JP2014207898A - Vector for protein production in actinomycete - Google Patents

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幸一 原園
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匡洋 曽田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vector for protein production in actinomycete.SOLUTION: This invention relates to a plasmid vector for expression of protein in actinomycete, wherein the plasmid vector comprises a promoter, a cloning site for insertion of DNA fragment encoding the protein, a terminator, and sti- or mini sti- containing fragment.

Description

本発明は、放線菌におけるタンパク質生産用ベクターに関する。   The present invention relates to a protein production vector in actinomycetes.

ストレプトマイセス(Streptomyces)属細菌は、抗生物質などの多様な二次代謝産物を生産する放線菌群として工業的に広く利用されており、極めて重要な菌群である。ストレプトマイセス属細菌での有用物質生産の重要性を考慮すると、放線菌においてタンパク質の大量発現技術の開発が望まれる。   Bacteria belonging to the genus Streptomyces are widely used industrially as a group of actinomycetes that produce various secondary metabolites such as antibiotics, and are extremely important. Considering the importance of production of useful substances in Streptomyces bacteria, it is desired to develop a technology for mass expression of proteins in actinomycetes.

ストレプトマイセス属細菌を利用した発現系では、ストレプトマイセス属細菌の内因性の野生型プラスミドであるpIJ101に由来するプラスミドベクターが用いられている(非特許文献1)。このようなプラスミドベクターは、pIJ101の一部分を切り出して構築され得るが、その構築段階において「sti」と称される領域が削除される。pIJ702(非特許文献2)、pIJ350(非特許文献3)などの現在使用されているストレプトマイセス属細菌用ベクターのほぼすべてが、sti領域を欠いたものである(非特許文献1および2)。   In an expression system using Streptomyces bacteria, a plasmid vector derived from pIJ101, which is an endogenous wild-type plasmid of Streptomyces bacteria, is used (Non-patent Document 1). Such a plasmid vector can be constructed by excising a part of pIJ101, but the region called “sti” is deleted at the construction stage. Almost all currently used vectors for Streptomyces bacteria such as pIJ702 (Non-patent document 2) and pIJ350 (Non-patent document 3) lack the sti region (Non-patent documents 1 and 2). .

「sti」とは、「強い不和合性(strong incompatibility)」を引き起こすことから命名された遺伝子の名称であり、pIJ101の必須複製領域部分ではない約200bpのDNAセグメント上に位置すると報告された(非特許文献4)。pIJ101の制限酵素地図(非特許文献1、4および5)およびpIJ101におけるsti領域の位置(非特許文献1および4)は知られている。   “Sti” is the name of a gene that was named because it causes “strong incompatibility” and was reported to be located on an approximately 200 bp DNA segment that is not an essential replication region of pIJ101 ( Non-patent document 4). The restriction enzyme map of pIJ101 (Non-Patent Documents 1, 4 and 5) and the position of the sti region in pIJ101 (Non-Patent Documents 1 and 4) are known.

pIJ101およびその誘導体のいくつかのコピー数は、40〜300の間で変動することが見出されている(非特許文献4)。sti領域を欠くプラスミドは、上記範囲の下方である平均して50〜100の間のコピー数を有した(非特許文献4)。sti領域を含む断片をpIJ101由来プラスミドに正しい向きに挿入することにより得られたプラスミドベクターの1つであるpIJ2743は、約0.6kbの挿入片を有しており、このコピー数は約1000であり、その親株である、sti領域を含まないpIJ452と比べて10倍多く、sti領域を含むpIJ101、pIJ355またはpIJ649(これらのコピー数は約300である)と比べて3倍多かった(非特許文献4)。   It has been found that some copy numbers of pIJ101 and its derivatives vary between 40-300 (Non-Patent Document 4). Plasmids lacking the sti region had an average copy number between 50 and 100 below the above range (Non-Patent Document 4). pIJ2743, one of the plasmid vectors obtained by inserting the fragment containing the sti region into the pIJ101-derived plasmid in the correct orientation, has an insert of about 0.6 kb, and its copy number is about 1000. Yes, and 10 times more than its parent strain, pIJ452, which does not contain the sti region, and 3 times more than pIJ101, pIJ355, or pIJ649, which contains the sti region (their copy numbers are about 300) Reference 4).

このように、stiを含むプラスミド自体の放線菌宿主におけるコピー数について検討されているが、そのようなプラスミドについて、放線菌宿主用の発現ベクターとしての有用性、特にタンパク質の発現および生産量との関係は明らかではない。   As described above, the number of copies of the plasmid containing sti in the actinomycetes host has been studied. The usefulness of such a plasmid as an expression vector for the actinomycetes host, particularly the expression and production amount of the protein, The relationship is not clear.

PRACTICAL STREPTOMYCES GENETICS (Streptomyces Manual), D.A. Hopwoodら著, John Innes Centre Ltd, Chapter 11. Plasmids and their use for gene cloningPRACTICAL STREPTOMYCES GENETICS (Streptomyces Manual), D.A.Hopwood et al., John Innes Center Ltd, Chapter 11. Plasmids and their use for gene cloning Murookaら, Appl. Environ. Microbiol., 1986年, 52巻, 1382-1385頁Murooka et al., Appl. Environ. Microbiol., 1986, 52, 1382-1385 Kollerら, J. Bacteriol., 1989年, 171巻, 4953-4957頁Koller et al., J. Bacteriol., 1989, 171, 4953-4957. Dengら, Mol. Gen. Genet., 1988年, 214巻, 286-294頁Deng et al., Mol. Gen. Genet., 1988, 214, 286-294 Kieserら, Mol. Gen. Genet., 1982年, 185巻, 223-238頁Kieser et al., Mol. Gen. Genet., 1982, 185, 223-238

本発明は、放線菌においてタンパク質の生産量を増加させる方法およびそのためのベクターを提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a method for increasing protein production in actinomycetes and a vector therefor.

本発明は、放線菌においてタンパク質を発現するためのプラスミドベクターを提供し、このプラスミドベクターは、プロモーター、該タンパク質をコードするDNA断片を挿入するためのクローニングサイト、ターミネーター、およびsti含有断片を含む。   The present invention provides a plasmid vector for expressing a protein in actinomycetes, the plasmid vector comprising a promoter, a cloning site for inserting a DNA fragment encoding the protein, a terminator, and a sti-containing fragment.

1つの実施形態では、上記sti含有断片は、配列番号1の27位〜226位までの塩基配列を含むDNA断片;配列番号1の27位〜226位までの塩基配列と少なくとも80%の配列同一性を有する塩基配列を含み、かつ上記ベクターのコピー数を増大し得る、DNA断片;または配列番号1の27位〜226位までの塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得るDNAを含み、かつ上記ベクターのコピー数を増大し得るDNA断片である。   In one embodiment, the sti-containing fragment is a DNA fragment comprising a base sequence from positions 27 to 226 of SEQ ID NO: 1; at least 80% sequence identity with the base sequence from positions 27 to 226 of SEQ ID NO: 1 A DNA fragment comprising a nucleotide sequence having a property and capable of increasing the copy number of the vector; or a DNA comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of positions 27 to 226 of SEQ ID NO: 1 and stringent conditions A DNA fragment that contains DNA that can hybridize underneath and that can increase the copy number of the vector.

1つの実施形態では、上記プロモーターが、ホスホリパーゼD遺伝子のプロモーター、メタロエンドペプチダーゼ遺伝子のプロモーターおよびキシロース・イソメラーゼ遺伝子のプロモーターからなる群より選ばれる少なくとも1のプロモーターである。   In one embodiment, the promoter is at least one promoter selected from the group consisting of a phospholipase D gene promoter, a metalloendopeptidase gene promoter, and a xylose isomerase gene promoter.

1つの実施形態では、上記プラスミドベクターは、上記クローニングサイトに挿入された上記タンパク質をコードするDNA断片をさらに含む。   In one embodiment, the plasmid vector further comprises a DNA fragment encoding the protein inserted into the cloning site.

1つの実施形態では、上記タンパク質は、ホスホリパーゼA2、スフィンゴミエリナーゼまたはキトビアーゼである。   In one embodiment, the protein is phospholipase A2, sphingomyelinase or chitobiase.

本発明はまた、上記タンパク質をコードするDNA断片をさらに含む上記プラスミドベクターが組み込まれている組換え放線菌を提供する。ここで、組み込まれている、とはプラスミドベクターが放線菌の染色体DNAにインテグレートしている状態、細胞質中に遊離のプラスミド状態で含まれている状態、およびその両方が併存している状態を含む意味である。   The present invention also provides a recombinant actinomycetes in which the plasmid vector further comprising a DNA fragment encoding the protein is incorporated. Here, the term “integrated” includes a state in which the plasmid vector is integrated with the chromosomal DNA of actinomycetes, a state in which the plasmid vector is contained in the free plasmid state, and a state in which both coexist. Meaning.

本発明はさらに、放線菌においてタンパク質を生産する方法を提供し、この方法は、
上記タンパク質をコードするDNA断片をさらに含む上記プラスミドベクターで放線菌を形質転換する工程、
形質転換された該放線菌を培地中で培養する工程、および
得られた培養物から、該タンパク質を回収する工程
を含む。
The present invention further provides a method of producing a protein in actinomycetes, the method comprising:
Transforming actinomycetes with the plasmid vector further comprising a DNA fragment encoding the protein,
A step of culturing the transformed actinomycetes in a medium, and a step of recovering the protein from the obtained culture.

本発明はまた、上記プラスミドが導入された組換え放線菌である。導入された、とは、プラスミドベクターが放線菌の染色体DNAにインテグレートしている状態、細胞質中に遊離のプラスミド状態で含まれている状態、およびその両方が併存している状態を含む意味である。   The present invention is also a recombinant actinomycetes into which the plasmid is introduced. The term “introduced” means that the plasmid vector is integrated into the chromosomal DNA of actinomycetes, contained in the cytoplasm as a free plasmid, and both coexist. .

本発明によれば、放線菌においてタンパク質の生産量を増加させる方法およびそのためのベクターが提供される。   According to the present invention, a method for increasing protein production in actinomycetes and a vector therefor are provided.

pIJ702の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of pIJ702. (a)pIJ702PLDおよび(b)pPLDHの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of (a) pIJ702PLD and (b) pPLDH. (a)pIJ702SSMPおよび(b)pSSMPHの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of (a) pIJ702SSMP and (b) pSSMPH. (a)pIJ702XYLおよび(b)pXYLHの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of (a) pIJ702XYL and (b) pXYLH. pPLDHminiの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of pPLDHmini. sti,mini stiを保持するプラスミドで形質転換した放線菌のPLA2活性を示す図である。It is a figure which shows PLA2 activity of actinomycetes transformed with the plasmid holding sti and mini sti.

本発明は、タンパク質を放線菌において発現するためのプラスミドベクターを提供する(以下、単に「本発明のプラスミドベクター」とも称する)。本発明のベクターは、プロモーター、タンパク質をコードするDNA断片を挿入するためのクローニングサイト、およびターミネーター、ならびにsti含有断片を含む。以下、ベクターを構成する各要素について説明する。   The present invention provides a plasmid vector for expressing a protein in actinomycetes (hereinafter, also simply referred to as “plasmid vector of the present invention”). The vector of the present invention includes a promoter, a cloning site for inserting a DNA fragment encoding a protein, a terminator, and a sty-containing fragment. Hereinafter, each element constituting the vector will be described.

本発明のプラスミドベクターは、sti含有断片を含む。sti含有断片は、自律複製可能な領域(以下に説明する)に対して特定方向でベクター内に含まれる。「sti」は、ストレプトマイセス属細菌の内因性の野生型プラスミドであるpIJ101の必須複製領域部分ではない約200bpのDNAセグメントとしてそもそも見出された(非特許文献1および4)。「sti」は、例えば、配列番号1に記載の塩基配列の27位〜226位までの領域からなる。sti含有断片は、この「sti」領域を含む任意の断片であり得、例えば、配列番号1の27位〜226位までの塩基配列またはその変異型を含むDNA断片である。DNA断片の大きさは、例えば、160bp〜1300bp、好ましくは、180bp〜1250bp、より好ましくは、200bp〜1230bp、さらに好ましくは、200bp〜500bpである。sti含有断片の「sti」領域以外の領域は、好ましくは、配列番号1に記載の塩基配列に由来する。「配列番号1の27位〜226位までの塩基配列を含む断片」は、配列番号1の塩基配列の全長(配列番号1の1位〜1223位)を含む断片を包含する。   The plasmid vector of the present invention contains a sti-containing fragment. The sti-containing fragment is contained in the vector in a specific direction with respect to the autonomously replicable region (described below). “Sti” was originally found as an approximately 200 bp DNA segment that is not an essential replication region of pIJ101, an endogenous wild-type plasmid of Streptomyces bacteria (Non-patent Documents 1 and 4). “Sti” consists of, for example, a region from positions 27 to 226 of the base sequence described in SEQ ID NO: 1. The sti-containing fragment may be any fragment containing this “sti” region, for example, a DNA fragment comprising the nucleotide sequence from positions 27 to 226 of SEQ ID NO: 1 or a mutant form thereof. The size of the DNA fragment is, for example, 160 bp to 1300 bp, preferably 180 bp to 1250 bp, more preferably 200 bp to 1230 bp, and still more preferably 200 bp to 500 bp. The region other than the “sti” region of the sti-containing fragment is preferably derived from the base sequence described in SEQ ID NO: 1. The “fragment containing the base sequence from position 27 to position 226 of SEQ ID NO: 1” includes a fragment containing the entire length of the base sequence of SEQ ID NO: 1 (positions 1 to 1223 of SEQ ID NO: 1).

