JP2020031573A - Method for maintaining plasmid in microorganisms - Google Patents

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明梨 横川
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Keita Fukui
啓太 福井
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Shuhei Hashiro
周平 羽城
和之 林
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和之 林
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Abstract

To provide a method for maintaining plasmid in microorganisms.SOLUTION: Decrease in an assimilation ability of sugar and compensation therefor with plasmid are combined, so that sugar functions as selection pressure, and plasmid can be maintained in microorganisms.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、微生物においてプラスミドを維持する方法およびその利用に関する。   The present invention relates to a method for maintaining a plasmid in a microorganism and its use.

生命工学の分野では、プラスミドを微生物に導入することにより微生物に所望の表現型を付与する技術が広く用いられている。   In the field of biotechnology, a technique for imparting a desired phenotype to a microorganism by introducing a plasmid into the microorganism is widely used.

導入したプラスミドを微生物において維持するためには、選択圧として、典型的には抗生物質が利用されている。しかしながら、抗生物質の利用は、コスト等の観点で問題がある。   In order to maintain the introduced plasmid in the microorganism, antibiotics are typically used as selective pressure. However, the use of antibiotics is problematic in terms of cost and the like.

そのため、抗生物質に代わる選択圧により微生物においてプラスミドを維持する技術が望まれている。そのような技術としては、例えば、栄養要求性等の表現型の欠陥をプラスミド上の遺伝子により補完する方法(特許文献1〜6)や、亜リン酸を唯一リン源として含有する培地で亜リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子を含むプラスミドを導入した微生物を培養する方法(特許文献7)が知られている。   Therefore, a technique for maintaining a plasmid in a microorganism by selective pressure instead of an antibiotic is desired. Such techniques include, for example, a method of complementing a phenotypic defect such as auxotrophy with a gene on a plasmid (Patent Literatures 1 to 6), or a method using a medium containing only phosphorous acid as a phosphorus source. A method of culturing a microorganism into which a plasmid containing an acid dehydrogenase gene has been introduced (Patent Document 7) is known.

また、Escherichia coliやCorynebacterium glutamicum等の細菌において、PTS(phosphotransferase system)や解糖系の酵素をコードする遺伝子を破壊することにより、糖を炭素源とする生育が低下することが知られている(非特許文献1〜6)。   It is also known that in bacteria such as Escherichia coli and Corynebacterium glutamicum, by disrupting genes encoding PTS (phosphotransferase system) and glycolytic enzymes, growth using sugar as a carbon source is known to be reduced ( Non-Patent Documents 1 to 6).

特開平6-086669JP 6-086669 特開平7-067685JP 7-067685 特表2004-517624Special table 2004-517624 特表2004-524817Special table 2004-524817 特開2006-067884JP2006-067884 特表2008-509677Special table 2008-509677 特開2017-195907JP 2017-195907

Lovingshimer MR, et al., Construction of an inducible, pfkA and pfkB deficient strain of Escherichia coli for the expression and purification of phosphofructokinase from bacterial sources. Protein Expr Purif. 2006 Apr;46(2):475-82.Lovingshimer MR, et al., Construction of an inducible, pfkA and pfkB deficient strain of Escherichia coli for the expression and purification of phosphofructokinase from bacterial sources.Protein Expr Purif. 2006 Apr; 46 (2): 475-82. Siedler S, et al., Reductive whole-cell biotransformation with Corynebacterium glutamicum: improvement of NADPH generation from glucose by a cyclized pentose phosphate pathway using pfkA and gapA deletion mutants. Appl Microbiol Biotechnol. 2013 Jan;97(1):143-52.Siedler S, et al., Reductive whole-cell biotransformation with Corynebacterium glutamicum: improvement of NADPH generation from glucose by a cyclized pentose phosphate pathway using pfkA and gapA deletion mutants.Appl Microbiol Biotechnol. 2013 Jan; 97 (1): 143-52 . Fong SS, et al., Latent pathway activation and increased pathway capacity enable Escherichia coli adaptation to loss of key metabolic enzymes. J Biol Chem. 2006 Mar 24;281(12):8024-33.Fong SS, et al., Latent pathway activation and increased pathway capacity enable Escherichia coli adaptation to loss of key metabolic enzymes.J Biol Chem. 2006 Mar 24; 281 (12): 8024-33. Lindner SN, et al., Phosphotransferase system-independent glucose utilization in corynebacterium glutamicum by inositol permeases and glucokinases. Appl Environ Microbiol. 2011 Jun;77(11):3571-81.Lindner SN, et al., Phosphotransferase system-independent glucose utilization in corynebacterium glutamicum by inositol permeases and glucokinases.Appl Environ Microbiol. 2011 Jun; 77 (11): 3571-81. Lindner SN, et al., Cg2091 encodes a polyphosphate/ATP-dependent glucokinase of Corynebacterium glutamicum. Appl Microbiol Biotechnol. 2010 Jun;87(2):703-13.Lindner SN, et al., Cg2091 encodes a polyphosphate / ATP-dependent glucokinase of Corynebacterium glutamicum.Appl Microbiol Biotechnol. 2010 Jun; 87 (2): 703-13. Moon MW, et al., Analyses of enzyme II gene mutants for sugar transport and heterologous expression of fructokinase gene in Corynebacterium glutamicum ATCC 13032. FEMS Microbiol Lett. 2005 Mar 15;244(2):259-66.Moon MW, et al., Analyses of enzyme II gene mutants for sugar transport and heterologous expression of fructokinase gene in Corynebacterium glutamicum ATCC 13032.FEMS Microbiol Lett. 2005 Mar 15; 244 (2): 259-66.

本発明は、微生物においてプラスミドを維持する方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a method for maintaining a plasmid in a microorganism.

本発明者らは、上記のような抗生物質に代わる選択圧を利用する技術は、培地組成の厳密な制御を要求し、例えば、半合成培地や天然培地を利用する培養系においては上首尾には機能しづらいことを見出した。一方、本発明者らは、炭素源として用いられる糖を微生物においてプラスミドを維持するための選択圧として利用できることを見出し、本発明を完成させた。   The present inventors have found that techniques using selective pressure instead of antibiotics as described above require strict control of the medium composition, and have been successfully used in culture systems using semi-synthetic or natural media, for example. Found it difficult to function. On the other hand, the present inventors have found that a sugar used as a carbon source can be used as selective pressure for maintaining a plasmid in a microorganism, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下の通り例示できる。
[1]
微生物においてプラスミドを維持する方法であって、
糖を含有する培地でプラスミドを有する微生物を培養する工程を含み、
前記微生物が、前記糖の資化能が非改変株と比較して低下するように改変されており、
前記プラスミドが、前記低下した資化能を補完する第1の塩基配列を含む、方法。
[2]
目的物質の製造方法であって、
糖を含有する培地で目的物質生産能とプラスミドを有する微生物を培養して該目的物質を生成する工程を含み、
前記微生物が、前記糖の資化能が非改変株と比較して低下するように改変されており、
前記プラスミドが、前記低下した資化能を補完する第1の塩基配列と前記目的物質の生産に有効な第2の塩基配列を含む、方法。
[3]
前記培地が、さらに、前記目的物質の前駆体を含む、前記方法。
[4]
目的物質の製造方法であって、
糖を含有する培地で目的物質生産能とプラスミドを有する微生物を培養して該プラスミドを有する菌体を生成する工程、および
前記菌体を利用して前記目的物質の前駆体を該目的物質に変換する工程を含み、
前記微生物が、前記糖の資化能が非改変株と比較して低下するように改変されており、
前記プラスミドが、前記低下した資化能を補完する第1の塩基配列と前記目的物質の生産に有効な第2の塩基配列を含む、方法。
[5]
さらに、前記目的物質を回収することを含む、前記方法。
[6]
前記資化能が、前記糖の資化に関与するタンパク質P1の活性が低下することにより、低下した、前記方法。
[7]
前記タンパク質P1の活性が、該タンパク質をコードする遺伝子の発現を低下させることにより、または該遺伝子を破壊することにより、低下した、前記方法。
[8]
前記タンパク質P1の活性が、該タンパク質のアミノ酸配列の一部または全部の欠失に
より、低下した、前記方法。
[9]
前記第1の塩基配列が、前記糖の資化に関与するタンパク質P2をコードする遺伝子である、前記方法。
[10]
前記タンパク質P1およびP2が、それぞれ、前記糖の取り込み系および前記糖の代謝酵素から選択されるタンパク質である、前記方法。
[11]
前記タンパク質P1およびP2が、それぞれ、解糖系の酵素から選択されるタンパク質である、前記方法。
[12]
前記タンパク質P1およびP2が、それぞれ、6−ホスホフルクトキナーゼである、前記方法。
[13]
前記6−ホスホフルクトキナーゼが、それぞれ、下記(a)、(b)、または(c)に記載のタンパク質である、前記方法:
(a)配列番号38、72、または74に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(b)配列番号38、72、または74に示すアミノ酸配列において、1〜10個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むアミノ酸配列を含み、且つ、6−ホスホフルクトキナーゼ活性を有するタンパク質;
(c)配列番号38、72、または74に示す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含み、且つ、6−ホスホフルクトキナーゼ活性を有するタンパク質。
[14]
前記第2の塩基配列が、活性の増大により目的物質生産能を付与または増強できるタンパク質をコードする遺伝子および前記目的物質をコードする遺伝子から選択される遺伝子である、前記方法。
[15]
前記活性の増大により目的物質生産能を付与または増強できるタンパク質が、前記目的物質の生合成酵素である、前記方法。
[16]
前記第2の塩基配列が、芳香族カルボン酸レダクターゼをコードする遺伝子である、前記方法。
[17]
前記目的物質が、SAM依存性代謝物、アルデヒド、L−アミノ酸、核酸、有機酸、γ−グルタミルペプチド、スフィンゴイド、タンパク質、RNAから選択される、前記方法。
[18]
前記目的物質が、バニリン、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド、バニリン酸、メラトニン、エルゴチオネイン、ムギネ酸、フェルラ酸、ポリアミン、グアイアコール、4−ビニルグアイアコール、4−エチルグアイアコール、クレアチン、L−メチオニンから選択される、前記方法。
[19]
前記前駆体が、プロトカテク酸、プロトカテクアルデヒド、バニリン酸、安息香酸、桂皮酸、L−トリプトファン、L−ヒスチジン、L−フェニルアラニン、L−チロシン、L−アルギニン、L−オルニチン、グリシンから選択される、前記方法。
[20]
前記目的物質がバニリン酸である、前記方法。
[21]
前記目的物質がバニリンであり、前記前駆体がバニリン酸である、前記方法。
[22]
前記糖が、グルコースまたはスクロースである、前記方法。
[23]
前記微生物が、細菌または酵母である、前記方法。
[24]
前記微生物が、コリネ型細菌または腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の細菌である、前記方法。
[25]
前記微生物が、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属細菌またはエシェリヒア(Escherichia)属細菌である、前記方法。
[26]
前記微生物が、コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium glutamicum)またはエシェリヒア・コリ(Escherichia coli)である、前記方法。
[27]
前記培地が、抗生物質を実質的に含有しない、前記方法。
That is, the present invention can be exemplified as follows.
[1]
A method of maintaining a plasmid in a microorganism, comprising:
Culturing a microorganism having a plasmid in a medium containing a sugar,
The microorganism has been modified such that the assimilation ability of the sugar is reduced as compared to an unmodified strain,
The method, wherein the plasmid comprises a first nucleotide sequence that complements the reduced assimilation ability.
[2]
A method for producing a target substance,
Culturing a microorganism having a target substance-producing ability and a plasmid in a medium containing a sugar to produce the target substance,
The microorganism has been modified such that the assimilation ability of the sugar is reduced as compared to an unmodified strain,
A method, wherein the plasmid comprises a first nucleotide sequence that complements the reduced assimilation ability and a second nucleotide sequence that is effective for producing the target substance.
[3]
The above method, wherein the medium further comprises a precursor of the target substance.
[4]
A method for producing a target substance,
Culturing a microorganism having the plasmid with the target substance-producing ability in a medium containing the sugar to produce cells having the plasmid; and converting the precursor of the target substance into the target substance using the cells. Including the step of
The microorganism has been modified such that the assimilation ability of the sugar is reduced as compared to an unmodified strain,
A method, wherein the plasmid comprises a first nucleotide sequence that complements the reduced assimilation ability and a second nucleotide sequence that is effective for producing the target substance.
[5]
The method further comprising recovering the target substance.
[6]
The above method, wherein the assimilation ability is reduced due to a decrease in the activity of the protein P1 involved in the assimilation of the sugar.
[7]
The above method, wherein the activity of the protein P1 is reduced by reducing the expression of a gene encoding the protein or by disrupting the gene.
[8]
The above method, wherein the activity of the protein P1 has been reduced by deletion of part or all of the amino acid sequence of the protein.
[9]
The above method, wherein the first base sequence is a gene encoding a protein P2 involved in the assimilation of the sugar.
[10]
The above method, wherein the proteins P1 and P2 are proteins selected from the sugar uptake system and the sugar metabolizing enzyme, respectively.
[11]
The above method, wherein the proteins P1 and P2 are each a protein selected from glycolytic enzymes.
[12]
The above method, wherein the proteins P1 and P2 are each 6-phosphofructokinase.
[13]
The method, wherein the 6-phosphofructokinase is a protein described in the following (a), (b), or (c), respectively:
(A) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38, 72, or 74;
(B) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 38, 72 or 74, which comprises an amino acid sequence containing substitution, deletion, insertion and / or addition of 1 to 10 amino acid residues, and A protein having an actokinase activity;
(C) a protein comprising an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38, 72, or 74, and having 6-phosphofructokinase activity.
[14]
The above method, wherein the second nucleotide sequence is a gene selected from a gene encoding a protein capable of imparting or enhancing a target substance producing ability by increasing activity and a gene encoding the target substance.
[15]
The above method, wherein the protein capable of imparting or enhancing the target substance-producing ability by increasing the activity is a biosynthetic enzyme of the target substance.
[16]
The above method, wherein the second nucleotide sequence is a gene encoding aromatic carboxylate reductase.
[17]
The above method, wherein the target substance is selected from SAM-dependent metabolites, aldehydes, L-amino acids, nucleic acids, organic acids, γ-glutamyl peptides, sphingoids, proteins, and RNA.
[18]
The target substance is selected from vanillin, benzaldehyde, cinnamaldehyde, vanillic acid, melatonin, ergothioneine, mugineic acid, ferulic acid, polyamine, guaiacol, 4-vinylguaiacol, 4-ethylguaiacol, creatine, L-methionine; Method.
[19]
The precursor is selected from protocatechuic acid, protocatechualdehyde, vanillic acid, benzoic acid, cinnamic acid, L-tryptophan, L-histidine, L-phenylalanine, L-tyrosine, L-arginine, L-ornithine, glycine. , Said method.
[20]
The above method, wherein the target substance is vanillic acid.
[21]
The above method, wherein the target substance is vanillin, and the precursor is vanillic acid.
[22]
The above method, wherein the sugar is glucose or sucrose.
[23]
The above method, wherein the microorganism is a bacterium or a yeast.
[24]
The above method, wherein the microorganism is a coryneform bacterium or a bacterium of the family Enterobacteriaceae.
[25]
The above method, wherein the microorganism is a bacterium belonging to the genus Corynebacterium or a bacterium belonging to the genus Escherichia.
[26]
The above method, wherein the microorganism is Corynebacterium glutamicum or Escherichia coli.
[27]
The above method, wherein the medium is substantially free of antibiotics.

