに、反応様式は、バッチ式でも連続式でも、いずれの形式でも実施することができる。
Conditions for hydroxylating vitamin Ds in the presence of the transformant are as follows.
First, if necessary, an inducer is added to the vitamin D hydroxylase-related DNA in the transformant and expressed in the microbial cells. The bacterial cells in which these DNAs are expressed are brought into contact with vitamin D as a substrate to cause a conversion reaction. The temperature of the conversion reaction can be appropriately determined in consideration of the optimum temperature of the transformant. The reaction time can also be appropriately determined in consideration of the conversion rate to the hydroxy vitamin D derivative (reaction progress) and the like. For example, 20 to 31 ° C. and 1 to 5 days are preferable. Further, the reaction mode can be carried out either in a batch mode or a continuous mode.

生成した水酸化ビタミンD誘導体の単離および精製は、一般に微生物代謝産物をその培養液から単離するために用いられる分離、精製の方法が利用できる。例えば、メタノール、エタノール、アセトン、ブタノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、クロロホルム、トルエン等を用いた有機溶媒抽出、ダイヤイオンHP-20などの疎水性吸着樹脂を用いた吸脱着処理、セファデックスLH-20等を用いたゲル濾過クロマトグラフィー、活性炭、シリカゲル等による吸着クロマトグラフィー、もしくは薄層クロマトグラフィーによる吸脱着処理、あるいは逆相カラム等を用いた高速液体クロマトグラフィー等の公知のあらゆる方法がこれにあたる。また、ここに示した方法に特に限定されるものではない。これらの方法を単独あるいは任意の順序に組み合わせ、また反復して用いることにより、目的の水酸化ビタミンD誘導体を単離精製することができる。   For the isolation and purification of the produced hydroxylated vitamin D derivative, separation and purification methods generally used for isolating microbial metabolites from the culture broth can be used. For example, organic solvent extraction using methanol, ethanol, acetone, butanol, ethyl acetate, butyl acetate, chloroform, toluene, etc., adsorption / desorption treatment using hydrophobic adsorption resin such as Diaion HP-20, Sephadex LH-20 This includes all known methods such as gel filtration chromatography using an activated carbon, adsorption chromatography using activated carbon, silica gel, etc., adsorption / desorption treatment using thin layer chromatography, or high performance liquid chromatography using a reverse phase column. Moreover, it is not specifically limited to the method shown here. The target hydroxylated vitamin D derivative can be isolated and purified by combining these methods singly or in any order and using them repeatedly.

以下、本発明について具体例を挙げてより詳細に説明するが、本発明をこれらの例に限定することを意図するものではない。なお、下記の例中のパーセント(%)は、培地の説明においては重量パーセント、HPLCの移動相の説明においては、容量パーセントを示す。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with specific examples, but the present invention is not intended to be limited to these examples. In the following examples, the percentage (%) indicates weight percent in the description of the medium, and volume percent in the description of the mobile phase of HPLC.

実施例1:ダクチロスポランギウム・バリエスポラムIFO14104株由来P450遺伝子dvaAの塩基配列の決定およびその遺伝子をもつ形質転換体の調製
(1) ダクチロスポランギウム・バリエスポラムIFO14104株染色体のDNAの調製
グルコース1%、麦芽エキス0.4%、酵母エキス1%からなる培地にIFO14104株を接種し、28℃、3日間培養した。得られた培養液を3000rpm、10分間遠心して菌体を集めた。その菌体からBlood & Cell Culture kit(QIAGEN社)を用いて染色体DNAを調製した。
Example 1: Determination of the base sequence of the P450 gene dvaA derived from Dactyrosporangium variesporum IFO14104 and preparation of a transformant having the gene
(1) Preparation of DNA of Dactyrosporangium variesporam IFO14104 strain Chromosome 1% glucose, malt extract 0.4%, yeast extract 1% was inoculated with IFO14104 strain and cultured at 28 ° C. for 3 days. The obtained culture solution was centrifuged at 3000 rpm for 10 minutes to collect bacterial cells. Chromosomal DNA was prepared from the cells using Blood & Cell Culture kit (QIAGEN).

(2) ビタミンD3の水酸化活性を有するタンパク質の一つ(DvaA)をコードするDNAの部分的配列のクローニング
放線菌のCYP105ファミリーに属するシトクロムP450のアミノ酸配列を参考にして以下のようなプライマー(5Dm-3FおよびB1R-105)を設計し作成した(配列表の配列番号28および配列番号29参照)。
5Dm-3F:5'-TTCGCSCTSCCSGTCCCSTCSATGGTSAT-3'
B1R-105:5'-GGCCAGCTGCTCGGGGTGTTCCAGCAG-3'
コドンの揺らぎを考慮して反応性を高めるために、混合塩基S(=C+G)を使用した。
(2) Cloning of a partial sequence of DNA encoding one of the proteins having hydroxylation activity of vitamin D 3 (DvaA) The following primers with reference to the amino acid sequence of cytochrome P450 belonging to the CYP105 family of actinomycetes (5Dm-3F and B1R-105) were designed and prepared (see SEQ ID NO: 28 and SEQ ID NO: 29 in the Sequence Listing).
5Dm-3F: 5'-TTCGCSCTSCCSGTCCCSTCSATGGTSAT-3 '
B1R-105: 5'-GGCCAGCTGCTCGGGGTGTTCCAGCAG-3 '
A mixed base S (= C + G) was used in order to increase reactivity in consideration of codon fluctuation.

次に、この2種のプライマー(5Dm-3FおよびB1R-105)と前項(1)で得たIFO14104株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、Takara LA Taq(タカラバイオ社)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングを50℃、2分間、伸長を68℃、1分間行う3段階の反応を35回繰り返した。その結果、約360bpの大きさのDNA断片(以下、DNA断片-A1という)が増幅された。このDNA断片-A1は水酸化活性を有するタンパク質をコードするDNAの一部分である可能性が高い。PCR反応にて増幅したDNA断片-A1を、反応液からWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。   Next, PCR reaction was carried out using these two kinds of primers (5Dm-3F and B1R-105) and the IFO14104 strain chromosomal DNA obtained in (1) above as a template. PCR reaction is performed using Takara LA Taq (Takara Bio) and PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient), denaturing at 98 ° C. for 20 seconds, annealing at 50 ° C. for 2 minutes, and extension at 68 ° C. for 1 minute 3 The step reaction was repeated 35 times. As a result, a DNA fragment having a size of about 360 bp (hereinafter referred to as DNA fragment-A1) was amplified. There is a high possibility that this DNA fragment-A1 is a part of DNA encoding a protein having hydroxylation activity. The DNA fragment-A1 amplified by the PCR reaction was recovered from the reaction solution by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega).

次に得られたDNA断片-A1の塩基配列を解析するに足る量のDNA断片-A1を得るために、プラスミドベクターpT7Blue T(Novagen社)にDNA Ligation kit ver.2(タカラバイオ社)を用いてDNA断片-A1を連結し、大腸菌JM109株を形質転換した。その後、アンピシリン(50μg/mL)、X-gal(5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactoside;40μg/mL)、IPTG(isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside;100μM)を含むL-Broth寒天培地(1.0%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%NaCl、1.5%寒天)を用いて、形質転換された大腸菌を選択した。こうして分離した形質転換大腸菌のコロニーをアンピシリン(50μg/mL)を含むL-Broth液体培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%NaCl)で培養した。増殖した形質転換大腸菌の菌体からプラスミド精製キット(Labo Pass Mini, 北海道システムサイエンス社)を用いてプラスミドDNAの分離精製を行い、一定量のDNA断片-A1を得た。   Next, in order to obtain a sufficient amount of DNA fragment-A1 for analyzing the nucleotide sequence of the obtained DNA fragment-A1, DNA Ligation kit ver.2 (Takara Bio Inc.) was used for plasmid vector pT7Blue T (Novagen). DNA fragment-A1 was ligated to transform E. coli JM109 strain. Then, ampicillin (50 μg / mL), X-gal (5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactoside; 40 μg / mL), IPTG (isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside; 100 μM) Transformed E. coli was selected using L-Broth agar medium (1.0% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl, 1.5% agar). The thus isolated colonies of transformed Escherichia coli were cultured in an L-Broth liquid medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl) containing ampicillin (50 μg / mL). Plasmid DNA was separated and purified from the grown transformed Escherichia coli cells using a plasmid purification kit (Labo Pass Mini, Hokkaido System Science) to obtain a certain amount of DNA fragment-A1.

(3) クローニングされたDNA断片-A1の塩基配列の解析
前項(2)で得られたDNA断片-A1の塩基配列をDNA塩基配列解析装置(アプライドバイオシシテム社;310)を用い、ダイターミネーター・サイクル・シークエンス法で解析した。塩基配列解析の結果、PCR反応で増幅されたDNA断片-A1は電気泳動で約360bpと測定されたが、塩基配列分析の結果、正確には351bpであることが明らかとなった(配列番号1の塩基487〜塩基837参照)。クローニングされた前記の351bpのDNA配列の両端には前記のPCR反応の時に使用した2種類のプライマーに対応するDNA配列が見出されたので、前記のPCR反応ではDNA断片-A1がこの2種類のプライマー(5Dm-3FおよびB1R-105)により特異的に増幅されたことが明らかとなった。
(3) Analysis of the base sequence of the cloned DNA fragment-A1 The base sequence of the DNA fragment-A1 obtained in the previous section (2) was analyzed using a DNA base sequence analyzer (Applied Biosysteme; 310). The analysis was performed by the cycle sequence method. As a result of nucleotide sequence analysis, DNA fragment-A1 amplified by PCR reaction was measured to be about 360 bp by electrophoresis, but as a result of nucleotide sequence analysis, it was revealed that it was exactly 351 bp (SEQ ID NO: 1 Base 487 to base 837). Since DNA sequences corresponding to the two types of primers used in the PCR reaction were found at both ends of the cloned 351 bp DNA sequence, the two DNA fragments-A1 were found in the PCR reaction. Specific primers (5Dm-3F and B1R-105).

(4) DNA断片-A1の周辺領域の解析
前記のとおり、IFO14104株由来の水酸化活性を有するタンパク質の一つ(DvaA)をコードするDNAの部分的配列が決定されたのでインバースPCR法(細胞工学14巻、p.591-593,1995年)によって、クローニング断片の上流、下流域に広がる周辺領域の塩基配列を増幅、クローニング、配列解析した。すなわち、IFO14104株染色体DNA((1)参照)をH緩衝液(50mM Tris-HCl,pH7.5,10mM MgCl2,1mMジチオスレイトール,100mM NaCl)中において制限酵素XhoIで消化した。得られた制限酵素切断DNA断片をDNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ社)を用いて自己環状化させた。
(4) Analysis of the peripheral region of DNA fragment-A1 As described above, a partial sequence of DNA encoding one of the proteins having hydroxylation activity (DvaA) derived from IFO14104 strain was determined. Engineering Volume 14, p.591-593, 1995) amplified, cloned, and sequenced the base sequence of the peripheral region extending upstream and downstream of the cloned fragment. That is, IFO14104 strain chromosomal DNA (see (1)) was digested with restriction enzyme XhoI in H buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothreitol, 100 mM NaCl). The obtained restriction enzyme-cleaved DNA fragment was self-circularized using DNA Ligation Kit ver. 2 (Takara Bio Inc.).

他方、DNA断片-A1の塩基配列から、以下のようなプライマー(3413-1Fおよび3413-1R)を設計し作成した(配列表の配列番号30および配列番号31参照)。
3413-1F:5'- GTGTGATCTCCCTGCTGCTGTTGAT -3'
3413-1R:5'- AGGGTGCCGGACCGTTCCTGGAACT -3'
次にこの2種のプライマー(3413-1Fおよび3413-1R)と前記の自己環状化させたIFO14104株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、Takara LA Taq(タカラバイオ社)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングと伸長を68℃、5分間行う2段階の反応30回繰り返した。
On the other hand, the following primers (3413-1F and 3413-1R) were designed and prepared from the base sequence of DNA fragment-A1 (see SEQ ID NO: 30 and SEQ ID NO: 31).
3413-1F: 5'-GTGTGATCTCCCTGCTGCTGTTGAT-3 '
3413-1R: 5'- AGGGTGCCGGACCGTTCCTGGAACT -3 '
Next, a PCR reaction was carried out using these two types of primers (3413-1F and 3413-1R) and the aforementioned self-circulated IFO14104 strain chromosomal DNA as a template. The PCR reaction was repeated 30 times using a Takara LA Taq (Takara Bio Inc.) and PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient) in a two-stage reaction in which denaturation was performed at 98 ° C for 20 seconds, annealing and extension at 68 ° C for 5 minutes. It was.

この結果、約3.6kbpの大きさのDNA断片(DNA断片-B1)が増幅したが、これらは、水酸化活性を有するタンパク質をコードするDNAおよびその上流と下流領域を含むDNA配列を有するDNAである可能性が高い。   As a result, a DNA fragment (DNA fragment-B1) having a size of about 3.6 kbp was amplified. These were DNA encoding a protein having hydroxylation activity and DNA having a DNA sequence including upstream and downstream regions. There is a high possibility.

このPCR増幅反応液からDNA断片-B1をWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。次に得られたDNA断片-B1について、塩基配列を解析するに足る量の各DNA断片を得るために、前記(2)と同様にプラスミドベクターpT7Blue T(Novagen社)、DNA Ligation kit ver.2(タカラバイオ社)、大腸菌JM109株およびプラスミド精製キット(Labo Pass Mini, 北海道システムサイエンス社)を用いて、一定量の各DNA断片を得た。   From this PCR amplification reaction solution, DNA fragment-B1 was recovered by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega). Next, in order to obtain an amount of each DNA fragment sufficient for analyzing the nucleotide sequence of the obtained DNA fragment-B1, the plasmid vector pT7Blue T (Novagen), DNA Ligation kit ver. (Takara Bio Inc.), Escherichia coli JM109 strain and plasmid purification kit (Labo Pass Mini, Hokkaido System Science Co., Ltd.) were used to obtain a certain amount of each DNA fragment.

(5) DNA断片-B1(約3.6kbpのサイズ)の塩基配列の解析
前項(4)で得られたDNA断片-B1の塩基配列をDNA塩基配列解析装置(アプライドバイオシステム社;310)を用い、ダイターミネーター・サイクル・シークエンス法で解析した。このように塩基配列の解析を行い、DNA断片-B1のうちの、配列番号1に示された1257bpの塩基配列の情報を得た。
(5) Analysis of base sequence of DNA fragment-B1 (about 3.6 kbp size) Using the base sequence of DNA fragment-B1 obtained in the previous section (4) using a DNA base sequence analyzer (Applied Biosystems; 310) The analysis was performed by the dye terminator cycle sequence method. Thus, the base sequence was analyzed and the information of the 1257 bp base sequence shown by sequence number 1 among DNA fragment-B1 was obtained.

この1257bp中のオープン・リーディング・フレーム(ORF)を検索したところ、1種類のタンパク質がコードされていることが判明した。タンパク質のアミノ酸配列をBLAST searchにて検索した結果、配列番号1の塩基1〜塩基1254にシトクロムP450と高い相同性を有する418個のアミノ酸からなるタンパク質(配列番号12)をコードするORF(以下、dvaAという)が存在した。そしてdvaAは、Amycolatopsis mediterranei S699のシトクロムP450(ORF16)と推定されるアミノ酸配列に最も高い相同性を有し(相同性59%)、さらにStreptomyces tubercidicusのシトクロムP450(CYP105S1)にも比較的高い相同性を有した(相同性53%)。このことからdvaAはシトクロムP450タイプの水酸化酵素をコードする遺伝子である可能性が高いと考えられた。   When the open reading frame (ORF) in this 1257 bp was searched, it was found that one protein was encoded. As a result of searching the amino acid sequence of the protein by BLAST search, ORF encoding a protein (SEQ ID NO: 12) consisting of 418 amino acids having high homology with cytochrome P450 in base 1 to base 1254 of SEQ ID NO: 1 dvaA) existed. And dvaA has the highest homology to the deduced amino acid sequence of cytochrome P450 (ORF16) of Amycolatopsis mediterranei S699 (59% homology), and relatively high homology to cytochrome P450 of Streptomyces tubercidicus (CYP105S1) (Homology 53%). This suggests that dvaA is likely to be a gene encoding cytochrome P450 type hydroxylase.

(6) IFO14104株由来のdvaAを含有するDNA断片の調製
前項(5)において解析した配列番号1の塩基配列を参考にして、5'末端にNdeIサイトを付加したプライマーdvaA-NdeF(5'-GCGCATATGACCAGCCCCACCGGTTC-3':配列番号32参照)および5'末端にSpeIサイトを付加したプライマーdvaA-SpeR(5'-CGCACTAGTCAGTCCCAGGCGACCGGGAGGCT-3':配列番号33参照)を設計し作成した。次に、この2種のプライマー(dvaA-NdeFおよびdvaA-SpeR)と実施例1(1)で得たIFO14104株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、KOD plus(東洋紡)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングと伸長を68℃、2分間行う2段階の反応を30回繰り返した。
(6) Preparation of DNA fragment containing dvaA derived from IFO14104 strain Referring to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 analyzed in the previous section (5), the primer dvaA-NdeF (5'-) with an NdeI site added to the 5 'end GCGCATATGACCAGCCCCACCGGTTC-3 ′: see SEQ ID NO: 32) and a primer dvaA-SpeR (5′-CGCACTAGTCAGTCCCAGGCGACCGGGAGGCT-3 ′: see SEQ ID NO: 33) with a SpeI site added to the 5 ′ end was designed and prepared. Next, PCR reaction was performed using these two types of primers (dvaA-NdeF and dvaA-SpeR) and the IFO14104 strain chromosomal DNA obtained in Example 1 (1) as templates. The PCR reaction was repeated 30 times using KOD plus (Toyobo) and a PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient), in which two steps of denaturation were performed at 98 ° C. for 20 seconds and annealing and extension at 68 ° C. for 2 minutes.

この結果、dvaAを含む約1.3kbpの大きさのDNA断片(以下、DNA断片-C1という)が増幅された。このPCR増幅反応液からDNA断片-C1をWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。   As a result, a DNA fragment containing dvaA and having a size of about 1.3 kbp (hereinafter referred to as DNA fragment-C1) was amplified. From this PCR amplification reaction solution, DNA fragment-C1 was recovered by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega).

(7) プラスミドpSC-dvaAの構築
pT7NS-CamAB(WO03/087381参照)をH緩衝液(50mM Tris-HCl,pH7.5,10mM MgCl2,1mMジチオスレイトール,100mM NaCl)中で制限酵素NdeIとSpeIにより消化してプラスミド消化物を得た。同様に前項(6)で得たDNA断片-C1を制限酵素NdeIとSpeIで消化し、得られたDNA断片-C1の消化物とプラスミド消化物とを、DNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ社)を用いて連結した。これによって、dvaAを内部に含有するDNA断片-C1と、プラスミドpT7NS-CamABとが連結された約9.3kbpのサイズのプラスミド(プラスミドpSC-dvaAと称する)が構築された。
(7) Construction of plasmid pSC-dvaA
pT7NS-CamAB (see WO03 / 087381) is digested with restriction enzymes NdeI and SpeI in H buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothreitol, 100 mM NaCl) Obtained. Similarly, the DNA fragment-C1 obtained in (6) above was digested with the restriction enzymes NdeI and SpeI, and the resulting DNA fragment-C1 digest and plasmid digest were used as DNA Ligation Kit ver.2 (Takara Bio Inc. ). As a result, a plasmid (referred to as plasmid pSC-dvaA) having a size of about 9.3 kbp was constructed by ligating DNA fragment-C1 containing dvaA and plasmid pT7NS-CamAB.