変異型は、宿主に導入されてベクターのコピー数を増大し得る限り、限定されない。宿主導入によるベクターのコピー数の増大は、例えば、以下の実施例に記載の手順に基づいて、コピー数もしくはその指標となり得る発現タンパク質の活性を調べることにより確認することができる。1つの実施形態では、このような変異型は、ベクターのコピー数を増大し得る限り、配列番号1の27位〜226位、1位〜411位または1位〜1223位までの塩基配列のうち1個または複数個の塩基が欠失、置換、付加および/または挿入された配列であってもよい。例えば、sti含有断片は、配列番号1の27位〜226位までの塩基配列と少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%の配列同一性を有する塩基配列を有し、かつベクターのコピー数を増大し得るDNAを含むDNA断片であり得る。1つの実施形態では、sti含有断片は、配列番号1の1位〜1223位までの塩基配列と少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%より好ましくは少なくとも95%の配列同一性を有する塩基配列を有し、かつベクターのコピー数を増大し得るDNAを含むDNA断片であり得る。「配列同一性」について、例えばSWISS−PROT、PIR、DADなどのタンパク質のアミノ酸配列に関するデータベース、またはDDBJ、EMBL、あるいはGene−BankなどのDNA配列に関するデータベース、DNA配列を元にした推定アミノ酸配列に関するデータベースなどを対象に、BLAST、FASTAなどのプログラムを利用して、例えば、インターネットを通じて配列の検索および配列同一性の決定を行うことができる。その際の条件、例えば、期待値、Wordsize、Gapなどの設定は、当該技術分野で一般的な手法で行われ得る。また、sti含有断片は、配列番号1の27位〜226位または1位〜411位までの塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得るDNAを含み、かつベクターのコピー数を増大し得るDNA断片であり得る。1つの実施形態では、sti含有断片は、配列番号1の1位〜1223位までの塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得るDNAを含み、かつベクターのコピー数を増大し得るDNA断片であり得る。「ストリンジェントな条件でハイブリダイズし得るDNA」とは、ハイブリダイゼーション目的の塩基配列中の任意の少なくとも20個、好ましくは少なくとも30個、例えば40個、60個または100個の連続した配列を一つまたは複数選択してプローブを設計し、例えばECL direct nucleic acid labeling and detection system(Amersham Biosciences社製)を用いて、マニュアルに記載の条件において、ハイブリダイズするポリヌクレオチドを指す。「ストリンジェントな条件」とは、ハイブリダイズさせた後の洗浄条件を意味し、例えば、塩(ナトリウム)濃度が150〜900mMであり、温度が55〜75℃、好ましくは塩濃度が600〜900mMであり、温度が60〜70℃での条件が挙げられるが、これらの条件に特に制限されない。ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに影響する要素としては、温度や塩濃度など複数の要素があり、当業者であればこれら要素を適宜選択することで最適なストリンジェンシーを実現することが可能である。変異の導入は、Kunkel法やGappedduplex法などの公知の手法により、部位特異的突然変異誘発法を利用した変異導入用キット、例えば、TaKaRa Site-Directed Mutagenesis System(Mutan-K、Mutan-Super Express Km等(タカラバイオ社製))、Quik ChangeTM Site-Directed Mutagenesis Kit(ストラタジーン社製)、Gene TailorTM Site-Directed Mutagenesis System(インビトロジェン社製)などを用いて行うことができる。   Variants are not limited as long as they can be introduced into the host to increase the copy number of the vector. The increase in the copy number of the vector due to the introduction of the host can be confirmed, for example, by examining the activity of the expressed protein that can be used as an indicator of the copy number, based on the procedure described in the following Examples. In one embodiment, such a mutant type has a nucleotide sequence of positions 27 to 226, 1 to 411, or 1 to 1223 of SEQ ID NO: 1 as long as the copy number of the vector can be increased. It may be a sequence in which one or more bases are deleted, substituted, added and / or inserted. For example, the sti-containing fragment has a base sequence having at least 80%, preferably at least 90%, more preferably at least 95% sequence identity with the base sequence from position 27 to position 226 of SEQ ID NO: 1, and It may be a DNA fragment containing DNA that can increase the copy number of the vector. In one embodiment, the sti-containing fragment has a base sequence having at least 80%, preferably at least 90%, more preferably at least 95% sequence identity with the base sequence from position 1 to position 1223 of SEQ ID NO: 1. And a DNA fragment containing DNA that can increase the copy number of the vector. Regarding "sequence identity", for example, databases relating to amino acid sequences of proteins such as SWISS-PROT, PIR, DAD, or databases relating to DNA sequences such as DDBJ, EMBL, or Gene-Bank, and deduced amino acid sequences based on DNA sequences By using a program such as BLAST or FASTA for a database or the like, for example, sequence search and sequence identity determination can be performed through the Internet. The conditions at that time, for example, setting of an expected value, Wordsize, Gap and the like can be performed by a general method in the technical field. In addition, the sti-containing fragment includes DNA that can hybridize under stringent conditions with DNA consisting of a base sequence complementary to the base sequence from position 27 to position 226 or from position 1 to position 411 of SEQ ID NO: 1, It can also be a DNA fragment that can increase the copy number of the vector. In one embodiment, the sti-containing fragment comprises DNA that can hybridize under stringent conditions with DNA consisting of a base sequence complementary to the base sequence from position 1 to position 1223 of SEQ ID NO: 1, and a vector DNA fragments that can increase the copy number of. “DNA capable of hybridizing under stringent conditions” refers to any sequence of at least 20, preferably at least 30, for example, 40, 60 or 100, in the nucleotide sequence for hybridization. A probe is designed by selecting one or more, and refers to a polynucleotide that hybridizes under the conditions described in the manual using, for example, ECL direct nucleic acid labeling and detection system (manufactured by Amersham Biosciences). “Stringent conditions” means washing conditions after hybridization, for example, salt (sodium) concentration is 150 to 900 mM, temperature is 55 to 75 ° C., preferably salt concentration is 600 to 900 mM. The temperature is 60 to 70 ° C., but is not particularly limited to these conditions. Factors affecting the stringency of hybridization include a plurality of factors such as temperature and salt concentration, and those skilled in the art can realize optimum stringency by appropriately selecting these factors. Mutation can be introduced by a known method such as Kunkel method or Gappedduplex method using a site-directed mutagenesis kit such as TaKaRa Site-Directed Mutagenesis System (Mutan-K, Mutan-Super Express Km Etc. (manufactured by Takara Bio Inc.), Quik Change ™ Site-Directed Mutagenesis Kit (manufactured by Stratagene), Gene Tailor ™ Site-Directed Mutagenesis System (manufactured by Invitrogen) and the like.

本発明のプラスミドベクターは、放線菌の宿主において自律複製可能な領域を含み得る。放線菌の宿主において自律複製可能な領域は、該領域を含むプラスミドを宿主に導入したときに、プラスミドが複製できる最小限の領域を含みさえすればよく、特に制限されない。自律複製可能な領域としては、例えば、ストレプトマイセス属細菌の内因性の野生型プラスミドであるpIJ101またはpIJ101に由来するプラスミドベクターに由来する自律複製領域(複製起点(「ori」)および複製タンパク質「rep」を含む領域)が挙げられる。   The plasmid vector of the present invention may contain a region capable of autonomous replication in an actinomycete host. The region capable of autonomous replication in an actinomycete host is not particularly limited as long as it contains the minimum region in which the plasmid can replicate when a plasmid containing the region is introduced into the host. Examples of the autonomously replicable region include, for example, autonomous replication region (origin of replication (“ori”)) derived from pIJ101 which is an endogenous wild type plasmid of Streptomyces bacteria or a plasmid vector derived from pIJ101, and replication protein a region including “rep”).

本発明のベクターは、放線菌の菌体内でベクターの複製が可能になり、放線菌の増殖によってベクターが落ちてしまうことを抑制することができる。また、放線菌の菌体内でのベクターのコピー数を増加させることができる。   The vector of the present invention enables replication of the vector in the cells of actinomycetes, and can suppress the vector from dropping due to the growth of actinomycetes. Moreover, the copy number of the vector in actinomycetes can be increased.

本発明のプラスミドベクターは、プロモーター、タンパク質をコードするDNA断片を挿入するためのクローニングサイト、およびターミネーターを含む。クローニングサイトは、プロモーターの下流に設けられる。ターミネーターは、クローニングサイトの下流に連結されている。下流側とは、転写されるポリヌクレオチド鎖の3’側のことであり、上流側とは、転写されるポリヌクレオチド鎖の5’側のことである。   The plasmid vector of the present invention comprises a promoter, a cloning site for inserting a DNA fragment encoding the protein, and a terminator. The cloning site is provided downstream of the promoter. The terminator is linked downstream of the cloning site. The downstream side is the 3 'side of the transcribed polynucleotide chain, and the upstream side is the 5' side of the transcribed polynucleotide chain.

プロモーターは、プロモーター活性を有していればよく、「プロモーター活性」とは、プロモーター領域に転写因子が結合し、転写を惹起する活性をいう。プロモーターは、所望のプロモーター領域を保有する菌体、ファージなどから、制限酵素を用いて切り出し得る。必要に応じて制限酵素認識部位を設けたプライマーを用い、PCRで所望のプロモーター領域を増幅することによりプロモーター領域のDNA断片を得ることができる。また、既に判明しているプロモーター領域の塩基配列情報をもとにして、所望のプロモーターを化学合成してもよい。   The promoter only needs to have promoter activity, and “promoter activity” refers to an activity that causes transcription factors to bind to the promoter region and cause transcription. The promoter can be excised from bacterial cells, phages and the like that possess the desired promoter region using restriction enzymes. A DNA fragment of the promoter region can be obtained by amplifying a desired promoter region by PCR using a primer provided with a restriction enzyme recognition site as necessary. In addition, a desired promoter may be chemically synthesized based on the already known base sequence information of the promoter region.

プロモーターは、宿主菌中で活性を発揮し得るものであればいずれの遺伝子に由来するプロモーターを用いてもよい。例えば、ストレプトマイセス・シンナモネウス(Streptomyces cinnamoneus)由来のホスホリパーゼD(PLD)遺伝子のプロモーター、ストレプトマイセス・セプタタス(Streptomyces septatus)由来メタロエンドペプチダーゼ(SSMP)遺伝子のプロモーター、ストレプトマイセス・コエリカラー(Streptomyces coelicolor)由来のキシロース・イソメラーゼ(XylA)遺伝子のプロモーターなどを用いることができる。ストレプトマイセス・シンナモネウス(Streptomyces cinnamoneus)由来のホスホリパーゼD(PLD)遺伝子のプロモーター、ストレプトマイセス・セプタタス(Streptomyces septatus)由来メタロエンドペプチダーゼ(SSMP)遺伝子のプロモーターおよびストレプトマイセス・コエリカラー(Streptomyces coelicolor)由来のキシロース・イソメラーゼ(XylA)遺伝子のプロモーターの塩基配列をそれぞれ、配列番号2(1位〜1366位)、配列番号3(1位〜412位)および配列番号21(1位〜155位)に示す。プロモーター活性を有する限り、プロモーターの変異体(変異型プロモーター)を使用することも可能である。このような変異型プロモーターとしては、以下の(a)および(b)のいずれかのものを含む:
(a)所望のプロモーターの塩基配列(例えば、配列番号2、3および21)のうち1個または数個(例えば1個〜10個程度、好ましくは1個〜5個程度、より好ましくは1個〜4個、特に好ましくは1個〜3個である)の塩基が欠失、置換、付加および/または挿入された変異型プロモーターDNAであって、プロモーター活性を有するDNA;または
(b)所望のプロモーターの塩基配列(例えば、配列番号2および3)または上記(a)のDNAの塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNAと、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得、かつ、プロモーター活性を有するDNA。「ストリンジェントな条件」とは、上述したとおりである。
As the promoter, a promoter derived from any gene may be used as long as it can exhibit activity in the host bacterium. For example, the promoter of the phospholipase D (PLD) gene derived from Streptomyces cinnamoneus, the promoter of the metalloendopeptidase (SSMP) gene derived from Streptomyces septatus, the Streptomyces coelicolor (Streptomyces coelicolor) ) -Derived xylose isomerase (XylA) gene promoter and the like. Derived from Streptomyces cinnamoneus phospholipase D (PLD) gene promoter, Streptomyces septatus derived metalloendopeptidase (SSMP) gene promoter and Streptomyces coelicolor derived from Streptomyces coelicolor SEQ ID NO: 2 (positions 1 to 1366), SEQ ID NO: 3 (positions 1 to 412) and SEQ ID NO: 21 (positions 1 to 155) are shown respectively. . It is also possible to use a promoter mutant (mutant promoter) as long as it has promoter activity. Such mutant promoters include any of the following (a) and (b):
(A) One or several (for example, about 1 to 10, preferably about 1 to 5, more preferably 1) of nucleotide sequences of a desired promoter (for example, SEQ ID NOs: 2, 3 and 21) A mutant promoter DNA having 4 to 4 (particularly preferably 1 to 3) bases deleted, substituted, added and / or inserted and having promoter activity; or (b) desired It can hybridize under stringent conditions with a DNA comprising a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of the promoter (eg, SEQ ID NOs: 2 and 3) or the nucleotide sequence of the DNA of (a) above, and has promoter activity. DNA. “Stringent conditions” are as described above.