本発明により、微生物においてプラスミドを維持することができる。また、一態様においては、本発明により、微生物においてプラスミドを維持し、目的物質を製造することができる。   According to the present invention, a plasmid can be maintained in a microorganism. Further, in one aspect, the present invention enables production of a target substance by maintaining a plasmid in a microorganism.

プラスミドpBS4SΔrncの構築手順を示す図。The figure which shows the construction procedure of plasmid pBS4S (DELTA) rnc. rnc遺伝子欠損確認のためのアガロースゲル電気泳動図(写真)。Agarose gel electrophoresis diagram (photo) for confirmation of rnc gene deletion. プラスミドpVC7-sacBの構築手順を示す図。The figure which shows the construction procedure of plasmid pVC7-sacB. プラスミドpBS4SΔpfkAの構築手順を示す図。The figure which shows the construction procedure of plasmid pBS4S (DELTA) pfkA. pfkA遺伝子欠損確認のためのアガロースゲル電気泳動図(写真)。Agarose gel electrophoresis diagram for confirming pfkA gene deletion (photograph). プラスミドpVC7-Pf1-Hv-iapの構築手順を示す図。The figure which shows the construction procedure of plasmid pVC7-Pf1-Hv-iap. プラスミドpVC7-Pf1-Hv-iap-Pf1revの構築手順を示す図。The figure which shows the construction procedure of plasmid pVC7-Pf1-Hv-iap-Pf1rev. プラスミドpVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Pbl-pfkA、pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-PmsrA-pfkA、およびpVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Plac-pfkAの構築手順を示す図。The figure which shows the construction procedure of plasmid pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Pbl-pfkA, pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-PmsrA-pfkA, and pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Plac-pfkA. 抗生物質無添加培養系におけるdsRNAの生産結果を示す電気泳動図(写真)。Electropherogram (photograph) showing the results of dsRNA production in a culture system without antibiotics. プラスミドpPK4-Pbl-pfkA-dGFPおよびpPK4-Plac-pfkA-dGFPの構築手順を示す図。The figure which shows the construction procedure of plasmid pPK4-Pbl-pfkA-dGFP and pPK4-Plac-pfkA-dGFP. 抗生物質無添加培養系におけるGFPの生産結果を示す図(写真)。FIG. 4 shows the results of GFP production in a culture system without antibiotics (photograph).

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本明細書に記載の方法においては、糖を選択圧として微生物においてプラスミドを維持することができる。すなわち、本明細書に記載の方法は、糖を選択圧として微生物においてプラスミドを維持する方法である。   In the methods described herein, the plasmid can be maintained in the microorganism using sugar as the selective pressure. That is, the method described herein is a method of maintaining a plasmid in a microorganism by using sugar as a selective pressure.

「微生物においてプラスミドが維持される」とは、プラスミドを有する微生物の培養の際に微生物においてプラスミドが維持されることを意味する。すなわち、「微生物においてプラスミドが維持される」とは、言い換えると、プラスミドを保持したまま微生物が生育(増殖)することを意味してよく、また、培養によりプラスミドを有する菌体が生成することを意味してよい。プラスミドの維持は、例えば、プラスミドを保持したままの細胞が、プラスミドの脱落した細胞よりも優先的に生育できることによるものであってよい。微生物においてプラスミドが維持されることを、「プラスミドの安定化」ともいう。プラスミドの維持の程度は、培養の目的等の諸条件に応じて許容可能な限り、特に制限されな
い。「微生物においてプラスミドが維持される」とは、具体的には、例えば、プラスミドを有する微生物を培養した際に、培養後の菌体の内のプラスミドを保持する菌体の比率が50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上、97%以上、99%以上、99.5%以上、99.7%以上、または99.9%以上であることを意味してもよい。また、「微生物においてプラスミドが維持される」とは、具体的には、例えば、プラスミドを有する微生物を培養した際に、培養後の菌体における菌体当たりのプラスミドの平均コピー数が、培養前の菌体(すなわち植菌時の菌体)における菌体当たりのプラスミドの平均コピー数の50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上、97%以上、99%以上、99.5%以上、99.7%以上、または99.9%以上であることを意味してもよい。
The phrase "plasmid is maintained in a microorganism" means that the plasmid is maintained in the microorganism during culture of the microorganism having the plasmid. That is, "the plasmid is maintained in the microorganism" may, in other words, mean that the microorganism grows (proliferates) while retaining the plasmid, and that the culturing produces bacterial cells having the plasmid. It may mean. Plasmid maintenance may be due, for example, to the ability of cells that retain the plasmid to grow preferentially over cells that have lost the plasmid. Maintaining the plasmid in the microorganism is also referred to as "plasmid stabilization". The degree of maintenance of the plasmid is not particularly limited as long as it is allowable according to various conditions such as the purpose of culture. "The plasmid is maintained in the microorganism" means, specifically, for example, when a microorganism having the plasmid is cultured, the ratio of the cells holding the plasmid in the cultured cells is 50% or more, It may mean 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, 99% or more, 99.5% or more, 99.7% or more, or 99.9% or more. The phrase "plasmid is maintained in a microorganism" specifically means that, for example, when a microorganism having a plasmid is cultured, the average copy number of the plasmid per cell in the cultured cells is determined before culture. 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more of the average number of copies of the plasmid per cell in the cells (ie, the cells at the time of inoculation) , 99% or more, 99.5% or more, 99.7% or more, or 99.9% or more.

「糖を選択圧として微生物においてプラスミドが維持される」とは、糖の存在に依拠して微生物においてプラスミドが維持されることを意味する。すなわち、「糖を選択圧として微生物においてプラスミドが維持される」とは、具体的には、糖の存在下で微生物を培養した場合にプラスミドが維持されることを意味してよい。「糖を選択圧として微生物においてプラスミドが維持される」とは、より具体的には、糖の非存在下で微生物を培養した場合にはプラスミドが維持されない(すなわち、「微生物においてプラスミドが維持される」という条件を満たさない)が、糖の存在下で微生物を培養した場合にはプラスミドが維持されることを意味してもよい。「糖を選択圧として微生物においてプラスミドが維持される」とは、さらに具体的には、糖の非存在下で微生物を培養した場合には他の選択圧を使用しないとプラスミドが維持されない(すなわち、「微生物においてプラスミドが維持される」という条件を満たさない)が、糖の存在下で微生物を培養した場合には他の選択圧を使用しなくてもプラスミドが維持されることを意味してもよい。   The phrase "plasmid is maintained in a microorganism using sugar as a selective pressure" means that the plasmid is maintained in the microorganism depending on the presence of the sugar. That is, "the plasmid is maintained in the microorganism with the sugar as the selective pressure" may specifically mean that the plasmid is maintained when the microorganism is cultured in the presence of the sugar. More specifically, "plasmid is maintained in a microorganism using sugar as a selective pressure" means, more specifically, that the plasmid is not maintained when the microorganism is cultured in the absence of sugar (i.e., "the plasmid is maintained in the microorganism. May not mean that the plasmid is maintained when the microorganism is cultured in the presence of sugar. More specifically, "plasmid is maintained in a microorganism using sugar as a selective pressure" means, more specifically, that when a microorganism is cultured in the absence of sugar, the plasmid is not maintained without using another selective pressure (ie, Does not satisfy the condition that “plasmid is maintained in microorganism”), but means that the plasmid is maintained without using any other selective pressure when the microorganism is cultured in the presence of sugar. Is also good.

本明細書に記載の方法においては、具体的には、糖の資化能の低下とプラスミドによるその補完とを組み合わせることにより、糖が選択圧として機能し、以て微生物においてプラスミドを維持することができる。すなわち、微生物としては、糖の資化能が低下するように改変されたものを用いることができる。また、プラスミドとしては、低下した糖の資化能を補完する塩基配列(第1の塩基配列)を有するもの用いることができる。   In the method described herein, specifically, the combination of reduced sugar assimilation and its complementation by a plasmid allows the sugar to function as a selective pressure, thereby maintaining the plasmid in the microorganism. Can be. That is, as the microorganism, a microorganism modified so as to reduce the assimilation ability of sugar can be used. As the plasmid, those having a base sequence (first base sequence) that complements the reduced ability to assimilate sugar can be used.