(8) 大腸菌形質転換株BL21(DE3)/pSC-dvaAの調製
前項(7)で調製したプラスミドpSC-dvaAを用いて、大腸菌BL21(DE3)コンピテントセル(Novagen社)を形質転換した。こうして、プラスミドpSC-dvaAで形質転換された大腸菌BL21(DE3)/pSC-dvaA株を得た。
(8) Preparation of E. coli transformed strain BL21 (DE3) / pSC-dvaA E. coli BL21 (DE3) competent cell (Novagen) was transformed with the plasmid pSC-dvaA prepared in the previous section (7). Thus, Escherichia coli BL21 (DE3) / pSC-dvaA strain transformed with the plasmid pSC-dvaA was obtained.

実施例2:ダクチロスポランギウム・バリエスポラムIFO14104株由来P450遺伝子dvbAおよびフェレドキシン遺伝子dvbBの塩基配列の決定およびそれらの遺伝子をもつ形質転換体の調製
(1) ビタミンD3の水酸化活性を有するタンパク質の一つ(DvbA)をコードするDNAの部分的配列のクローニング
放線菌のCYP105ファミリーに属するシトクロムP450と付随するフェレドキシンのアミノ酸配列を参考にして以下のようなプライマー(5Dm-4FおよびH2R-105)を設計し作成した(配列表の配列番号34および配列番号35参照)。
5Dm-4F:5'- CACGAGACSACSGCSAACATGAT-3'
H2R-105:5'- GTCGTCCTGGTCGAA-3'
コドンの揺らぎを考慮して反応性を高めるために、混合塩基S(=C+G)を使用した。
Example 2: Determination of the base sequences of P450 gene dvbA and ferredoxin gene dvbB derived from Dactyrosporangium variesporam IFO14104 and preparation of transformants having those genes
(1) Cloning of a partial sequence of DNA encoding one of the proteins with hydroxylation activity of vitamin D 3 (DvbA) With reference to the amino acid sequence of ferredoxin associated with cytochrome P450 belonging to the CYP105 family of actinomycetes Primers (5Dm-4F and H2R-105) were designed and prepared (see SEQ ID NO: 34 and SEQ ID NO: 35 in the Sequence Listing).
5Dm-4F: 5'-CACGAGACSACSGCSAACATGAT-3 '
H2R-105: 5'-GTCGTCCTGGTCGAA-3 '
A mixed base S (= C + G) was used in order to increase reactivity in consideration of codon fluctuation.

次に、この2種のプライマー(5Dm-4FおよびH2R-105)と実施例1(1)で得たIFO14104株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、Takara LA Taq(タカラバイオ社)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングを50℃、2分間、伸長を68℃、1分間行う3段階の反応を35回繰り返した。その結果、約580bpの大きさのDNA断片(以下、DNA断片-D1という)が増幅された。このDNA断片-D1は水酸化活性を有するタンパク質をコードするDNAの一部分である可能性が高い。PCR反応にて増幅したDNA断片-D1を、反応液からWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。   Next, PCR reaction was performed using these two types of primers (5Dm-4F and H2R-105) and the IFO14104 strain chromosomal DNA obtained in Example 1 (1) as templates. PCR reaction is performed using Takara LA Taq (Takara Bio) and PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient), denaturing at 98 ° C. for 20 seconds, annealing at 50 ° C. for 2 minutes, and extension at 68 ° C. for 1 minute 3 The step reaction was repeated 35 times. As a result, a DNA fragment having a size of about 580 bp (hereinafter referred to as DNA fragment-D1) was amplified. There is a high possibility that this DNA fragment-D1 is a part of DNA encoding a protein having hydroxylation activity. The DNA fragment-D1 amplified by the PCR reaction was recovered from the reaction solution by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega).

次に得られたDNA断片-D1の塩基配列を解析するに足る量のDNA断片-D1を得るために、プラスミドベクターpT7Blue T(Novagen社)にDNA Ligation kit ver.2(タカラバイオ社)を用いてDNA断片-A1を連結し、大腸菌JM109株を形質転換した。その後、アンピシリン(50μg/mL)、X-gal(40μg/mL)、IPTG(100μM)を含むL-Broth寒天培地(1.0%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%NaCl、1.5%寒天)を用いて、形質転換された大腸菌を選択した。こうして分離した形質転換大腸菌のコロニーをアンピシリン(50μg/mL)を含むL-Broth液体培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%NaCl)で培養した。増殖した形質転換大腸菌の菌体からプラスミド精製キット(Labo Pass Mini, 北海道システムサイエンス社)を用いてプラスミドDNAの分離精製を行い、一定量のDNA断片-D1を得た。   Next, in order to obtain an amount of DNA fragment-D1 sufficient to analyze the nucleotide sequence of the obtained DNA fragment-D1, DNA Ligation kit ver.2 (Takara Bio Inc.) was used for plasmid vector pT7Blue T (Novagen). DNA fragment-A1 was ligated to transform E. coli JM109 strain. Then, L-Broth agar medium (1.0% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl, 1.5% agar) containing ampicillin (50 μg / mL), X-gal (40 μg / mL), IPTG (100 μM) Used to select transformed E. coli. The thus isolated colonies of transformed Escherichia coli were cultured in an L-Broth liquid medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl) containing ampicillin (50 μg / mL). Plasmid DNA was separated and purified from the grown transformed Escherichia coli using a plasmid purification kit (Labo Pass Mini, Hokkaido System Science) to obtain a certain amount of DNA fragment-D1.

(2) クローニングされたDNA断片-D1の塩基配列の解析
前項(1)で得られたDNA断片-D1の塩基配列をDNA塩基配列解析装置(アプライドバイオシステム社;310)を用い、ダイターミネーター・サイクル・シークエンス法で解析した。塩基配列解析の結果、PCR反応で増幅されたDNA断片-D1は電気泳動で約580bpと測定されたが、塩基配列分析の結果、正確には569bpであることが明らかとなった(配列番号2の塩基715〜塩基1286参照)。クローニングされた前記の569bpのDNA配列の両端には前記のPCR反応の時に使用した2種類のプライマーに対応するDNA配列が見出されたので、前記のPCR反応ではDNA断片-D1がこの2種類のプライマー(5Dm-4FおよびH2R-105)により特異的に増幅されたことが明らかとなった。
(2) Analysis of the base sequence of the cloned DNA fragment-D1 The base sequence of the DNA fragment-D1 obtained in the previous section (1) was analyzed using a DNA base sequence analyzer (Applied Biosystems; 310). The analysis was performed by the cycle sequence method. As a result of the base sequence analysis, the DNA fragment-D1 amplified by the PCR reaction was measured to be about 580 bp by electrophoresis, but the base sequence analysis revealed that it was exactly 569 bp (SEQ ID NO: 2 Bases 715 to 1286). Since DNA sequences corresponding to the two kinds of primers used in the PCR reaction were found at both ends of the cloned 569 bp DNA sequence, the two DNA fragments-D1 were found in the PCR reaction. Specific primers (5Dm-4F and H2R-105).

(3) DNA断片-D1の周辺領域の解析
前記のとおり、IFO14104株由来の水酸化活性を有するタンパク質の一つ(DvbA)をコードするDNAの部分的配列が決定されたのでインバースPCR法(細胞工学14巻、p.591-593,1995年)によって、クローニング断片の上流、下流域に広がる周辺領域の塩基配列を増幅、クローニング、配列解析した。すなわち、IFO14104株染色体DNA(実施例1(1)参照)をK緩衝液(20mM Tris-HCl,pH8.5,10mM MgCl2,1mMジチオスレイトール,100mM KCl)中において制限酵素NcoIで消化した。得られた制限酵素切断DNA断片をDNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ社)を用いて自己環状化させた。
(3) Analysis of the peripheral region of DNA fragment-D1 As described above, a partial sequence of DNA encoding one of the proteins having hydroxylation activity (DvbA) derived from IFO14104 strain was determined. Engineering Volume 14, p.591-593, 1995) amplified, cloned, and sequenced the base sequence of the peripheral region extending upstream and downstream of the cloned fragment. That is, IFO14104 strain chromosomal DNA (see Example 1 (1)) was digested with the restriction enzyme NcoI in K buffer (20 mM Tris-HCl, pH 8.5, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothreitol, 100 mM KCl). The obtained restriction enzyme-cleaved DNA fragment was self-circularized using DNA Ligation Kit ver. 2 (Takara Bio Inc.).

他方、DNA断片-D1の塩基配列から、以下のようなプライマー(34457-3Fおよび34457-2R)を設計し作成した(配列表の配列番号36および配列番号37参照)。
34457-3F:5'- CTGCCGGTGACGTTCTCATGAGGAT -3'
34457-2R:5'- GGCCGAGCAGGGTGAGCGTGCCGAT -3'
次にこの2種のプライマー(34457-3Fおよび34457-2R)と前記の自己環状化させたIFO14104株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、Takara LA Taq(タカラバイオ社)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングと伸長を68℃、6分間行う2段階の反応30回繰り返した。
On the other hand, the following primers (34457-3F and 34457-2R) were designed and prepared from the base sequence of DNA fragment-D1 (see SEQ ID NO: 36 and SEQ ID NO: 37).
34457-3F: 5'- CTGCCGGTGACGTTCTCATGAGGAT -3 '
34457-2R: 5'- GGCCGAGCAGGGTGAGCGTGCCGAT -3 '
Next, PCR reaction was carried out using these two types of primers (34457-3F and 34457-2R) and the above-mentioned self-circulated IFO14104 strain chromosomal DNA as a template. The PCR reaction was repeated 30 times in a two-stage reaction using Takara LA Taq (Takara Bio) and a PCR amplification device (Biometra T Gradient), denaturing at 98 ° C for 20 seconds, annealing and extension at 68 ° C for 6 minutes. It was.

この結果、約5.2kbpの大きさのDNA断片(DNA断片-E1)が増幅したが、これらは、水酸化活性を有するタンパク質をコードするDNAおよびその上流と下流領域を含むDNA配列を有するDNAである可能性が高い。   As a result, a DNA fragment (DNA fragment-E1) having a size of about 5.2 kbp was amplified. These were DNA encoding a protein having hydroxylation activity and DNA having a DNA sequence including upstream and downstream regions. There is a high possibility.

このPCR増幅反応液からDNA断片-E1をWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。次に得られたDNA断片-E1について、塩基配列を解析するに足る量の各DNA断片を得るために、前記(2)と同様にプラスミドベクターpT7Blue T(Novagen社)、DNA Ligation kit ver.2(タカラバイオ社)、大腸菌JM109株およびプラスミド精製キット(Labo Pass Mini, 北海道システムサイエンス社)を用いて、一定量の各DNA断片を得た。   From this PCR amplification reaction solution, DNA fragment-E1 was recovered by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega). Next, in order to obtain an amount of each DNA fragment sufficient for analyzing the nucleotide sequence of the obtained DNA fragment-E1, the plasmid vector pT7Blue T (Novagen), DNA Ligation kit ver. (Takara Bio Inc.), Escherichia coli JM109 strain and plasmid purification kit (Labo Pass Mini, Hokkaido System Science Co., Ltd.) were used to obtain a certain amount of each DNA fragment.

(4) DNA断片-E1(約5.2kbpのサイズ)の塩基配列の解析
前項(3)で得られたDNA断片-E1の塩基配列をDNA塩基配列解析装置(アプライドバイオシステム社;310)を用い、ダイターミネーター・サイクル・シークエンス法で解析した。このように塩基配列の解析を行い、DNA断片-E1のうちの、配列番号2に示された1391bpの塩基配列の情報を得た。
(4) Analysis of the base sequence of DNA fragment-E1 (about 5.2 kbp size) Using the base sequence of DNA fragment-E1 obtained in the previous section (3) using a DNA base sequence analyzer (Applied Biosystems; 310) The analysis was performed by the dye terminator cycle sequence method. Thus, the base sequence was analyzed, and information on the base sequence of 1391 bp shown in SEQ ID NO: 2 in DNA fragment-E1 was obtained.

この1391bp中のオープン・リーディング・フレーム(ORF)を検索したところ、2種類のタンパク質がコードされていることが判明した。これらのタンパク質のアミノ酸配列をBLAST searchにて検索した結果、配列番号2の塩基1〜塩基1200にシトクロムP450と高い相同性を有する400個のアミノ酸からなるタンパク質(配列番号13)をコードするORF(以下、dvbAという)が存在した。そしてdvbAは、Streptomyces tubercidicusのシトクロムP450(CYP105S1)のアミノ酸配列と最も高い相同性を有し(相同性54%)、さらにStreptomyces tubercidicusのシトクロムP450(CYP105S2)にも比較的高い相同性を有した(相同性51%)。このことからdvbAはシトクロムP450タイプの水酸化酵素をコードする遺伝子である可能性が高いと考えられた。   When the open reading frame (ORF) in this 1391 bp was searched, it was found that two types of proteins were encoded. As a result of searching the amino acid sequences of these proteins by BLAST search, an ORF (SEQ ID NO: 13) encoding a protein consisting of 400 amino acids having high homology with cytochrome P450 at bases 1 to 1200 of SEQ ID NO: 2 ( (Hereinafter referred to as dvbA). And dvbA had the highest homology with the amino acid sequence of Streptomyces tubercidicus cytochrome P450 (CYP105S1) (homology 54%), and also had a relatively high homology with Streptomyces tubercidicus cytochrome P450 (CYP105S2) ( Homology 51%). This suggests that dvbA is likely to be a gene encoding cytochrome P450 type hydroxylase.

またdvbAのすぐ下流(配列番号2の塩基1200〜塩基1388)には2F-2Sタイプのフェレドキシンに高い相同性を有するタンパク質をコードするORF(以下、dvbBという)が存在した。dvbBがコードするタンパク質は63個のアミノ酸からなり(配列番号14)、Streptomyces griseolusのフェレドキシンsuaBのアミノ酸配列に最も高い相同性を有し(相同性53%)、さらにStreptomyces avermitilis MA-4680のフェレドキシンfdxBにも比較的高い相同性を有した(相同性50%)。そのため、dvbBは電子伝達を担い、dvbAと共に水酸化を行うフェレドキシンをコードしていると考えられた。   Further, ORF (hereinafter referred to as dvbB) encoding a protein having high homology to 2F-2S type ferredoxin was present immediately downstream of dvbA (base 1200 to base 1388 of SEQ ID NO: 2). The protein encoded by dvbB consists of 63 amino acids (SEQ ID NO: 14), has the highest homology to the amino acid sequence of ferredoxin suaB of Streptomyces griseolus (53% homology), and ferredoxin fdxB of Streptomyces avermitilis MA-4680 Also had a relatively high homology (50% homology). For this reason, dvbB is thought to encode ferredoxin, which is responsible for electron transfer and hydroxylates together with dvbA.

(5) IFO14104株由来のdvbAおよびdvbBを含有するDNA断片の調製
前項(4)において解析した配列番号2の塩基配列を参考にして、5'末端にNdeIサイトを付加したプライマーdvbAB-NdeF (5'-GGCCATATGACCGAAACGCTGTACCCCGA-3':配列番号38参照)および5'末端にSpeIサイトを付加したプライマーdvbAB-SpeR (5'-GCCACTAGTTACTCGATCACCTTGAT-3':配列番号39参照)を設計し作成した。次に、この2種のプライマー(dvbAB-NdeFおよびdvbAB-SpeR)と実施例1(1)で得たIFO14104株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、KOD plus(東洋紡)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングと伸長を68℃、2分間行う2段階の反応を30回繰り返した。
(5) Preparation of DNA fragment containing dvbA and dvbB derived from IFO14104 strain Referring to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 analyzed in the previous section (4), primer dvbAB-NdeF with NdeI site added to the 5 ′ end (5 '-GGCCATATGACCGAAACGCTGTACCCCGA-3': see SEQ ID NO: 38) and a primer dvbAB-SpeR (5'-GCCACTAGTTACTCGATCACCTTGAT-3 ': see SEQ ID NO: 39) with an SpeI site added to the 5' end were designed and prepared. Next, PCR reaction was performed using these two types of primers (dvbAB-NdeF and dvbAB-SpeR) and the IFO14104 strain chromosomal DNA obtained in Example 1 (1) as templates. The PCR reaction was repeated 30 times using KOD plus (Toyobo) and a PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient), in which two steps of denaturation were performed at 98 ° C. for 20 seconds and annealing and extension at 68 ° C. for 2 minutes.

この結果、dvbAおよびdvbBを含む約1.4kbpの大きさのDNA断片(以下、DNA断片-F1という)が増幅された。このPCR増幅反応液からDNA断片-F1をWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。   As a result, a DNA fragment having a size of about 1.4 kbp containing dvbA and dvbB (hereinafter referred to as DNA fragment-F1) was amplified. From this PCR amplification reaction solution, DNA fragment-F1 was recovered by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega).

(6) プラスミドpSC-dvbABの構築
pT7NS-CamAB(WO03/087381参照)をH緩衝液(50mM Tris-HCl,pH7.5,10mM MgCl2,1mMジチオスレイトール,100mM NaCl)中で制限酵素NdeIとSpeIにより消化してプラスミド消化物を得た。同様に前項(5)で得たDNA断片-F1を制限酵素NdeIとSpeIで消化し、得られたDNA断片-F1の消化物とプラスミド消化物とを、DNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ社)を用いて連結した。これによって、dvbAおよびdvbBを内部に含有するDNA断片-F1と、プラスミドpT7NS-CamABとが連結された約9.4kbpのサイズのプラスミド(プラスミドpSC-dvbABと称する)が構築された。
(6) Construction of plasmid pSC-dvbAB
pT7NS-CamAB (see WO03 / 087381) is digested with restriction enzymes NdeI and SpeI in H buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothreitol, 100 mM NaCl) Obtained. Similarly, the DNA fragment-F1 obtained in (5) above was digested with restriction enzymes NdeI and SpeI, and the resulting DNA fragment-F1 digest and plasmid digested product were combined with DNA Ligation Kit ver. 2 (Takara Bio Inc.). ). As a result, a plasmid (referred to as plasmid pSC-dvbAB) having a size of about 9.4 kbp was constructed by ligating DNA fragment-F1 containing dvbA and dvbB inside and plasmid pT7NS-CamAB.