本発明のプラスミドベクターは、タンパク質をコードするDNA断片を挿入するためのクローニングサイトを含む。クローニングサイトは、プロモーターの下流に設けられている。このクローニングサイトは、特定の種類の制限酵素(またはその組合せ)によって、ユニークに切断されるサイトである。その特定の種類の制限酵素(またはその組合せ)で切断した箇所に、タンパク質をコードするDNA断片を挿入することができる。   The plasmid vector of the present invention includes a cloning site for inserting a DNA fragment encoding a protein. The cloning site is provided downstream of the promoter. This cloning site is a site that is uniquely cleaved by a specific type of restriction enzyme (or combination thereof). A DNA fragment encoding a protein can be inserted into a site cleaved with the specific type of restriction enzyme (or a combination thereof).

クローニングサイトは、マルチクローニングサイト(MCS)としてもよい。MCSは、複数種類の制限酵素部位を有するDNA断片であり、発現の目的遺伝子をMCSに連結してベクターに挿入するために使用される。例えば、MCSは、NdeI、EcoRI、XbaI、HindIII、BglII、BamHIなどの制限酵素部位(少なくとも1個)を有する。   The cloning site may be a multiple cloning site (MCS). MCS is a DNA fragment having a plurality of types of restriction enzyme sites, and is used for linking a target gene for expression to MCS and inserting it into a vector. For example, MCS has restriction enzyme sites (at least one) such as NdeI, EcoRI, XbaI, HindIII, BglII, BamHI.

ターミネーターは、ターミネーター活性を有していればよく、「ターミネーター活性」とは、ターミネーター領域において転写を終結させる活性をいう。ターミネーターは、ターミネーター活性を有しさえすればよく、所望のターミネーター領域を保有する菌体、ファージなどから、制限酵素を用いて切り出し得る。必要に応じて制限酵素認識部位を設けたプライマーを用い、PCRで所望のターミネーター領域を増幅することによりターミネーター領域のDNA断片を得ることができる。また、既に判明しているターミネーター領域の塩基配列情報をもとにして、所望のターミネーターを化学合成してもよい。   The terminator is only required to have terminator activity, and “terminator activity” refers to the activity of terminating transcription in the terminator region. The terminator only needs to have terminator activity, and can be excised from bacterial cells, phages, and the like possessing a desired terminator region using a restriction enzyme. A DNA fragment of the terminator region can be obtained by amplifying a desired terminator region by PCR using a primer provided with a restriction enzyme recognition site as necessary. In addition, a desired terminator may be chemically synthesized based on the already known base sequence information of the terminator region.

ターミネーターは、宿主菌中で活性を発揮し得るものであればいずれの遺伝子に由来するターミネーターを用いてもよい。例えば、TH−3 collターミネーター、ストレプトマイセス・シンナモネウス由来のホスホリパーゼD(PLD)遺伝子のターミネーター、fdファージのターミネーター(fd−ter)、T4ターミネーター(T4−ter)などを用いることができる。好ましくは、上記PLDターミネーターが用いられ得る。この塩基配列を配列番号4(1位〜200位)に示す。   As the terminator, a terminator derived from any gene may be used as long as it can exhibit activity in the host fungus. For example, a TH-3 coll terminator, a phospholipase D (PLD) gene terminator derived from Streptomyces cinnamoneus, an fd phage terminator (fd-ter), a T4 terminator (T4-ter), or the like can be used. Preferably, the PLD terminator can be used. This base sequence is shown in SEQ ID NO: 4 (positions 1 to 200).

本発明においては、タンパク質をコードするDNA断片(構造遺伝子)を上記ベクターのクローニングサイトに組み込んで用いることができる。発現させるべきタンパク質をコードするDNA断片(構造遺伝子)は、本発明のプラスミドベクターにおいてプロモーターの下流に設けられたクローニングサイトに挿入される。   In the present invention, a DNA fragment (structural gene) encoding a protein can be incorporated into the cloning site of the vector and used. A DNA fragment (structural gene) encoding a protein to be expressed is inserted into a cloning site provided downstream of the promoter in the plasmid vector of the present invention.

本発明において、発現させるべきタンパク質は、宿主菌で発現可能なタンパク質であれば特に制限されない。タンパク質としては、所望の酵素、構造タンパク質、調節因子などであってよく、天然のタンパク質、変異タンパク質、人工的に作り出したタンパク質などであってもよい。タンパク質をコードする遺伝子の由来は、例えば、動物由来遺伝子、植物由来遺伝子、微生物由来遺伝子、ウイルス由来遺伝子および化学合成した遺伝子から任意に選択することができ、限定されない。所望の構造遺伝子保有生物からの遺伝子のクローニングは、公知の任意の手法により行われ得る。必要に応じて制限酵素認識部位を設けたプライマーを用い、PCRで増幅することにより、構造遺伝子のDNA断片を得ることができる。例えば、ホスホリパーゼA2、スフィンゴミエリナーゼ、キトビアーゼ、アミラーゼ、セルラーゼ、エステラーゼ、プロテアーゼなどが挙げられる。以下、ホスホリパーゼA2(PLA2)、スフィンゴミエリナーゼ(SM)およびキトビアーゼ(CTB)について説明する。   In the present invention, the protein to be expressed is not particularly limited as long as it can be expressed in a host bacterium. The protein may be a desired enzyme, structural protein, regulatory factor, etc., and may be a natural protein, a mutant protein, an artificially created protein, or the like. The origin of the gene encoding the protein can be arbitrarily selected from, for example, animal-derived genes, plant-derived genes, microorganism-derived genes, virus-derived genes, and chemically synthesized genes, and is not limited. Cloning of a gene from a desired structural gene-bearing organism can be performed by any known technique. If necessary, a DNA fragment of a structural gene can be obtained by amplification using PCR with a primer provided with a restriction enzyme recognition site. Examples thereof include phospholipase A2, sphingomyelinase, chitobiase, amylase, cellulase, esterase, and protease. Hereinafter, phospholipase A2 (PLA2), sphingomyelinase (SM), and chitobiase (CTB) will be described.

PLA2構造遺伝子は、PLA2活性を有する任意の生物から得ることができる。PLA2構造遺伝子を有する生物としては、ストレプトマイセス・エバメチルス(Streptomyces avermitilis)、ストレプトマイセス・ハイグロスコピカス(Streptomyces hygroscopicus)、ベルコシスポラ・マリス(Verrucosispora maris)、ミクロモノスポラ・オーランシアカ(Micromonospora aurantiaca)、アクチノプラネス・ミズリエンシス(Actinoplanes missouriensis)、アミコラトプシス・メディテラネイ(Amycolatopsis mediterranei)などが挙げられる。SM構造遺伝子は、SM活性を有する任意の生物から得ることができる。SM構造遺伝子を有する生物としては、ストレプトマイセス・シンナモネウス、ストレプトマイセス・ロゼオスポラス(Streptomyces roseosporus)、キタサトスポトラ・セタエ(Kitasatospora setae)、サリニスポラ・トロピカ(Salinispora tropica)、バチルス・セレウス(Bacillus cereus)、スタフィロコッカス・エピデルミディス(Staphylococcus epidermidis)などが挙げられる。CTB構造遺伝子は、CTB活性を有する任意の生物から得ることができる。CTB構造遺伝子を有する生物としては、ストレプトマイセス・シンナモネウス、ストレプトマイセス・エバメチルス、ストレプトマイセス・コエリカラー、ストレプトマイセス・ハイグロスコピカス(Streptomyces hygroscopicus)などが挙げられる。   The PLA2 structural gene can be obtained from any organism having PLA2 activity. Examples of the organism having the PLA2 structural gene include Streptomyces avermitilis, Streptomyces hygroscopicus, Verrucosispora maris, Micromonospora aurantiaca, Acroantia Examples include Planes missouriensis and Amycolatopsis mediterranei. The SM structural gene can be obtained from any organism having SM activity. Examples of organisms having the SM structural gene include Streptomyces cinnamoneus, Streptomyces roseosporus, Kitasatospora setae, Salinispora tropica, Bacillus cereus (Bacillus cereus) Examples thereof include Staphylococcus epidermidis. The CTB structural gene can be obtained from any organism having CTB activity. Examples of organisms having a CTB structural gene include Streptomyces cinnamoneus, Streptomyces evamethyls, Streptomyces coelicolor, Streptomyces hygroscopicus and the like.

ストレプトマイセス・エバメチルス由来PLA2の構造遺伝子の塩基配列を配列番号5に示し、そのアミノ酸配列を配列番号6に示す。ストレプトマイセス・シンナモネウス由来SMの構造遺伝子の塩基配列を配列番号7に示し、そのアミノ酸配列を配列番号8に示す。ストレプトマイセス・コエリカラー由来CTBの構造遺伝子の塩基配列を配列番号24に示し、そのアミノ酸配列を配列番号25に示す。これらの酵素遺伝子の変異体(変異型遺伝子)を使用することも可能である。このような変異型遺伝子としては、以下の(a)〜(d)のいずれかのものを含む:
(a)上記酵素のアミノ酸配列(PLA2、SMおよびCTBについてそれぞれ配列番号6、8および25)において1個または数個(例えば1個〜10個程度、好ましくは1個〜5個程度)のアミノ酸が欠失、置換、付加および/または挿入されたアミノ酸配列からなり、かつ、当該酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子;
(b)上記酵素のアミノ酸配列(PLA2、SMおよびCTBについてそれぞれ配列番号6、8および25)と少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、さらにより好ましくは少なくとも90%、なおより好ましくは少なくとも95%、さらになおより好ましくは少なくとも99%の配列同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、当該酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子;
(c)上記酵素遺伝子の塩基配列(PLA2、SMおよびCTBについてそれぞれ配列番号5、7および24)のうち1個または数個(例えば1個〜10個程度、好ましくは1個〜5個程度)の塩基が欠失、置換、付加および/または挿入された変異型遺伝子であって当該酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子;または
(d)上記酵素遺伝子の塩基配列(PLA2、SMおよびCTBについてそれぞれ配列番号5、7および24)または上記(a)から(c)のいずれかの遺伝子の塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNAと、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得、かつ、当該酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子。「配列同一性」および「ストリンジェントな条件」は、上述したとおりである。
The base sequence of the structural gene of Streptomyces evamethylus-derived PLA2 is shown in SEQ ID NO: 5, and the amino acid sequence thereof is shown in SEQ ID NO: 6. The base sequence of the structural gene of SM derived from Streptomyces cinnamoneus is shown in SEQ ID NO: 7, and its amino acid sequence is shown in SEQ ID NO: 8. The base sequence of the structural gene of Streptomyces coelicolor-derived CTB is shown in SEQ ID NO: 24, and the amino acid sequence thereof is shown in SEQ ID NO: 25. It is also possible to use mutants (mutant genes) of these enzyme genes. Such mutant genes include any of the following (a) to (d):
(A) one or several amino acids (for example, about 1 to 10, preferably about 1 to 5 amino acids) in the amino acid sequences of the above enzymes (SEQ ID NOs: 6, 8 and 25 for PLA2, SM and CTB, respectively) A gene encoding a protein consisting of an amino acid sequence in which is deleted, substituted, added and / or inserted, and having the enzyme activity;
(B) at least 70%, more preferably at least 80%, even more preferably at least 90%, even more preferably at least 95 with the amino acid sequence of the enzyme (SEQ ID NO: 6, 8 and 25 for PLA2, SM and CTB, respectively) %, Even more preferably, a gene consisting of an amino acid sequence having at least 99% sequence identity and encoding a protein having the enzyme activity;
(C) One or several (for example, about 1 to 10 and preferably about 1 to 5) of the base sequences of the above enzyme genes (SEQ ID NOs: 5, 7 and 24 for PLA2, SM and CTB, respectively) A gene that encodes a protein having the enzyme activity; or (d) a base sequence of the enzyme gene (for PLA2, SM, and CTB, respectively). It can hybridize under stringent conditions with DNA consisting of a base sequence complementary to the base sequence of SEQ ID NO: 5, 7, and 24) or any one of the above genes (a) to (c), and A gene encoding a protein having enzyme activity. “Sequence identity” and “stringent conditions” are as described above.

PLA2、SMおよびCTBの酵素活性は、それぞれ以下の参考例3、4および実施例15に記載の手順に準じて測定および確認され得るが、活性の確認手段はこれらに限定されない。   The enzyme activities of PLA2, SM and CTB can be measured and confirmed according to the procedures described in Reference Examples 3, 4 and Example 15 below respectively, but the means for confirming the activity is not limited thereto.

本発明のベクターは、挿入された遺伝子がコードするタンパク質を分泌するように、予めベクター中に分泌シグナル配列をコードしていてもよい。例えば、分泌タンパク質を本発明のベクターを利用して発現させれば、このタンパク質を培養液中に分泌させることができる。天然には分泌されないタンパク質であっても、分泌シグナルを付加した融合タンパク質として発現させることで、そのタンパク質を菌体外に分泌させることができる。分泌シグナル配列をコードするDNA断片は、通常、タンパク質をコードするDNA断片の上流に「機能的に」連結され得る。「機能的に」とは、DNA断片が発現または機能するように、という意味であり、宿主に導入したときにそれぞれの遺伝子が発現し得る状態を意味する。   The vector of the present invention may previously encode a secretory signal sequence in the vector so that the protein encoded by the inserted gene is secreted. For example, if a secreted protein is expressed using the vector of the present invention, this protein can be secreted into the culture medium. Even a protein that is not secreted naturally can be secreted outside the cell by expressing it as a fusion protein to which a secretion signal is added. The DNA fragment encoding the secretory signal sequence can usually be “functionally” linked upstream of the DNA fragment encoding the protein. “Functionally” means that a DNA fragment is expressed or functioned, and means a state in which each gene can be expressed when introduced into a host.