すなわち、本明細書に記載の方法は、具体的には、下記の方法であってよい:
微生物においてプラスミドを維持する方法であって、
糖を含有する培地でプラスミドを有する微生物を培養する工程を含み、
前記微生物が、前記糖の資化能が非改変株と比較して低下するように改変されており、
前記プラスミドが、前記低下した資化能を補完する第1の塩基配列を含む、方法。
That is, the method described herein may be specifically the following method:
A method of maintaining a plasmid in a microorganism, comprising:
Culturing a microorganism having a plasmid in a medium containing a sugar,
The microorganism has been modified such that the assimilation ability of the sugar is reduced as compared to an unmodified strain,
The method, wherein the plasmid comprises a first nucleotide sequence that complements the reduced assimilation ability.

また、微生物が目的物質生産能を有する場合、本明細書に記載の方法を利用して目的物質を製造することもできる。すなわち、微生物が目的物質生産能を有する場合、上記のようにして培養を実施することにより、または上記のような培養により得られる菌体を利用することにより、目的物質を製造することができる。すなわち、本明細書に記載の方法の一態様は、目的物質の製造方法である。目的物質の生産に目的物質を製造する場合、プラスミドとしては、目的物質の生産に有効な塩基配列(第2の塩基配列)をさらに有するもの用いることができる。   In addition, when the microorganism has a target substance-producing ability, the target substance can be produced using the method described in the present specification. That is, when the microorganism has the target substance-producing ability, the target substance can be produced by culturing as described above or by utilizing the cells obtained by the culturing as described above. That is, one embodiment of the method described in this specification is a method for producing a target substance. When the target substance is produced for producing the target substance, a plasmid further having a base sequence (second base sequence) effective for producing the target substance can be used.

すなわち、目的物質の製造方法の一態様は、下記の方法であってよい:
目的物質の製造方法であって、
糖を含有する培地で目的物質生産能とプラスミドを有する微生物を培養して該目的物質を生成する工程を含み、
前記微生物が、前記糖の資化能が非改変株と比較して低下するように改変されており、
前記プラスミドが、前記低下した資化能を補完する第1の塩基配列と前記目的物質の生産に有効な第2の塩基配列を含む、方法。
That is, one embodiment of the method for producing the target substance may be the following method:
A method for producing a target substance,
Culturing a microorganism having a target substance-producing ability and a plasmid in a medium containing a sugar to produce the target substance,
The microorganism has been modified such that the assimilation ability of the sugar is reduced as compared to an unmodified strain,
A method, wherein the plasmid comprises a first nucleotide sequence that complements the reduced assimilation ability and a second nucleotide sequence that is effective for producing the target substance.

また、目的物質の製造方法の一態様は、下記の方法であってもよい:
目的物質の製造方法であって、
糖を含有する培地で目的物質生産能とプラスミドを有する微生物を培養して該プラスミドを有する菌体を生成する工程、および
前記菌体を利用して前記目的物質を生成する工程を含み、
前記微生物が、前記糖の資化能が非改変株と比較して低下するように改変されており、
前記プラスミドが、前記低下した資化能を補完する第1の塩基配列と前記目的物質の生産に有効な第2の塩基配列を含む、方法。
Further, one embodiment of the method for producing the target substance may be the following method:
A method for producing a target substance,
Culturing a microorganism having the plasmid with the target substance-producing ability in a medium containing the sugar to produce cells having the plasmid, and
The microorganism has been modified such that the assimilation ability of the sugar is reduced as compared to an unmodified strain,
A method, wherein the plasmid comprises a first nucleotide sequence that complements the reduced assimilation ability and a second nucleotide sequence that is effective for producing the target substance.

上記微生物を、「本明細書に記載の微生物」ともいう。上記プラスミドを、「本明細書に記載のプラスミド」ともいう。   The above microorganism is also referred to as “the microorganism described in this specification”. The above plasmid is also referred to as “plasmid described in this specification”.

<1>微生物
本明細書に記載の微生物は、糖の資化能が低下するように改変された、本明細書に記載のプラスミドを有する微生物である。
<1> Microorganism The microorganism described in the present specification is a microorganism having the plasmid described in the present specification, which is modified so as to reduce the ability to assimilate sugar.

本明細書に記載の微生物は、糖を選択圧としてプラスミドを維持できる限り、さらに、その他の任意の性質(例えば改変)を有していてよい。微生物は、例えば、目的物質生産能を有していてもよく、いなくてもよい。また、微生物は、例えば、アミノ酸要求性等の栄養要求性を有していてもよく、いなくてもよい。また、微生物は、例えば、他のプラスミド(すなわち、本明細書に記載のプラスミド以外のプラスミド)を有していてもよく、いなくてもよい。   The microorganism described herein may further have any other property (for example, modification) as long as the plasmid can be maintained using sugar as a selective pressure. The microorganism may or may not have a target substance-producing ability, for example. Further, the microorganism may or may not have auxotrophy such as amino acid requirement. Also, the microorganism may or may not have, for example, another plasmid (ie, a plasmid other than the plasmids described herein).

本明細書に記載の微生物は、下記のような微生物に対し糖の資化能の低下や本明細書に記載のプラスミドの導入等の改変を実施することにより、構築することができる。すなわち、本明細書に記載の微生物は、下記のような微生物に由来する改変株であってよい。微生物を構築するための改変は、任意の順番で実施することができる。例えば、糖の資化能が低下するように微生物を改変し、その後、本明細書に記載のプラスミドを導入してよい。なお、本明細書に記載の微生物またはそれを構築するための親株を、「宿主」ともいう。   The microorganisms described in the present specification can be constructed by modifying the following microorganisms, such as reducing the ability to assimilate sugar and introducing the plasmids described in the present specification. That is, the microorganism described in the present specification may be a modified strain derived from the following microorganism. Modifications for constructing microorganisms can be performed in any order. For example, a microorganism may be modified to reduce its ability to assimilate sugar, and then the plasmid described herein may be introduced. The microorganism described in this specification or a parent strain for constructing the microorganism is also referred to as a “host”.

<1−1>親株として用いられる微生物
本明細書に記載の微生物を構築するための親株として用いられる微生物は、特に制限されない。微生物としては、細菌や酵母が挙げられる。
<1-1> Microorganism used as parent strain The microorganism used as a parent strain for constructing the microorganism described in this specification is not particularly limited. Microorganisms include bacteria and yeast.

細菌としては、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)に属する細菌やコリネ型細菌が挙げられる。   Bacteria include bacteria belonging to the family Enterobacteriaceae and coryneform bacteria.

腸内細菌科に属する細菌としては、エシェリヒア(Escherichia)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、パントエア(Pantoea)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、セラチア(Serratia)属、エルビニア(Erwinia)属、フォトラブダス(Photorhabdus)属、プロビデンシア(Providencia)属、サルモネラ(Salmonella)属、モルガネラ(Morganella)等の属に属する細菌が挙げられる。具体的には、NCBI(National Center for Biotechnology Information)のデータベース(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?id=91347)で用いられている分類法により腸内細菌科に分類されている細菌を用いることができる。   Examples of bacteria belonging to the Enterobacteriaceae family include the genus Escherichia, the genus Enterobacter, the genus Pantoea, the genus Klebsiella, the genus Serratia, the genus Erwinia, and the photolabdas. Bacteria belonging to the genus (Photorhabdus), the genus Providencia, the genus Salmonella, the genus Morganella, and the like. Specifically, the classification method used in the NCBI (National Center for Biotechnology Information) database (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?id=91347) Bacteria classified in the Enterobacteriaceae family can be used.

エシェリヒア属細菌としては、特に制限されないが、微生物学の専門家に知られている分類によりエシェリヒア属に分類されている細菌が挙げられる。エシェリヒア属細菌とし
ては、例えば、Neidhardtらの著書(Backmann, B. J. 1996. Derivations and Genotypes
of some mutant derivatives of Escherichia coli K-12, p. 2460-2488. Table 1. In F. D. Neidhardt (ed.), Escherichia coli and Salmonella Cellular and Molecular Biology/Second Edition, American Society for Microbiology Press, Washington, D.C.)に記載されたものが挙げられる。エシェリヒア属細菌としては、例えば、エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)が挙げられる。エシェリヒア・コリとして、具体的には、例えば、W3110株(ATCC 27325)やMG1655株(ATCC 47076)等のエシェリヒア・コリK-12株;エシェリヒア・コリK5株(ATCC 23506);BL21(DE3)株等のエシェリヒア・コリB株;およびそれらの派生株が挙げられる。
Examples of the bacterium belonging to the genus Escherichia include, but are not particularly limited to, bacteria classified into the genus Escherichia according to the classification known to experts in microbiology. Examples of bacteria belonging to the genus Escherichia include, for example, the book by Neidhardt et al. (Backmann, BJ 1996. Derivations and Genotypes
of some mutant derivatives of Escherichia coli K-12, p. 2460-2488.Table 1.In FD Neidhardt (ed.), Escherichia coli and Salmonella Cellular and Molecular Biology / Second Edition, American Society for Microbiology Press, Washington, DC) Described in the above. Examples of the bacterium belonging to the genus Escherichia include, for example, Escherichia coli. Specific examples of Escherichia coli include, for example, Escherichia coli K-12 strains such as W3110 strain (ATCC 27325) and MG1655 strain (ATCC 47076); Escherichia coli K5 strain (ATCC 23506); BL21 (DE3) strain Escherichia coli B strain; and derivatives thereof.

エンテロバクター属細菌としては、特に制限されないが、微生物学の専門家に知られている分類によりエンテロバクター属に分類されている細菌が挙げられる。エンテロバクター属細菌としては、例えば、エンテロバクター・アグロメランス(Enterobacter agglomerans)やエンテロバクター・アエロゲネス(Enterobacter aerogenes)が挙げられる。エンテロバクター・アグロメランスとして、具体的には、例えば、エンテロバクター・アグロメランスATCC12287株が挙げられる。エンテロバクター・アエロゲネスとして、具体的には、例えば、エンテロバクター・アエロゲネスATCC13048株、NBRC12010株(Biotechonol Bioeng. 2007 Mar 27; 98(2) 340-348)、AJ110637株(FERM BP-10955)が挙げられる。また、エンテロバクター属細菌としては、例えば、欧州特許出願公開EP0952221号明細書に記載されたものが挙げられる。なお、Enterobacter agglomeransには、Pantoea agglomeransと分類されているものも存在する。   Examples of the Enterobacter bacteria include, but are not particularly limited to, bacteria classified into the genus Enterobacter according to classifications known to experts in microbiology. Examples of the Enterobacter bacteria include, for example, Enterobacter agglomerans and Enterobacter aerogenes. Specific examples of Enterobacter agglomerans include, for example, Enterobacter agglomerans ATCC12287 strain. Specific examples of Enterobacter aerogenes include, for example, Enterobacter aerogenes ATCC13048 strain, NBRC12010 strain (Biotechonol Bioeng. 2007 Mar 27; 98 (2) 340-348), and AJ110637 strain (FERM BP-10955). . Examples of Enterobacter bacteria include, for example, those described in European Patent Application Publication No. EP0952221. Some Enterobacter agglomerans are classified as Pantoea agglomerans.