(7) 大腸菌形質転換株BL21(DE3)/pSC-dvbABの調製
前項(6)で調製したプラスミドpSC-dvbABを用いて、大腸菌BL21(DE3)コンピテントセル(Novagen社)を形質転換した。こうして、プラスミドpSC-dvbABで形質転換された大腸菌BL21(DE3)/pSC-dvbAB株を得た。
(7) Preparation of E. coli transformed strain BL21 (DE3) / pSC-dvbAB The plasmid pSC-dvbAB prepared in the previous section (6) was used to transform E. coli BL21 (DE3) competent cells (Novagen). Thus, Escherichia coli BL21 (DE3) / pSC-dvbAB transformed with the plasmid pSC-dvbAB was obtained.

実施例3:ダクチロスポランギウム・バリエスポラムIFO14104株由来P450遺伝子dvcAの塩基配列の決定およびその遺伝子をもつ形質転換体の調製
(1) ビタミンD3への水酸化活性を有するタンパク質の一つ(DvcA)をコードするDNAの部分的配列のクローニング
放線菌のCYP105ファミリーとCYP107ファミリーに属するシトクロムP450のアミノ酸配列を参考にして以下のようなプライマー(5Dm-4FおよびN1R-107)を設計し作成した(配列表の配列番号34および配列番号40参照)。
5Dm-4F:5'- CACGAGACSACSGCSAACATGAT-3'
N1R-107:5'- AGCCGGGCCAGCGGGGCGCCCAGGCA-3'
コドンの揺らぎを考慮して反応性を高めるために、混合塩基S(=C+G)を使用した。
Example 3: Determination of the base sequence of the P450 gene dvcA derived from Dactyrosporangium variesporam IFO14104 and preparation of a transformant having the gene
(1) the amino acid sequence of cytochrome P450 belonging to the CYP105 family and CYP107 family of cloning actinomycetes partial sequence of DNA encoding one (dvca) of a protein having the hydroxylating activity to the vitamin D 3 below with reference Primers (5Dm-4F and N1R-107) were designed and prepared (see SEQ ID NO: 34 and SEQ ID NO: 40 in the Sequence Listing).
5Dm-4F: 5'-CACGAGACSACSGCSAACATGAT-3 '
N1R-107: 5'-AGCCGGGCCAGCGGGGCGCCCAGGCA-3 '
A mixed base S (= C + G) was used in order to increase reactivity in consideration of codon fluctuation.

次に、この2種のプライマー(5Dm-4FおよびN1R-107)と実施例1(1)で得たIFO14104株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、Takara LA Taq(タカラバイオ社)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングを50℃、2分間、伸長を68℃、1分間行う3段階の反応を35回繰り返した。その結果、約350bpの大きさのDNA断片(以下、DNA断片-G1という)が増幅された。このDNA断片-G1は水酸化活性を有するタンパク質をコードするDNAの一部分である可能性が高い。PCR反応にて増幅したDNA断片-G1を、反応液からWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。   Next, PCR reaction was performed using these two kinds of primers (5Dm-4F and N1R-107) and the IFO14104 strain chromosomal DNA obtained in Example 1 (1) as templates. PCR reaction is performed using Takara LA Taq (Takara Bio) and PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient), denaturing at 98 ° C. for 20 seconds, annealing at 50 ° C. for 2 minutes, and extension at 68 ° C. for 1 minute 3 The step reaction was repeated 35 times. As a result, a DNA fragment having a size of about 350 bp (hereinafter referred to as DNA fragment-G1) was amplified. This DNA fragment-G1 is likely to be a part of DNA encoding a protein having hydroxylation activity. The DNA fragment-G1 amplified by the PCR reaction was recovered from the reaction solution by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega).

次に得られたDNA断片-G1の塩基配列を解析するに足る量のDNA断片-G1を得るために、プラスミドベクターpT7Blue T(Novagen社)にDNA Ligation kit ver.2(タカラバイオ社)を用いてDNA断片-G1を連結し、大腸菌JM109株を形質転換した。その後、アンピシリン(50μg/mL)、X-gal(40μg/mL)、IPTG(100μM)を含むL-Broth寒天培地(1.0%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%NaCl、1.5%寒天)を用いて、形質転換された大腸菌を選択した。こうして分離した形質転換大腸菌のコロニーをアンピシリン(50μg/mL)を含むL-Broth液体培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%NaCl)で培養した。増殖した形質転換大腸菌の菌体からプラスミド精製キット(Labo Pass Mini, 北海道システムサイエンス社)を用いてプラスミドDNAの分離精製を行い、一定量のDNA断片-G1を得た。   Next, in order to obtain an amount of DNA fragment-G1 sufficient to analyze the nucleotide sequence of the obtained DNA fragment-G1, DNA Ligation kit ver.2 (Takara Bio Inc.) was used for plasmid vector pT7Blue T (Novagen). The DNA fragment-G1 was ligated to transform E. coli strain JM109. Then, L-Broth agar medium (1.0% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl, 1.5% agar) containing ampicillin (50 μg / mL), X-gal (40 μg / mL), IPTG (100 μM) Used to select transformed E. coli. The thus isolated colonies of transformed Escherichia coli were cultured in an L-Broth liquid medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl) containing ampicillin (50 μg / mL). Plasmid DNA was separated and purified from the grown transformed Escherichia coli using a plasmid purification kit (Labo Pass Mini, Hokkaido System Science) to obtain a certain amount of DNA fragment-G1.

(2) クローニングされたDNA断片-G1の塩基配列の解析
前項(1)で得られたDNA断片-G1の塩基配列をDNA塩基配列解析装置(アプライドバイオシステム社;310)を用い、ダイターミネーター・サイクル・シークエンス法で解析した。塩基配列解析の結果、PCR反応で増幅されたDNA断片-G1は電気泳動で約350bpと測定されたが、塩基配列分析の結果、正確には354bpであることが明らかとなった(配列番号3の塩基727〜塩基1080参照)。クローニングされた前記の354bpのDNA配列の両端には前記のPCR反応の時に使用した2種類のプライマーに対応するDNA配列が見出されたので、前記のPCR反応ではDNA断片-G1がこの2種類のプライマー(5Dm-4FおよびN1R-107)により特異的に増幅されたことが明らかとなった。
(2) Analysis of the base sequence of the cloned DNA fragment-G1 The base sequence of the DNA fragment-G1 obtained in the previous section (1) was analyzed using a DNA base sequence analyzer (Applied Biosystems; 310). The analysis was performed by the cycle sequence method. As a result of the base sequence analysis, the DNA fragment-G1 amplified by the PCR reaction was measured to be about 350 bp by electrophoresis, but the base sequence analysis revealed that it was exactly 354 bp (SEQ ID NO: 3 Base 727 to base 1080). Since DNA sequences corresponding to the two kinds of primers used in the PCR reaction were found at both ends of the cloned 354 bp DNA sequence, the two DNA fragments-G1 were found in the PCR reaction. Specific primers (5Dm-4F and N1R-107).

(3) DNA断片-G1の周辺領域の解析
前記のとおり、IFO14104株由来の水酸化活性を有するタンパク質の一つ(DvcA)をコードするDNAの部分的配列が決定されたのでインバースPCR法(細胞工学14巻、p.591-593,1995年)によって、クローニング断片の上流、下流域に広がる周辺領域の塩基配列を増幅、クローニング、配列解析した。すなわち、IFO14104株染色体DNA(実施例1(1)参照)をL緩衝液(10mM Tris-HCl,pH7.5,10mM MgCl2,1mMジチオスレイトール)中において制限酵素KpnIで消化した。得られた制限酵素切断DNA断片をDNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ社)を用いて自己環状化させた。
(3) Analysis of the peripheral region of DNA fragment-G1 As described above, a partial sequence of DNA encoding one of the proteins having hydroxylation activity (DvcA) derived from IFO14104 strain was determined. Engineering Volume 14, p.591-593, 1995) amplified, cloned, and sequenced the base sequence of the peripheral region extending upstream and downstream of the cloned fragment. That is, IFO14104 strain chromosomal DNA (see Example 1 (1)) was digested with the restriction enzyme KpnI in L buffer (10 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothreitol). The obtained restriction enzyme-cleaved DNA fragment was self-circularized using DNA Ligation Kit ver. 2 (Takara Bio Inc.).

他方、DNA断片-G1の塩基配列から、以下のようなプライマー(3457-1Fおよび3457-1R)を設計し作成した(配列表の配列番号41および配列番号42参照)。
3457IN-1F:5'- TTCCCCGACGCGGACACCTTCGACATCA -3'
3457IN-1R:5'- GCAGCTTCTCCAGCTGGTCGGGGTGCTT-3'
次にこの2種のプライマー(3457IN-1Fおよび3457IN-1R)と前記の自己環状化させたIFO14104株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、Takara LA Taq(タカラバイオ社)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングと伸長を68℃、6分間行う2段階の反応30回繰り返した。
On the other hand, the following primers (3457-1F and 3457-1R) were designed and prepared from the base sequence of DNA fragment-G1 (see SEQ ID NO: 41 and SEQ ID NO: 42 in the Sequence Listing).
3457IN-1F: 5'- TTCCCCGACGCGGACACCTTCGACATCA -3 '
3457IN-1R: 5'-GCAGCTTCTCCAGCTGGTCGGGGTGCTT-3 '
Next, PCR reaction was performed using these two kinds of primers (3457IN-1F and 3457IN-1R) and the above-mentioned self-circulated IFO14104 chromosomal DNA as a template. The PCR reaction was repeated 30 times in a two-stage reaction using Takara LA Taq (Takara Bio) and a PCR amplification device (Biometra T Gradient), denaturing at 98 ° C for 20 seconds, annealing and extension at 68 ° C for 6 minutes. It was.

この結果、約1.9kbpの大きさのDNA断片(DNA断片-H1)が増幅したが、これらは、水酸化活性を有するタンパク質をコードするDNAおよびその上流と下流領域を含むDNA配列を有するDNAである可能性が高い。   As a result, a DNA fragment (DNA fragment-H1) having a size of about 1.9 kbp was amplified. These were DNA encoding a protein having hydroxylation activity and DNA having a DNA sequence including upstream and downstream regions. There is a high possibility.

このPCR増幅反応液からDNA断片-H1をWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。次に得られたDNA断片-H1について、塩基配列を解析するに足る量の各DNA断片を得るために、前記(2)と同様にプラスミドベクターpT7Blue T(Novagen社)、DNA Ligation kit ver.2(タカラバイオ社)、大腸菌JM109株およびプラスミド精製キット(Labo Pass Mini, 北海道システムサイエンス社)を用いて、一定量の各DNA断片を得た。   From this PCR amplification reaction solution, DNA fragment-H1 was recovered by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega). Next, in order to obtain an amount of each DNA fragment sufficient for analyzing the base sequence of the obtained DNA fragment-H1, the plasmid vector pT7Blue T (Novagen), DNA Ligation kit ver. (Takara Bio Inc.), Escherichia coli JM109 strain and plasmid purification kit (Labo Pass Mini, Hokkaido System Science Co., Ltd.) were used to obtain a certain amount of each DNA fragment.

(4) DNA断片-H1(約1.9kbpのサイズ)の塩基配列の解析
前項(3)で得られたDNA断片-H1の塩基配列をDNA塩基配列解析装置(アプライドバイオシステム社;310)を用い、ダイターミネーター・サイクル・シークエンス法で解析した。このように塩基配列の解析を行い、DNA断片-H1のうちの、配列番号3に示された1227bpの塩基配列の情報を得た。
(4) Analysis of base sequence of DNA fragment-H1 (about 1.9 kbp size) Using the base sequence of DNA fragment-H1 obtained in the previous section (3) using a DNA base sequence analyzer (Applied Biosystems; 310) The analysis was performed by the dye terminator cycle sequence method. Thus, the base sequence was analyzed, and information on the base sequence of 1227 bp shown in SEQ ID NO: 3 in DNA fragment-H1 was obtained.

この1227bp中のオープン・リーディング・フレーム(ORF)を検索したところ、1種類のタンパク質がコードされていることが判明した。このタンパク質のアミノ酸配列をBLAST searchにて検索した結果、配列番号3の塩基1〜塩基1224にシトクロムP450と高い相同性を有する408個のアミノ酸からなるタンパク質(配列番号15)をコードするORF(以下、dvcAという)が存在した。そしてdvcAは、Saccharopolyspora erythraeaのシトクロムP450(CYP107B1)のアミノ酸配列と最も高い相同性を有し(相同性57%)、さらにStreptomyces collinusのシトクロムP450(RubU)にも比較的高い相同性を有した(相同性52%)。このことからdvcAはシトクロムP450タイプの水酸化酵素をコードする遺伝子である可能性が高いと考えられた。   When an open reading frame (ORF) in this 1227 bp was searched, it was found that one kind of protein was encoded. As a result of searching the amino acid sequence of this protein by BLAST search, ORF encoding a protein (SEQ ID NO: 15) consisting of 408 amino acids having high homology with cytochrome P450 in base 1 to base 1224 of SEQ ID NO: 3 , DvcA). And dvcA had the highest homology with the amino acid sequence of Saccharopolyspora erythraea cytochrome P450 (CYP107B1) (homology 57%), and also had relatively high homology with Streptomyces collinus cytochrome P450 (RubU) ( Homology 52%). This suggests that dvcA is likely to be a gene encoding cytochrome P450 type hydroxylase.

(5) IFO14104株由来のdvcAを含有するDNA断片の調製
前記(4)において解析した配列番号3の塩基配列を参考にして、5'末端にNdeIサイトを付加したプライマーdvcA-NdeF (5'- CCCCATATGGGGGAGACTGCGACGGGTGCGAT -3':配列番号43参照)および5'末端にSpeIサイトを付加したプライマーdvcA-SpeR (5'- CCCACTAGTCAGTGCGCTCCACGGTCCGA -3':配列番号44参照)を設計し作成した。次に、この2種のプライマー(dvcA-NdeFおよびdvcA-SpeR)と実施例1(1)で得たIFO14104株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、KOD plus(東洋紡)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングと伸長を68℃、2分間行う2段階の反応を30回繰り返した。
(5) Preparation of DNA fragment containing dvcA derived from IFO14104 strain With reference to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 analyzed in the above (4), primer dvcA-NdeF (5′- CCCCATATGGGGGAGACTGCGACGGGTGCGAT-3 ′: see SEQ ID NO: 43) and a primer dvcA-SpeR (5′-CCCACTAGTCAGTGCGCTCCACGGTCCGA-3 ′: see SEQ ID NO: 44) with a SpeI site added to the 5 ′ end were designed and prepared. Next, PCR reaction was performed using these two kinds of primers (dvcA-NdeF and dvcA-SpeR) and the IFO14104 strain chromosomal DNA obtained in Example 1 (1) as templates. The PCR reaction was repeated 30 times using KOD plus (Toyobo) and a PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient), in which two steps of denaturation were performed at 98 ° C. for 20 seconds and annealing and extension at 68 ° C. for 2 minutes.

この結果、dvcAを含む約1.3kbpの大きさのDNA断片(以下、DNA断片-J1という)が増幅された。このPCR増幅反応液からDNA断片-J1をWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。   As a result, a DNA fragment (hereinafter referred to as DNA fragment-J1) having a size of about 1.3 kbp containing dvcA was amplified. From this PCR amplification reaction solution, DNA fragment-J1 was recovered by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega).

(6) プラスミドpSC-dvcAの構築
pT7NS-CamAB(WO03/087381参照)をH緩衝液(50mM Tris-HCl,pH7.5,10mM MgCl2,1mMジチオスレイトール,100mM NaCl)中で制限酵素NdeIとSpeIにより消化してプラスミド消化物を得た。同様に前項(5)で得たDNA断片-J1を制限酵素NdeIとSpeIで消化し、得られたDNA断片-J1の消化物とプラスミド消化物とを、DNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ社)を用いて連結した。これによって、dvcAを内部に含有するDNA断片-J1と、プラスミドpT7NS-CamABとが連結された約9.3kbpのサイズのプラスミド(プラスミドpSC-dvcAと称する)が構築された。
(6) Construction of plasmid pSC-dvcA
pT7NS-CamAB (see WO03 / 087381) is digested with restriction enzymes NdeI and SpeI in H buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothreitol, 100 mM NaCl) Obtained. Similarly, the DNA fragment-J1 obtained in (5) above was digested with restriction enzymes NdeI and SpeI, and the resulting DNA fragment-J1 digest and plasmid digest were combined with DNA Ligation Kit ver. 2 (Takara Bio Inc. ). As a result, a plasmid (referred to as plasmid pSC-dvcA) having a size of about 9.3 kbp was constructed by ligating DNA fragment-J1 containing dvcA and plasmid pT7NS-CamAB.

(7) 大腸菌形質転換株BL21(DE3)/pSC-dvcAの調製
前項(6)で調製したプラスミドpSC-dvcAを用いて、大腸菌BL21(DE3)コンピテントセル(Novagen社)を形質転換した。こうして、プラスミドpSC-dvcAで形質転換された大腸菌BL21(DE3)/pSC-dvcA株を得た。
(7) Preparation of E. coli transformed strain BL21 (DE3) / pSC-dvcA Using the plasmid pSC-dvcA prepared in the previous section (6), E. coli BL21 (DE3) competent cell (Novagen) was transformed. Thus, Escherichia coli BL21 (DE3) / pSC-dvcA strain transformed with the plasmid pSC-dvcA was obtained.

実施例4:サッカロスリクス・ムタビリスNBRC12847株由来P450遺伝子ncaAの塩基配列の決定およびその遺伝子をもつ形質転換体の調製
(1) サッカロスリクス・ムタビリスNBRC12847株染色体のDNAの調製
グルコース1%、麦芽エキス0.4%、酵母エキス1%からなる培地にNBRC12847株を接種し、28℃、3日間培養した。得られた培養液を3000rpm、10分間遠心して菌体を集めた。その菌体からBlood & Cell Culture kit(QIAGEN社)を用いて染色体DNAを調製した。
Example 4: Determination of the base sequence of the P450 gene ncaA derived from Saccharomycus mutabilis NBRC12847 and preparation of a transformant having the gene
(1) Preparation of Saccharolyticus mutabilis NBRC12847 Chromosome DNA A medium consisting of 1% glucose, 0.4% malt extract and 1% yeast extract was inoculated with NBRC12847 strain and cultured at 28 ° C. for 3 days. The obtained culture solution was centrifuged at 3000 rpm for 10 minutes to collect bacterial cells. Chromosomal DNA was prepared from the cells using Blood & Cell Culture kit (QIAGEN).