本発明のベクターは、これを保持した宿主を選択できるように、適切な薬剤耐性遺伝子または代謝酵素などの選択用マーカー遺伝子を含むことが好ましい。選択用マーカー遺伝子としては、チオストレプトン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、クロラムフェニコール耐性遺伝子などが挙げられ、これらはいずれも当業者には周知である。薬剤マーカーが抗生物質耐性遺伝子である場合には、対応する抗生物質を含む培地で放線菌を培養することにより、放線菌の菌体内からベクターが落ちてしまうことを抑制し得る。好ましくは、チオストレプトン耐性遺伝子が用いられる。pIJ101に由来する汎用プラスミドベクターのpIJ350、pIJ702はチオストレプトン耐性遺伝子を有するので、骨格プラスミドとして好適に用いられ得る。本発明のベクターは、必要に応じて他のエレメント(例えば、転写活性化配列、発現調節配列(オペレーター、エンハンサー、SD配列など)を含んでいてもよい   The vector of the present invention preferably contains an appropriate drug resistance gene or a selection marker gene such as a metabolic enzyme so that a host carrying the vector can be selected. Examples of the selection marker gene include a thiostrepton resistance gene, an ampicillin resistance gene, a kanamycin resistance gene, a chloramphenicol resistance gene, and the like, all of which are well known to those skilled in the art. When the drug marker is an antibiotic resistance gene, culturing actinomycetes in a medium containing the corresponding antibiotic can suppress the vector from dropping from the cells of actinomycetes. Preferably, a thiostrepton resistance gene is used. Since general-purpose plasmid vectors pIJ350 and pIJ702 derived from pIJ101 have a thiostrepton resistance gene, they can be suitably used as backbone plasmids. The vector of the present invention may contain other elements (eg, transcription activation sequence, expression regulatory sequence (operator, enhancer, SD sequence, etc.) as necessary.

プラスミドベクターの骨格として、放線菌宿主に対して通常用いられるプラスミドを使用し得る。例えば、pIJ101に由来する汎用プラスミドベクターおよび他の放線菌に適した公知のプラスミドベクターが用いられ得る。例えば、pIJ350、pIJ702、およびpIJ487が挙げられる。pIJ350、pIJ702はチオストレプトン耐性遺伝子およびpIJ101に由来する自律複製領域(複製起点(「ori」)および複製タンパク質「rep」を含む領域)を有するので、骨格プラスミドとして好適に用いられ得る。   As the backbone of the plasmid vector, a plasmid usually used for actinomycete hosts can be used. For example, a general-purpose plasmid vector derived from pIJ101 and a known plasmid vector suitable for other actinomycetes can be used. Examples include pIJ350, pIJ702, and pIJ487. Since pIJ350 and pIJ702 have a thiostrepton resistance gene and an autonomous replication region derived from pIJ101 (a region containing an origin of replication (“ori”) and a replication protein “rep”), they can be suitably used as backbone plasmids.

pIJ702(図1)を骨格プラスミドとして用いた場合の本発明のベクターの例を図2(b)、図3(b)および図4に示す。図1、図2(b)、図3(b)および図4中の各領域は以下の通りである:「sti」、sti含有断片;「rep pIJ101」、pIJ101に由来する自律複製領域(複製起点(「ori」)および複製タンパク質「rep」を含む領域);「PLDp」、ストレプトマイセス・シンナモネウス由来のPLD遺伝子のプロモーター;「SSMPp」、ストレプトマイセス・セプタタス由来SSMP遺伝子のプロモーター;「PLDter」、ストレプトマイセス・シンナモネウス由来のPLD遺伝子のターミネーター;「tsr」、チオストレプトン耐性遺伝子;「melC1」および「melC2」、ストレプトマイセス・アンチビオチクス(Streptomyces antibioticus)由来チロシナーゼ遺伝子;「XylAp」、キシロース・イソメラーゼ遺伝子のプロモーター。図2(b)、図3(b)および図4(b)に見られるように、sti含有断片は、「プロモーターおよびターミネーター」とpIJ101に由来する自律複製領域との間に配置され得る。タンパク質をコードするDNA断片を挿入するためのクローニングサイトは、図2(b)のベクターでは、例えば、「PLDp」と「PLDter」との間の制限酵素Aor51HIおよびEcoT22Iの切断サイト、そして図3(b)のベクターでは、例えば、「SSMPp」と「PLDter」との間の制限酵素StuIおよびEcoT22Iの切断サイト、図4(b)のベクターでは、例えば、「XylAp」と「PLDter」との間の制限酵素Aor51HIおよびEcoT22Iの切断サイトに設けられる。   Examples of the vector of the present invention when pIJ702 (FIG. 1) is used as a backbone plasmid are shown in FIG. 2 (b), FIG. 3 (b) and FIG. The regions in FIG. 1, FIG. 2 (b), FIG. 3 (b) and FIG. 4 are as follows: “sti”, sti-containing fragment; “rep pIJ101”, autonomous replication region derived from pIJ101 (replication) “PLDp”, the promoter of the PLD gene derived from Streptomyces cinnamoneus; “SSMPp”, the promoter of the SSMP gene derived from Streptomyces septatas; “PLDter” ”, Terminator of PLD gene from Streptomyces cinnamoneus;“ tsr ”, thiostrepton resistance gene;“ melC1 ”and“ melC2 ”, Styrotomyase gene from Streptomyces antibioticus;“ XylAp ”, xylose・ Isomera Promoter of zero gene. As seen in FIG. 2 (b), FIG. 3 (b) and FIG. 4 (b), the sti-containing fragment can be placed between the “promoter and terminator” and the autonomously replicating region derived from pIJ101. The cloning site for inserting the DNA fragment encoding the protein is, for example, the cleavage sites of restriction enzymes Aor51HI and EcoT22I between “PLDp” and “PLDter” in the vector of FIG. 2B, and FIG. In the vector of b), for example, the cleavage sites of restriction enzymes StuI and EcoT22I between “SSMPp” and “PLDter”, in the vector of FIG. 4B, for example, between “XylAp” and “PLDter” It is provided at the cleavage sites of restriction enzymes Aor51HI and EcoT22I.

ベクターを構成する各要素の連結は、当業者が通常用い得る技術で行われ得る。結合は、適切な制限酵素、リンカー、DNAリガーゼなどを用いて行うことができる。   Ligation of each element constituting the vector can be performed by techniques that can be commonly used by those skilled in the art. The binding can be performed using an appropriate restriction enzyme, linker, DNA ligase and the like.

本発明において使用される宿主は、放線菌である。本明細書において、放線菌とは、放線菌目(order Actinomycetales)に属する菌をいう。放線菌は、グラム陽性細菌に所属する一分類群であり、主に土壌などに生息する。原核生物であるが、多くの放線菌は分岐を伴う糸状の生育を示し、多様な形態を呈する。また、一般的に胞子を形成し、中には胞子嚢や運動性胞子を形成する種も存在する。また、放線菌からは種々の抗生物質および他の生物学的に重要な化合物が発見されている。   The host used in the present invention is actinomycetes. In the present specification, actinomycetes refer to bacteria belonging to the order Actinomycetales. Actinomycetes are a taxonomic group belonging to Gram-positive bacteria and mainly inhabit soil. Although it is a prokaryotic organism, many actinomycetes show filamentous growth with branching and take various forms. In addition, there are species that generally form spores, including sporangia and motile spores. In addition, various antibiotics and other biologically important compounds have been discovered from actinomycetes.

放線菌目には、フランキア科(Frankiaceae)、ミクロモノスポラ科(Micromonosporaceae)、プロピオニバクトリウム科(Propionibacteriaceae)、シウドノカルジア科(Psuodonocardiaceae)、ストレプトマイセス科(Streptomyceae)、ストレプトスポランギウム科(Streptosporanguaceae)、テルモモノスポラ科(Thermomonosporaceae)、コリネバクテリウム科(Corynebacteriaceae)、マイコバクテリウム科(Mycobacteriuaceae)、およびノカジア科(Nocaudiaceae)が含まれる。好ましくは、ストレプトマイセス科、より好ましくはストレプトマイセス属(Streptomyces)に属する菌である。ストレプトマイセス属に属する菌としては、例えば、ストレプトマイセス・セプタタス(Streptomyces septus)、ストレプトマイセス・リビダンス(Streptomyces lividans)、ストレプトマイセス・グリセウス(Streptomyces griseus)、ストレプトマイセス・ラベンデュラエ(Streptomyces lavendulae)、ストレプトマイセス・バージニア(Streptomyces virginia)、およびストレプトマイセス・コエリカラー(Streptomyces coelicolor)が挙げられる。本発明においては、宿主菌体として、特にストレプトマイセス・リビダンスが好適に用いられる。   In the order of Actinomycetes, Frankiaceae, Micromonosporaceae, Propionibacteriaceae, Psuodonocardiaceae, Streptomyceae, Streptosporangiaceae (Streptosporanguaceae), Thermomonosporaceae, Corynebacteriaceae, Mycobacteriuaceae, and Nocaudiaceae. Preferably, it is a bacterium belonging to the family Streptomyces, more preferably belonging to the genus Streptomyces. Examples of the bacteria belonging to the genus Streptomyces include, for example, Streptomyces septus, Streptomyces lividans, Streptomyces griseus, Streptomyces lavendulae ), Streptomyces virginia, and Streptomyces coelicolor. In the present invention, Streptomyces lividans is particularly preferably used as the host cell.

このようなストレプトマイセス属に属する放線菌やその他の放線菌は、IFOカタログ、ATCCカタログ、JCMカタログなどの種々のカタログに記載されており、例えば、微生物寄託分譲機関から分譲を受けることによって当業者であれば容易に入手可能である。   Such actinomycetes belonging to the genus Streptomyces and other actinomycetes are described in various catalogs such as the IFO catalog, ATCC catalog, JCM catalog, etc. It can be easily obtained by a vendor.

宿主放線菌について、突然変異を導入するように処理を行うこともできる。このような処理としては、N−メチル−N’−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(NTG)による変異株の作製が挙げられ、NTG変異株の作製は、例えば、Mutation research/fundamental and molecular mechanisms of mutagenesis (1970) vol.9, 167-182に記載の手順に準じて行われ得る。   The host actinomycetes can also be treated to introduce mutations. Examples of such treatment include the production of a mutant strain using N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG). The production of an NTG mutant strain is, for example, Mutation research / fundamental and molecular mechanisms of mutagenesis. (1970) vol.9, 167-182.

宿主への発現ベクターの導入(形質転換)は、公知の方法により行うことができる。また、放線菌宿主の形質転換法としては、プロトプラスト/PEG法が挙げられるが、これに限定されない。宿主にベクターDNAが導入されたことの確認は、選択マーカー遺伝子(例えば、チオストレプトン耐性遺伝子)を用いて行うことができる。   Introduction (transformation) of an expression vector into a host can be performed by a known method. In addition, as a method for transformation of actinomycetes host, protoplast / PEG method can be mentioned, but is not limited thereto. Confirmation that the vector DNA has been introduced into the host can be performed using a selectable marker gene (for example, a thiostrepton resistance gene).

本発明において、発現産物としての目的のタンパク質は、宿主に当該タンパク質をコードする目的遺伝子が導入された形質転換体を培養し、その培養物から採取することにより得ることができる。「培養物」とは、培養上清、培養細胞、培養菌体、又は細胞若しくは菌体の破砕物のいずれをも意味するものである。形質転換体を培養する方法は、宿主の培養に用いられる通常の方法に従って行うことができる。   In the present invention, a target protein as an expression product can be obtained by culturing a transformant in which a target gene encoding the protein is introduced into a host and collecting it from the culture. “Culture” means any of culture supernatant, cultured cells, cultured cells, or disrupted cells or cells. The method of culturing the transformant can be carried out according to a usual method used for culturing a host.

本発明の形質転換体を培養する培地は、宿主菌が資化し得る炭素源、窒素源、無機塩類等を含有し、形質転換体の培養を効率的に行うことができる培地であれば、天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。炭素源としては、グルコース、ガラクトース、フラクトース、キシロース、スクロース、ラフィノース、デンプン等の炭水化物、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、エタノール、プロパノール等のアルコール類が挙げられる。窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機酸若しくは有機酸のアンモニウム塩又はその他の含窒素化合物が挙げられる。その他、ペプトン、肉エキス、コーンスティープリカー、各種アミノ酸等を用いてもよい。無機物としては、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅、炭酸カルシウム等が挙げられる。また、必要に応じて植物油、界面活性剤、シリコンなどの消泡剤を添加してもよい。   The medium for culturing the transformant of the present invention contains a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts, and the like that can be assimilated by the host fungus, and any natural medium can be used as long as the transformant can be cultured efficiently. Either a medium or a synthetic medium may be used. Examples of the carbon source include carbohydrates such as glucose, galactose, fructose, xylose, sucrose, raffinose and starch, organic acids such as acetic acid and propionic acid, and alcohols such as ethanol and propanol. Examples of the nitrogen source include ammonium salts of inorganic acids or organic acids such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate, and ammonium phosphate, and other nitrogen-containing compounds. In addition, peptone, meat extract, corn steep liquor, various amino acids, and the like may be used. Examples of the inorganic substance include monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, copper sulfate, and calcium carbonate. Moreover, you may add antifoamers, such as vegetable oil, surfactant, and silicone, as needed.