パントエア属細菌としては、特に制限されないが、微生物学の専門家に知られている分類によりパントエア属に分類されている細菌が挙げられる。パントエア属細菌としては、例えば、パントエア・アナナティス(Pantoea ananatis)、パントエア・スチューアルティ(Pantoea stewartii)、パントエア・アグロメランス(Pantoea agglomerans)、パントエア・シトレア(Pantoea citrea)が挙げられる。パントエア・アナナティスとして、具体的には、例えば、パントエア・アナナティスLMG20103株、AJ13355株(FERM BP-6614)、AJ13356株(FERM BP-6615)、AJ13601株(FERM BP-7207)、SC17株(FERM BP-11091)、SC17(0)株(VKPM B-9246)、及びSC17sucA株(FERM BP-8646)が挙げられる。なお、エンテロバクター属細菌やエルビニア属細菌には、パントエア属に再分類されたものもある(Int. J. Syst. Bacteriol., 39, 337-345(1989); Int. J. Syst. Bacteriol., 43, 162-173 (1993))。例えば、エンテロバクター・アグロメランスのある種のものは、最近、16S rRNAの塩基配列分析等に基づき、パントエア・アグロメランス、パントエア・アナナティス、パントエア・ステワルティイ等に再分類された(Int. J. Syst. Bacteriol., 39, 337-345(1989))。パントエア属細菌には、このようにパントエア属に再分類された細菌も包含されてよい。   Examples of the Pantoea bacteria include, but are not particularly limited to, bacteria classified into Pantoea by a classification known to experts in microbiology. Examples of the Pantoea bacteria include, for example, Pantoea ananatis, Pantoea stewartii, Pantoea agglomerans, and Pantoea citrea. Specific examples of Pantoea ananatis include Pantoea ananatis LMG20103, AJ13355 (FERM BP-6614), AJ13356 (FERM BP-6615), AJ13601 (FERM BP-7207), and SC17 (FERM BP-7207). -11091), SC17 (0) strain (VKPM B-9246), and SC17sucA strain (FERM BP-8646). Some Enterobacter and Erbinia bacteria have been reclassified as Pantoea (Int. J. Syst. Bacteriol., 39, 337-345 (1989); Int. J. Syst. Bacteriol. , 43, 162-173 (1993)). For example, certain species of Enterobacter agglomerans have recently been reclassified into Pantoea agglomerans, Pantoea ananatis, Pantoea stewartii, etc. based on 16S rRNA nucleotide sequence analysis (Int. J. Syst. Bacteriol). ., 39, 337-345 (1989)). Bacteria of the genus Pantoea may also include bacteria that have thus been reclassified into the genus Pantoea.

エルビニア属細菌としては、エルビニア・アミロボーラ(Erwinia amylovora)、エルビニア・カロトボーラ(Erwinia carotovora)が挙げられる。クレブシエラ属細菌としては、クレブシエラ・プランティコーラ(Klebsiella planticola)が挙げられる。   Examples of the bacteria belonging to the genus Erwinia include Erwinia amylovora and Erwinia carotovora. Examples of Klebsiella bacteria include Klebsiella planticola.

コリネ型細菌としては、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、ブレビバクテリウム(Brevibacterium)属、およびミクロバクテリウム(Microbacterium)属等の属に属する細菌が挙げられる。   Examples of the coryneform bacterium include bacteria belonging to genera such as Corynebacterium, Brevibacterium, and Microbacterium.

コリネ型細菌としては、具体的には、下記のような種が挙げられる。
コリネバクテリウム・アセトアシドフィラム(Corynebacterium acetoacidophilum)
コリネバクテリウム・アセトグルタミカム(Corynebacterium acetoglutamicum)
コリネバクテリウム・アルカノリティカム(Corynebacterium alkanolyticum)
コリネバクテリウム・カルナエ(Corynebacterium callunae)
コリネバクテリウム・クレナタム(Corynebacterium crenatum)
コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium glutamicum)
コリネバクテリウム・リリウム(Corynebacterium lilium)
コリネバクテリウム・メラセコーラ(Corynebacterium melassecola)
コリネバクテリウム・サーモアミノゲネス(コリネバクテリウム・エフィシエンス)(Corynebacterium thermoaminogenes (Corynebacterium efficiens))
コリネバクテリウム・ハーキュリス(Corynebacterium herculis)
ブレビバクテリウム・ディバリカタム(コリネバクテリウム・グルタミカム)(Brevibacterium divaricatum (Corynebacterium glutamicum))
ブレビバクテリウム・フラバム(コリネバクテリウム・グルタミカム)(Brevibacterium
flavum (Corynebacterium glutamicum))
ブレビバクテリウム・イマリオフィラム(Brevibacterium immariophilum)
ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム(コリネバクテリウム・グルタミカム)(Brevibacterium lactofermentum (Corynebacterium glutamicum))
ブレビバクテリウム・ロゼウム(Brevibacterium roseum)
ブレビバクテリウム・サッカロリティカム(Brevibacterium saccharolyticum)
ブレビバクテリウム・チオゲニタリス(Brevibacterium thiogenitalis)
コリネバクテリウム・アンモニアゲネス(コリネバクテリウム・スタティオニス)(Corynebacterium ammoniagenes (Corynebacterium stationis))
ブレビバクテリウム・アルバム(Brevibacterium album)
ブレビバクテリウム・セリナム(Brevibacterium cerinum)
ミクロバクテリウム・アンモニアフィラム(Microbacterium ammoniaphilum)
Specific examples of the coryneform bacterium include the following species.
Corynebacterium acetoacidophilum
Corynebacterium acetoglutamicum
Corynebacterium alkanolyticum
Corynebacterium callunae
Corynebacterium crenatum
Corynebacterium glutamicum
Corynebacterium lilium
Corynebacterium melassecola
Corynebacterium thermoaminogenes (Corynebacterium efficiens)
Corynebacterium herculis
Brevibacterium divaricatum (Corynebacterium glutamicum)
Brevibacterium flavum (Corynebacterium glutamicum)
flavum (Corynebacterium glutamicum))
Brevibacterium immariophilum
Brevibacterium lactofermentum (Corynebacterium glutamicum)
Brevibacterium roseum
Brevibacterium saccharolyticum
Brevibacterium thiogenitalis
Corynebacterium ammoniagenes (Corynebacterium stationis)
Brevibacterium album
Brevibacterium cerinum
Microbacterium ammoniaphilum

コリネ型細菌としては、具体的には、下記のような菌株が挙げられる。
Corynebacterium acetoacidophilum ATCC 13870
Corynebacterium acetoglutamicum ATCC 15806
Corynebacterium alkanolyticum ATCC 21511
Corynebacterium callunae ATCC 15991
Corynebacterium crenatum AS1.542
Corynebacterium glutamicum ATCC 13020, ATCC 13032, ATCC 13060, ATCC 13869, FERM BP-734
Corynebacterium lilium ATCC 15990
Corynebacterium melassecola ATCC 17965
Corynebacterium efficiens (Corynebacterium thermoaminogenes) AJ12340 (FERM BP-1539)
Corynebacterium herculis ATCC 13868
Brevibacterium divaricatum (Corynebacterium glutamicum) ATCC 14020
Brevibacterium flavum (Corynebacterium glutamicum) ATCC 13826, ATCC 14067, AJ12418(FERM BP-2205)
Brevibacterium immariophilum ATCC 14068
Brevibacterium lactofermentum (Corynebacterium glutamicum) ATCC 13869
Brevibacterium roseum ATCC 13825
Brevibacterium saccharolyticum ATCC 14066
Brevibacterium thiogenitalis ATCC 19240
Corynebacterium ammoniagenes (Corynebacterium stationis) ATCC 6871, ATCC 6872
Brevibacterium album ATCC 15111
Brevibacterium cerinum ATCC 15112
Microbacterium ammoniaphilum ATCC 15354
Specific examples of coryneform bacteria include the following strains.
Corynebacterium acetoacidophilum ATCC 13870
Corynebacterium acetoglutamicum ATCC 15806
Corynebacterium alkanolyticum ATCC 21511
Corynebacterium callunae ATCC 15991
Corynebacterium crenatum AS1.542
Corynebacterium glutamicum ATCC 13020, ATCC 13032, ATCC 13060, ATCC 13869, FERM BP-734
Corynebacterium lilium ATCC 15990
Corynebacterium melassecola ATCC 17965
Corynebacterium efficiens (Corynebacterium thermoaminogenes) AJ12340 (FERM BP-1539)
Corynebacterium herculis ATCC 13868
Brevibacterium divaricatum (Corynebacterium glutamicum) ATCC 14020
Brevibacterium flavum (Corynebacterium glutamicum) ATCC 13826, ATCC 14067, AJ12418 (FERM BP-2205)
Brevibacterium immariophilum ATCC 14068
Brevibacterium lactofermentum (Corynebacterium glutamicum) ATCC 13869
Brevibacterium roseum ATCC 13825
Brevibacterium saccharolyticum ATCC 14066
Brevibacterium thiogenitalis ATCC 19240
Corynebacterium ammoniagenes (Corynebacterium stationis) ATCC 6871, ATCC 6872
Brevibacterium album ATCC 15111
Brevibacterium cerinum ATCC 15112
Microbacterium ammoniaphilum ATCC 15354

なお、コリネバクテリウム属細菌には、従来ブレビバクテリウム属に分類されていたが、現在コリネバクテリウム属に統合された細菌(Int. J. Syst. Bacteriol., 41, 255(1991))も含まれる。また、コリネバクテリウム・スタティオニスには、従来コリネバクテリウム・アンモニアゲネスに分類されていたが、16S rRNAの塩基配列解析等によりコリネバクテリウム・スタティオニスに再分類された細菌も含まれる(Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 60, 874-879(2010))。   Bacteria of the genus Corynebacterium, which were previously classified into the genus Brevibacterium, also include bacteria that are now integrated into the genus Corynebacterium (Int. J. Syst. Bacteriol., 41, 255 (1991)). included. Corynebacterium stationis, which was previously classified as Corynebacterium ammoniagenes, also includes bacteria that have been reclassified as Corynebacterium stationis by 16S rRNA nucleotide sequence analysis or the like (Int. J Syst. Evol. Microbiol., 60, 874-879 (2010)).

酵母は出芽酵母であってもよく、分裂酵母であってもよい。酵母は、一倍体の酵母であってもよく、二倍体またはそれ以上の倍数性の酵母であってもよい。酵母としては、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)等のサッカロマイセス属、ピチア・シフェリイ(Pichia ciferrii)、ピチア・シドウィオラム(Pichia sydowiorum)、ピチア・パストリス(Pichia pastoris)等のピヒア属(ウィッカーハモマイセス(Wickerhamomyces)属ともいう)、キャンディダ・ユティリス(Candida utilis)等のキャンディダ属、ハンゼヌラ・ポリモルファ(Hansenula polymorpha)等のハンゼヌラ属、シゾサッカロマイセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)等のシゾサッカロマイセス属に属する酵母が挙げられる。   The yeast may be a budding yeast or a fission yeast. The yeast may be a haploid yeast, a diploid or higher ploidy yeast. Examples of yeast include Saccharomyces such as Saccharomyces cerevisiae; Pichia ciferrii; ), Yeast belonging to the genus Candida such as Candida utilis, the genus Hansenula such as Hansenula polymorpha, the genus Schizosaccharomyces such as Schizosaccharomyces pombe. Is mentioned.

これらの菌株は、例えば、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(住所12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852 P.O. Box 1549, Manassas, VA 20108, United States of America)より分譲を受けることが出来る。すなわち各菌株に対応する登録番号が付与されており、この登録番号を利用して分譲を受けることが出来る(http://www.atcc.org/参照)。各菌株に対応する登録番号は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションのカタログに記載されている。また、これらの菌株は、例えば、各菌株が寄託された寄託機関から入手することができる。   These strains can be obtained, for example, from the American Type Culture Collection (address 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852 P.O. Box 1549, Manassas, VA 20108, United States of America). That is, a registration number corresponding to each strain is assigned, and the strain can be ordered using this registration number (see http://www.atcc.org/). The registration number corresponding to each strain is described in the catalog of the American Type Culture Collection. These strains can be obtained, for example, from a depository institution where the strains are deposited.

<1−2>糖の資化能の低下
本明細書に記載の微生物は、糖の資化能が低下するように改変されている。微生物は、具体的には、糖の資化能が非改変株と比較して低下するように改変されている。「糖の資化能」とは、糖を利用して生育する能力を意味してよい。微生物においては、1種の糖の資化能が低下していてもよく、2種またはそれ以上の糖の資化能が低下していてもよい。微生物においては、少なくとも、選択圧として用いる糖の資化能が低下していればよい。
<1-2> Decrease in assimilation ability of sugar The microorganism described in the present specification has been modified so as to decrease assimilation ability of sugar. The microorganism is specifically modified so that the ability to assimilate sugar is reduced as compared to the unmodified strain. “Sugar assimilation ability” may mean the ability to grow using sugar. In microorganisms, the assimilation ability of one kind of sugar may be reduced, or the assimilation ability of two or more kinds of sugars may be decreased. In the microorganism, at least the assimilation ability of the sugar used as the selective pressure may be reduced.