(2) ビタミンD3への水酸化活性を有するタンパク質の一つ(NcaA)をコードするDNAの部分的配列のクローニング
放線菌のCYP105ファミリーに属するシトクロムP450のアミノ酸配列を参考にして以下のようなプライマー(A1F-105およびG1R-105)を設計し作成した(配列表の配列番号45および配列番号46参照)。
A1F-105:5'-GAGTTCACCGTGAAGCGGAT-3'
G1R-105:5'-TCACCAGGTGACCGGCAG-3'
(2) Cloning of partial sequence of DNA encoding one of the proteins having hydroxylation activity to vitamin D 3 (NcaA) With reference to the amino acid sequence of cytochrome P450 belonging to the CYP105 family of actinomycetes, the following Primers (A1F-105 and G1R-105) were designed and prepared (see SEQ ID NO: 45 and SEQ ID NO: 46 in the Sequence Listing).
A1F-105: 5'-GAGTTCACCGTGAAGCGGAT-3 '
G1R-105: 5'-TCACCAGGTGACCGGCAG-3 '

次に、この2種のプライマー(A1F-105およびG1R-105)と前項(1)で得たNBRC12847株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、Takara LA Taq(タカラバイオ社)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングを50℃、2分間、伸長を68℃、1分間行う3段階の反応を35回繰り返した。その結果、約900bpの大きさのDNA断片(以下、DNA断片-K1という)が増幅された。このDNA断片-K1は水酸化活性を有するタンパク質をコードするDNAの一部分である可能性が高い。PCR反応にて増幅したDNA断片-K1を、反応液からWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。   Next, PCR reaction was performed using these two types of primers (A1F-105 and G1R-105) and the NBRC12847 strain chromosomal DNA obtained in (1) above as a template. PCR reaction is performed using Takara LA Taq (Takara Bio) and PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient), denaturing at 98 ° C. for 20 seconds, annealing at 50 ° C. for 2 minutes, and extension at 68 ° C. for 1 minute 3 The step reaction was repeated 35 times. As a result, a DNA fragment having a size of about 900 bp (hereinafter referred to as DNA fragment-K1) was amplified. This DNA fragment-K1 is likely to be a part of DNA encoding a protein having hydroxylation activity. The DNA fragment-K1 amplified by the PCR reaction was recovered from the reaction solution by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega).

次に得られたDNA断片-K1の塩基配列を解析するに足る量のDNA断片-K1を得るために、プラスミドベクターpT7Blue T(Novagen社)にDNA Ligation kit ver.2(タカラバイオ社)を用いてDNA断片-K1を連結し、大腸菌JM109株を形質転換した。その後、アンピシリン(50μg/mL)、X-gal(40μg/mL)、IPTG(100μM)を含むL-Broth寒天培地(1.0%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%NaCl、1.5%寒天)を用いて、形質転換された大腸菌を選択した。こうして分離した形質転換大腸菌のコロニーをアンピシリン(50μg/mL)を含むL-Broth液体培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%NaCl)で培養した。増殖した形質転換大腸菌の菌体からプラスミド精製キット(Labo Pass Mini, 北海道システムサイエンス社)を用いてプラスミドDNAの分離精製を行い、一定量のDNA断片-K1を得た。   Next, in order to obtain a sufficient amount of DNA fragment-K1 for analyzing the nucleotide sequence of the obtained DNA fragment-K1, DNA Ligation kit ver.2 (Takara Bio Inc.) was used for plasmid vector pT7Blue T (Novagen). The DNA fragment-K1 was ligated to transform E. coli JM109 strain. Then, L-Broth agar medium (1.0% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl, 1.5% agar) containing ampicillin (50 μg / mL), X-gal (40 μg / mL), IPTG (100 μM) Used to select transformed E. coli. The thus isolated colonies of transformed Escherichia coli were cultured in an L-Broth liquid medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl) containing ampicillin (50 μg / mL). Plasmid DNA was separated and purified from the grown transformed Escherichia coli using a plasmid purification kit (Labo Pass Mini, Hokkaido System Science) to obtain a certain amount of DNA fragment-K1.

(3) クローニングされたDNA断片-K1の塩基配列の解析
前項(2)で得られたDNA断片-K1の塩基配列をDNA塩基配列解析装置(アプライドバイオシステム社;310)を用い、ダイターミネーター・サイクル・シークエンス法で解析した。塩基配列解析の結果、PCR反応で増幅されたDNA断片-K1は電気泳動で約900bpと測定されたが、塩基配列分析の結果、正確には879bpであることが明らかとなった(配列番号4の塩基376〜塩基1254参照)。クローニングされた前記の879bpのDNA配列の両端には前記のPCR反応の時に使用した2種類のプライマーに対応するDNA配列が見出されたので、前記のPCR反応ではDNA断片-K1がこの2種類のプライマー(A1F-105およびG1R-105)により特異的に増幅されたことが明らかとなった。
(3) Analysis of the base sequence of the cloned DNA fragment-K1 Using the DNA base sequence analyzer (Applied Biosystems; 310), the DNA fragment-K1 base sequence obtained in the previous section (2) The analysis was performed by the cycle sequence method. As a result of the base sequence analysis, the DNA fragment-K1 amplified by the PCR reaction was measured to be about 900 bp by electrophoresis, but the base sequence analysis revealed that it was exactly 879 bp (SEQ ID NO: 4 Bases 376 to 1254). Since DNA sequences corresponding to the two kinds of primers used in the PCR reaction were found at both ends of the cloned 879 bp DNA sequence, the two DNA fragments-K1 were found in the PCR reaction. Specific primers (A1F-105 and G1R-105) were found to be specifically amplified.

(4) DNA断片-K1の周辺領域の解析
前記のとおり、NBRC12847株由来の水酸化活性を有するタンパク質の一つ(NcaA)をコードするDNAの部分的配列が決定されたのでインバースPCR法(細胞工学14巻、p.591-593,1995年)によって、クローニング断片の上流、下流域に広がる周辺領域の塩基配列を増幅、クローニング、配列解析した。すなわち、NBRC12847株染色体DNA((1)参照)をH緩衝液(50mM Tris-HCl,pH7.5,10mM MgCl2,1mMジチオスレイトール,100mM NaCl)中において制限酵素SphIで消化した。得られた制限酵素切断DNA断片をDNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ社)を用いて自己環状化させた。
(4) Analysis of the peripheral region of DNA fragment-K1 As described above, a partial sequence of DNA encoding one of the proteins having hydroxylation activity (NcaA) derived from the NBRC12847 strain was determined. Engineering Volume 14, p.591-593, 1995) amplified, cloned, and sequenced the base sequence of the peripheral region extending upstream and downstream of the cloned fragment. That is, NBRC12847 strain chromosomal DNA (see (1)) was digested with restriction enzyme SphI in H buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothreitol, 100 mM NaCl). The obtained restriction enzyme-cleaved DNA fragment was self-circularized using DNA Ligation Kit ver. 2 (Takara Bio Inc.).

他方、DNA断片-K1の塩基配列から、以下のようなプライマー(20622-1Fおよび20622-1R)を設計し作成した(配列表の配列番号47および配列番号48参照)。
20622-1F:5'- GCGCGGTGGAGGAGCTGCTGCGCTA -3'
20622-1R:5'- CGGAGGTGCCGTTGCGCTCGGACAT -3'
次にこの2種のプライマー(20622-1Fおよび20622-1R)と前記の自己環状化させたNBRC12847株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、Takara LA Taq(タカラバイオ社)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングと伸長を68℃、5分間行う2段階の反応30回繰り返した。
On the other hand, the following primers (20622-1F and 20622-1R) were designed and prepared from the base sequence of DNA fragment-K1 (see SEQ ID NO: 47 and SEQ ID NO: 48 in the Sequence Listing).
20622-1F: 5'-GCGCGGTGGAGGAGCTGCTGCGCTA-3 '
20622-1R: 5'- CGGAGGTGCCGTTGCGCTCGGACAT -3 '
Next, PCR reaction was carried out using these two kinds of primers (20622-1F and 20622-1R) and the above-mentioned NBRC12847 strain chromosomal DNA that had been self-circulated as a template. The PCR reaction was repeated 30 times using a Takara LA Taq (Takara Bio Inc.) and PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient) in a two-stage reaction in which denaturation was performed at 98 ° C for 20 seconds, annealing and extension at 68 ° C for 5 minutes. It was.

この結果、約4.1kbpの大きさのDNA断片(DNA断片-L1)が増幅したが、これらは、水酸化活性を有するタンパク質をコードするDNAおよびその上流と下流領域を含むDNA配列を有するDNAである可能性が高い。   As a result, a DNA fragment (DNA fragment-L1) having a size of about 4.1 kbp was amplified. These were DNA encoding a protein having hydroxylation activity and DNA having a DNA sequence including upstream and downstream regions. There is a high possibility.

このPCR増幅反応液からDNA断片-L1をWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。次に得られたDNA断片-L1について、塩基配列を解析するに足る量の各DNA断片を得るために、前記(2)と同様にプラスミドベクターpT7Blue T(Novagen社)、DNA Ligation kit ver.2(タカラバイオ社)、大腸菌JM109株およびプラスミド精製キット(Labo Pass Mini, 北海道システムサイエンス社)を用いて、一定量の各DNA断片を得た。   From this PCR amplification reaction solution, DNA fragment-L1 was recovered by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega). Next, in order to obtain an amount of each DNA fragment sufficient for analyzing the nucleotide sequence of the obtained DNA fragment-L1, the plasmid vector pT7Blue T (Novagen), DNA Ligation kit ver. (Takara Bio Inc.), Escherichia coli JM109 strain and plasmid purification kit (Labo Pass Mini, Hokkaido System Science Co., Ltd.) were used to obtain a certain amount of each DNA fragment.

(5) DNA断片-L1(約4.1kbpのサイズ)の塩基配列の解析
前項(4)で得られたDNA断片-L1の塩基配列をDNA塩基配列解析装置(アプライドバイオシステム社;310)を用い、ダイターミネーター・サイクル・シークエンス法で解析した。このように塩基配列の解析を行い、DNA断片-L1のうちの、配列番号4に示された1257bpの塩基配列の情報を得た。
(5) Analysis of base sequence of DNA fragment-L1 (about 4.1 kbp size) Using the base sequence of DNA fragment-L1 obtained in the previous section (4) using a DNA base sequence analyzer (Applied Biosystems; 310) The analysis was performed by the dye terminator cycle sequence method. Thus, the base sequence was analyzed and the information of the 1257 bp base sequence shown by sequence number 4 among DNA fragment-L1 was obtained.

この1257bp中のオープン・リーディング・フレーム(ORF)を検索したところ、1種類のタンパク質がコードされていることが判明した。タンパク質のアミノ酸配列をBLAST searchにて検索した結果、配列番号4の塩基1〜塩基1254にシトクロムP450と高い相同性を有する418個のアミノ酸からなるタンパク質(配列番号16)をコードするORF(以下、ncaAという)が存在した。そしてncaAは、Amycolatopsis mediterranei S699のシトクロムP450(ORF16)と推定されるアミノ酸配列に最も高い相同性を有し(相同性59%)、さらにStreptomyces tubercidicusのシトクロムP450(CYP105S1)にも比較的高い相同性を有した(相同性53%)。このことからncaAはシトクロムP450タイプの水酸化酵素をコードする遺伝子である可能性が高いと考えられた。   When the open reading frame (ORF) in this 1257 bp was searched, it was found that one protein was encoded. As a result of searching the amino acid sequence of the protein by BLAST search, ORF encoding a protein (SEQ ID NO: 16) consisting of 418 amino acids having high homology with cytochrome P450 in bases 1 to 1254 of SEQ ID NO: 4 ncaA) existed. NcaA has the highest homology to the deduced amino acid sequence of Amycolatopsis mediterranei S699 cytochrome P450 (ORF16) (59% homology), and also has a relatively high homology to cytochrome P450 of Streptomyces tubercidicus (CYP105S1) (Homology 53%). This suggests that ncaA is likely to be a gene encoding cytochrome P450 type hydroxylase.

(6) NBRC12847株由来のncaAを含有するDNA断片の調製
前項(5)において解析した配列番号1の塩基配列を参考にして、5'末端にNdeIサイトを付加したプライマーncaA-NdeF(5'- CCGCATATGACCAGCCCCACCGTTTC -3':配列番号49参照)および5'末端にSpeIサイトを付加したプライマーncaA-SpeR(5'- CCGACTAGTCAGTCCCAGGCGACCGGCAGGCT -3':配列番号50参照)を設計し作成した。次に、この2種のプライマー(ncaA-NdeFおよびncaA-SpeR)と前項(1)で得たNBRC12847株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、KOD plus(東洋紡)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングと伸長を68℃、2分間行う2段階の反応を30回繰り返した。
(6) Preparation of DNA fragment containing ncaA derived from NBRC12847 strain With reference to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 analyzed in the previous section (5), primer ncaA-NdeF (5'-) CCGCATATGACCAGCCCCACCGTTTC-3 ′: refer to SEQ ID NO: 49) and a primer ncaA-SpeR (5′-CCGACTAGTCAGTCCCAGGCGACCGGCAGGCT-3 ′: refer to SEQ ID NO: 50) having a SpeI site added to the 5 ′ end were designed and prepared. Next, PCR reaction was performed using these two types of primers (ncaA-NdeF and ncaA-SpeR) and the NBRC12847 strain chromosomal DNA obtained in (1) above as a template. The PCR reaction was repeated 30 times using KOD plus (Toyobo) and a PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient), in which two steps of denaturation were performed at 98 ° C. for 20 seconds and annealing and extension at 68 ° C. for 2 minutes.

この結果、ncaAを含む約1.3kbpの大きさのDNA断片(以下、DNA断片-M1という)が増幅された。このPCR増幅反応液からDNA断片-M1をWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。   As a result, a DNA fragment containing ncaA and having a size of about 1.3 kbp (hereinafter referred to as DNA fragment-M1) was amplified. From this PCR amplification reaction solution, DNA fragment-M1 was recovered by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega).

(7) プラスミドpSC-ncaAの構築
pT7NS-CamAB(WO03/087381参照)をH緩衝液(50mM Tris-HCl,pH7.5,10mM MgCl2,1mMジチオスレイトール,100mM NaCl)中で制限酵素NdeIとSpeIにより消化してプラスミド消化物を得た。同様に前項(6)で得たDNA断片-M1を制限酵素NdeIとSpeIで消化し、得られたDNA断片-M1の消化物とプラスミド消化物とを、DNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ社)を用いて連結した。これによって、ncaAを内部に含有するDNA断片-M1と、プラスミドpT7NS-CamABとが連結された約9.3kbpのサイズのプラスミド(プラスミドpSC-ncaAと称する)が構築された。
(7) Construction of plasmid pSC-ncaA
pT7NS-CamAB (see WO03 / 087381) is digested with restriction enzymes NdeI and SpeI in H buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothreitol, 100 mM NaCl) Obtained. Similarly, the DNA fragment-M1 obtained in the previous section (6) is digested with restriction enzymes NdeI and SpeI, and the resulting DNA fragment-M1 digest and plasmid digest are used as DNA Ligation Kit ver.2 (Takara Bio Inc. ). As a result, a plasmid (referred to as plasmid pSC-ncaA) having a size of about 9.3 kbp was constructed by ligating the DNA fragment-M1 containing ncaA and the plasmid pT7NS-CamAB.

(8) 大腸菌形質転換株BL21(DE3)/ pSC-ncaAの調製
前項(7)で調製したプラスミドpSC-ncaAを用いて、大腸菌BL21(DE3)コンピテントセル(Novagen社)を形質転換した。こうして、プラスミドpSC-ncaAで形質転換された大腸菌BL21(DE3)/ pSC-ncaA株を得た。
(8) Preparation of E. coli transformed strain BL21 (DE3) / pSC-ncaA E. coli BL21 (DE3) competent cell (Novagen) was transformed with the plasmid pSC-ncaA prepared in the previous section (7). Thus, Escherichia coli BL21 (DE3) / pSC-ncaA strain transformed with the plasmid pSC-ncaA was obtained.

実施例5:サッカロスリクス・ムタビリスNBRC12847株由来P450遺伝子ncbAの塩基配列の決定およびその遺伝子をもつ形質転換体の調製
(1) シクロスポリンAへの水酸化活性を有するタンパク質の一つ(NcbA)をコードするDNAの部分的配列のクローニング
放線菌のCYP105ファミリーに属するシトクロムP450と付随するフェレドキシンのアミノ酸配列を参考にして以下のようなプライマー(E1F-105およびH1R-105)を設計し作成した(配列表の配列番号51および配列番号52参照)。
E1F-105:5'- CACCAGTGCCTGGGGCAGAA-3'
H1R-105:5'- GTCGAAGACGTCGGGCGCGGTCA-3'
Example 5: Determination of the nucleotide sequence of P450 gene ncbA derived from Saccharomycus mutabilis NBRC12847 strain and preparation of transformant having the gene
(1) Cloning of partial sequence of DNA encoding one of the proteins having hydroxylation activity to cyclosporin A (NcbA) With reference to the amino acid sequence of ferredoxin associated with cytochrome P450 belonging to CYP105 family of actinomycetes Primers (E1F-105 and H1R-105) were designed and prepared (see SEQ ID NO: 51 and SEQ ID NO: 52 in the Sequence Listing).
E1F-105: 5'- CACCAGTGCCTGGGGCAGAA-3 '
H1R-105: 5'- GTCGAAGACGTCGGGCGCGGTCA-3 '

次に、この2種のプライマー(E1F-105およびH1R-105)と実施例4(1)で得たNBRC12847株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、Takara LA Taq(タカラバイオ社)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングを50℃、2分間、伸長を68℃、1分間行う3段階の反応を35回繰り返した。その結果、約250bpの大きさのDNA断片(以下、DNA断片-N1という)が増幅された。このDNA断片-N1は水酸化活性を有するタンパク質をコードするDNAの一部分である可能性が高い。PCR反応にて増幅したDNA断片-N1を、反応液からWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。   Next, PCR reaction was performed using these two types of primers (E1F-105 and H1R-105) and the NBRC12847 strain chromosomal DNA obtained in Example 4 (1) as a template. PCR reaction is performed using Takara LA Taq (Takara Bio) and PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient), denaturing at 98 ° C. for 20 seconds, annealing at 50 ° C. for 2 minutes, and extension at 68 ° C. for 1 minute 3 The step reaction was repeated 35 times. As a result, a DNA fragment having a size of about 250 bp (hereinafter referred to as DNA fragment-N1) was amplified. This DNA fragment-N1 is likely to be a part of DNA encoding a protein having hydroxylation activity. The DNA fragment-N1 amplified by the PCR reaction was recovered from the reaction solution by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega).

次に得られたDNA断片-N1の塩基配列を解析するに足る量のDNA断片-N1を得るために、プラスミドベクターpT7Blue T(Novagen社)にDNA Ligation kit ver.2(タカラバイオ社)を用いてDNA断片-N1を連結し、大腸菌JM109株を形質転換した。その後、アンピシリン(50μg/mL)、X-gal(40μg/mL)、IPTG(100μM)を含むL-Broth寒天培地(1.0%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%NaCl、1.5%寒天)を用いて、形質転換された大腸菌を選択した。こうして分離した形質転換大腸菌のコロニーをアンピシリン(50μg/mL)を含むL-Broth液体培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%NaCl)で培養した。増殖した形質転換大腸菌の菌体からプラスミド精製キット(Labo Pass Mini, 北海道システムサイエンス社)を用いてプラスミドDNAの分離精製を行い、一定量のDNA断片-N1を得た。   Next, in order to obtain a sufficient amount of DNA fragment-N1 for analyzing the nucleotide sequence of the obtained DNA fragment-N1, DNA Ligation kit ver.2 (Takara Bio Inc.) was used for plasmid vector pT7Blue T (Novagen). DNA fragment-N1 was ligated to transform E. coli JM109 strain. Then, L-Broth agar medium (1.0% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl, 1.5% agar) containing ampicillin (50 μg / mL), X-gal (40 μg / mL), IPTG (100 μM) Used to select transformed E. coli. The thus isolated colonies of transformed Escherichia coli were cultured in an L-Broth liquid medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl) containing ampicillin (50 μg / mL). Plasmid DNA was separated and purified from the grown transformed Escherichia coli using a plasmid purification kit (Labo Pass Mini, Hokkaido System Science) to obtain a certain amount of DNA fragment-N1.