培養条件は、培地の種類、培養方法などにより適宜選択すればよく、宿主菌が増殖し、目的のタンパク質を産生できる条件であれば特に制限はない。通常、液体培地中で振盪培養または通気攪拌培養などの好気的条件下で、10℃〜40℃、好ましくは28℃で12〜120時間行われる。pHは、4から10、好ましくは6から8に調節される。pHの調整は、無機酸または有機酸、アルカリ溶液などを用いて行うことができる。   The culture conditions may be appropriately selected depending on the type of culture medium, the culture method, and the like, and are not particularly limited as long as the host bacteria can grow and produce the target protein. Usually, it is carried out at 10 ° C. to 40 ° C., preferably at 28 ° C. for 12 to 120 hours under aerobic conditions such as shaking culture or aeration stirring culture in a liquid medium. The pH is adjusted to 4 to 10, preferably 6 to 8. The pH can be adjusted using an inorganic or organic acid, an alkaline solution, or the like.

遺伝子発現が誘導されるプロモーターを用いる場合には、使用するプロモーターおよび発現させるタンパク質の性質に応じて、培養初期から誘導物質(例えば、キシロース等)を添加するか、一定程度増殖してから誘導物質を添加して発現を誘導する、または、集菌して誘導物質を含有する培地に移植して遺伝子発現を誘導する方法等を選択することができる。毒性を有するタンパク質を発現させる場合等には誘導物質無しで培養後、誘導する条件が好ましく用いられる。   When using a promoter that induces gene expression, depending on the nature of the promoter used and the protein to be expressed, an inducer (eg, xylose) is added from the beginning of the culture, or after a certain amount of growth, the inducer To induce expression, or a method of inducing gene expression by collecting and transplanting to a medium containing an inducer can be selected. In the case of expressing a protein having toxicity, conditions for inducing after culturing without an inducer are preferably used.

タンパク質が宿主菌体内に蓄積する場合には、培養終了後、遠心分離によって形質転換細胞を回収し、得られた菌体を超音波処理などによって破砕した後、遠心分離などによって無細胞抽出液を得る。これを出発材料とし、塩析法や、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、疎水クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィーなどの各種クロマトグラフィーなどの一般的なタンパク質精製法により精製することができる。発現したタンパク質が細胞外に分泌される場合には、培養上清から同様に精製することができる。   If the protein accumulates in the host cell, the transformed cells are collected by centrifugation after completion of the culture, and the resulting cell is disrupted by sonication or the like, and then the cell-free extract is obtained by centrifugation or the like. obtain. Using this as a starting material, it can be purified by a general protein purification method such as salting-out, various types of chromatography such as ion exchange chromatography, gel filtration chromatography, hydrophobic chromatography, and affinity chromatography. When the expressed protein is secreted extracellularly, it can be similarly purified from the culture supernatant.

本発明のプラスミドベクターを用いて放線菌宿主を形質転換することにより、放線菌宿主に導入された目的とするタンパク質をコードする遺伝子のコピー数を増大させ、そしてそのタンパク質の発現および生産量を増大させることができる。本発明のプラスミドベクターは、宿主放線菌において安定に保持され得る。   By transforming an actinomycete host using the plasmid vector of the present invention, the copy number of a gene encoding the target protein introduced into the actinomycete host is increased, and the expression and production of the protein are increased. Can be made. The plasmid vector of the present invention can be stably maintained in the host actinomycetes.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited by these Examples.

(実施例1および比較例1)
ストレプトマイセス・シンナモネウス由来ホスホリパーゼD(PLD)遺伝子のプロモーター断片(配列番号2の1位〜1366位)およびターミネーター断片(配列番号4の1位〜200位)を、鋳型としてストレプトマイセス・シンナモネウスから抽出したDNAを用いてそれぞれ、フォワードプライマー(配列番号9)およびリバースプライマー(配列番号10)のプライマー対、フォワードプライマー(配列番号11)およびリバースプライマー(配列番号12)のプライマー対を用いるPCRにより取得した。PLDプロモーター断片取得のためのPCR反応条件は、(98℃にて2分)を1サイクル後、(98℃にて10秒,55℃にて10秒,68℃にて90秒)を30サイクル行った。PLDターミネーター断片取得のためのPCR反応条件は、(98℃にて2分)を1サイクル後、(98℃にて10秒,55℃にて10秒,68℃にて30秒)を30サイクル行った。PLDプロモーター断片をPstIおよびEcoT22Iで処理し、そしてPLDターミネーター断片をEcoT22IおよびKpnIで処理した。pIJ702(図1)をPstIおよびKpnIで切断し、この切断後のプラスミドに、PstIおよびEcoT22I処理PLDプロモーター断片と、EcoT22IおよびKpnI処理PLDターミネーター断片とをDNAリガーゼで結合し、pIJ702PLD(stiなしのプラスミド:比較例1、図2(a))を完成した。
(Example 1 and Comparative Example 1)
A Streptomyces cinnamoneus-derived phospholipase D (PLD) gene promoter fragment (positions 1 to 1366 of SEQ ID NO: 2) and terminator fragment (positions 1 to 200 of SEQ ID NO: 4) were used as templates from Streptomyces cinnamoneus Obtained by PCR using the extracted primer with a primer pair of forward primer (SEQ ID NO: 9) and reverse primer (SEQ ID NO: 10), and a primer pair of forward primer (SEQ ID NO: 11) and reverse primer (SEQ ID NO: 12), respectively. did. The PCR reaction conditions for obtaining the PLD promoter fragment are as follows: 1 cycle of (98 ° C. for 2 minutes) followed by 30 cycles of (98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 10 seconds, 68 ° C. for 90 seconds) went. PCR reaction conditions for obtaining the PLD terminator fragment are as follows: (2 minutes at 98 ° C.) 1 cycle, then 30 cycles (98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 10 seconds, 68 ° C. for 30 seconds) went. The PLD promoter fragment was treated with PstI and EcoT22I, and the PLD terminator fragment was treated with EcoT22I and KpnI. pIJ702 (FIG. 1) was cleaved with PstI and KpnI, and the PstI- and EcoT22I-treated PLD promoter fragment and EcoT22I- and KpnI-treated PLD terminator fragment were ligated with DNA ligase to the plasmid after this cleavage, and pIJ702PLD (plasmid without sty) : Comparative example 1 and FIG. 2 (a)) were completed.

sti含有断片(配列番号1の1位〜1223位)を、鋳型としてpIJ101を用いて、フォワードプライマー(配列番号13)およびリバースプライマー(配列番号14)のプライマー対を用いるPCRにより取得した。PCR反応条件は、(98℃にて2分)を1サイクル後、(98℃にて10秒,55℃にて10秒,68℃にて60秒)を30サイクル行った。得られたsti含有断片をKpnIで処理し、pIJ702PLDをKpnIで処理後、アルカリホスファターゼで処理し、これにKpnI処理sti含有断片をDNAリガーゼで結合し、pPLDH(sti保有プラスミド:実施例1、図2(b))を完成した。   A sti-containing fragment (positions 1 to 1223 of SEQ ID NO: 1) was obtained by PCR using pIJ101 as a template and a primer pair of a forward primer (SEQ ID NO: 13) and a reverse primer (SEQ ID NO: 14). The PCR reaction conditions were (cycle at 98 ° C. for 2 minutes) after 1 cycle, followed by 30 cycles (98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 10 seconds, 68 ° C. for 60 seconds). The obtained sti-containing fragment was treated with KpnI, pIJ702PLD was treated with KpnI, and then treated with alkaline phosphatase. The KpnI-treated sti-containing fragment was ligated with DNA ligase, and pPLDH (sti-containing plasmid: Example 1, FIG. 2 (b)) was completed.

(実施例2および比較例2)
ストレプトマイセス・セプタタス由来メタロエンドプロテアーゼ(SSMP)遺伝子のプロモーター断片(配列番号3の1位〜412位)を、鋳型としてストレプトマイセス・セプタタスから抽出したDNAを用いて、フォワードプライマー(配列番号15)およびリバースプライマー(配列番号16)のプライマー対を用いるPCRにより取得した。PCR反応条件は、(98℃にて2分)を1サイクル後、(98℃にて10秒,55℃にて10秒,68℃にて30秒)を30サイクル行った。このSSMPプロモーター断片および上記PLDターミネーター断片、ならびにpIJ702を実施例1と同様にして連結し、pIJ702SSMP(stiなしのプラスミド:比較例2、図3(a))を完成した。
(Example 2 and Comparative Example 2)
Using a DNA extracted from Streptomyces septatas as a template, a promoter fragment of the Streptomyces septatas-derived metalloendoprotease (SSMP) gene (SEQ ID NO: 3) as a template, forward primer (SEQ ID NO: 15 ) And a reverse primer (SEQ ID NO: 16) primer pair. The PCR reaction conditions were (cycle at 98 ° C. for 2 minutes) after 1 cycle, followed by 30 cycles (98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 10 seconds, 68 ° C. for 30 seconds). This SSMP promoter fragment, the above PLD terminator fragment, and pIJ702 were ligated in the same manner as in Example 1 to complete pIJ702SSMP (plasmid without sti: comparative example 2, FIG. 3 (a)).

上記sti含有断片、およびpIJ702SSMPを、実施例1と同様にして連結し、pSSMPH(sti保有プラスミド:実施例2、図3(b))を完成した。   The sti-containing fragment and pIJ702SSMP were ligated in the same manner as in Example 1 to complete pSSMPH (sti-containing plasmid: Example 2, FIG. 3 (b)).

(実施例3および比較例3:実施例1または比較例1の放線菌用プラスミドベクターを用いたPLA2発現用ベクターの構築)
ストレプトマイセス・エバメチルス由来PLA2遺伝子(塩基配列を配列番号5に示し、そのアミノ酸配列を配列番号6に示す)を、鋳型としてストレプトマイセス・エバメチルスから抽出したDNAを用いてフォワードプライマー(配列番号17)およびリバースプライマー(配列番号18)のプライマー対を用いるPCRにより取得した。PCR反応条件は、(98℃にて2分)を1サイクル後、(98℃にて10秒,55℃にて10秒,68℃にて30秒)を30サイクル行った。取得したPLA2遺伝子をEcoT22Iで処理し、実施例1のpPLDHをAor51HIおよびEcoT22Iで処理し、これらをDNAリガーゼで連結し、pPLDH−PLA2(実施例3)を得た。
(Example 3 and Comparative Example 3: Construction of PLA2 expression vector using the plasmid vector for actinomycetes of Example 1 or Comparative Example 1)
Streptomyces evamethyls-derived PLA2 gene (base sequence is shown in SEQ ID NO: 5 and its amino acid sequence is shown in SEQ ID NO: 6) is used as a template and a forward primer (SEQ ID NO: 17) using DNA extracted from Streptomyces evamethyls. ) And a reverse primer (SEQ ID NO: 18) primer pair. The PCR reaction conditions were (cycle at 98 ° C. for 2 minutes) after 1 cycle, followed by 30 cycles (98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 10 seconds, 68 ° C. for 30 seconds). The obtained PLA2 gene was treated with EcoT22I, pPLDH of Example 1 was treated with Aor51HI and EcoT22I, and these were ligated with DNA ligase to obtain pPLDH-PLA2 (Example 3).

他方、PLA2発現用コントロールプラスミドベクターpIJ702PLD−PLA2(比較例3)を、実施例1のpPLDHを比較例1のpIJ702PLDに代えた以外は、上記と同様にして調製した。   On the other hand, PLA2 expression control plasmid vector pIJ702PLD-PLA2 (Comparative Example 3) was prepared in the same manner as above except that pPLDH in Example 1 was replaced with pIJ702PLD in Comparative Example 1.

(実施例4および比較例4:実施例2または比較例2の放線菌用プラスミドベクターを用いたPLA2発現用ベクターの構築)
上記PLA2遺伝子をEcoT22Iで処理し、pSSMPHをStuIおよびEcoT22Iで処理し、これらをDNAリガーゼで連結し、pSSMPH−PLA2(実施例4)を得た。
(Example 4 and Comparative Example 4: Construction of a PLA2 expression vector using the plasmid vector for actinomycetes of Example 2 or Comparative Example 2)
The PLA2 gene was treated with EcoT22I, pSSMPH was treated with StuI and EcoT22I, and these were ligated with DNA ligase to obtain pSSMPH-PLA2 (Example 4).

他方、PLA2発現用コントロールプラスミドベクターpIJ702SSMP−PLA2(比較例4)を、実施例2のpSSMPHを比較例2のpIJ702SSMPに代えた以外は、上記と同様にして調製した。   On the other hand, PLA2 expression control plasmid vector pIJ702SSMP-PLA2 (Comparative Example 4) was prepared in the same manner as above except that pSSMPH of Example 2 was replaced with pIJ702SSMP of Comparative Example 2.

(実施例5および比較例5:実施例1または比較例1の放線菌用プラスミドベクター1を用いたスフィンゴミエリナーゼ発現用ベクターの構築)
ストレプトマイセス・シンナモネウス由来スフィンゴミエリナーゼ遺伝子(塩基配列を配列番号7に示し、そのアミノ酸配列を配列番号8に示す)を、鋳型としてストレプトマイセス・シンナモネウスから抽出したDNAを用いてフォワードプライマー(配列番号19)およびリバースプライマー(配列番号20)のプライマー対を用いるPCRにより取得した。PCR反応条件は、(98℃にて2分)を1サイクル後、(98℃にて10秒,55℃にて10秒,68℃にて60秒)を30サイクル行った。取得したスフィンゴミエリナーゼ遺伝子をEcoT22Iで処理し、pPLDHをAor51HIおよびEcoT22Iで処理し、これらをDNAリガーゼで連結し、pPLDH−SM(実施例5)を得た。
(Example 5 and Comparative Example 5: Construction of a sphingomyelinase expression vector using the plasmid vector 1 for actinomycetes of Example 1 or Comparative Example 1)
Streptomyces cinnamoneus-derived sphingomyelinase gene (base sequence is shown in SEQ ID NO: 7 and its amino acid sequence is shown in SEQ ID NO: 8) is used as a template and a forward primer (sequence) No. 19) and obtained by PCR using a primer pair of reverse primer (SEQ ID NO: 20). The PCR reaction conditions were (cycle at 98 ° C. for 2 minutes) after 1 cycle, followed by 30 cycles (98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 10 seconds, 68 ° C. for 60 seconds). The obtained sphingomyelinase gene was treated with EcoT22I, pPLDH was treated with Aor51HI and EcoT22I, and these were ligated with DNA ligase to obtain pPLDH-SM (Example 5).