糖の資化能の低下の程度は、糖を選択圧としてプラスミドを維持できる限り、特に制限されない。糖の資化能は、完全に欠損してもよく、そうでなくてもよい。糖の資化能の低下は、例えば、糖を唯一炭素源として微生物を培養した際の生育の低下として測定することができる。「糖の資化能が低下する」とは、具体的には、例えば、糖を唯一炭素源とする液体最少培地で培養した際の改変株(すなわち、糖の資化能が低下するように改変した後の株)の比増殖速度が、非改変株(すなわち、糖の資化能が低下するように改変する前の株)の50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、10%以下、5%以下、2%以下、または1%以下であることを意味してもよい。また、「糖の資化能が低下する」とは、具体的には、例えば、糖を唯一炭素源とする最少培地(例えば、液体最少培地または固体最少培地)で培養した際に、非改変株は生育(すなわち増殖)できるが、改変株は生育(すなわち増殖)できないことを意味してもよい。なお、低下した糖の資化能は本明細書に記載のプラスミドにより補完されるため、糖の資化能が低下しているか否かは同プラスミドを有さない状態で判断される。すなわち、「糖の資化能が低下する」という場合の「糖の資化能」とは、本明細書に記載のプラスミドを有さない状態での糖の資化能を意味する。言い換えると、「糖の資化能が低下する」という形質は、本明細書に記載のプラスミドを有さない状態での宿主の形質である。   There is no particular limitation on the degree of decrease in sugar assimilation ability as long as the plasmid can be maintained using sugar as a selective pressure. The ability to assimilate the sugar may or may not be completely deficient. The decrease in sugar assimilation ability can be measured, for example, as a decrease in growth when a microorganism is cultured using only sugar as a carbon source. The term “sugar assimilation ability is reduced” is specifically defined as, for example, a modified strain when cultured in a liquid minimal medium containing only sugar as a carbon source (that is, as the sugar assimilation ability is reduced. The specific growth rate of the modified strain is 50% or less, 40% or less, 30% or less, and 20% or less of the non-modified strain (that is, the strain before being modified so as to reduce sugar assimilation ability). , 10% or less, 5% or less, 2% or less, or 1% or less. In addition, the term “sugar assimilation ability is reduced” specifically means that, for example, when cultured in a minimal medium containing only sugar as a carbon source (for example, a liquid minimal medium or a solid minimal medium), It may mean that the strain is able to grow (ie, grow), but the modified strain is unable to grow (ie, grow). In addition, since the reduced assimilation ability of sugar is complemented by the plasmid described in the present specification, whether or not the assimilation ability of sugar is reduced is determined in the absence of the plasmid. That is, the term "sugar assimilation ability" in the case of "sugar assimilation ability is reduced" means the assimilation ability of sugar in the absence of the plasmid described in this specification. In other words, the trait that “the ability to assimilate sugar is reduced” is the trait of the host in the absence of the plasmid described herein.

糖の資化能を低下させる方法は、所望の程度に糖の資化能が低下する限り、特に制限さ
れない。糖の資化能は、例えば、糖の資化に関与するタンパク質の活性を低下させることにより、低下させることができる。すなわち、微生物は、例えば、糖の資化に関与するタンパク質の活性が低下するように改変されていてよい。微生物は、具体的には、非改変株と比較して糖の資化に関与するタンパク質の活性が低下するように改変されていてよい。タンパク質の活性を低下させる手法については後述する。糖の資化に関与するタンパク質の活性は、例えば、同タンパク質をコードする遺伝子を破壊等することにより、低下させることができる。糖の資化に関与するタンパク質を、「糖資化タンパク質」ともいう。糖の資化に関与するタンパク質をコードする遺伝子を、「糖資化遺伝子」ともいう。糖の資化能を低下させるために活性を低下させる糖資化タンパク質を、後述するタンパク質P2(第1の塩基配列がコードする糖資化タンパク質)との区別の便宜のため、「タンパク質P1」ともいう。微生物においては、1種の糖資化タンパク質の活性が低下していてもよく、2種またはそれ以上の糖資化タンパク質の活性が低下していてもよい。
The method for reducing the ability to utilize sugar is not particularly limited as long as the ability to utilize sugar decreases to a desired degree. The ability to utilize sugar can be reduced, for example, by reducing the activity of a protein involved in the utilization of sugar. That is, the microorganism may be modified so that, for example, the activity of a protein involved in sugar utilization is reduced. The microorganism may be specifically modified so that the activity of a protein involved in assimilation of sugar is reduced as compared with an unmodified strain. The technique for reducing the activity of the protein will be described later. The activity of a protein involved in sugar utilization can be reduced, for example, by disrupting a gene encoding the protein. Proteins involved in sugar utilization are also referred to as “sugar utilization proteins”. Genes encoding proteins involved in sugar utilization are also referred to as “sugar utilization genes”. For the convenience of distinguishing a saccharide-assimilating protein whose activity is decreased in order to reduce the saccharide assimilation ability from a protein P2 (a saccharide-assimilating protein encoded by the first base sequence) described below, “protein P1” is used. Also called. In a microorganism, the activity of one kind of glycosimilating protein may be reduced, or the activity of two or more kinds of glycosimilating proteins may be reduced.

以下、糖資化遺伝子および糖資化タンパク質について説明する。なお、以下の説明は、糖の資化能を低下させるために改変される遺伝子またはタンパク質の説明に加えて、低下した糖の資化能を補完するために利用される遺伝子またはタンパク質の説明を兼ねる。微生物において活性が低下するタンパク質は、非改変株(すなわち、糖の資化能が低下するように改変する前の株)が有するタンパク質から選択される。非改変株が有するタンパク質としては、非改変株の染色体上に存在する遺伝子にコードされるタンパク質が挙げられる。   Hereinafter, the sugar utilization gene and the sugar utilization protein will be described. In the following description, in addition to the description of the gene or protein that is modified to reduce the ability to utilize sugar, the description of the gene or protein that is used to complement the reduced ability to utilize sugar is described. Doubles. The protein whose activity is reduced in the microorganism is selected from proteins possessed by a non-modified strain (that is, a strain before being modified so as to reduce sugar assimilation ability). Examples of the protein possessed by the unmodified strain include a protein encoded by a gene present on the chromosome of the unmodified strain.

糖資化遺伝子および糖資化タンパク質としては、上記例示した微生物等の各種生物のものが挙げられる。すなわち、糖資化遺伝子および糖資化タンパク質として、具体的には、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の細菌(例えば、E. coli等のEscherichia属細菌)やコリネ型細菌(例えば、C. glutamicum等のCorynebacterium属細菌)のものが挙げられる。また、糖資化遺伝子および糖資化タンパク質としては、以下に個別に例示する生物のものも挙げられる。各種生物由来の糖資化遺伝子の塩基配列およびそれらにコードされる糖資化タンパク質のアミノ酸配列は、例えば、NCBI等の公開データベースや特許文献等の技術文献から取得できる。   Examples of the sugar assimilation gene and the sugar assimilation protein include those of various organisms such as the microorganisms exemplified above. That is, specific examples of the saccharide assimilating gene and the saccharide assimilating protein include bacteria of the family Enterobacteriaceae (eg, bacteria belonging to the genus Escherichia such as E. coli) and coryneform bacteria (eg, C. glutamicum). Corynebacterium genus). In addition, examples of the sugar utilization gene and the sugar utilization protein include those of organisms individually exemplified below. The nucleotide sequences of saccharide-utilizing genes derived from various organisms and the amino acid sequences of saccharide-utilizing proteins encoded by them can be obtained from public databases such as NCBI and technical documents such as patent documents.

糖資化タンパク質としては、糖の資化経路を構成するタンパク質が挙げられる。すなわち、糖の資化経路を構成するタンパク質の活性を低下させることにより、糖の資化経路を弱化することができ、以て糖の資化能を低下させることができる。微生物が或る糖について2種またはそれ以上の資化経路を有する場合、その糖の資化能を低下させるためには、それら資化経路から選択される1種の資化経路を弱化してもよく、それら資化経路から選択される2種またはそれ以上(例えば全て)の資化経路を弱化してもよい。或る資化経路が2種またはそれ以上のタンパク質で構成される場合、その資化経路を弱化するためには、それらタンパク質から選択される1種のタンパク質の活性を低下させてもよく、それらタンパク質から選択される2種またはそれ以上(例えば全て)のタンパク質の活性を低下させてもよい。   Examples of the sugar-assimilating protein include proteins constituting a sugar-assimilating pathway. That is, by lowering the activity of the protein constituting the sugar assimilation pathway, the sugar assimilation pathway can be weakened, and thus the sugar assimilation ability can be reduced. When the microorganism has two or more assimilation pathways for a certain sugar, in order to reduce the assimilation ability of the sugar, one of the assimilation pathways selected from those assimilation pathways is weakened. Alternatively, two or more (eg, all) assimilation routes selected from those assimilation routes may be weakened. When a certain utilization pathway is composed of two or more proteins, the activity of one protein selected from those proteins may be reduced in order to weaken the utilization pathway. The activity of two or more (eg all) proteins selected from the proteins may be reduced.

糖の資化経路を構成するタンパク質としては、糖の取り込み系や糖の代謝酵素が挙げられる。   Proteins constituting the sugar utilization pathway include sugar uptake systems and sugar metabolizing enzymes.

糖の取り込み系としては、PTS(phosphotransferase system)が挙げられる。「PTS(phosphotransferase system)」とは、PEP(phosphoenolpyruvate)をリン酸供与体として糖をリン酸化し細胞内に輸送する活性を有するシステムを意味してよい。同活性を、「PTS活性」ともいう。例えば、グルコース、スクロース、フルクトースは、それぞれ、グルコース−6−リン酸、スクロース−6−リン酸、フルクトース−1−リン酸に変換されて細胞内に輸送されてよい。PTSは、3種のタンパク質:Enzyme I(EI)、Histidine-phosp
horylatable protein(HPr)、Enzyme II(EII)から構成されてよい。すなわち、PTSとしては、EI、HPr、EIIが挙げられる。PTSにおいて、具体的には、PEPに由来するリン酸基がEI、HPr、EIIへと順に転移し、EIIが糖をリン酸化して細胞内に輸送してよい。PTSの活性を低下させるためには、例えば、EI、HPr、EIIから選択される1種のタンパク質の活性を低下させてもよく、EI、HPr、EIIから選択される2種またはそれ以上(例えば全て)のタンパク質の活性を低下させてもよい。
Examples of the sugar uptake system include PTS (phosphotransferase system). The “PTS (phosphotransferase system)” may mean a system having an activity of phosphorylating a sugar using PEP (phosphoenolpyruvate) as a phosphate donor and transporting the sugar into a cell. This activity is also called “PTS activity”. For example, glucose, sucrose, and fructose may be converted to glucose-6-phosphate, sucrose-6-phosphate, and fructose-1-phosphate, respectively, and transported into cells. PTS consists of three proteins: Enzyme I (EI), Histidine-phosp
It may be composed of horylatable protein (HPr) and Enzyme II (EII). That is, PTS includes EI, HPr, and EII. In PTS, specifically, a phosphate group derived from PEP may be sequentially transferred to EI, HPr, and EII, and EII may phosphorylate a sugar and transport it into cells. In order to reduce the activity of PTS, for example, the activity of one protein selected from EI, HPr, and EII may be reduced, and two or more proteins selected from EI, HPr, and EII (eg, The activity of all) proteins may be reduced.