(2) クローニングされたDNA断片-N1の塩基配列の解析
前項(1)で得られたDNA断片-N1の塩基配列をDNA塩基配列解析装置(アプライドバイオシステム社;310)を用い、ダイターミネーター・サイクル・シークエンス法で解析した。塩基配列解析の結果、PCR反応で増幅されたDNA断片-N1は電気泳動で約250bpと測定されたが、塩基配列分析の結果、正確には239bpであることが明らかとなった(配列番号5の塩基1033〜塩基1271参照)。クローニングされた前記の239bpのDNA配列の両端には前記のPCR反応の時に使用した2種類のプライマーに対応するDNA配列が見出されたので、前記のPCR反応ではDNA断片-D1がこの2種類のプライマー(E1F-105およびH1R-105)により特異的に増幅されたことが明らかとなった。
(2) Analysis of the base sequence of the cloned DNA fragment-N1 The base sequence of the DNA fragment-N1 obtained in the previous section (1) was analyzed using a DNA base sequence analyzer (Applied Biosystems; 310). The analysis was performed by the cycle sequence method. As a result of the base sequence analysis, the DNA fragment-N1 amplified by the PCR reaction was measured to be about 250 bp by electrophoresis, but the base sequence analysis revealed that it was exactly 239 bp (SEQ ID NO: 5 Base 1033 to base 1271). Since DNA sequences corresponding to the two kinds of primers used in the PCR reaction were found at both ends of the cloned DNA sequence of 239 bp, the DNA fragment-D1 was found in the PCR reaction. Specific primers (E1F-105 and H1R-105).

(3) DNA断片-N1の周辺領域の解析
前記のとおり、NBRC12847株由来の水酸化活性を有するタンパク質の一つ(NcbA)をコードするDNAの部分的配列が決定されたのでインバースPCR法(細胞工学14巻、p.591-593,1995年)によって、クローニング断片の上流、下流域に広がる周辺領域の塩基配列を増幅、クローニング、配列解析した。すなわち、NBRC12847株染色体DNA(実施例4(1)参照)をM緩衝液(10mM Tris-HCl,pH7.5,10mM MgCl2,1mMジチオスレイトール,50mM NaCl)中において制限酵素NheIで消化した。得られた制限酵素切断DNA断片をDNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ社)を用いて自己環状化させた。
(3) Analysis of the peripheral region of DNA fragment-N1 As described above, a partial sequence of DNA encoding one of the proteins having hydroxylation activity (NcbA) derived from the NBRC12847 strain was determined. Engineering Volume 14, p.591-593, 1995) amplified, cloned, and sequenced the base sequence of the peripheral region extending upstream and downstream of the cloned fragment. That is, NBRC12847 strain chromosomal DNA (see Example 4 (1)) was digested with restriction enzyme NheI in M buffer (10 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothreitol, 50 mM NaCl). The obtained restriction enzyme-cleaved DNA fragment was self-circularized using DNA Ligation Kit ver. 2 (Takara Bio Inc.).

他方、DNA断片-N1の塩基配列から、以下のようなプライマー(2071-2Fおよび2071-2R)を設計し作成した(配列表の配列番号53および配列番号54参照)。
2071-2F:5'- CGGAGCGCTGCGCCGGTTCGGGCAT -3'
2071-2R:5'- CCACCCGCATCTCGATGCGCGCCAA -3'
次にこの2種のプライマー(2071-2Fおよび2071-2R)と前記の自己環状化させたNBRC12847株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、Takara LA Taq(タカラバイオ社)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングと伸長を68℃、6分間行う2段階の反応30回繰り返した。
On the other hand, the following primers (2071-2F and 2071-2R) were designed and prepared from the base sequence of DNA fragment-N1 (see SEQ ID NO: 53 and SEQ ID NO: 54 in the Sequence Listing).
2071-2F: 5'-CGGAGCGCTGCGCCGGTTCGGGCAT-3 '
2071-2R: 5'- CCACCCGCATCTCGATGCGCGCCAA-3 '
Next, PCR reaction was carried out using these two kinds of primers (2071-2F and 2071-2R) and the above-mentioned self-circulated NBRC12847 strain chromosomal DNA as a template. The PCR reaction was repeated 30 times in a two-stage reaction using Takara LA Taq (Takara Bio) and a PCR amplification device (Biometra T Gradient), denaturing at 98 ° C for 20 seconds, annealing and extension at 68 ° C for 6 minutes. It was.

この結果、約3.5kbpの大きさのDNA断片(DNA断片-P1)が増幅したが、これらは、水酸化活性を有するタンパク質をコードするDNAおよびその上流と下流領域を含むDNA配列を有するDNAである可能性が高い。   As a result, a DNA fragment (DNA fragment-P1) having a size of about 3.5 kbp was amplified. These were DNA encoding a protein having hydroxylation activity and DNA having a DNA sequence including upstream and downstream regions. There is a high possibility.

このPCR増幅反応液からDNA断片-P1をWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。次に得られたDNA断片-P1について、塩基配列を解析するに足る量の各DNA断片を得るために、前記(2)と同様にプラスミドベクターpT7Blue T(Novagen社)、DNA Ligation kit ver.2(タカラバイオ社)、大腸菌JM109株およびプラスミド精製キット(Labo Pass Mini, 北海道システムサイエンス社)を用いて、一定量の各DNA断片を得た。   From this PCR amplification reaction solution, DNA fragment-P1 was recovered by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega). Next, in order to obtain an amount of each DNA fragment sufficient for analyzing the nucleotide sequence of the obtained DNA fragment-P1, the plasmid vector pT7Blue T (Novagen), DNA Ligation kit ver. (Takara Bio Inc.), Escherichia coli JM109 strain and plasmid purification kit (Labo Pass Mini, Hokkaido System Science Co., Ltd.) were used to obtain a certain amount of each DNA fragment.

(4) DNA断片-P1(約3.5kbpのサイズ)の塩基配列の解析
前項(4)で得られたDNA断片-P1の塩基配列をDNA塩基配列解析装置(アプライドバイオシステム社;310)を用い、ダイターミネーター・サイクル・シークエンス法で解析した。このように塩基配列の解析を行い、DNA断片-P1のうちの、配列番号5に示された1388bpの塩基配列の情報を得た。
(4) Analysis of base sequence of DNA fragment-P1 (about 3.5 kbp size) Using the base sequence of DNA fragment-P1 obtained in the previous section (4) using a DNA base sequence analyzer (Applied Biosystems; 310) The analysis was performed by the dye terminator cycle sequence method. Thus, the base sequence was analyzed and the information of the 1388 bp base sequence shown by sequence number 5 among DNA fragment-P1 was obtained.

この1388bp中のオープン・リーディング・フレーム(ORF)を検索したところ、2種類のタンパク質がコードされていることが判明した。これらのタンパク質のアミノ酸配列をBLAST searchにて検索した結果、配列番号5の塩基1〜塩基1197にシトクロムP450と高い相同性を有する399個のアミノ酸からなるタンパク質(配列番号17)をコードするORF(以下、ncbAという)が存在した。そしてncbAは、Streptomyces tubercidicusのシトクロムP450(CYP105S1)のアミノ酸配列と最も高い相同性を有し(相同性55%)、さらにAmycolatopsis mediterranei S699のシトクロムP450(ORF0)と推定されるアミノ酸配列にも比較的高い相同性を有した(相同性49%)。このことからncbAはシトクロムP450タイプの水酸化酵素をコードする遺伝子である可能性が高いと考えられた。   When the open reading frame (ORF) in this 1388 bp was searched, it was found that two types of proteins were encoded. As a result of searching the amino acid sequences of these proteins by BLAST search, ORF encoding a protein (SEQ ID NO: 17) consisting of 399 amino acids having high homology with cytochrome P450 in bases 1 to 1197 of SEQ ID NO: 5 (Hereinafter referred to as ncbA). And ncbA has the highest homology with the amino acid sequence of cytochrome P450 (CYP105S1) of Streptomyces tubercidicus (homology 55%), and it is relatively also compared to the amino acid sequence predicted to be cytochrome P450 (ORF0) of Amycolatopsis mediterranei S699 Has high homology (homology 49%). This suggests that ncbA is likely to be a gene encoding cytochrome P450 type hydroxylase.

またncbAのすぐ下流(配列番号5の塩基1197〜塩基1385)には2F-2Sタイプのフェレドキシンに高い相同性を有するタンパク質をコードするORF(以下、ncbBという)が存在した。ncbBがコードするタンパク質は63個のアミノ酸からなり(配列番号18)、Streptomyces griseolusのフェレドキシンsuaBのアミノ酸配列に最も高い相同性を有し(相同性56%)、さらにStreptomyces tubercidicusのフェレドキシンFd229にも比較的高い相同性を有した(相同性54%)。そのため、ncbBは電子伝達を担い、ncbAと共に水酸化を行うフェレドキシンをコードしていると考えられた。   Further, an ORF (hereinafter referred to as ncbB) encoding a protein having high homology to the 2F-2S type ferredoxin was present immediately downstream of ncbA (base 1197 to base 1385 of SEQ ID NO: 5). The protein encoded by ncbB consists of 63 amino acids (SEQ ID NO: 18), has the highest homology to the amino acid sequence of ferredoxin suaB from Streptomyces griseolus (56% homology), and also compared to ferredoxin Fd229 from Streptomyces tubercidicus High homology (homology 54%). Therefore, it was considered that ncbB encodes ferredoxin that is responsible for electron transfer and hydroxylates together with ncbA.

(5) NBRC12847株由来のncbAおよびncbBを含有するDNA断片の調製
前項(4)において解析した配列番号2の塩基配列を参考にして、5'末端にNdeIサイトを付加したプライマーncbAB-NdeF (5'- GGCCATATGACCGAAACGCTGTACCCCGAA -3':配列番号55参照)および5'末端にSpeIサイトを付加したプライマーncbAB-SpeR (5'- CGGACTAGTCTACTCGATCACCTTGAT -3':配列番号56参照)を設計し作成した。次に、この2種のプライマー(ncbAB-NdeFおよびncbAB-SpeR)と実施例4(1)で得たNBRC12847株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、KOD plus(東洋紡)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングと伸長を68℃、2分間行う2段階の反応を30回繰り返した。
(5) Preparation of DNA fragment containing ncbA and ncbB derived from NBRC12847 strain With reference to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 analyzed in the previous section (4), primer ncbAB-NdeF (5) added with NdeI site '-GGCCATATGACCGAAACGCTGTACCCCGAA-3': refer to SEQ ID NO: 55) and a primer ncbAB-SpeR (5'-CGGACTAGTCTACTCGATCACCTTGAT-3 ': refer to SEQ ID NO: 56) having a SpeI site added to the 5' end were designed and prepared. Next, PCR reaction was performed using these two types of primers (ncbAB-NdeF and ncbAB-SpeR) and the NBRC12847 strain chromosomal DNA obtained in Example 4 (1) as templates. The PCR reaction was repeated 30 times using KOD plus (Toyobo) and a PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient), in which two steps of denaturation were performed at 98 ° C. for 20 seconds and annealing and extension at 68 ° C. for 2 minutes.

この結果、ncbAおよびncbBを含む約1.4kbpの大きさのDNA断片(以下、DNA断片-Q1という)が増幅された。このPCR増幅反応液からDNA断片-Q1をWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。   As a result, a DNA fragment having a size of about 1.4 kbp containing ncbA and ncbB (hereinafter referred to as DNA fragment-Q1) was amplified. From this PCR amplification reaction solution, DNA fragment-Q1 was recovered by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega).

(6) プラスミドpSC-ncbABの構築
pT7NS-CamAB(WO03/087381参照)をH緩衝液(50mM Tris-HCl,pH7.5,10mM MgCl2,1mMジチオスレイトール,100mM NaCl)中で制限酵素NdeIとSpeIにより消化してプラスミド消化物を得た。同様に前項(5)で得たDNA断片-Q1を制限酵素NdeIとSpeIで消化し、得られたDNA断片-Q1の消化物とプラスミド消化物とを、DNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ社)を用いて連結した。これによって、ncbAおよびncbBを内部に含有するDNA断片-Q1と、プラスミドpT7NS-CamABとが連結された約9.4kbpのサイズのプラスミド(プラスミドpSC-ncbABと称する)が構築された。
(6) Construction of plasmid pSC-ncbAB
pT7NS-CamAB (see WO03 / 087381) is digested with restriction enzymes NdeI and SpeI in H buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothreitol, 100 mM NaCl) Obtained. Similarly, the DNA fragment-Q1 obtained in the previous section (5) is digested with restriction enzymes NdeI and SpeI, and the resulting DNA fragment-Q1 digest and plasmid digest are used as DNA Ligation Kit ver.2 (Takara Bio Inc. ). As a result, a plasmid (referred to as plasmid pSC-ncbAB) having a size of about 9.4 kbp was constructed by ligating DNA fragment-Q1 containing ncbA and ncbB inside and plasmid pT7NS-CamAB.

(7) 大腸菌形質転換株BL21(DE3)/pSC-ncbABの調製
前項(6)で調製したプラスミドpSC-ncbABを用いて、大腸菌BL21(DE3)コンピテントセル(Novagen社)を形質転換した。こうして、プラスミドpSC-ncbABで形質転換された大腸菌BL21(DE3)/pSC-ncbAB株を得た。
(7) Preparation of E. coli transformed strain BL21 (DE3) / pSC-ncbAB The plasmid pSC-ncbAB prepared in the previous section (6) was used to transform E. coli BL21 (DE3) competent cells (Novagen). Thus, Escherichia coli BL21 (DE3) / pSC-ncbAB strain transformed with the plasmid pSC-ncbAB was obtained.

実施例6:シュードノカルディア・オートトロフィカNBRC12743株由来P450遺伝子paaAの塩基配列の決定およびその遺伝子をもつ形質転換体の調製
(1) シュードノカルディア・オートトロフィカNBRC12743株染色体のDNAの調製
グルコース1%、麦芽エキス0.4%、酵母エキス1%からなる培地にNBRC12743株を接種し、28℃、3日間培養した。得られた培養液を3000rpm、10分間遠心して菌体を集めた。その菌体からBlood & Cell Culture kit(QIAGEN社)を用いて染色体DNAを調製した。
Example 6: Determination of base sequence of P450 gene paaA derived from Pseudonocardia autotrophica NBRC12743 and preparation of transformant having the gene
(1) Preparation of chromosome of Pseudocardia autotrophica NBRC12743 strain NBRC12743 strain was inoculated into a medium consisting of glucose 1%, malt extract 0.4%, yeast extract 1% and cultured at 28 ° C. for 3 days. The obtained culture solution was centrifuged at 3000 rpm for 10 minutes to collect bacterial cells. Chromosomal DNA was prepared from the cells using Blood & Cell Culture kit (QIAGEN).

(2) ビタミンD3への水酸化活性を有するタンパク質の一つ(PaaA)をコードするDNAの部分的配列のクローニング
放線菌のCYP107ファミリーに属するシトクロムP450のアミノ酸配列を参考にして以下のようなプライマー(J1F-107およびM1R-107)を設計し作成した(配列表の配列番号57および配列番号58参照)。
J1F-107:5'- CTCGCCGACCCGCGGCTGTCGAAGGA -3'
M1R-107:5'- GCGACCAGCAGGAGGAAGGCCAT -3'
(2) Cloning of partial sequence of DNA encoding one of the proteins having hydroxylation activity to vitamin D 3 (PaaA) With reference to the amino acid sequence of cytochrome P450 belonging to CYP107 family of actinomycetes, the following Primers (J1F-107 and M1R-107) were designed and prepared (see SEQ ID NO: 57 and SEQ ID NO: 58 in the Sequence Listing).
J1F-107: 5'- CTCGCCGACCCGCGGCTGTCGAAGGA -3 '
M1R-107: 5'- GCGACCAGCAGGAGGAAGGCCAT -3 '

次に、この2種のプライマー(J1F-107およびM1R-107)と前項(1)で得たNBRC12743株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、Takara LA Taq(タカラバイオ社)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングを50℃、2分間、伸長を68℃、1分間行う3段階の反応を35回繰り返した。その結果、約540bpの大きさのDNA断片(以下、DNA断片-R1という)が増幅された。このDNA断片-R1は水酸化活性を有するタンパク質をコードするDNAの一部分である可能性が高い。PCR反応にて増幅したDNA断片-R1を、反応液からWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。   Next, PCR reaction was performed using these two types of primers (J1F-107 and M1R-107) and the NBRC12743 strain chromosomal DNA obtained in (1) above as a template. PCR reaction is performed using Takara LA Taq (Takara Bio) and PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient), denaturing at 98 ° C. for 20 seconds, annealing at 50 ° C. for 2 minutes, and extension at 68 ° C. for 1 minute 3 The step reaction was repeated 35 times. As a result, a DNA fragment having a size of about 540 bp (hereinafter referred to as DNA fragment-R1) was amplified. This DNA fragment-R1 is likely to be a part of DNA encoding a protein having hydroxylation activity. The DNA fragment-R1 amplified by the PCR reaction was recovered from the reaction solution by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega).

次に得られたDNA断片-R1の塩基配列を解析するに足る量のDNA断片-R1を得るために、プラスミドベクターpT7Blue T(Novagen社)にDNA Ligation kit ver.2(タカラバイオ社)を用いてDNA断片-R1を連結し、大腸菌JM109株を形質転換した。その後、アンピシリン(50μg/mL)、X-gal(40μg/mL)、IPTG(100μM)を含むL-Broth寒天培地(1.0%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%NaCl、1.5%寒天)を用いて、形質転換された大腸菌を選択した。こうして分離した形質転換大腸菌のコロニーをアンピシリン(50μg/mL)を含むL-Broth液体培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、0.5%NaCl)で培養した。増殖した形質転換大腸菌の菌体からプラスミド精製キット(Labo Pass Mini, 北海道システムサイエンス社)を用いてプラスミドDNAの分離精製を行い、一定量のDNA断片-R1を得た。   Next, in order to obtain a sufficient amount of DNA fragment-R1 for analyzing the base sequence of the obtained DNA fragment-R1, DNA Ligation kit ver.2 (Takara Bio Inc.) was used for plasmid vector pT7Blue T (Novagen). The DNA fragment-R1 was ligated to transform E. coli JM109 strain. Then, L-Broth agar medium (1.0% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl, 1.5% agar) containing ampicillin (50 μg / mL), X-gal (40 μg / mL), IPTG (100 μM) Used to select transformed E. coli. The thus isolated colonies of transformed Escherichia coli were cultured in an L-Broth liquid medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl) containing ampicillin (50 μg / mL). Plasmid DNA was separated and purified from the grown transformed Escherichia coli using a plasmid purification kit (Labo Pass Mini, Hokkaido System Science) to obtain a certain amount of DNA fragment-R1.