他方、スフィンゴミエリナーゼ発現用コントロールプラスミドベクターpIJ702PLD−SM(比較例5)を、実施例1のpPLDHを比較例1のpIJ702PLDに代えた以外は、上記と同様にして調製した。   On the other hand, a sphingomyelinase expression control plasmid vector pIJ702PLD-SM (Comparative Example 5) was prepared in the same manner as above except that pPLDH of Example 1 was replaced with pIJ702PLD of Comparative Example 1.

(参考例1)
実施例1または比較例1の放線菌用プラスミドベクターをベースにした酵素発現用ベクターを用いた形質転換放線菌の調製の手順および本形質転換に用いた各培地の組成を以下に示す:
TSB培地:トリプチックソイブロス 3%含有(ベクトン・ディッキンソン製)
発現用培地:グルコース2%、KHPO0.8%、ポリペプトン(日本製薬製)0.5%、イーストエキストラクト(Difco製)0.5%、pH7.0。
(Reference Example 1)
The procedure for preparing transformed actinomycetes using an enzyme expression vector based on the plasmid vector for actinomycetes of Example 1 or Comparative Example 1 and the composition of each medium used for this transformation are shown below:
TSB medium: 3% tryptic soy broth (manufactured by Becton Dickinson)
Expression medium: glucose 2%, K 2 HPO 4 0.8%, polypeptone (manufactured by Nippon Pharmaceutical) 0.5%, yeast extract (manufactured by Difco) 0.5%, pH 7.0.

活性測定に供するまでの形質転換放線菌の調製手順は以下のとおりである:
ストレプトマイセス・リビダンス(Streptomyces lividans)1326株(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 生物遺伝資源部門(NBRC):NBRC番号15675)を各プラスミドで形質転換した。放線菌の形質転換は、放線菌に関する遺伝子操作技術についての「Genetic Manupulation of Streptomyces」(Hopwood,D.A.ら、1985年、Genetic Manupulation of Streptomyces: a Laboratory Manual,the John Innes Foundation,Norwich)に記載の方法に従って行った。TSBプレート(チオストレプトン50μg/mL含む)で得られたコロニーを6mLのTSB培地に移植し、試験管培養(28℃にて72時間)し、50mLの発現用培地に試験管培養液を0.4%植菌し、バッフルフラスコ培養(28℃にて48時間)した。その後、1mLの培養液を分取し、遠心分離(14,000rpm、10分、4℃)により上清を回収し、この上清を活性測定に供する。
The procedure for preparing transformed actinomycetes until the activity is measured is as follows:
Streptomyces lividans 1326 strain (National Institute of Technology and Evaluation, Biotechnology Headquarters, Biogenetic Resource Division (NBRC): NBRC No. 15675) was transformed with each plasmid. Transformation of actinomycetes is the method described in “Genetic Manupulation of Streptomyces” (Hopwood, DA et al., 1985, Genetic Manupulation of Streptomyces: a Laboratory Manual, the John Innes Foundation, Norwich) on genetic engineering techniques for actinomycetes. Went according to. Colonies obtained with TSB plates (containing thiostrepton 50 μg / mL) were transplanted into 6 mL of TSB medium, cultured in a test tube (72 hours at 28 ° C.), and 0 mL of the test tube culture solution was added to 50 mL of expression medium. 4% inoculated and cultured in baffle flask (28 ° C. for 48 hours). Thereafter, 1 mL of the culture solution is collected, and the supernatant is collected by centrifugation (14,000 rpm, 10 minutes, 4 ° C.), and this supernatant is subjected to activity measurement.

(参考例2)
実施例2または比較例2の放線菌用プラスミドベクターをベースにした酵素発現用ベクターを用いた形質転換放線菌の調製の手順を以下に示す。なお、本形質転換に用いた各培地の組成は参考例1と同様である。
(Reference Example 2)
The procedure for preparing transformed actinomycetes using an enzyme expression vector based on the plasmid vector for actinomycetes of Example 2 or Comparative Example 2 is shown below. The composition of each medium used for this transformation is the same as in Reference Example 1.

活性測定に供するまでの形質転換放線菌の調製手順は以下のとおりである:
ストレプトマイセス・リビダンス(Streptomyces lividans)1326株を参考例1と同様にして各プラスミドで形質転換し、TSBプレート(チオストレプトン50μg/mL含む)で得られたコロニーを6mLのTSB培地に移植し、試験管培養(28℃にて72時間)し、50mLの発現用培地に試験管培養液を3%植菌し、バッフルフラスコ培養(28℃にて120時間)した。1mLの培養液を分取し、遠心分離(14,000rpm、10分、4℃)により上清を回収し、この上清を活性測定に供する。
The procedure for preparing transformed actinomycetes until the activity is measured is as follows:
Streptomyces lividans 1326 strain was transformed with each plasmid in the same manner as in Reference Example 1, and colonies obtained with TSB plates (containing 50 μg / mL thiostrepton) were transplanted into 6 mL TSB medium. Then, the tube was cultured in a test tube (at 28 ° C. for 72 hours), and 3% of the test tube culture solution was inoculated into 50 mL of the expression medium, followed by baffle flask culture (at 28 ° C. for 120 hours). 1 mL of the culture solution is collected, and the supernatant is collected by centrifugation (14,000 rpm, 10 minutes, 4 ° C.), and this supernatant is subjected to activity measurement.

(参考例3:ホスホリパーゼA2(PLA2)活性測定)
レシチン1.0gを正確に量り、4%ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル(トリトンX−100)溶液50mLに攪拌しながら、徐々に加えて溶かし、基質溶液とする。試験管に基質溶液0.5mL、0.2mol/L酢酸緩衝液(pH4.0)0.25mLおよび0.1mol/L塩化カルシウム溶液0.05mLを正確に入れ、37±0.5℃で約5分間予熱する。1mol/L塩酸0.1mLを正確に加えてよく振り混ぜ、試料液0.1mLを正確に加えてよく混ぜた後、この液0.03mLを別の試験管に正確に量り、発色試液3mLを正確に加えてよく混ぜ、覆いをして、37±0.1℃で10分間放置する。この液について、水を対照として660nmにおける吸光度を測定した。その酵素活性の単位は、操作法の条件で試験をするとき、1分間に1μmolの脂肪酸を遊離する酵素量を1単位とした。
(Reference Example 3: Phospholipase A2 (PLA2) activity measurement)
1.0 g of lecithin is accurately weighed and gradually added to and dissolved in 50 mL of a 4% polyoxyethylene octylphenyl ether (Triton X-100) solution to obtain a substrate solution. Place exactly 0.5 mL of the substrate solution, 0.25 mL of 0.2 mol / L acetate buffer (pH 4.0) and 0.05 mL of 0.1 mol / L calcium chloride solution into a test tube, and add about 37 ± 0.5 ° C. Preheat for 5 minutes. Add exactly 0.1 mL of 1 mol / L hydrochloric acid and shake well, add 0.1 mL of sample solution accurately and mix well, then accurately measure 0.03 mL of this solution into another test tube, and add 3 mL of color reagent. Add exactly, mix well, cover, and leave at 37 ± 0.1 ° C. for 10 minutes. With respect to this solution, the absorbance at 660 nm was measured using water as a control. The unit of the enzyme activity was defined as the amount of enzyme that liberates 1 μmol of fatty acid per minute when tested under the operating conditions.

(参考例4:スフィンゴミエリナーゼ(SM)活性測定)
0.5mLの10mMp−ニトロフェニルホスホリルコリン(Sigma製)に、50mMグリシン−水酸化ナトリウム緩衝液(pH9.0)、2mM塩化マグネシウム、0.2%牛血清アルブミンおよび0.2%TritonX−100からなる溶液を0.4mL加え、35℃で5分間インキュベートした。次いで、酵素溶液を0.1mL加え、35℃で30分間インキュベート後、5%トリクロロ酢酸を0.1mL加えることにより上記酵素を失活させた。さらに、1mLの0.08N水酸化ナトリウムを加えて遊離したp−ニトロフェノールを発色させ、波長400nmの吸光度を測定した。スフィンゴミエリナーゼについては、上記条件において1時間に1nmolのp−ニトロフェノールを生成する酵素量を1ユニットとした。
(Reference Example 4: Sphingomyelinase (SM) activity measurement)
0.5 mL of 10 mM p-nitrophenyl phosphorylcholine (manufactured by Sigma) consisting of 50 mM glycine-sodium hydroxide buffer (pH 9.0), 2 mM magnesium chloride, 0.2% bovine serum albumin and 0.2% Triton X-100 0.4 mL of the solution was added and incubated at 35 ° C. for 5 minutes. Next, 0.1 mL of the enzyme solution was added, incubated at 35 ° C. for 30 minutes, and then the enzyme was inactivated by adding 0.1 mL of 5% trichloroacetic acid. Furthermore, 1 mL of 0.08N sodium hydroxide was added to develop liberated p-nitrophenol, and the absorbance at a wavelength of 400 nm was measured. For sphingomyelinase, the amount of enzyme that produces 1 nmol of p-nitrophenol per hour under the above conditions was defined as 1 unit.

(実施例6および比較例6)
実施例3のpPLDH−PLA2または比較例3のpIJ702PLD−PLA2を用いて、参考例1に記載の手順に従ってストレプトマイセス・リビダンスを形質転換して、pPLDH−PLA2形質転換株(実施例6)またはpIJ702PLD−PLA2形質転換株(比較例6)を作出し、各形質転換株について参考例3に記載の手順に従ってPLA2活性を測定した。
(Example 6 and Comparative Example 6)
Using pPLDH-PLA2 of Example 3 or pIJ702PLD-PLA2 of Comparative Example 3 and transforming Streptomyces lividans according to the procedure described in Reference Example 1, a pPLDH-PLA2 transformed strain (Example 6) or A pIJ702PLD-PLA2 transformant (Comparative Example 6) was produced, and PLA2 activity was measured for each transformant according to the procedure described in Reference Example 3.

pPLDH−PLA2形質転換株(実施例6)およびpIJ702PLD−PLA2形質転換株(比較例6)の平均活性はそれぞれ3212ユニット/mLおよび2190ユニット/mL(n=4)であり、pPLDH−PLA2形質転換株のpIJ702PLD−PLA2株に対する活性比は1.5であった。   The average activity of the pPLDH-PLA2 transformed strain (Example 6) and pIJ702PLD-PLA2 transformed strain (Comparative Example 6) is 3212 units / mL and 2190 units / mL (n = 4), respectively, and pPLDH-PLA2 transformation The activity ratio of the strain to the pIJ702PLD-PLA2 strain was 1.5.

(実施例7および比較例7)
実施例4のpSSMPH−PLA2または比較例4のpIJ702SSMP−PLA2を用いて、参考例2に記載の手順に従ってストレプトマイセス・リビダンスを形質転換して、pSSMPH−PLA2形質転換株(実施例7)またはpIJ702SSMP−PLA2形質転換株(比較例7)を作出し、各形質転換株について参考例3に記載の手順に従ってPLA2活性を測定した。
(Example 7 and Comparative Example 7)
Using pSSMPH-PLA2 of Example 4 or pIJ702SSMP-PLA2 of Comparative Example 4 and transforming Streptomyces lividans according to the procedure described in Reference Example 2, pSSMPH-PLA2 transformed strain (Example 7) or A pIJ702SSMP-PLA2 transformant (Comparative Example 7) was produced, and PLA2 activity was measured for each transformant according to the procedure described in Reference Example 3.

pSSMPH−PLA2形質転換株(実施例7)およびpIJ702SSMP−PLA2形質転換株(比較例7)の平均活性はそれぞれ5167ユニット/mLおよび4352ユニット/mL(n=6)であり、pSSMPH−PLA2形質転換株のpIJ702SSMP−PLA2形質転換株に対する活性比は1.2であった。   The average activity of the pSSMPH-PLA2 transformant (Example 7) and pIJ702SSMP-PLA2 transformant (Comparative Example 7) is 5167 units / mL and 4352 units / mL (n = 6), respectively, and pSSMPH-PLA2 transformation The activity ratio of the strain to the pIJ702SSMP-PLA2 transformant was 1.2.

(実施例8および比較例8)
実施例5のpPLDH−SMまたは比較例5のpIJ702PLD−SMを用いて、参考例1に記載の手順に従ってストレプトマイセス・リビダンスを形質転換して、pPLDH−SM形質転換株(実施例8)またはpIJ702PLD−SM形質転換株(比較例8)を作出し、各形質転換株について参考例4に記載の手順に従ってSM活性を測定した。
(Example 8 and Comparative Example 8)
Using pPLDH-SM of Example 5 or pIJ702PLD-SM of Comparative Example 5 and transforming Streptomyces lividans according to the procedure described in Reference Example 1, a pPLDH-SM transformed strain (Example 8) or A pIJ702PLD-SM transformant (Comparative Example 8) was produced, and SM activity was measured for each transformant according to the procedure described in Reference Example 4.

pPLDH−SM形質転換株(実施例8)およびpIJ702PLD−SM形質転換株(比較例8)の平均活性はそれぞれ3203ユニット/mLおよび2462ユニット/mL(n=8)であり、pPLDH−SM形質転換株のpIJ702PLD−SM形質転換株に対する活性比は1.2であった。   The average activities of the pPLDH-SM transformed strain (Example 8) and the pIJ702PLD-SM transformed strain (Comparative Example 8) are 3203 units / mL and 2462 units / mL (n = 8), respectively, and pPLDH-SM transformation The activity ratio of the strain to the pIJ702PLD-SM transformant was 1.2.