EIは、糖の種類に依らず共通に用いられ得る。EIとしては、ptsI遺伝子にコードされるPtsIタンパク質が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のptsI遺伝子(NCgl1858)の塩基配列を配列番号1に、同遺伝子がコードするPtsIタンパク質のアミノ酸配列を配列番号2に示す。E. coli K-12 MG1655株のptsI遺伝子の塩基配列を配列番号15に、同遺伝子がコードするPtsIタンパク質のアミノ酸配列を配列番号16に示す。   EI can be commonly used regardless of the type of sugar. EI includes PtsI protein encoded by the ptsI gene. The nucleotide sequence of the ptsI gene (NCgl1858) of C. glutamicum ATCC 13869 strain is shown in SEQ ID NO: 1, and the amino acid sequence of the PtsI protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 2. The nucleotide sequence of the ptsI gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 15, and the amino acid sequence of the PtsI protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 16.

HPrは、糖の種類に依らず共通に用いられ得る。HPrとしては、ptsH遺伝子にコードされるPtsHタンパク質が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のptsH遺伝子(NCgl1862)の塩基配列を配列番号3に、同遺伝子がコードするPtsHタンパク質のアミノ酸配列を配列番号4に示す。E. coli K-12 MG1655株のptsH遺伝子の塩基配列を配列番号17に、同遺伝子がコードするPtsHタンパク質のアミノ酸配列を配列番号18に示す。   HPr can be commonly used regardless of the type of sugar. HPr includes PtsH protein encoded by the ptsH gene. The nucleotide sequence of the ptsH gene (NCgl1862) of C. glutamicum ATCC 13869 strain is shown in SEQ ID NO: 3, and the amino acid sequence of the PtsH protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 4. The nucleotide sequence of the ptsH gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 17, and the amino acid sequence of the PtsH protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 18.

EIIとしては、それぞれの糖に特異的なEIIが挙げられる。EIIとして、具体的には、グルコース特異的EII(EIIGlc)、スクロース特異的EII(EIIScr)、フルクトース特異的EII(EIIFru)が挙げられる。EIIは、例えば、3種のコンポーネント:EIIA、EIIB、EIICから構成されてよい。これらのコンポーネントは、単独で、あるいは適宜組み合わせて、遺伝子にコードされていてよい。EIIAを、「Enzyme III(EIII)」ともいう。EIIGlcとしては、ptsGおよびcrr遺伝子にそれぞれコードされるPtsGおよびCrrタンパク質が挙げられる。EIIScrとしては、ptsS、scrA、およびcrr遺伝子にそれぞれコードされるPtsS、ScrA、およびCrrタンパク質が挙げられる。EIIFruとしては、ptsF、fruA、およびfruB遺伝子にそれぞれコードされるPtsF、FruA、およびFruBタンパク質が挙げられる。 EII includes EII specific to each sugar. Specific examples of EII include glucose-specific EII (EII Glc ), sucrose-specific EII (EII Scr ), and fructose-specific EII (EII Fru ). The EII may be composed of, for example, three components: EIIA, EIIB, and EIIC. These components may be encoded by the gene alone or in an appropriate combination. EIIA is also referred to as “Enzyme III (EIII)”. EII Glc includes PtsG and Crr proteins encoded by the ptsG and crr genes, respectively. EII Scrs include the PtsS, ScrA, and Crr proteins encoded by the ptsS, scrA, and crr genes, respectively. EII Fru includes PtsF, FruA, and FruB proteins encoded by the ptsF, fruA, and fruB genes, respectively.

例えば、C. glutamicum等のコリネ型細菌の場合、ptsG遺伝子はグルコース特異的EIIBCA(EIIBCAGlc)を、ptsS遺伝子はスクロース特異的EIIBCA(EIIBCAScr)を、ptsF遺伝子はフルクトース特異的EIIBCA(EIIBCAFru)を、それぞれコードし得る。C. glutamicum ATCC 13869株のptsG遺伝子(NCgl1305)の塩基配列を配列番号5に、同遺伝子がコードするPtsGタンパク質のアミノ酸配列を配列番号6に示す。C. glutamicum ATCC 13869株のptsS遺伝子(NCgl2553)の塩基配列を配列番号7に、同遺伝子がコードするPtsSタンパク質のアミノ酸配列を配列番号8に示す。C. glutamicum ATCC 13869株のptsF遺伝子(NCgl1861)の塩基配列を配列番号9に、同遺伝子がコードするPtsFタンパク質のアミノ酸配列を配列番号10に示す。 For example, in the case of coryneform bacteria such as C. glutamicum, the ptsG gene is glucose-specific EIIBCA (EIIBCA Glc ), the ptsS gene is sucrose-specific EIIBCA (EIIBCA Scr ), and the ptsF gene is fructose-specific EIIBCA (EIIBCA Fru ). Can be respectively coded. The nucleotide sequence of the ptsG gene (NCgl1305) of C. glutamicum ATCC 13869 strain is shown in SEQ ID NO: 5, and the amino acid sequence of the PtsG protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 6. The nucleotide sequence of the ptsS gene (NCgl2553) of C. glutamicum ATCC 13869 strain is shown in SEQ ID NO: 7, and the amino acid sequence of the PtsS protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 8. The nucleotide sequence of the ptsF gene (NCgl1861) of C. glutamicum ATCC 13869 strain is shown in SEQ ID NO: 9, and the amino acid sequence of the PtsF protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 10.

例えば、E. coli等の腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の細菌の場合、ptsG遺伝子はグルコース特異的EIIBC(EIIBCGlc)を、crr遺伝子はグルコースとスクロースの両方に特異的なEIIA(EIIAGlc,Scr)を、scrA遺伝子はスクロース特異的EIIBC(EIIBCScr)を、fruA遺伝子はフルクトース特異的EIIBC(EIIBCFru)を、fruB遺伝子はフルクトース特異的EIIAとHPrの融合タンパク質(fused EIIAFru/HPr)を、それぞれコードし得る。E. coli K-12 MG1655株のptsG遺伝子の塩基配列を配列番号19に、同遺伝子がコードするPtsGタンパク質のアミノ酸配列を配列番号20に示す。E. coli K-12 MG1655株のcrr遺伝子の塩基配列を配列番号21に、同遺伝子がコードするCrrタンパク質のアミノ酸配列を配列番号22に示す。Salmonella entericaにおいて見出されたプラスミドpUR400に搭載されたscrA遺伝子の塩基配列を配列番号23に、同遺伝子がコードするScrAタンパク質のアミノ酸配列を配列番号24に示す。E. coli K-12 MG1655株のfruA遺伝子の塩基配列を配列番号
25に、同遺伝子がコードするFruAタンパク質のアミノ酸配列を配列番号26に示す。E.
coli K-12 MG1655株のfruB遺伝子の塩基配列を配列番号27に、同遺伝子がコードするFruBタンパク質のアミノ酸配列を配列番号28に示す。
For example, E. If bacteria Enterobacteriaceae such coli (Enterobacteriaceae), ptsG gene glucose-specific EIIBC (EIIBC Glc), crr gene glucose and specific EIIA both sucrose (EIIA Glc, Scr ), The scrA gene is sucrose-specific EIIBC (EIIBC Scr ), the fruA gene is fructose-specific EIIBC (EIIBC Fru ), the fruB gene is fructose-specific EIIA and HPr fusion protein (fused EIIA Fru / HPr), You can code each. The nucleotide sequence of the ptsG gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 19, and the amino acid sequence of the PtsG protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 20. The nucleotide sequence of the crr gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 21, and the amino acid sequence of the Crr protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 22. SEQ ID NO: 23 shows the nucleotide sequence of the scrA gene mounted on plasmid pUR400 found in Salmonella enterica, and SEQ ID NO: 24 shows the amino acid sequence of the ScrA protein encoded by the gene. The nucleotide sequence of the fruA gene of E. coli K-12 MG1655 is shown in SEQ ID NO: 25, and the amino acid sequence of the FruA protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 26. E.
The nucleotide sequence of the fruB gene of Escherichia coli K-12 MG1655 is shown in SEQ ID NO: 27, and the amino acid sequence of the FruB protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 28.

また、糖の取り込み系としては、非PTS取り込み系も挙げられる。「非PTS取り込み系」とは、糖をリン酸化せずに細胞内に輸送する活性を有するシステムを意味してよい。同活性を、「非PTS取り込み活性」ともいう。糖の非PTS取り込み系としては、グルコースの非PTS取り込み系やスクロースの非PTS取り込み系が挙げられる。   In addition, the sugar uptake system also includes a non-PTS uptake system. The “non-PTS uptake system” may mean a system having an activity of transporting a sugar into a cell without phosphorylation. This activity is also referred to as “non-PTS uptake activity”. Examples of the non-PTS uptake system for sugar include a non-PTS uptake system for glucose and a non-PTS uptake system for sucrose.

グルコースの非PTS取り込み系としては、galP遺伝子にコードされるGalPタンパク質が挙げられる。GalPタンパク質は、ガラクトースパーミアーゼとして知られている。E. coli K-12 MG1655株のgalP遺伝子の塩基配列を配列番号29に、同遺伝子がコードするGalPタンパク質のアミノ酸配列を配列番号30に示す。グルコースの非PTS取り込み系としては、iolT1およびiolT2遺伝子にそれぞれコードされるIolT1およびIolT2タンパク質も挙げられる。IolT1およびIolT2タンパク質は、ミオイノシトールトランスポーターとして知られている。C. glutamicum ATCC 13032株のiolT1遺伝子(NCgl0178)の塩基配列を配列番号11に、同遺伝子がコードするIolT1タンパク質のアミノ酸配列を配列番号12に示す。C. glutamicum ATCC 13032株のiolT2遺伝子(NCgl2953)の塩基配列を配列番号13に、同遺伝子がコードするIolT2タンパク質のアミノ酸配列を配列番号14に示す。   A non-PTS uptake system for glucose includes a GalP protein encoded by the galP gene. GalP protein is known as galactose permease. The nucleotide sequence of the galP gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 29, and the amino acid sequence of the GalP protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 30. Non-PTS uptake systems for glucose also include the IolT1 and IolT2 proteins encoded by the iolT1 and iolT2 genes, respectively. IolT1 and IolT2 proteins are known as myo-inositol transporters. The nucleotide sequence of the iolT1 gene (NCgl0178) of C. glutamicum ATCC 13032 is shown in SEQ ID NO: 11, and the amino acid sequence of the IolT1 protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 12. The nucleotide sequence of the iolT2 gene (NCgl2953) of C. glutamicum ATCC 13032 is shown in SEQ ID NO: 13, and the amino acid sequence of the IolT2 protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 14.

スクロースの非PTS取り込み系としては、cscB遺伝子にコードされるCscBタンパク質が挙げられる。CscBタンパク質は、スクロースパーミアーゼとして知られている。E. coli EC3132株のcscB遺伝子の塩基配列を配列番号31に、同遺伝子がコードするCscBタンパク質のアミノ酸配列(NCBI ACCESSION P30000)を配列番号32に示す。   The non-PTS uptake system of sucrose includes the CscB protein encoded by the cscB gene. CscB protein is known as sucrose permease. The nucleotide sequence of the cscB gene of E. coli EC3132 strain is shown in SEQ ID NO: 31, and the amino acid sequence of the CscB protein encoded by the gene (NCBI ACCESSION P30000) is shown in SEQ ID NO: 32.