(3) クローニングされたDNA断片-R1の塩基配列の解析
前項(2)で得られたDNA断片-R1の塩基配列をDNA塩基配列解析装置(アプライドバイオシステム社;310)を用い、ダイターミネーター・サイクル・シークエンス法で解析した。塩基配列解析の結果、PCR反応で増幅されたDNA断片-R1は電気泳動で約540bpと測定されたが、塩基配列分析の結果、正確には557bpであることが明らかとなった(配列番号6の塩基163〜塩基720参照)。クローニングされた前記の557bpのDNA配列の両端には前記のPCR反応の時に使用した2種類のプライマーに対応するDNA配列が見出されたので、前記のPCR反応ではDNA断片-R1がこの2種類のプライマー(J1F-107およびM1R-107)により特異的に増幅されたことが明らかとなった。
(3) Analysis of the base sequence of the cloned DNA fragment-R1 The base sequence of the DNA fragment-R1 obtained in (2) above was analyzed using a DNA base sequence analyzer (Applied Biosystems; 310). The analysis was performed by the cycle sequence method. As a result of the base sequence analysis, the DNA fragment-R1 amplified by the PCR reaction was measured to be about 540 bp by electrophoresis, but the base sequence analysis revealed that it was exactly 557 bp (SEQ ID NO: 6 Bases 163 to 720). Since DNA sequences corresponding to the two types of primers used in the PCR reaction were found at both ends of the cloned 557 bp DNA sequence, the two DNA fragments-R1 were found in the PCR reaction. Specific primers (J1F-107 and M1R-107) were found to be specifically amplified.

(4) DNA断片-R1の周辺領域の解析
前記のとおり、NBRC12743株由来の水酸化活性を有するタンパク質の一つ(PaaA)をコードするDNAの部分的配列が決定されたのでインバースPCR法(細胞工学14巻、p.591-593,1995年)によって、クローニング断片の上流、下流域に広がる周辺領域の塩基配列を増幅、クローニング、配列解析した。すなわち、NBRC12743株染色体DNA((1)参照)をH緩衝液(50mM Tris-HCl,pH7.5,10mM MgCl2,1mMジチオスレイトール,100mM NaCl)中において制限酵素XhoIで消化した。得られた制限酵素切断DNA断片をDNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ社)を用いて自己環状化させた。
(4) Analysis of the peripheral region of DNA fragment-R1 As described above, a partial sequence of DNA encoding one of the proteins having hydroxylation activity (PaaA) derived from the NBRC12743 strain was determined. Engineering Volume 14, p.591-593, 1995) amplified, cloned, and sequenced the base sequence of the peripheral region extending upstream and downstream of the cloned fragment. Specifically, NBRC12743 strain chromosomal DNA (see (1)) was digested with restriction enzyme XhoI in H buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothreitol, 100 mM NaCl). The obtained restriction enzyme-cleaved DNA fragment was self-circularized using DNA Ligation Kit ver. 2 (Takara Bio Inc.).

他方、DNA断片-R1の塩基配列から、以下のようなプライマー(7023-1Fおよび7023-1R)を設計し作成した(配列表の配列番号59および配列番号60参照)。
7023-1F:5'- ACGGCGACTCGCTGAGCCCCGGCGAGACGA -3'
7023-1R:5'- TGGCCCGGACTCCTGACGGGCCAGCAGCTC -3'
次にこの2種のプライマー(7023-1Fおよび7023-1R)と前記の自己環状化させたNBRC12743株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、Takara LA Taq(タカラバイオ社)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングと伸長を68℃、6分間行う2段階の反応30回繰り返した。
On the other hand, the following primers (7023-1F and 7023-1R) were designed and prepared from the base sequence of DNA fragment-R1 (see SEQ ID NO: 59 and SEQ ID NO: 60 in the Sequence Listing).
7023-1F: 5'- ACGGCGACTCGCTGAGCCCCGGCGAGACGA -3 '
7023-1R: 5'-TGGCCCGGACTCCTGACGGGCCAGCAGCTC -3 '
Next, a PCR reaction was carried out using these two types of primers (7023-1F and 7023-1R) and the above-mentioned self-circulated NBRC12743 strain chromosomal DNA as a template. The PCR reaction was repeated 30 times in a two-stage reaction using Takara LA Taq (Takara Bio) and a PCR amplification device (Biometra T Gradient), denaturing at 98 ° C for 20 seconds, annealing and extension at 68 ° C for 6 minutes. It was.

この結果、約3.0kbpの大きさのDNA断片(DNA断片-S1)が増幅したが、これらは、水酸化活性を有するタンパク質をコードするDNAおよびその上流と下流領域を含むDNA配列を有するDNAである可能性が高い。   As a result, a DNA fragment (DNA fragment-S1) having a size of about 3.0 kbp was amplified. These were DNA encoding a protein having hydroxylation activity and DNA having a DNA sequence including upstream and downstream regions. There is a high possibility.

このPCR増幅反応液からDNA断片-S1をWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。次に得られたDNA断片-S1について、塩基配列を解析するに足る量の各DNA断片を得るために、前記(2)と同様にプラスミドベクターpT7Blue T(Novagen社)、DNA Ligation kit ver.2(タカラバイオ社)、大腸菌JM109株およびプラスミド精製キット(Labo Pass Mini, 北海道システムサイエンス社)を用いて、一定量の各DNA断片を得た。   From this PCR amplification reaction solution, DNA fragment-S1 was recovered by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega). Next, in order to obtain an amount of each DNA fragment sufficient for analyzing the nucleotide sequence of the obtained DNA fragment-S1, plasmid vector pT7Blue T (Novagen), DNA Ligation kit ver. (Takara Bio Inc.), Escherichia coli JM109 strain and plasmid purification kit (Labo Pass Mini, Hokkaido System Science Co., Ltd.) were used to obtain a certain amount of each DNA fragment.

(5) DNA断片-S1(約3.0kbpのサイズ)の塩基配列の解析
前項(4)で得られたDNA断片-S1の塩基配列をDNA塩基配列解析装置(アプライドバイオシステム社;310)を用い、ダイターミネーター・サイクル・シークエンス法で解析した。このように塩基配列の解析を行い、DNA断片-S1のうちの、配列番号6に示された1272bpの塩基配列の情報を得た。
(5) Analysis of the base sequence of DNA fragment-S1 (about 3.0 kbp size) Using the DNA base sequence analyzer (Applied Biosystems; 310), the base sequence of DNA fragment-S1 obtained in the previous section (4) The analysis was performed by the dye terminator cycle sequence method. Thus, the base sequence was analyzed and the information of the 1272 bp base sequence shown by sequence number 6 among DNA fragment-S1 was obtained.

この1272bp中のオープン・リーディング・フレーム(ORF)を検索したところ、1種類のタンパク質がコードされていることが判明した。タンパク質のアミノ酸配列をBLAST searchにて検索した結果、配列番号6の塩基1〜塩基1269にシトクロムP450と高い相同性を有する424個のアミノ酸からなるタンパク質(配列番号19)をコードするORF(以下、paaAという)が存在した。そしてpaaAは、Streptomyces collinusのシトクロムP450(RubU)のアミノ酸配列に最も高い相同性を有し(相同性53%)、さらにSaccharopolyspora erythraeaのシトクロムP450(CYP107B1)にも比較的高い相同性を有した(相同性49%)。このことからpaaAはシトクロムP450タイプの水酸化酵素をコードする遺伝子である可能性が高いと考えられた。   When an open reading frame (ORF) in this 1272 bp was searched, it was found that one kind of protein was encoded. As a result of searching the amino acid sequence of the protein by BLAST search, ORF encoding a protein (SEQ ID NO: 19) consisting of 424 amino acids having high homology with cytochrome P450 in base 1 to base 1269 of SEQ ID NO: 6 paaA) existed. And paaA has the highest homology to the amino acid sequence of cytochrome P450 (RubU) of Streptomyces collinus (homology 53%), and also has relatively high homology to cytochrome P450 of Saccharopolyspora erythraea (CYP107B1) ( Homology 49%). This suggests that paaA is likely to be a gene encoding cytochrome P450 type hydroxylase.

(6) NBRC12743株由来のpaaAを含有するDNA断片の調製
前記(5)において解析した配列番号6の塩基配列を参考にして、5'末端にNdeIサイトを付加したプライマーpaaA-NdeF(5'- CCGCATATGACAGACACCACCGAAC -3':配列番号61参照)および5'末端にSpeIサイトを付加したプライマーpaaA-SpeR(5'- CGGACTAGTCACCTGGCCGCCGGTCCCGTTG -3':配列番号62参照)を設計し作成した。次に、この2種のプライマー(paaA-NdeFおよびpaaA-SpeR)と前記 (1)で得たNBRC12743株染色体DNAをテンプレートとして用いてPCR反応を行った。PCR反応は、KOD plus(東洋紡)とPCR増幅装置(Biometra社 T Gradient)を用い、変性を98℃、20秒間、アニーリングと伸長を68℃、2分間行う2段階の反応を30回繰り返した。
(6) Preparation of DNA fragment containing paaA derived from NBRC12743 strain With reference to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 analyzed in the above (5), primer paaA-NdeF (5'-) with an NdeI site added to the 5 'end CCGCATATGACAGACACCACCGAAC-3 ′: refer to SEQ ID NO: 61) and a primer paaA-SpeR (5′-CGGACTAGTCACCTGGCCGCCGGTCCCGTTG-3 ′: refer to SEQ ID NO: 62) with a SpeI site added to the 5 ′ end. Next, PCR reaction was performed using these two types of primers (paaA-NdeF and paaA-SpeR) and the NBRC12743 strain chromosomal DNA obtained in (1) above as a template. The PCR reaction was repeated 30 times using KOD plus (Toyobo) and a PCR amplification apparatus (Biometra T Gradient), in which two steps of denaturation were performed at 98 ° C. for 20 seconds and annealing and extension at 68 ° C. for 2 minutes.

この結果、paaAを含む約1.3kbpの大きさのDNA断片(以下、DNA断片-T1という)が増幅された。このPCR増幅反応液からDNA断片-T1をWizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega社)によって回収した。   As a result, a DNA fragment containing paaA and having a size of about 1.3 kbp (hereinafter referred to as DNA fragment-T1) was amplified. From this PCR amplification reaction solution, DNA fragment-T1 was recovered by Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega).

(7) プラスミドpSC-paaAの構築
pT7NS-CamAB(WO03/087381参照)をH緩衝液(50mM Tris-HCl,pH7.5,10mM MgCl2,1mMジチオスレイトール,100mM NaCl)中で制限酵素NdeIとSpeIにより消化してプラスミド消化物を得た。同様に前項(6)で得たDNA断片-T1を制限酵素NdeIとSpeIで消化し、得られたDNA断片-T1の消化物とプラスミド消化物とを、DNA Ligation Kit ver.2(タカラバイオ社)を用いて連結した。これによって、paaAを内部に含有するDNA断片-T1と、プラスミドpT7NS-CamABとが連結された約9.3kbpのサイズのプラスミド(プラスミドpSC-paaAと称する)が構築された。
(7) Construction of plasmid pSC-paaA
pT7NS-CamAB (see WO03 / 087381) is digested with restriction enzymes NdeI and SpeI in H buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 1 mM dithiothreitol, 100 mM NaCl) Obtained. Similarly, the DNA fragment-T1 obtained in (6) above was digested with restriction enzymes NdeI and SpeI, and the resulting DNA fragment-T1 digest and plasmid digested product were combined with DNA Ligation Kit ver. 2 (Takara Bio Inc. ). As a result, a plasmid (referred to as plasmid pSC-paaA) having a size of about 9.3 kbp was constructed by ligating DNA fragment-T1 containing paaA and plasmid pT7NS-CamAB.

(8) 大腸菌形質転換株BL21(DE3)/pSC-paaAの調製
前項(7)で調製したプラスミドpSC-paaAを用いて、大腸菌BL21(DE3)コンピテントセル(Novagen社)を形質転換した。こうして、プラスミドpSC-paaAで形質転換された大腸菌BL21(DE3)/pSC-paaA株を得た。
(8) Preparation of E. coli transformed strain BL21 (DE3) / pSC-paaA E. coli BL21 (DE3) competent cell (Novagen) was transformed with the plasmid pSC-paaA prepared in the previous section (7). Thus, Escherichia coli BL21 (DE3) / pSC-paaA strain transformed with the plasmid pSC-paaA was obtained.

実施例7:シュードノカルディア・オートトロフィカNBRC12743株由来P450遺伝子pabAおよびフェレドキシン遺伝子pabBの塩基配列の決定
実施例6(1)で得たNBRC12743株染色体DNAをテンプレートとし、以下の2種のプライマー(E1F-105(配列番号51参照)およびH2R-105(配列番号35参照))を用い、実施例2と同様にPCR反応を行い、目的遺伝子の部分配列を増幅し、その塩基配列を決定した。
E1F-105:5'- CACCAGTGCCTGGGGCAGAA-3'
H2R-105:5'- GTCGTCCTGGTCGAA-3'
Example 7: Determination of nucleotide sequences of P450 gene pabA and ferredoxin gene pabB derived from Pseudonocardia autotrophica NBRC12743 strain Using the NBRC12743 strain chromosomal DNA obtained in Example 6 (1) as a template, the following two types of primers ( Using E1F-105 (see SEQ ID NO: 51) and H2R-105 (see SEQ ID NO: 35)), a PCR reaction was carried out in the same manner as in Example 2 to amplify the partial sequence of the target gene and determine its base sequence.
E1F-105: 5'- CACCAGTGCCTGGGGCAGAA-3 '
H2R-105: 5'-GTCGTCCTGGTCGAA-3 '

さらに得られた目的遺伝子の部分配列情報をもとに以下のようなプライマー(43N-1F(配列番号63参照)および43N-1R(配列番号64参照))を作成した。
43N-1F:5'- ACCAGCTTCCGGTGACCTGGTGATGAAGAT-3'
43N-1R:5'- CAGGGTGTCGAACACGATCTGCAGCTCCAT-3'
Furthermore, the following primers (43N-1F (see SEQ ID NO: 63) and 43N-1R (see SEQ ID NO: 64)) were prepared based on the obtained partial sequence information of the target gene.
43N-1F: 5'- ACCAGCTTCCGGTGACCTGGTGATGAAGAT-3 '
43N-1R: 5'- CAGGGTGTCGAACACGATCTGCAGCTCCAT-3 '

これらのプライマーを用いて実施例2と同様の操作を行い、P450遺伝子pabA(配列番号7の塩基1〜塩基1197)およびフェレドキシン遺伝子pabB(配列番号7の塩基1200〜塩基1385)を含む、配列番号7に示した1388bpのDNA断片を取得し、その配列情報を得た。タンパク質pabAおよびpabBのアミノ酸配列はそれぞれ配列番号20および21に記載する。さらに配列番号7の塩基配列を参考にして5'末端にNdeIサイトを付加したプライマーpabAB-NdeF(配列番号65参照)および5'末端にSpeIサイトを付加したプライマーpabAB-SpeR(配列番号66参照)を設計し作成した。
pabAB-NdeF:5'- CCCCATATGACGACCGTCGACGAGTT-3'
pabAB-SpeR:5'- CCCACTAGTCAGTCGCAGGACAGGGCCT-3'
Using these primers, the same operation as in Example 2 was carried out, and the SEQ ID NO: containing P450 gene pabA (base 1 to base 1197 of SEQ ID NO: 7) and ferredoxin gene pabB (base 1200 to base 1385 of SEQ ID NO: 7) The 1388 bp DNA fragment shown in 7 was obtained and its sequence information was obtained. The amino acid sequences of proteins pabA and pabB are set forth in SEQ ID NOs: 20 and 21, respectively. Furthermore, referring to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7, primer pabAB-NdeF (see SEQ ID NO: 65) with an NdeI site added to the 5 ′ end and primer pabAB-SpeR (see SEQ ID NO: 66) with a SpeI site added to the 5 ′ end Designed and created.
pabAB-NdeF: 5'- CCCCATATGACGACCGTCGACGAGTT-3 '
pabAB-SpeR: 5'- CCCACTAGTCAGTCGCAGGACAGGGCCT-3 '

これらのプライマーを用いて実施例2と同様の操作を行い、配列番号7のDNA断片からpabAおよびpabBを組み込んだプラスミドpSC-pabABを調製し、これを用いて大腸菌BL21(DE3)コンピテントセル(Novagen社)を形質転換し、形質転換された大腸菌BL21(DE3)/pSC-pabAB株を得た。   Using these primers, the same operation as in Example 2 was performed to prepare plasmid pSC-pabAB incorporating pabA and pabB from the DNA fragment of SEQ ID NO: 7, and using this plasmid, E. coli BL21 (DE3) competent cell ( Novagen) was transformed to obtain transformed E. coli strain BL21 (DE3) / pSC-pabAB.