(実施例9)
実施例6のpPLDH−PLA2形質転換株および比較例6のpIJ702PLD−PLA2形質転換株について発現されたプラスミドのDNA量をNanoDrop 1000分光光度計を用いて測定したところ、それぞれ154.0ng/μLおよび104.9ng/μL(平均:n=4)であった。pPLDH−PLA2とpIJ702PLD−PLA2とのプラスミドのDNAサイズ比は1.16:1であるので、このDNAサイズ比と上記DNA量とに基づいてそれぞれのコピー数を算出したところ、pPLDH−PLA2形質転換株のpIJ702PLD−PLA2形質転換株に対するコピー数比は1.27であった。
Example 9
When the DNA amount of the plasmid expressed about the pPLDH-PLA2 transformed strain of Example 6 and the pIJ702PLD-PLA2 transformed strain of Comparative Example 6 was measured using a NanoDrop 1000 spectrophotometer, it was 154.0 ng / μL and 104, respectively. 0.9 ng / μL (average: n = 4). Since the plasmid DNA size ratio between pPLDH-PLA2 and pIJ702PLD-PLA2 is 1.16: 1, the number of copies was calculated based on the DNA size ratio and the amount of DNA, and pPLDH-PLA2 transformation was performed. The copy number ratio of the strain to the pIJ702PLD-PLA2 transformant was 1.27.

(実施例10)
実施例3のpPLDH−PLA2または比較例3のpIJ702PLD−PLA2を参考例1に記載の手順に従ってpPLDH−PLA2形質転換放線菌株またはpIJ702PLD−PLA2形質転換放線菌株を作出し、各形質転換放線菌株を含むバッフルフラスコ培養の培養液1mLに対し50%グリセロールを250μL添加し、−80℃にてグリセロールストックとして各2本保存した。
(Example 10)
PPLDH-PLA2 of Example 3 or pIJ702PLD-PLA2 of Comparative Example 3 is produced according to the procedure described in Reference Example 1 to produce pPLDH-PLA2 transformed actinomycetes or pIJ702PLD-PLA2 transformed actinomycetes, including each transformed actinomycetes 250 μL of 50% glycerol was added to 1 mL of the culture solution of baffle flask culture, and two glycerol stocks were stored at −80 ° C.

50mL 参考例1の発現用培地(500mL整流フラスコ)に、試験菌株(pPLDH−PLA2形質転換株またはpIJ702PLD−PLA2)のグリセロールストックを0.2mL植菌し、28℃にて72時間、振とう培養した後、培養液のPLA2活性を参考例3に記載の手順に従って測定した(1継代目)。   0.2 mL of a glycerol stock of the test strain (pPLDH-PLA2 transformed strain or pIJ702PLD-PLA2) is inoculated into the expression medium (500 mL rectifying flask) of Reference Example 1 and shake culture at 28 ° C. for 72 hours. Then, PLA2 activity of the culture broth was measured according to the procedure described in Reference Example 3 (first passage).

次いで、50mL 参考例1の発現用培地(500mLバッフルフラスコ)に、上記72時間培養後の培養液を0.15mL植菌し、28℃にて24時間、振とう培養した後、培養液のPLA2活性を上記と同様に測定した(2継代目)。   Subsequently, 0.15 mL of the culture solution after 72 hours of culture was inoculated into the expression medium (500 mL baffle flask) of Reference Example 1 and cultured at 28 ° C. for 24 hours with shaking, followed by PLA2 of the culture solution. Activity was measured as above (passage 2).

さらに、50mL 参考例1の発現用培地(500mLバッフルフラスコ)に、上記24時間培養後の培養液を1.5mL植菌し、28℃にて48時間、振とう培養した後、培養液のPLA2活性を上記と同様に測定した(3継代目)。この結果を以下の表1に示す。   Further, 1.5 mL of the culture solution after the above 24-hour culture was inoculated into 50 mL of the expression medium (500 mL baffle flask) in Reference Example 1, and cultured with shaking at 28 ° C. for 48 hours. Activity was measured as above (3rd passage). The results are shown in Table 1 below.

Figure 2014207898
Figure 2014207898

表1から分かるように、実施例3のプラスミドおよび比較例3のプラスミドのどちらの場合においても、PLA2活性は3継代にわたって低下しなかった。本実施例におけるpPLDH−PLA2形質転換放線菌株の3代目菌株のpIJ702PLD−PLA2形質転換放線菌株の3代目菌株に対するPLA2活性比は、実施例6の比較例6に対するPLA2活性比と同様、1.5であった。よって、実施例3のpPLDH−PLA2は、宿主放線菌に安定に保持されていることが確認された。   As can be seen from Table 1, in both cases of the plasmid of Example 3 and the plasmid of Comparative Example 3, PLA2 activity did not decrease over 3 passages. The PLA2 activity ratio of the third generation strain of pPLDH-PLA2 transformed actinomycete strain in this example to the third generation strain of pIJ702PLD-PLA2 transformed actinomycete strain was 1.5, as was the PLA2 activity ratio of Comparative Example 6 in Example 6. Met. Therefore, it was confirmed that pPLDH-PLA2 of Example 3 was stably held by the host actinomycetes.

(実施例11)
ストレプトマイセス・リビダンス1326株について、Mutation research/fundamental and molecular mechanisms of mutagenesis (1970) vol.9, 167-182に記載の手順に準じて、N−メチル−N’−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(NTG)による変異株(「NTG変異株」)を作出した。このNTG変異株を宿主に、実施例3のpPLDH−PLA2または比較例3のpIJ702PLD−PLA2を用いて、参考例1に記載の手順に従って形質転換して、pPLDH−PLA2形質転換NTG変異株またはpIJ702PLD−PLA2形質転換NTG変異株を作出し、各形質転換株について参考例3に記載の手順に従ってPLA2活性を測定した。この結果、pPLDH−PLA2形質転換NTG変異株では、pIJ702PLD−PLA2形質転換NTG変異株に比べて約2倍程度高いPLA2活性が観察された。
(Example 11)
For the Streptomyces lividans strain 1326, N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine (in accordance with the procedure described in Mutation research / fundamental and molecular mechanisms of mutagenesis (1970) vol. 9, 167-182) NTG) mutant strain (“NTG mutant strain”) was created. Using this NTG mutant strain as a host, pPLDH-PLA2 of Example 3 or pIJ702PLD-PLA2 of Comparative Example 3 was transformed according to the procedure described in Reference Example 1, and pPLDH-PLA2 transformed NTG mutant or pIJ702PLD -PLA2 transformed NTG mutants were produced, and PLA2 activity was measured for each transformant according to the procedure described in Reference Example 3. As a result, about 2 times higher PLA2 activity was observed in the pPLDH-PLA2 transformed NTG mutant than in the pIJ702PLD-PLA2 transformed NTG mutant.

(実施例12pXYLHの構築)
キシロース・イソメラーゼ(XylA)遺伝子のプロモーターを含むDNAは、ストレプトマイセス・コエリカラーの全DNAを用いて、フォワードプライマー(配列番号22)およびリバースプライマー(配列番号23)を用い、PCRにより取得した。PCR反応条件は、(98℃にて2分)を1サイクル後、(98℃にて10秒,55℃にて10秒,68℃にて30秒)を30サイクル行った。増幅されたXylAプロモーターを含むDNA断片をPstIとEcoT22Iで処理し、PLDターミネーター断片をEcoT22IおよびKpnIで処理した。pIJ702(図1)をPstIおよびKpnIで切断し、この切断後のプラスミドに、PstIおよびEcoT22I処理XylAプロモーター断片と、EcoT22IおよびKpnI処理PLDターミネーター断片とをDNAリガーゼで結合し、pIJ702XYL(図4(a))を完成した。
(Construction of Example 12 pXYLH)
DNA containing the promoter of the xylose isomerase (XylA) gene was obtained by PCR using the total DNA of Streptomyces coelicolor and using the forward primer (SEQ ID NO: 22) and reverse primer (SEQ ID NO: 23). The PCR reaction conditions were (cycle at 98 ° C. for 2 minutes) after 1 cycle, followed by 30 cycles (98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 10 seconds, 68 ° C. for 30 seconds). The amplified DNA fragment containing the XylA promoter was treated with PstI and EcoT22I, and the PLD terminator fragment was treated with EcoT22I and KpnI. pIJ702 (FIG. 1) was digested with PstI and KpnI, and the PstI- and EcoT22I-treated XylA promoter fragment and EcoT22I- and KpnI-treated PLD terminator fragment were ligated with DNA ligase to the plasmid after this digestion, and pIJ702XYL (FIG. 4 (a )) Completed.

sti含有断片(配列番号1の1位〜1223位)を、鋳型としてpIJ101を用いて、フォワードプライマー(配列番号13)およびリバースプライマー(配列番号14)のプライマー対を用いるPCRにより取得した。PCR反応条件は、(98℃にて2分)を1サイクル後、(98℃にて10秒,55℃にて10秒,68℃にて60秒)を30サイクル行った。得られたsti含有断片をKpnIで処理し、pIJ702XYLをKpnIで処理後、アルカリホスファターゼで処理し、これにKpnI処理sti含有断片をDNAリガーゼで結合し、pXYLH(sti保有プラスミド:実施例1、図4(b))を完成した。   A sti-containing fragment (positions 1 to 1223 of SEQ ID NO: 1) was obtained by PCR using pIJ101 as a template and a primer pair of a forward primer (SEQ ID NO: 13) and a reverse primer (SEQ ID NO: 14). The PCR reaction conditions were (cycle at 98 ° C. for 2 minutes) after 1 cycle, followed by 30 cycles (98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 10 seconds, 68 ° C. for 60 seconds). The obtained sti-containing fragment was treated with KpnI, pIJ702XYL was treated with KpnI, then treated with alkaline phosphatase, and the KpnI-treated sti-containing fragment was ligated with DNA ligase, and pXYLH (sti-containing plasmid: Example 1, FIG. 4 (b)) was completed.

(実施例13:酵素活性測定用ベクターの構築)
キトビアーゼ(Chitobiase、CTB)遺伝子を含むDNAは、ストレプトマイセス・コエリカラーの全DNAを用いて、フォワードプライマー(配列番号26)およびリバースプライマー(配列番号27)を用い、PCRにより取得した。PCR反応条件は、(98℃にて2分)を1サイクル後、(98℃にて10秒,55℃にて10秒,68℃にて120秒)を30サイクル行った。CTB遺伝子をEcot22Iで処理し、断片1を得た。pIJ702XYLとpXYLHを、それぞれ、Aor51HとEcoT22Iで処理し、断片2と断片3を得た。
(Example 13: Construction of enzyme activity measurement vector)
DNA containing the chitobiase (CTB) gene was obtained by PCR using the total DNA of Streptomyces coelicolor, using the forward primer (SEQ ID NO: 26) and the reverse primer (SEQ ID NO: 27). The PCR reaction conditions were (cycle at 98 ° C. for 2 minutes) after 1 cycle, followed by 30 cycles (98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 10 seconds, 68 ° C. for 120 seconds). The CTB gene was treated with Ecot22I to obtain fragment 1. pIJ702XYL and pXYLH were treated with Aor51H and EcoT22I to obtain fragment 2 and fragment 3, respectively.

断片1と2、および断片1と3をDNA Ligaseで結合し、pIJ702XYL−CTBおよびpXYLH−CTBを得た。   Fragments 1 and 2 and fragments 1 and 3 were ligated with DNA ligase to obtain pIJ702XYL-CTB and pXYLH-CTB.

(実施例14:培養方法)
ストレプトマイセス・リビダンス(Streptomyces lividans)1326株を各プラスミドで形質転換した。形質転換は参考例1と同様にして行った。得られたコロニーをTSBプレート(チオストレプトン50μg/ml含む)に移植し、プレートから、6mlのTSB培地に移植し、28℃で72時間試験管培養した。試験管培養液0.2mlを50mlの発現用培地(表2)に移植し、バッフルフラスコで28℃、120時間培養した。1mlの培養液を分取し、遠心分離(14000rpm、10分、4℃)により上清を回収し、活性測定に用いた。
(Example 14: Culture method)
Streptomyces lividans 1326 strain was transformed with each plasmid. Transformation was performed in the same manner as in Reference Example 1. The obtained colonies were transplanted to a TSB plate (containing 50 μg / ml thiostrepton), transplanted from the plate to 6 ml of TSB medium, and cultured in a test tube at 28 ° C. for 72 hours. 0.2 ml of the test tube culture solution was transferred to 50 ml of the expression medium (Table 2), and cultured in a baffle flask at 28 ° C. for 120 hours. 1 ml of the culture solution was collected, and the supernatant was collected by centrifugation (14000 rpm, 10 minutes, 4 ° C.) and used for activity measurement.