糖の代謝酵素としては、解糖系の酵素が挙げられる。解糖系としては、糖またはリン酸化糖をアセチルCoAとCO2に変換する一連の代謝経路が挙げられる。解糖系として、具体的には、エムデン・マイヤーホフ経路(EM経路)、エントナー・ドウドロフ経路(ED経路)、ペントースリン酸経路(PP経路)が挙げられる。解糖系の酵素として、具体的には、例えば、グルコキナーゼ(glucokinase)、ホスホグルコースイソメラーゼ(phosphoglucose isomerase)、6−ホスホフルクトキナーゼ(6-phosphofructokinase)、フルクトース−1,6−ビスリン酸アルドラーゼ(fructose 1,6-bisphosphate aldolase)、トリオースリン酸イソメラーゼ(triose phosphate isomerase)、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)、ホスホグリセリン酸キナーゼ(phosphoglycerate kinase)、ホスホグリセリン酸ムターゼ(phosphoglycerate mutase)、エノラーゼ(enolase)、ピルビン酸キナーゼ(pyruvate kinase)、ピルビン酸デヒドロゲナーゼ(pyruvate dehydrogenase)、スクロース−6−リン酸ヒドロラーゼ(sucrose-6-phosphate hydrolase)、1−ホスホフルクトキナーゼ(1-phosphofructokinase)、インベルターゼ(invertase)、フルクトキナーゼ(fructokinase)が挙げられる。解糖系の酵素としては、特に、6-phosphofructokinaseが挙げられる。 Examples of sugar metabolizing enzymes include glycolytic enzymes. The glycolysis, include a series of metabolic pathway that converts sugar or phosphorylated saccharide to acetyl CoA and CO 2 is. Specific examples of the glycolytic pathway include the Emden-Meierhof pathway (EM pathway), the Entner-Doudoroff pathway (ED pathway), and the pentose phosphate pathway (PP pathway). Specific examples of glycolytic enzymes include, for example, glucokinase, glucokinase, phosphoglucose isomerase, 6-phosphofructokinase, and fructose-1,6-bisphosphate aldolase. fructose 1,6-bisphosphate aldolase), triose phosphate isomerase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, phosphoglycerate kinase, phosphoglycerate mutase ( phosphoglycerate mutase, enolase, pyruvate kinase, pyruvate dehydrogenase, sucrose-6-phosphate hydrolase, 1-phosphofructokinase (1- phosphofructokinase) Invertase (invertase), and the like fructokinase (fructokinase) is. Glycolytic enzymes include, among others, 6-phosphofructokinase.

「グルコキナーゼ(glucokinase)」とは、PEPをリン酸供与体としてグルコースをリン酸化し、グルコース−6−リン酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 2.7.1.2)。同活性を、「glucokinase活性」ともいう。glucokinaseをコードする遺伝子を、「glucokinase遺伝子」ともいう。glucokinaseとしては、glk遺伝子にコードされるGlkタンパク質が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のglk遺伝子の塩基配列を配列番号33に、同遺伝子がコードするGlkタンパク質のアミノ酸配列を配列番号34に示す。E. coli K-12 MG1655株のglk遺伝子の塩基配列を配列番号67に、同遺伝子がコードするGlkタンパク質のアミノ酸配列を配列番号68に示す。   "Glucokinase" may refer to a protein having the activity of catalyzing the reaction of phosphorylating glucose using PEP as a phosphate donor to produce glucose-6-phosphate (EC 2.7.1.2). ). This activity is also called "glucokinase activity". The gene encoding glucokinase is also called "glucokinase gene". The glucokinase includes a Glk protein encoded by the glk gene. The nucleotide sequence of the glk gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 33, and the amino acid sequence of the Glk protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 34. The nucleotide sequence of the glk gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 67, and the amino acid sequence of the Glk protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 68.

「ホスホグルコースイソメラーゼ(phosphoglucose isomerase)」とは、グルコース−6−リン酸を異性化してフルクトース−6−リン酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 5.3.1.9)。同活性を、「phosphoglucose isomerase活性」ともいう。phosphoglucose isomeraseをコードする遺伝子を、「phosphoglucose isomerase遺伝子」ともいう。phosphoglucose isomeraseとしては、pgi遺伝子にコードされるPgiタンパク質が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のpgi遺伝子の塩基配列を配列番号35に、同遺伝子がコードするPgiタンパク質のアミノ酸配列を配列番号36に示す。E. coli K-12 MG1655株のpgi遺伝子の塩基配列を配列番号69に、同遺伝子がコードするPgiタンパク質のアミノ酸配列を配列番号70に示す。   "Phosphoglucose isomerase" may mean a protein having the activity of catalyzing the reaction of isomerizing glucose-6-phosphate to produce fructose-6-phosphate (EC 5.3.1.9). . This activity is also called “phosphoglucose isomerase activity”. The gene encoding phosphoglucose isomerase is also referred to as “phosphoglucose isomerase gene”. Examples of phosphoglucose isomerase include a Pgi protein encoded by the pgi gene. The nucleotide sequence of the pgi gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 35, and the amino acid sequence of the Pgi protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 36. The nucleotide sequence of the pgi gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 69, and the amino acid sequence of the Pgi protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 70.

「6−ホスホフルクトキナーゼ(6-phosphofructokinase)」とは、ATPをリン酸供与体としてフルクトース−6−リン酸をリン酸化してフルクトース−1,6−ビスリン酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 2.7.1.11)。同活性を、「6-phosphofructokinase活性」ともいう。6-phosphofructokinaseをコードする遺伝子を、「6-phosphofructokinase遺伝子」ともいう。6-phosphofructokinaseとしては、pfk遺伝子(例えばpfkA遺伝子やpfkB遺伝子)にコードされるPfkタンパク質(例えばPfkAタンパク質やPfkBタンパク質)が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のpfk遺伝子(pfkA遺伝子ともいう)の塩基配列を配列番号37に、同遺伝子がコードするPfkタンパク質のアミノ酸配列を配列番号38に示す。E. coli K-12 MG1655株のpfkA遺伝子の塩基配列を配列番号71に、同遺伝子がコードするPfkAタンパク質のアミノ酸配列を配列番号72に示す。E. coli K-12 MG1655株のpfkB遺伝子の塩基配列を配列番号73に、同遺伝子がコードするPfkBタンパク質のアミノ酸配列を配列番号74に示す。6-phosphofructokinaseの活性を低下させるためには、例えば、PfkAタンパク質およびPfkBタンパク質の一方または両方の活性を低下させてよい。   "6-phosphofructokinase" refers to an activity of catalyzing a reaction of phosphorylating fructose-6-phosphate using ATP as a phosphate donor to produce fructose-1,6-bisphosphate. (EC 2.7.1.11). This activity is also referred to as “6-phosphofructokinase activity”. The gene encoding 6-phosphofructokinase is also referred to as “6-phosphofructokinase gene”. Examples of 6-phosphofructokinase include Pfk proteins (for example, PfkA and PfkB proteins) encoded by pfk genes (for example, pfkA and pfkB genes). The nucleotide sequence of the pfk gene (also referred to as the pfkA gene) of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 37, and the amino acid sequence of the Pfk protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 38. The nucleotide sequence of the pfkA gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 71, and the amino acid sequence of the PfkA protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 72. The nucleotide sequence of the pfkB gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 73, and the amino acid sequence of the PfkB protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 74. In order to reduce the activity of 6-phosphofructokinase, for example, the activity of one or both of the PfkA protein and the PfkB protein may be reduced.

「フルクトース−1,6−ビスリン酸アルドラーゼ(fructose 1,6-bisphosphate aldolase)」とは、フルクトース−1,6−ビスリン酸を分解してジヒドロキシアセトンリン酸とグリセルアルデヒド−3−リン酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 4.1.2.13)。同活性を、「fructose 1,6-bisphosphate aldolase活性」ともいう。fructose 1,6-bisphosphate aldolaseをコードする遺伝子を、「fructose
1,6-bisphosphate aldolase遺伝子」ともいう。fructose 1,6-bisphosphate aldolaseとしては、fbaA遺伝子にコードされるFbaAタンパク質が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のfbaA遺伝子の塩基配列を配列番号39に、同遺伝子がコードするFbaAタンパク質のアミノ酸配列を配列番号40に示す。E. coli K-12 MG1655株のfbaA遺伝子の塩基配列を配列番号75に、同遺伝子がコードするFbaAタンパク質のアミノ酸配列を配列番号76に示す。
"Fructose 1,6-bisphosphate aldolase" decomposes fructose-1,6-bisphosphate to produce dihydroxyacetone phosphate and glyceraldehyde-3-phosphate. May refer to a protein having the activity of catalyzing the reaction that takes place (EC 4.1.2.13). This activity is also referred to as “fructose 1,6-bisphosphate aldolase activity”. The gene encoding fructose 1,6-bisphosphate aldolase is referred to as “fructose
It is also called "1,6-bisphosphate aldolase gene". Examples of fructose 1,6-bisphosphate aldolase include the FbaA protein encoded by the fbaA gene. The nucleotide sequence of the fbaA gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 39, and the amino acid sequence of the FbaA protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 40. The nucleotide sequence of the fbaA gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 75, and the amino acid sequence of the FbaA protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 76.

「トリオースリン酸イソメラーゼ(triose phosphate isomerase)」とは、ジヒドロキシアセトンリン酸を異性化してグリセルアルデヒド−3−リン酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 5.3.1.1)。同活性を、「triose phosphate isomerase活性」ともいう。triose phosphate isomeraseをコードする遺伝子を、「triose phosphate isomerase遺伝子」ともいう。triose phosphate isomeraseとしては、tpiA遺伝子にコードされるTpiAタンパク質が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のtpiA遺伝子の塩基配列を配列番号41に、同遺伝子がコードするTpiAタンパク質のアミノ酸配列を配列番号42に示す。E. coli K-12 MG1655株のtpiA遺伝子の塩基配列を配列番号77に、同遺伝子がコードするTpiAタンパク質のアミノ酸配列を配列番号78に示す。   "Triose phosphate isomerase" may mean a protein having the activity of catalyzing the reaction of isomerizing dihydroxyacetone phosphate to produce glyceraldehyde-3-phosphate (EC 5.3.1.1). ). This activity is also called “triose phosphate isomerase activity”. The gene encoding triose phosphate isomerase is also called "triose phosphate isomerase gene". The triose phosphate isomerase includes a TpiA protein encoded by the tpiA gene. The nucleotide sequence of the tpiA gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 41, and the amino acid sequence of the TpiA protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 42. The nucleotide sequence of the tpiA gene of E. coli K-12 MG1655 is shown in SEQ ID NO: 77, and the amino acid sequence of the TpiA protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 78.

「グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)」とは、リン酸および電子受容体の存在下でグリセルアルデヒド−3−リン酸をリン酸化および酸化して1,3−ビスホスホグリセリン酸を生成する反応を触媒す
る活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 1.2.1.12, EC 1.2.1.13, EC.1.2.1.59等)。同活性を、「glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase活性」ともいう。glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenaseをコードする遺伝子を、「glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase遺伝子」ともいう。電子受容体としては、NAD+やNADP+が挙げられる。glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenaseは、例えば、これらの電子受容体の少なくとも1つを利用できるものであってよい。glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenaseとしては、gapA遺伝子にコードされるGapAタンパク質が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のgapA遺伝子の塩基配列を配列番号43に、同遺伝子がコードするGapAタンパク質のアミノ酸配列を配列番号44に示す。E. coli K-12 MG1655株のgapA遺伝子の塩基配列を配列番号79に、同遺伝子がコードするGapAタンパク質のアミノ酸配列を配列番号80に示す。
"Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase" refers to phosphorylation and oxidation of glyceraldehyde-3-phosphate in the presence of phosphate and an electron acceptor to give 1,3. A protein having an activity of catalyzing a reaction for producing bisphosphoglycerate (EC 1.2.1.12, EC 1.2.1.13, EC.1.2.1.59, etc.). This activity is also referred to as “glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase activity”. The gene encoding glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase is also referred to as “glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase gene”. Examples of the electron acceptor include NAD + and NADP + . Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase may be, for example, one that can utilize at least one of these electron acceptors. Examples of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase include a GapA protein encoded by the gapA gene. The nucleotide sequence of the gapA gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 43, and the amino acid sequence of the GapA protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 44. The nucleotide sequence of the gapA gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 79, and the amino acid sequence of the GapA protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 80.