実施例8:ストレプトマイセス・レゼオビアラセウス NBRC13081株由来P450遺伝子sraAの塩基配列の決定
ストレプトマイセス・レゼオビアラセウス NBRC13081株染色体DNAをテンプレートとし、以下の2種のプライマー(5Dm-3F(配列番号28参照)および5D-1R(配列番号67参照))を用い、実施例2と同様の操作を行い、目的遺伝子の部分配列を増幅し、その塩基配列を決定した。
5Dm-3F:5'-TTCGCSCTSCCSGTCCCSTCSATGGTSAT-3'
5D-1R:5'-GGTGCCCAGCGAGATCATGAA-3'
Example 8: Determination of the base sequence of the P450 gene sraA derived from Streptomyces reseobialaceus NBRC13081 Strain Streptomyces reseobialaceus NBRC13081 strain Using the chromosomal DNA as a template, the following two primers (5Dm-3F ( Using SEQ ID NO: 28) and 5D-1R (see SEQ ID NO: 67)), the same procedure as in Example 2 was performed to amplify a partial sequence of the target gene and determine its base sequence.
5Dm-3F: 5'-TTCGCSCTSCCSGTCCCSTCSATGGTSAT-3 '
5D-1R: 5'-GGTGCCCAGCGAGATCATGAA-3 '

さらに得られた目的遺伝子の部分配列情報をもとに以下のようなプライマー(6412-1F(配列番号68参照)および6412-2R(配列番号69参照))を作成した。
6412-1F:5'-GCCAGCACCGGGGTCCTGCTGCTGA-3'
6412-2R:5'-CTGGAAGCGGTCGCGGTCCTCGTA-3'
Furthermore, the following primers (6412-1F (see SEQ ID NO: 68) and 6412-2R (see SEQ ID NO: 69)) were prepared based on the obtained partial sequence information of the target gene.
6412-1F: 5'-GCCAGCACCGGGGTCCTGCTGCTGA-3 '
6412-2R: 5'-CTGGAAGCGGTCGCGGTCCTCGTA-3 '

これらのプライマーを用いて実施例2と同様の操作を行い、P450遺伝子sraA(配列番号8の塩基1〜塩基1215)を含む、配列番号8に示した1218bpのDNA断片を取得し、その配列情報を得た。タンパク質sraAのアミノ酸配列はそれぞれ配列番号22に記載する。さらに配列番号8の塩基配列を参考にして5'末端にNdeIサイトを付加したプライマーsraA-NdeF(配列番号70参照)および5'末端にSpeIサイトを付加したプライマーsraA-SpeR(配列番号71参照)を設計し作成した。
sraA-NdeF:5'-CCCCATATGACCACCACACCCACCGCCCA-3'
sraA-SpeR:5'-GGGACTAGTCACCAGGTCACGGGCAGCGA-3'
Using these primers, the same operation as in Example 2 was performed to obtain the 1218 bp DNA fragment shown in SEQ ID NO: 8 containing the P450 gene sraA (base 1 to base 1215 of SEQ ID NO: 8), and its sequence information Got. The amino acid sequence of protein sraA is described in SEQ ID NO: 22, respectively. Furthermore, with reference to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8, primer sraA-NdeF (see SEQ ID NO: 70) with an NdeI site added to the 5 ′ end and primer sraA-SpeR (see SEQ ID NO: 71) with an SpeI site added to the 5 ′ end Designed and created.
sraA-NdeF: 5'-CCCCATATGACCACCACACCCACCGCCCA-3 '
sraA-SpeR: 5'-GGGACTAGTCACCAGGTCACGGGCAGCGA-3 '

これらのプライマーを用いて実施例2と同様の操作を行い、配列番号8のDNA断片からsraAを組み込んだプラスミドpSC-sraAを調製し、これを用いて大腸菌BL21(DE3)コンピテントセル(Novagen社)を形質転換し、形質転換された大腸菌BL21(DE3)/pSC-sraA株を得た。   Using these primers, the same operation as in Example 2 was performed to prepare plasmid pSC-sraA incorporating sraA from the DNA fragment of SEQ ID NO: 8, and using this plasmid, E. coli BL21 (DE3) competent cell (Novagen) ), And transformed E. coli BL21 (DE3) / pSC-sraA strain was obtained.

実施例9:ストレプトマイセス・シトレオフルオレッセンス NBRC12853株由来P450遺伝子scaAの塩基配列の決定
ストレプトマイセス・シトレオフルオレッセンス NBRC12853株染色体DNAをテンプレートとし、以下の2種のプライマー(K2F-107(配列番号72参照)およびN1R-107 (配列番号40参照))を用い、実施例2と同様の操作を行い、目的遺伝子の部分配列を増幅し、その塩基配列を決定した。
K2F-107:5'-CACACCCGGCTGCGCAAGCTGGT-3'
N1R-107:5'-AGCCGGGCCAGCGGGGCGCCCAGGCA-3'
Example 9: Determination of the base sequence of the P450 gene scaA derived from Streptomyces citreofluorescens NBRC12853 strain Using the chromosomal DNA of Streptomyces citreofluorescens NBRC12853 strain as a template, the following two primers (K2F-107 ( (See SEQ ID NO: 72) and N1R-107 (see SEQ ID NO: 40)). The same procedure as in Example 2 was performed to amplify a partial sequence of the target gene and determine its base sequence.
K2F-107: 5'-CACACCCGGCTGCGCAAGCTGGT-3 '
N1R-107: 5'-AGCCGGGCCAGCGGGGCGCCCAGGCA-3 '

さらに得られた目的遺伝子の部分配列情報をもとに以下のようなプライマー(21188-1F(配列番号73参照)および21188-1R(配列番号74参照))を作成した。
21188-1F:5'-CCAGCACGTTGCCTTCGGGCACGGCAT-3'
21188-1R:5'-CACCTCGTCGAGCAGCGCATCGGTGAT-3'
Furthermore, the following primers (21188-1F (see SEQ ID NO: 73) and 21188-1R (see SEQ ID NO: 74)) were prepared based on the obtained partial sequence information of the target gene.
21188-1F: 5'-CCAGCACGTTGCCTTCGGGCACGGCAT-3 '
21188-1R: 5'-CACCTCGTCGAGCAGCGCATCGGTGAT-3 '

これらのプライマーを用いて実施例2と同様の操作を行い、P450遺伝子scaA(配列番号9の塩基1〜塩基1227)を含む、配列番号9に示した1230bpのDNA断片を取得し、その配列情報を得た。タンパク質scaAのアミノ酸配列はそれぞれ配列番号23に記載する。さらに配列番号9の塩基配列を参考にして5'末端にNdeIサイトを付加したプライマーscaA-NdeF(配列番号75参照)および5'末端にSpeIサイトを付加したプライマーscaA-SpeR(配列番号76参照)を設計し作成した。
scaA-NdeF:5'-CCCCATATGAGCGACCTTGTGACGTT-3'
scaA-SpeR:5'-CCGACTAGTCAGCGTCCCCGGCCGCCGGGGGT-3'
Using these primers, the same operation as in Example 2 was performed to obtain the 1230 bp DNA fragment shown in SEQ ID NO: 9 containing the P450 gene scaA (base 1 to base 1227 of SEQ ID NO: 9), and its sequence information Got. The amino acid sequence of the protein scaA is described in SEQ ID NO: 23, respectively. Furthermore, with reference to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9, primer scaA-NdeF (see SEQ ID NO: 75) with an NdeI site added to the 5 ′ end and primer scaA-SpeR (see SEQ ID NO: 76) with a SpeI site added to the 5 ′ end Designed and created.
scaA-NdeF: 5'-CCCCATATGAGCGACCTTGTGACGTT-3 '
scaA-SpeR: 5'-CCGACTAGTCAGCGTCCCCGGCCGCCGGGGGT-3 '

これらのプライマーを用い、実施例2と同様の操作を行い、配列番号9のDNA断片からscaAを組み込んだプラスミドpSC-scaAを調製し、これを用いて大腸菌BL21(DE3)コンピテントセル(Novagen社)を形質転換し、形質転換された大腸菌BL21(DE3)/pSC-scaA株を得た。   Using these primers, the same operation as in Example 2 was carried out to prepare plasmid pSC-scaA incorporating scaA from the DNA fragment of SEQ ID NO: 9, and this was used to prepare Escherichia coli BL21 (DE3) competent cell (Novagen). ), And transformed E. coli BL21 (DE3) / pSC-scaA strain was obtained.

実施例10:シュードノカルディア・オートトロフィカ ATCC35204株由来P450遺伝子pazAおよびフェレドキシン遺伝子pazBの塩基配列の決定
シュードノカルディア・オートトロフィカ ATCC35204株染色体DNAをテンプレートとし、以下の2種のプライマー(K1F-107(配列番号77参照)およびN1R-107(配列番号40参照))を用い、実施例2と同様の操作を行い、目的遺伝子の部分配列を増幅し、その塩基配列を決定した。
K1F-107:5'-GACCCGCCGGAGCACACCCGGCT-3'
N1R-107:5'- AGCCGGGCCAGCGGGGCGCCCAGGCA-3'
Example 10: Determination of the base sequences of P450 gene pazA and ferredoxin gene pazB derived from Pseudonocardia autotrophica ATCC35204 strain Pseudonocardia autotropica ATCC35204 strain chromosomal DNA was used as a template, and the following two types of primers (K1F- 107 (see SEQ ID NO: 77) and N1R-107 (see SEQ ID NO: 40)) were performed in the same manner as in Example 2 to amplify the partial sequence of the target gene and determine its base sequence.
K1F-107: 5'-GACCCGCCGGAGCACACCCGGCT-3 '
N1R-107: 5'-AGCCGGGCCAGCGGGGCGCCCAGGCA-3 '

さらに得られた目的遺伝子の部分配列情報をもとに以下のようなプライマー(62182-1F(配列番号78参照)および62182-1R(配列番号79参照))を作成した。
62182-1F:5'-TTCGACGCGCCCGAAGAGGTGAAGTT-3'
62182-1R:5'-TCGACGCGCCGTACGGTGAAGCCGTT-3'
Furthermore, the following primers (62182-1F (see SEQ ID NO: 78) and 62182-1R (see SEQ ID NO: 79)) were prepared based on the partial sequence information of the target gene obtained.
62182-1F: 5'-TTCGACGCGCCCGAAGAGGTGAAGTT-3 '
62182-1R: 5'-TCGACGCGCCGTACGGTGAAGCCGTT-3 '

これらのプライマーを用いて実施例2と同様の操作を行い、P450遺伝子pazA(配列番号10の塩基1〜塩基1185)およびフェレドキシン遺伝子pazB(配列番号10の塩基1198〜塩基1410)を含む、配列番号10に示した1413bpのDNA断片を取得し、その配列情報を得た。タンパク質pazAおよびpazBのアミノ酸配列はそれぞれ配列番号24および25に記載する。さらに配列番号10の塩基配列を参考にして5'末端にNdeIサイトを付加したプライマーpazAB-NdeF(配列番号80参照)および5'末端にSpeIサイトを付加したプライマーpazAB-SpeR(配列番号81参照)を設計し作成した。
pazAB-NdeF:5'- CCCCATATGACCACCACGTCCGAACCCGT-3'
pazAB-SpeR:5'- CCCACTAGTCAGCTCCGGGGGCCGATCA-3'
Using these primers, the same operation as in Example 2 was carried out, and the sequence number containing P450 gene pazA (base 1 to base 1185 of SEQ ID NO: 10) and ferredoxin gene pazB (base 1198 to base 1410 of SEQ ID NO: 10) The 1413 bp DNA fragment shown in 10 was obtained and its sequence information was obtained. The amino acid sequences of proteins pazA and pazB are set forth in SEQ ID NOs: 24 and 25, respectively. Furthermore, referring to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10, primer pazAB-NdeF (see SEQ ID NO: 80) with an NdeI site added to the 5 ′ end and primer pazAB-SpeR (see SEQ ID NO: 81) with a SpeI site added to the 5 ′ end Designed and created.
pazAB-NdeF: 5'- CCCCATATGACCACCACGTCCGAACCCGT-3 '
pazAB-SpeR: 5'- CCCACTAGTCAGCTCCGGGGGCCGATCA-3 '

これらのプライマーを用いて実施例2と同様の操作を行い、配列番号10のDNA断片からpazAおよびpazBを組み込んだプラスミドpSC-pazABを調製し、これを用いて大腸菌BL21(DE3)コンピテントセル(Novagen社)を形質転換し、形質転換された大腸菌BL21(DE3)/pSC-pazAB株を得た。   Using these primers, the same operation as in Example 2 was performed to prepare plasmid pSC-pazAB incorporating pazA and pazB from the DNA fragment of SEQ ID NO: 10, and using this plasmid, E. coli BL21 (DE3) competent cell ( Novagen) was transformed to obtain transformed E. coli BL21 (DE3) / pSC-pazAB strain.

実施例11:ストレプトマイセス・クリソマリウス HUT6141株由来P450遺伝子sxaAおよびフェレドキシン遺伝子sxaBの塩基配列の決定
ストレプトマイセス・クリソマリウス HUT6141株染色体DNAをテンプレートとし、以下の2種のプライマー(5Dm-3F(配列番号28参照)およびH1R-105(配列番号52参照))を用い、目的遺伝子の部分配列を増幅し、その塩基配列を決定した。
5Dm-3F:5'-TTCGCSCTSCCSGTCCCSTCSATGGTSAT-3'
H1R-105:5'-GTCGAAGACGTCGGGCGCGGTCA-3'
Example 11: Determination of nucleotide sequences of P450 gene sxaA and ferredoxin gene sxaB derived from Streptomyces chrysomarius HUT6141 strain Using the chromosomal DNA of Streptomyces chrysomarius HUT6141 strain as a template, the following two types of primers (5Dm-3F ( Using SEQ ID NO: 28) and H1R-105 (see SEQ ID NO: 52)), the partial sequence of the target gene was amplified and its base sequence was determined.
5Dm-3F: 5'-TTCGCSCTSCCSGTCCCSTCSATGGTSAT-3 '
H1R-105: 5'-GTCGAAGACGTCGGGCGCGGTCA-3 '

さらに得られた目的遺伝子の部分配列情報をもとに以下のようなプライマー(kin29-F(配列番号82参照)およびkin29-R(配列番号83参照))を作成した。
Kin29-F:5'-AGCGGCATGGGCATCGAGGTCGACAAGGAA-3'
Kin29-R:5'-GCAGCCCTCGAAGAACTCGTGGTCGGCGTA-3'
Furthermore, the following primers (kin29-F (see SEQ ID NO: 82) and kin29-R (see SEQ ID NO: 83)) were prepared based on the obtained partial sequence information of the target gene.
Kin29-F: 5'-AGCGGCATGGGCATCGAGGTCGACAAGGAA-3 '
Kin29-R: 5'-GCAGCCCTCGAAGAACTCGTGGTCGGCGTA-3 '

これらのプライマーを用いて実施例2と同様の操作を行い、P450遺伝子sxaA(配列番号11の塩基1〜塩基1248)およびフェレドキシン遺伝子sxaB(配列番号11の塩基1245〜塩基1451)を含む、配列番号11に示した1454bpのDNA断片を取得し、その配列情報を得た。タンパク質sxaAおよびsxaBのアミノ酸配列はそれぞれ配列番号26および27に記載する。さらに配列番号11の塩基配列を参考にして5'末端にNdeIサイトを付加したプライマーsxaAB-NdeF(配列番号84参照)および5'末端にSpeIサイトを付加したプライマーsxaAB-SpeR(配列番号85参照)を設計し作成した。
sxaAB-NdeF:5'-CCCCATATGACGGAATCCACGACGGACCCGGCCCGCCAGG-3'
sxaAB-SpeR:5'-CCCACTAGTCAGTCGGAGGAGAGGACCACCGCCCCG-3'
Using these primers, the same operation as in Example 2 was carried out, and the P450 gene sxaA (base 1 to base 1248 of SEQ ID NO: 11) and the ferredoxin gene sxaB (base 1245 to base 1451 of SEQ ID NO: 11) were included. The 1454 bp DNA fragment shown in 11 was obtained, and its sequence information was obtained. The amino acid sequences of the proteins sxaA and sxaB are set forth in SEQ ID NOs: 26 and 27, respectively. Furthermore, with reference to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11, primer sxaAB-NdeF (see SEQ ID NO: 84) with an NdeI site added to the 5 ′ end and primer sxaAB-SpeR (see SEQ ID NO: 85) with a SpeI site added to the 5 ′ end Designed and created.
sxaAB-NdeF: 5'-CCCCATATGACGGAATCCACGACGGACCCGGCCCGCCAGG-3 '
sxaAB-SpeR: 5'-CCCACTAGTCAGTCGGAGGAGAGGACCACCGCCCCG-3 '

これらのプライマーを用いて実施例2と同様の操作を行い、配列番号11のDNA断片からsxaAおよびsxaBを組み込んだプラスミドpSC-sxaABを調製し、これを用いて大腸菌BL21(DE3)コンピテントセル(Novagen社)を形質転換し、形質転換された大腸菌BL21(DE3)/pSC-sxaAB株を得た。   Using these primers, the same operation as in Example 2 was performed to prepare plasmid pSC-sxaAB incorporating sxaA and sxaB from the DNA fragment of SEQ ID NO: 11, and using this plasmid, E. coli BL21 (DE3) competent cell ( Novagen) was transformed to obtain transformed E. coli strain BL21 (DE3) / pSC-sxaAB.

実施例12:ストレプトマイセス・ファシクラタス NBRC12765株由来P450遺伝子sfaAの塩基配列の決定
ストレプトマイセス・ファシクラタス NBRC12765株染色体DNAをテンプレートとし、以下の2種のプライマー(5Dm-3F(配列番号28参照)およびG1R-105(配列番号46参照))を用い、目的遺伝子の部分配列を増幅し、その塩基配列を決定した。
5Dm-3F:5'-TTCGCSCTSCCSGTCCCSTCSATGGTSAT-3'
G1R-105:5'-TCACCAGGTGACCGGCAG-3'
Example 12: Determination of the base sequence of the P450 gene sfaA derived from Streptomyces facikratus NBRC12765 strain Using the chromosomal DNA of Streptomyces facikratus NBRC12765 as a template, the following two primers (5Dm-3F (see SEQ ID NO: 28)) G1R-105 (see SEQ ID NO: 46)) was used to amplify a partial sequence of the target gene and determine its base sequence.
5Dm-3F: 5'-TTCGCSCTSCCSGTCCCSTCSATGGTSAT-3 '
G1R-105: 5'-TCACCAGGTGACCGGCAG-3 '

さらに得られた目的遺伝子の部分配列情報をもとに以下のようなプライマー(489B-1F(配列番号88参照)および489B-1R(配列番号89参照))を作成した。
489B-1F:5'-gtgagactccgaaccgacatgaacatctac-3'
489B-1R:5'-cccggtcctcgtaggggacgccgagcagtt -3'
Furthermore, the following primers (489B-1F (see SEQ ID NO: 88) and 489B-1R (see SEQ ID NO: 89)) were prepared based on the obtained partial sequence information of the target gene.
489B-1F: 5'-gtgagactccgaaccgacatgaacatctac-3 '
489B-1R: 5'-cccggtcctcgtaggggacgccgagcagtt -3 '

これらのプライマーを用いて実施例2と同様の操作を行い、P450遺伝子sfaA(配列番号86の塩基1〜塩基1242)を含む、配列番号16に示した1245bpのDNA断片を取得し、その配列情報を得た。タンパク質sfaAのアミノ酸配列はそれぞれ配列番号87に記載する。さらに配列番号86の塩基配列を参考にして5'末端にNdeIサイトを付加したプライマーsfaA-NdeF(配列番号90参照)および5'末端にSpeIサイトを付加したプライマーsfaA-SpeR(配列番号91参照)を設計し作成した。
sfaA-NdeF:5'- agggcatatgagtcagacgaatcagatgaa-3'
sfaA-SpeR:5'- ccactagtctactgggccgtttgcgtcca-3'
Using these primers, the same operation as in Example 2 was performed to obtain a 1245 bp DNA fragment shown in SEQ ID NO: 16 containing the P450 gene sfaA (base 1 to base 1242 of SEQ ID NO: 86), and its sequence information Got. The amino acid sequence of protein sfaA is shown in SEQ ID NO: 87, respectively. Furthermore, referring to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 86, a primer sfaA-NdeF (see SEQ ID NO: 90) with an NdeI site added to the 5 'end and a primer sfaA-SpeR (see SEQ ID NO: 91) with a SpeI site added to the 5' end Designed and created.
sfaA-NdeF: 5'- agggcatatgagtcagacgaatcagatgaa-3 '
sfaA-SpeR: 5'-ccactagtctactgggccgtttgcgtcca-3 '

これらのプライマーを用いて実施例2と同様の操作を行い、配列番号86のDNA断片からsfaAを組み込んだプラスミドpSC-sfaAを調製し、これを用いて大腸菌BL21(DE3)コンピテントセル(Novagen社)を形質転換し、形質転換された大腸菌BL21(DE3)/pSC-sfaA株を得た。   Using these primers, the same operation as in Example 2 was performed to prepare plasmid pSC-sfaA incorporating sfaA from the DNA fragment of SEQ ID NO: 86, and using this plasmid, E. coli BL21 (DE3) competent cell (Novagen) ) Was transformed, and transformed E. coli BL21 (DE3) / pSC-sfaA strain was obtained.