Figure 2014207898
Figure 2014207898

(実施例15:キトビアーゼ活性測定)
<キトビアーゼ活性測定法>
0.75mlの0.5mM p-ニトロフェニル N-アセチル-β-D-グルコサミニド(Sigma製)に、20mM リン酸二水素カリウムを0.2ml加え、37℃で5分間インキュベートした。次いで、酵素溶液を0.05ml加え、37℃で10分間インキュベート後、0.5M 炭酸ナトリウムを1.4ml加えることにより上記酵素を失活させた。さらに、遊離したp-ニトロフェノールを定量するため、波長400nmの吸光度を測定した。本キトビアーゼについては、上記条件において1分間に1μmolのp-ニトロフェノールを生成する酵素量を1ユニットとした。表3に測定結果を示す。表中のキトビアーゼ活性の平均値を比較すると、sti領域を含むプラスミドpXYLHを用いた場合、sti領域を含まないpIJ702XYL−CTBに比べ、平均1/平均2=1.96倍と約2倍に活性が上昇していた。
(Example 15: Measurement of chitobiase activity)
<Measurement method of chitobiase activity>
0.2 ml of 20 mM potassium dihydrogen phosphate was added to 0.75 ml of 0.5 mM p-nitrophenyl N-acetyl-β-D-glucosaminide (manufactured by Sigma) and incubated at 37 ° C. for 5 minutes. Next, 0.05 ml of the enzyme solution was added, incubated at 37 ° C. for 10 minutes, and then the enzyme was inactivated by adding 1.4 ml of 0.5 M sodium carbonate. Furthermore, in order to quantify the released p-nitrophenol, the absorbance at a wavelength of 400 nm was measured. For this chitobiase, the amount of enzyme that produces 1 μmol of p-nitrophenol per minute under the above conditions was 1 unit. Table 3 shows the measurement results. When the average value of chitobiase activity in the table is compared, when the plasmid pXYLH containing the sti region is used, the average 1 / average 2 = 1.96 times and about twice as much as pIJ702XYL-CTB not containing the sti region. Was rising.

Figure 2014207898
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(実施例16:mini stiの増幅とpPLDHminiの構築)
mini sti含有断片(配列番号1の1位〜411位)を、鋳型としてpIJ101を用いて、フォワードプライマー(配列番号28:TTTTGGTACCAGTCATCCTGACCGACTGTG)およびリバースプライマー(配列番号29:TTTTGGTACCGCGGCAGCAGGTGCTCCCCA)のプライマー対を用いるPCRにより取得した。PCR反応条件は、(98℃にて2分)を1サイクル後、(98℃にて10秒,55℃にて10秒,68℃にて60秒)を30サイクル行った。得られたmini sti含有断片をKpnIで処理し、pIJ702PLDをKpnIで処理後、アルカリホスファターゼで処理し、これにKpnI処理mini sti含有断片をDNAリガーゼで結合し、pPLDHmini(mini sti保有プラスミド:図5)を完成した。
(Example 16: amplification of mini sti and construction of pPLDHmini)
A mini sti-containing fragment (positions 1 to 411 of SEQ ID NO: 1) was subjected to PCR using pIJ101 as a template and a primer pair of a forward primer (SEQ ID NO: 28: TTTTGGTACCAGTCATCCTGACCGACTGTG) and a reverse primer (SEQ ID NO: 29: TTTTGGTACCGCGGCAGCAGGTGCTCCCCA) I got it. The PCR reaction conditions were (cycle at 98 ° C. for 2 minutes) after 1 cycle, followed by 30 cycles (98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 10 seconds, 68 ° C. for 60 seconds). The obtained mini sti-containing fragment was treated with KpnI, pIJ702PLD was treated with KpnI, and then treated with alkaline phosphatase. The KpnI-treated mini sti-containing fragment was ligated with DNA ligase, and pPLDHmini (mini sti-owned plasmid: FIG. ) Completed.

(実施例17:酵素活性測定用ベクターの構築)
PLA2遺伝子を段落0057と同様にしてPCRにより増幅し、EcoT22Iで処理したDNA断片と、pPLDHminiをAor51HIとEcoT22Iで処理したDNA断片とをDNA Ligaseで結合することにより、pPLDHmini−PLA2を構築した。同様に、PLA2遺伝子を段落0057と同様にしてPCRにより増幅し、EcoT22Iで処理したDNA断片と、pPLDHをAor51HIとEcoT22Iで処理したDNA断片とをDNA Ligaseで結合することにより、pPLDH−PLA2(sti)を構築した。
(Example 17: Construction of enzyme activity measurement vector)
The PLA2 gene was amplified by PCR in the same manner as in paragraph 0057, and pPLDHmini-PLA2 was constructed by ligating the DNA fragment treated with EcoT22I and the DNA fragment treated with pPLDHmini with Aor51HI and EcoT22I with DNA Ligase. Similarly, the PLA2 gene is amplified by PCR in the same manner as in paragraph 0057, and the DNA fragment treated with EcoT22I and the DNA fragment treated with pORDH treated with Aor51HI and EcoT22I are combined with DNA Ligase to obtain pPLDH-PLA2 (sti ) Was built.

(実施例17:mini sti含有プラスミド保持放線菌の酵素活性測定)
1326株のプロトプラストを、プラスミドpIJ702PLD−PLA2(コントロール),pPLDH−PLA2(sti)およびpPLDHmini−PLA2(mini sti)を用いてそれぞれ形質転換した。形質転換株を釣菌し、TSB(ts50)プレートに移植し培養した。増殖した菌をPLD培地7mlに植菌し、培養した(各4株ずつ)。定常期に達した培養物0.2mlをPLD培地50mlを含むバッフルフラスコで培養した。72時間培養後にPLA2の活性測定を行った。その結果を表4および図6に示す。表4に示すように、stiおよびmini stiを挿入したプラスミドで形質転換した放線菌は、非形質転換体のコントロールに比べ約1.5倍の活性を示した。このことは、stiまたはmini stiを挿入することにより、プラスミドの細胞あたりのコピー数が増加し、タンパク質生産性を向上させたことを示していると考えられた。
(Example 17: Measurement of enzyme activity of mini sty-containing plasmid-carrying actinomycetes)
Protoplasts of 1326 strain were transformed with plasmids pIJ702PLD-PLA2 (control), pPLDH-PLA2 (sti) and pPLDHmini-PLA2 (mini sti), respectively. The transformed strain was fished, transplanted to a TSB (ts50) plate, and cultured. The grown bacteria were inoculated into 7 ml of PLD medium and cultured (4 strains each). 0.2 ml of the culture that reached the stationary phase was cultured in a baffle flask containing 50 ml of PLD medium. PLA2 activity was measured after 72 hours of culture. The results are shown in Table 4 and FIG. As shown in Table 4, actinomycetes transformed with a plasmid inserted with sti and mini sti were about 1.5 times more active than non-transformant controls. This was considered to indicate that insertion of sti or mini sti increased the number of copies of the plasmid per cell and improved protein productivity.

Figure 2014207898
Figure 2014207898

本発明によれば、放線菌においてタンパク質の発現量を増加させることができる。したがって、本発明のプラスミドベクターを用いることにより、所望のタンパク質を大量に発現させることが可能になる。特に、放線菌は、有用な酵素の生産において非常に重要な微生物であるため、本発明の方法により、酵素などのタンパク質をより効率よく提供できるようになる。   According to the present invention, the expression level of a protein can be increased in actinomycetes. Therefore, a desired protein can be expressed in large quantities by using the plasmid vector of the present invention. In particular, actinomycetes are very important microorganisms in the production of useful enzymes, and thus the method of the present invention can provide proteins such as enzymes more efficiently.

Claims (15)

放線菌においてタンパク質を発現するためのプラスミドベクターであって、プロモーター、該タンパク質をコードするDNA断片を挿入するためのクローニングサイト、ターミネーター、およびsti含有断片を含む、プラスミドベクター。   A plasmid vector for expressing a protein in actinomycetes, comprising a promoter, a cloning site for inserting a DNA fragment encoding the protein, a terminator, and a sti-containing fragment. 前記sti含有断片が、配列番号1の27位〜226位までの塩基配列を含むDNA断片;配列番号1の27位〜226位までの塩基配列と少なくとも80%の配列同一性を有する塩基配列を含み、かつ上記ベクターのコピー数を増大し得る、DNA断片;または配列番号1の27位〜226位までの塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得るDNAを含み、かつ上記ベクターのコピー数を増大し得るDNA断片である、請求項1に記載のプラスミドベクター。   A DNA fragment, wherein the sti-containing fragment comprises a base sequence from positions 27 to 226 of SEQ ID NO: 1; a base sequence having at least 80% sequence identity with the base sequence from positions 27 to 226 of SEQ ID NO: 1 A DNA fragment that contains and can increase the copy number of the vector; or can hybridize under stringent conditions with DNA comprising a base sequence complementary to the base sequence from positions 27 to 226 of SEQ ID NO: 1 The plasmid vector according to claim 1, which is a DNA fragment containing DNA and capable of increasing the copy number of the vector. 前記プロモーターが、ホスホリパーゼD遺伝子のプロモーター、メタロエンドペプチダーゼ遺伝子のプロモーターおよびキシロース・イソメラーゼ遺伝子のプロモーターからなる群より選ばれる少なくとも1のプロモーターを含む断片である、請求項1または2のいずれかに記載のプラスミドベクター。   The promoter according to any one of claims 1 and 2, wherein the promoter is a fragment containing at least one promoter selected from the group consisting of a promoter of a phospholipase D gene, a promoter of a metalloendopeptidase gene, and a promoter of a xylose isomerase gene. Plasmid vector. 前記クローニングサイトに挿入された前記タンパク質をコードするDNA断片をさらに含む、請求項1から3のいずれかに記載のプラスミドベクター。   The plasmid vector according to any one of claims 1 to 3, further comprising a DNA fragment encoding the protein inserted into the cloning site. 前記タンパク質が、ホスホリパーゼA2、スフィンゴミエリナーゼまたはキトビアーゼである、請求項1から4のいずれかに記載のプラスミドベクター。   The plasmid vector according to any one of claims 1 to 4, wherein the protein is phospholipase A2, sphingomyelinase or chitobiase. 請求項4または5に記載のプラスミドベクターが組み込まれている組換え放線菌。   A recombinant actinomycetes into which the plasmid vector according to claim 4 or 5 is incorporated. 放線菌においてタンパク質を生産する方法であって、
請求項4または5に記載のプラスミドベクターで放線菌を形質転換する工程、
形質転換された該放線菌を培地中で培養する工程、および
得られた培養物から、該タンパク質を回収する工程
を含む、方法。
A method for producing proteins in actinomycetes,
Transforming actinomycetes with the plasmid vector according to claim 4 or 5,
A method comprising culturing the transformed actinomycetes in a medium, and recovering the protein from the obtained culture.
請求項4または5に記載のプラスミドベクターが導入された組換え放線菌。   A recombinant actinomycetes into which the plasmid vector according to claim 4 or 5 has been introduced. 前記sti含有断片が、配列番号1の1位〜411位までの塩基配列を含むDNA断片;配列番号1の1位〜411位までの塩基配列と少なくとも80%の配列同一性を有する塩基配列を含み、かつ上記ベクターのコピー数を増大し得る、DNA断片;または配列番号1の1位〜411位までの塩基配列に相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得るDNAを含み、かつ上記ベクターのコピー数を増大し得るDNA断片である、請求項1に記載のプラスミドベクター。   A DNA fragment wherein the sti-containing fragment comprises a base sequence from positions 1 to 411 of SEQ ID NO: 1; a base sequence having at least 80% sequence identity with the base sequence from positions 1 to 411 of SEQ ID NO: 1 A DNA fragment containing the above vector and capable of increasing the copy number of the vector; or capable of hybridizing under stringent conditions with DNA comprising a base sequence complementary to the base sequence from position 1 to position 411 of SEQ ID NO: 1 The plasmid vector according to claim 1, which is a DNA fragment containing DNA and capable of increasing the copy number of the vector. 前記プロモーターが、ホスホリパーゼD遺伝子のプロモーター、メタロエンドペプチダーゼ遺伝子のプロモーターおよびキシロース・イソメラーゼ遺伝子のプロモーターからなる群より選ばれる少なくとも1のプロモーターを含む断片である、請求項1または9のいずれかに記載のプラスミドベクター。   The promoter according to any one of claims 1 and 9, wherein the promoter is a fragment comprising at least one promoter selected from the group consisting of a promoter of a phospholipase D gene, a promoter of a metalloendopeptidase gene, and a promoter of a xylose isomerase gene. Plasmid vector. 前記クローニングサイトに挿入された前記タンパク質をコードするDNA断片をさらに含む、請求項1、9または10のいずれかに記載のプラスミドベクター。   The plasmid vector according to any one of claims 1, 9 and 10, further comprising a DNA fragment encoding the protein inserted into the cloning site. 前記タンパク質が、ホスホリパーゼA2、スフィンゴミエリナーゼまたはキトビアーゼである、請求項1、9〜11のいずれかに記載のプラスミドベクター。   The plasmid vector according to any one of claims 1 and 9 to 11, wherein the protein is phospholipase A2, sphingomyelinase, or chitobiase. 請求項11または12に記載のプラスミドベクターが組み込まれている組換え放線菌。   A recombinant actinomycetes in which the plasmid vector according to claim 11 or 12 is incorporated. 放線菌においてタンパク質を生産する方法であって、
請求項11または12に記載のプラスミドベクターで放線菌を形質転換する工程、
形質転換された該放線菌を培地中で培養する工程、および
得られた培養物から、該タンパク質を回収する工程
を含む、方法。
A method for producing proteins in actinomycetes,
Transforming actinomycetes with the plasmid vector according to claim 11 or 12,
A method comprising culturing the transformed actinomycetes in a medium, and recovering the protein from the obtained culture.
請求項11または12に記載のプラスミドベクターが導入された組換え放線菌。   A recombinant actinomycetes into which the plasmid vector according to claim 11 or 12 is introduced.
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