参考例1:ストレプトミセス・グリセオラス ATCC11796株由来P450遺伝子P450SU-1をもつ形質転換体の調製
J. Bacteriol. 172 (6), 3335-3345 (1990) の情報をもとに、放線菌ストレプトミセス・グリセオラスATCC 11796株由来のシトクロムP450遺伝子P450SU-1(CYP105A1)をプラスミドpT7NS-CamABに組み込んでクローニングし、形質転換された大腸菌BL21(DE3)/pSC-SU-1株を得た。
Reference Example 1: Preparation of a transformant having the P450 gene P450SU-1 derived from Streptomyces griseolus ATCC11796 strain
Based on the information in J. Bacteriol. 172 (6), 3335-3345 (1990), the cytochrome P450 gene P450SU-1 (CYP105A1) derived from the actinomycete Streptomyces griseolus ATCC 11796 was incorporated into the plasmid pT7NS-CamAB. The cloned and transformed E. coli BL21 (DE3) / pSC-SU-1 strain was obtained.

実施例13:P450遺伝子をもつ大腸菌形質転換体によるビタミンD3の25-ヒドロキシビタミンD3への変換および25-ヒドロキシビタミンD3の1α,25-ジヒドロキシビタミンD3への変換
上記実施例および参考例で得た形質転換大腸菌BL21(DE3)/pSC-dvaA株、BL21(DE3)/pSC-dvbAB株、BL21(DE3)/pSC-dvcA株、BL21(DE3)/pSC-ncaA株、BL21(DE3)/pSC-ncbAB株、BL21(DE3)/pSC-paaA株、BL21(DE3)/pSC-pabAB株、BL21(DE3)/pSC-sraA株、BL21(DE3)/pSC-scaA株、BL21(DE3)/pSC-pazAB株、BL21(DE3)/pSC-sxaAB株、BL21(DE3)/pSC-sfaA株、BL21(DE3)/pSC-SU-1株およびBL21(DE3)/pT7NS-CamAB株の各コロニーをカルベニシリン50μg/mLおよびOvernight Express Autoinduction System(Novagen社)を含むM9mix培地(3.39% Na2HPO4、1.5% KH2PO、0.25% NaCl、0.5% NH4Cl、1% カザミノ酸、0.002% チミン、0.1mM CaCl2、 0.1mM FeSO4)25mLの入った250mL容のフラスコに植菌し25℃で24時間振とう培養した。この培養液の5mLを15mL容の試験管に分注後、3500rpmで10分間遠心分離し、得られた菌体にCV2 緩衝液 (50mM リン酸カリウム緩衝液、2%グリセリン、50μg/mLカルベニシリン、0.1M IPTG)1mLと1% ビタミンD3もしくは25-ヒドロキシビタミンD3を10μL添加した。こうして得られた変換反応液を28℃で24時間反応させた。この変換反応液を等量の酢酸エチルで抽出した後、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で分析し、水酸化誘導体の量を測定した。ビタミンD3を基質としたときの測定結果を表1に、25-ヒドロキシビタミンD3を基質としたときの測定結果を表2にそれぞれ示す。なお、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の分析条件を以下に示すとおりである。
Example 13: P450 gene conversion into vitamin D 3 of 25-hydroxyvitamin D 3 by E. coli transformants with and 25-hydroxyvitamin D 3 of l [alpha], 25-converts the examples and reference to the dihydroxyvitamin D 3 Transformed Escherichia coli BL21 (DE3) / pSC-dvaA strain, BL21 (DE3) / pSC-dvbAB strain, BL21 (DE3) / pSC-dvcA strain, BL21 (DE3) / pSC-ncaA strain, BL21 (DE3) ) / pSC-ncbAB, BL21 (DE3) / pSC-paaA, BL21 (DE3) / pSC-pabAB, BL21 (DE3) / pSC-sraA, BL21 (DE3) / pSC-scaA, BL21 (DE3 ) / pSC-pazAB, BL21 (DE3) / pSC-sxaAB, BL21 (DE3) / pSC-sfaA, BL21 (DE3) / pSC-SU-1 and BL21 (DE3) / pT7NS-CamAB M9mix medium (3.39% Na 2 HPO 4 , 1.5% KH 2 PO, 0.25% NaCl, 0.5% NH 4 Cl, 1% casamino acid, 0.002% containing carbenicillin 50 μg / mL and Overnight Express Autoinduction System (Novagen) thymine, 0.1mM CaCl 2, 0.1mM FeSO 4 ) was inoculated into flasks containing the a 250mL of 25mL shake for 24 hours at 25 ° C. Cormorants were cultured. Dispense 5 mL of this culture into a 15 mL test tube, and then centrifuge at 3500 rpm for 10 minutes.The resulting cells are mixed with CV2 buffer (50 mM potassium phosphate buffer, 2% glycerin, 50 μg / mL carbenicillin, 0.1 mL IPTG) 1 mL and 1% vitamin D 3 or 10 μL of 25-hydroxyvitamin D 3 were added. The conversion reaction solution thus obtained was reacted at 28 ° C. for 24 hours. The conversion reaction solution was extracted with an equal amount of ethyl acetate and then analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) to determine the amount of the hydroxylated derivative. Vitamin D 3 the measurement results when the substrate are shown in Table 1 and the 25-hydroxyvitamin D 3 measurement results when the substrate shown in Table 2. The analysis conditions of high performance liquid chromatography (HPLC) are as shown below.

分析装置: Agilent 1100
カラム: Zorbax XDB C18 I.D.4.6×50mm 1.8μm(アジレント社製)
移動相: Gradient:0min〜1min(水〜40%アセトニトリル),1〜4min(40%アセトニトリル〜90%アセトニトリル),4〜11min(90%アセトニトリル〜100%アセトニトリル),11〜11.5min(100%アセトニトリル〜40%アセトニトリル), 11.5〜13min(40%アセトニトリル〜水),13min(stop)
Analyzer: Agilent 1100
Column: Zorbax XDB C18 ID4.6 × 50mm 1.8μm (manufactured by Agilent)
Mobile phase: Gradient: 0 min to 1 min (water to 40% acetonitrile), 1 to 4 min (40% acetonitrile to 90% acetonitrile), 4 to 11 min (90% acetonitrile to 100% acetonitrile), 11 to 11.5 min (100% acetonitrile) -40% acetonitrile), 11.5-13 min (40% acetonitrile-water), 13 min (stop)

流速:1mL/min
検出:PDA(265nm)
インジェクション容量:5μL
カラム温度:50℃
分析時間:13min
保持時間:ビタミンD3 7.5分
25-ヒドロキシビタミンD3 4.6分
1α,25-ジヒドロキシビタミンD3 3.9分
Flow rate: 1mL / min
Detection: PDA (265nm)
Injection capacity: 5μL
Column temperature: 50 ° C
Analysis time: 13min
Retention time: Vitamin D 3 7.5 minutes
25-Hydroxyvitamin D 3 4.6 minutes
1α, 25-Dihydroxyvitamin D 3 3.9 min

P450遺伝子を導入していないBL21(DE3)/pT7NS-CamAB株は、予想どおり、水酸化活性を示さなかった。しかし、精製酵素においてビタミンD3の25-ヒドロキシビタミンD3への変換、あるいは25-ヒドロキシビタミンD3の1α,25-ジヒドロキシビタミンD3への変換が報告されている放線菌ストレプトミセス・グリセオラス ATCC11796株由来のシトクロムP450遺伝子P450SU-1(CYP105A1)を導入したBL21(DE3)/pSC-SU-1株においても、それらの水酸化活性をまったく確認できなかった。 As expected, the BL21 (DE3) / pT7NS-CamAB strain into which the P450 gene was not introduced did not show hydroxylation activity. However, conversion to 25-hydroxy vitamin D 3 vitamin D 3 in the purified enzyme, or 25-hydroxyvitamin D 3 of l [alpha], 25-dihydroxyvitamin D 3 actinomycete Streptomyces Guriseorasu conversion has been reported to ATCC11796 In the BL21 (DE3) / pSC-SU-1 strain into which the cytochrome P450 gene P450SU-1 (CYP105A1) derived from the strain was introduced, their hydroxylation activity could not be confirmed at all.

それに対し、BL21(DE3)/pSC-dvaA株、BL21(DE3)/pSC-dvbAB株、BL21(DE3)/pSC-dvcA株、BL21(DE3)/pSC-ncaA株、BL21(DE3)/pSC-ncbAB株、BL21(DE3)/pSC-paaA株、BL21(DE3)/pSC-pabAB株、BL21(DE3)/pSC-sraA株、BL21(DE3)/pSC-scaA株、BL21(DE3)/pSC-pazAB株、BL21(DE3)/pSC-sxaAB株およびBL21(DE3)/pSC-sfaA株の各形質転換体を用いた変換試験では、ビタミンD3の25-ヒドロキシビタミンDへの変換および25-ヒドロキシビタミンDの1α,25-ジヒドロキシビタミンDへの変換の少なくともどちらか一方の活性が確認された。 In contrast, BL21 (DE3) / pSC-dvaA strain, BL21 (DE3) / pSC-dvbAB strain, BL21 (DE3) / pSC-dvcA strain, BL21 (DE3) / pSC-ncaA strain, BL21 (DE3) / pSC- ncbAB strain, BL21 (DE3) / pSC-paaA strain, BL21 (DE3) / pSC-pabAB strain, BL21 (DE3) / pSC-sraA strain, BL21 (DE3) / pSC-scaA strain, BL21 (DE3) / pSC- In the conversion test using the transformants of pazAB strain, BL21 (DE3) / pSC-sxaAB strain and BL21 (DE3) / pSC-sfaA strain, conversion of vitamin D 3 to 25-hydroxyvitamin D and 25-hydroxy The activity of at least one of the conversion of vitamin D to 1α, 25-dihydroxyvitamin D was confirmed.

このことより、dvaA、dvbA、dvcA、ncaA、ncbA、paaA、pabA、sraA、scaA、pazA、sxaAおよびsfaAの各遺伝子のコードするシトクロムP450が、ビタミンD3の25-ヒドロキシビタミンD3への変換、あるいは25-ヒドロキシビタミンD3の1α,25-ジヒドロキシビタミンD3への変換の少なくともどちらか一方について優れた活性を有していることがわかる。 From this, the conversion of dvaA, dvbA, dvcA, ncaA, ncbA, paaA, pabA, sraA, scaA, pazA, cytochrome P450 encoding of each gene sxaA and sfaA are vitamin D 3 25-to-hydroxyvitamin D 3 , or 25-l [alpha] hydroxy vitamin D 3, 25-understood to have at least either the superior activity of the conversion to dihydroxyvitamin D 3.

特にdvcA、paaA、scaAおよびpazAの各遺伝子がコードするシトクロムP450は、ビタミンD3の25-ヒドロキシビタミンD3への変換活性のみ有し、25-ヒドロキシビタミンD3の1α,25-ジヒドロキシビタミンD3への変換活性を有していないので、ビタミンD3を原料とした25-ヒドロキシビタミンD3の製造に適している。それに対し、dvaA、dvbA、ncaA、ncbA、pabA、sraA、sxaAおよびsfaAの各遺伝子のコードするシトクロムP450は、ビタミンD3の25-ヒドロキシビタミンD3への変換活性および25-ヒドロキシビタミンD3の1α,25-ジヒドロキシビタミンD3への変換活性の両方の活性を有しているので、1α,25-ジヒドロキシビタミンD3の製造に適している。 Particularly dvca, PaaA, cytochrome P450 which each gene scaA and pazA encoded has only conversion activity to the 25-hydroxyvitamin D 3 vitamin D 3, 25-hydroxyvitamin D 3 l [alpha], 25-dihydroxyvitamin D Since it does not have the activity of converting to 3 , it is suitable for the production of 25-hydroxyvitamin D 3 using vitamin D 3 as a raw material. In contrast, dvaA, dvbA, ncaA, ncbA , pabA, sraA, cytochrome P450 encoding of each gene sxaA and sfaA are vitamin D 3 25-conversion activity and 25-hydroxyvitamin D 3 to hydroxyvitamin D 3 l [alpha], 25-because it has the activity of both the conversion activity to dihydroxyvitamin D 3, it is suitable l [alpha], for the manufacture of 25-dihydroxyvitamin D 3.

本発明は、水酸化ビタミンD誘導体の製造に関連する医薬産業において有用である。   The present invention is useful in the pharmaceutical industry related to the production of hydroxylated vitamin D derivatives.

Claims (10)

下記の(a)、(b) 、または(c)で示され、ビタミンD3、ビタミンD2、25-ヒドロキシビタミンD3および25-ヒドロキシビタミンD2からなる群から選択される少なくとも1種のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(a)配列番号7の塩基1から塩基1197までの連続した塩基配列からなるDNA。
(b)前記(a)で示されるDNAの改変体であって、前記(a)で示されるDNAと90%以上の同一性を有するDNA。
(c)前記(a)で示されるDNAの塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有するDNA。
At least one selected from the group consisting of vitamin D 3 , vitamin D 2 , 25-hydroxyvitamin D 3 and 25-hydroxyvitamin D 2 represented by (a), (b) or (c) below: DNA encoding a protein having hydroxylase activity of vitamin Ds.
(a) DNA consisting of a continuous base sequence from base 1 to base 1197 of SEQ ID NO: 7.
(b) A modified version of the DNA shown in (a) above, which has 90% or more identity with the DNA shown in (a).
(c) DNA having a base sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence of the DNA shown in (a) above.
請求項1記載のDNAによりコードされるタンパク質。 A protein encoded by the DNA of claim 1. 下記(1)〜(3)の何れかのアミノ酸配列を有し、ビタミンD3、ビタミンD2、25-ヒドロキシビタミンD3および25-ヒドロキシビタミンD2からなる群から選択される少なくとも1種のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(1)配列表の配列番号20に記載のアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号20に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列;
(3)配列表の配列番号20に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列。
At least one selected from the group consisting of vitamin D 3 , vitamin D 2 , 25-hydroxyvitamin D 3 and 25-hydroxyvitamin D 2 , which has an amino acid sequence of any one of the following (1) to (3) DNA encoding a protein having hydroxylase activity of vitamin Ds.
(1) the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 20 in the Sequence Listing;
(2) an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of 1 to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 20 in the Sequence Listing;
(3) An amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 20 in the sequence listing.
下記(1)〜(3)の何れかのアミノ酸配列を有し、ビタミンD3、ビタミンD2、25-ヒドロキシビタミンD3および25-ヒドロキシビタミンD2からなる群から選択される少なくとも1種のビタミンD類の水酸化酵素活性を有するタンパク質。
(1)配列表の配列番号20に記載のアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号20に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列;
(3)配列表の配列番号20に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列。
At least one selected from the group consisting of vitamin D 3 , vitamin D 2 , 25-hydroxyvitamin D 3 and 25-hydroxyvitamin D 2 , which has an amino acid sequence of any one of the following (1) to (3) A protein having hydroxylase activity of vitamin Ds.
(1) the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 20 in the Sequence Listing;
(2) an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of 1 to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 20 in the Sequence Listing;
(3) An amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 20 in the sequence listing.
請求項1または3記載のDNAを担持する自立複製性または組み込み複製性の組み換えプラスミド。 A self-replicating or integrating replicating recombinant plasmid carrying the DNA according to claim 1 or 3. 請求項5記載の組み換えプラスミドで宿主を形質転換した形質転換体。 A transformant obtained by transforming a host with the recombinant plasmid according to claim 5. 下記の(e)、(f) または(g)で示され、フェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNA[(e)配列番号7の塩基1200から塩基1385までの連続した塩基配列からなるDNA;
(f)前記(e)で示されるDNAの改変体であって、前記(e)で示されるDNAと90%以上の同一性を有するDNA;
(g)前記(e)で示されるDNAの塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有するDNA]、または
下記(4)〜(6)の何れかのアミノ酸配列を有し、フェレドキシン機能を有するタンパク質をコードするDNA[(4)配列表の配列番号21に記載のアミノ酸配列;
(5)配列表の配列番号21に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列;
(6)配列表の配列番号21に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列]
をさらに担持する、請求項5に記載の自立複製性または組み込み複製性の組み換えプラスミド。
The DNA represented by the following (e), (f) or (g) and encoding a protein having a ferredoxin function [(e) a DNA comprising a continuous base sequence from base 1200 to base 1385 of SEQ ID NO: 7;
(f) a variant of the DNA shown in (e) above, which has 90% or more identity with the DNA shown in (e);
(g) DNA having a base sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence of the DNA shown in (e) above, or any of the following (4) to (6) A DNA encoding a protein having such an amino acid sequence and having a ferredoxin function [(4) the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 21 in the Sequence Listing;
(5) an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of 1 to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 21 in the Sequence Listing;
(6) Amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 21 in the Sequence Listing]
The autonomously replicating or integrative replicating recombinant plasmid according to claim 5, further comprising:
請求項7記載の組み換えプラスミドで宿主を形質転換した形質転換体。 A transformant obtained by transforming a host with the recombinant plasmid according to claim 7. 宿主が、放線菌由来のフェレドキシン遺伝子およびフェレドキシン還元酵素遺伝子を発現可能な状態で含む大腸菌である請求項6または8に記載の形質転換体。 The transformant according to claim 6 or 8, wherein the host is Escherichia coli containing an actinomycete-derived ferredoxin gene and a ferredoxin reductase gene in an expressible state. 請求項6、8または9に記載の形質転換体を培地で培養し、培養中または培養後に、増殖した形質転換体とビタミンD類とを接触させ、水酸化ビタミンD誘導体に変換し、こうして変換された水酸化ビタミンD誘導体を採取することを特徴とする水酸化ビタミンD誘導体の製造方法。 The transformant according to claim 6, 8 or 9 is cultured in a medium, and during or after the culture, the grown transformant and vitamin D are brought into contact with each other to be converted into a hydroxylated vitamin D derivative and thus converted. A method for producing a hydroxylated vitamin D derivative, which comprises collecting the obtained hydroxylated vitamin D derivative.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004529651A (en) * 2001-05-16 2004-09-30 シンジェンタ・パティシペーションズ・アクチェンゲゼルシャフト Emamectin production method and composition

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004529651A (en) * 2001-05-16 2004-09-30 シンジェンタ・パティシペーションズ・アクチェンゲゼルシャフト Emamectin production method and composition

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6012006209; Biochim. Biophys. Acta Vol.1219, No.1, 1994, pp.179-183 *
JPN6012006210; Int. J. Syst. Bacteriol. Vol.44, No.2, 1994, p.293-299 *

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