「ホスホグリセリン酸キナーゼ(phosphoglycerate kinase)」とは、1,3−ビスホスホグリセリン酸とADPから3−ホスホグリセリン酸とATPを生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 2.7.2.3)。同活性を、「phosphoglycerate kinase活性」ともいう。phosphoglycerate kinaseをコードする遺伝子を、「phosphoglycerate kinase遺伝子」ともいう。phosphoglycerate kinaseとしては、pgk遺伝子にコードされるPgkタンパク質が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のpgk遺伝子の塩基配列を配列番号45に、同遺伝子がコードするPgkタンパク質のアミノ酸配列を配列番号46に示す。E. coli K-12 MG1655株のpgk遺伝子の塩基配列を配列番号81に、同遺伝子がコードするPgkタンパク質のアミノ酸配列を配列番号82に示す。   The term "phosphoglycerate kinase" may mean a protein having an activity of catalyzing a reaction to generate 3-phosphoglycerate and ATP from 1,3-bisphosphoglycerate and ADP (EC 2.7). .2.3). This activity is also called “phosphoglycerate kinase activity”. The gene encoding phosphoglycerate kinase is also referred to as “phosphoglycerate kinase gene”. Examples of phosphoglycerate kinase include Pgk protein encoded by pgk gene. The nucleotide sequence of the pgk gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 45, and the amino acid sequence of the Pgk protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 46. The nucleotide sequence of the pgk gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 81, and the amino acid sequence of the Pgk protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 82.

「ホスホグリセリン酸ムターゼ(phosphoglycerate mutase)」とは、3−ホスホグリセリン酸を異性化して2−ホスホグリセリン酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 5.4.2.11またはEC 5.4.2.12)。同活性を、「phosphoglycerate mutase活性」ともいう。phosphoglycerate mutaseをコードする遺伝子を、「phosphoglycerate mutase遺伝子」ともいう。phosphoglycerate mutaseとしては、gpm遺伝子(例えばgpmA遺伝子やgpmM遺伝子)にコードされるGpmタンパク質(例えばGpmAタンパク質やGpmMタンパク質)が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のgpmA遺伝子の塩基配列を配列番号47に、同遺伝子がコードするGpmAタンパク質のアミノ酸配列を配列番号48に示す。C. glutamicum ATCC 13869株のgpmM遺伝子の塩基配列を配列番号49に、同遺伝子がコードするGpmMタンパク質のアミノ酸配列を配列番号50に示す。E. coli K-12 MG1655株のgpmA遺伝子の塩基配列を配列番号83に、同遺伝子がコードするGpmAタンパク質のアミノ酸配列を配列番号84に示す。E. coli K-12 MG1655株のgpmM遺伝子の塩基配列を配列番号85に、同遺伝子がコードするGpmMタンパク質のアミノ酸配列を配列番号86に示す。phosphoglycerate mutaseの活性を低下させるためには、例えば、GpmAタンパク質およびGpmMタンパク質の一方または両方の活性を低下させてよい。   "Phosphoglycerate mutase" may mean a protein having the activity of catalyzing the reaction of isomerizing 3-phosphoglycerate to produce 2-phosphoglycerate (EC 5.4.2.11 or EC 5.4.2.12). This activity is also referred to as “phosphoglycerate mutase activity”. The gene encoding phosphoglycerate mutase is also referred to as “phosphoglycerate mutase gene”. Examples of the phosphoglycerate mutase include Gpm proteins (eg, GpmA proteins and GpmM proteins) encoded by gpm genes (eg, gpmA genes and gpmM genes). The nucleotide sequence of the gpmA gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 47, and the amino acid sequence of the GpmA protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 48. The nucleotide sequence of the gpmM gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 49, and the amino acid sequence of the GpmM protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 50. The nucleotide sequence of the gpmA gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 83, and the amino acid sequence of the GpmA protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 84. The nucleotide sequence of the gpmM gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 85, and the amino acid sequence of the GpmM protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 86. In order to reduce the activity of the phosphoglycerate mutase, for example, the activity of one or both of the GpmA protein and the GpmM protein may be reduced.

「エノラーゼ(enolase)」とは、2−ホスホグリセリン酸を脱水してPEPを生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 4.2.1.11)。同活性を、「enolase活性」ともいう。enolaseをコードする遺伝子を、「enolase遺伝子」ともいう。enolaseとしては、eno遺伝子にコードされるEnoタンパク質が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のeno遺伝子(NCgl0935)の塩基配列を配列番号51に、同遺伝子がコードするEnoタンパク質のアミノ酸配列を配列番号52に示す。E. coli K-12 MG1655株のeno遺伝子の塩基配列を配列番号87に、同遺伝子がコードするEnoタンパク質のアミノ酸配列を配列番号88に示す。   "Enolase" may mean a protein having the activity of catalyzing the reaction of dehydrating 2-phosphoglycerate to produce PEP (EC 4.2.1.11). This activity is also called “enolase activity”. The gene encoding enolase is also called "enolase gene". The enolase includes an Eno protein encoded by the eno gene. The nucleotide sequence of the eno gene (NCgl0935) of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 51, and the amino acid sequence of the Eno protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 52. The nucleotide sequence of the eno gene of E. coli K-12 MG1655 is shown in SEQ ID NO: 87, and the amino acid sequence of the Eno protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 88.

「ピルビン酸キナーゼ(pyruvate kinase)」とは、PEPとADPからピルビン酸とATPを生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 2.7.1.40)。同活性を、「pyruvate kinase活性」ともいう。pyruvate kinaseをコードする遺伝子を、「pyru
vate kinase遺伝子」ともいう。pyruvate kinaseとしては、pyk遺伝子(例えばpykA遺伝子やpykF遺伝子)にコードされるPykタンパク質(例えばPykAタンパク質やPykFタンパク質)が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のpykA遺伝子の塩基配列を配列番号53に、同遺伝子がコードするPykAタンパク質のアミノ酸配列を配列番号54に示す。C. glutamicum ATCC 13869株のpykF遺伝子の塩基配列を配列番号55に、同遺伝子がコードするPykFタンパク質のアミノ酸配列を配列番号56に示す。E. coli K-12 MG1655株のpykA遺伝子の塩基配列を配列番号89に、同遺伝子がコードするPykAタンパク質のアミノ酸配列を配列番号90に示す。E. coli K-12 MG1655株のpykF遺伝子の塩基配列を配列番号91に、同遺伝子がコードするPykFタンパク質のアミノ酸配列を配列番号92に示す。pyruvate kinaseの活性を低下させるためには、例えば、PykAタンパク質およびPykFタンパク質の一方または両方の活性を低下させてよい。
"Pyruvate kinase" may mean a protein having the activity of catalyzing the reaction of PEP and ADP to produce pyruvate and ATP (EC 2.7.1.40). This activity is also called “pyruvate kinase activity”. The gene encoding pyruvate kinase is called "pyru
It is also called “vate kinase gene”. Examples of the pyruvate kinase include a Pyk protein (for example, PykA protein and PykF protein) encoded by a pyk gene (for example, pykA gene and pykF gene). The nucleotide sequence of the pykA gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 53, and the amino acid sequence of the PykA protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 54. The nucleotide sequence of the pykF gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 55, and the amino acid sequence of the PykF protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 56. The nucleotide sequence of the pykA gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 89, and the amino acid sequence of the PykA protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 90. The nucleotide sequence of the pykF gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 91, and the amino acid sequence of the PykF protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 92. In order to reduce the activity of pyruvate kinase, for example, the activity of one or both of the PykA protein and the PykF protein may be reduced.

「ピルビン酸デヒドロゲナーゼ(pyruvate dehydrogenase)」とは、ピルビン酸を酸化的に脱炭酸してアセチルCoAを生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい。同活性を、「pyruvate dehydrogenase活性」ともいう。pyruvate dehydrogenaseをコードする遺伝子を、「pyruvate dehydrogenase遺伝子」ともいう。pyruvate dehydrogenaseは、3種のサブユニット:ピルビン酸デヒドロゲナーゼ/デカルボキシラーゼ(pyruvate dehydrogenase/decarboxylase;E1;EC 1.2.4.1)、ジヒドロリポイルトランスアセチラーゼ(dihydrolipoyl acetyltransferase;E2;EC 2.3.1.12)、ジヒドロリポイルデヒドロゲナーゼ(dihydrolipoyl dehydrogenase;E3;EC 1.8.1.4)から構成されてよい。すなわち、pyruvate dehydrogenaseとしては、E1、E2、E3が挙げられる。pyruvate dehydrogenaseにおいて、具体的には、E1がピルビン酸の脱炭酸とE2へのアセチル基の転移を、E2がアセチルCoAの生成を、E3がNADHの生成を、それぞれ担ってよい。pyruvate dehydrogenaseの活性を低下させるためには、例えば、E1、E2、E3から選択される1種のタンパク質の活性を低下させてもよく、E1、E2、E3から選択される2種またはそれ以上(例えば全て)のタンパク質の活性を低下させてもよい。E1としては、aceE遺伝子にコードされるAceEタンパク質が挙げられる。E2としては、aceF遺伝子にコードされるAceFタンパク質が挙げられる。E3としては、lpd遺伝子にコードされるLpdタンパク質が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のaceE遺伝子の塩基配列を配列番号57に、同遺伝子がコードするAceEタンパク質のアミノ酸配列を配列番号58に示す。C. glutamicum ATCC 13869株のaceF遺伝子の塩基配列を配列番号59に、同遺伝子がコードするAceFタンパク質のアミノ酸配列を配列番号60に示す。C. glutamicum ATCC 13869株のlpd遺伝子の塩基配列を配列番号61に、同遺伝子がコードするLpdタンパク質のアミノ酸配列を配列番号62に示す。E. coli K-12 MG1655株のaceE遺伝子の塩基配列を配列番号93に、同遺伝子がコードするAceEタンパク質のアミノ酸配列を配列番号94に示す。E. coli K-12 MG1655株のaceF遺伝子の塩基配列を配列番号95に、同遺伝子がコードするAceFタンパク質のアミノ酸配列を配列番号96に示す。E. coli K-12 MG1655株のlpd遺伝子の塩基配列を配列番号97に、同遺伝子がコードするLpdタンパク質のアミノ酸配列を配列番号98に示す。   "Pyruvate dehydrogenase" may refer to a protein having the activity of catalyzing the reaction of oxidatively decarboxylating pyruvate to produce acetyl-CoA. This activity is also referred to as "pyruvate dehydrogenase activity". The gene encoding pyruvate dehydrogenase is also referred to as "pyruvate dehydrogenase gene". Pyruvate dehydrogenase is composed of three subunits: pyruvate dehydrogenase / decarboxylase (E1; EC 1.2.4.1), dihydrolipoyl acetyltransferase (E2; EC 2.3.1.12), and dihydrolipo. It may be composed of dihydrolipoyl dehydrogenase (E3; EC 1.8.1.4). That is, examples of pyruvate dehydrogenase include E1, E2, and E3. In pyruvate dehydrogenase, specifically, E1 may be responsible for decarboxylation of pyruvate and transfer of an acetyl group to E2, E2 for production of acetyl-CoA, and E3 for production of NADH. In order to reduce the activity of pyruvate dehydrogenase, for example, the activity of one protein selected from E1, E2, E3 may be reduced, and two or more proteins selected from E1, E2, E3 ( For example, the activity of all) proteins may be reduced. E1 includes the AceE protein encoded by the aceE gene. E2 includes AceF protein encoded by the aceF gene. E3 includes Lpd protein encoded by the lpd gene. The nucleotide sequence of the aceE gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 57, and the amino acid sequence of the AceE protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 58. The nucleotide sequence of the aceF gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 59, and the amino acid sequence of the AceF protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 60. The nucleotide sequence of the lpd gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 61, and the amino acid sequence of the Lpd protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 62. The nucleotide sequence of the aceE gene of E. coli K-12 MG1655 is shown in SEQ ID NO: 93, and the amino acid sequence of the AceE protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 94. The nucleotide sequence of the aceF gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 95, and the amino acid sequence of the AceF protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 96. The nucleotide sequence of the lpd gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 97, and the amino acid sequence of the Lpd protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 98.

「スクロース−6−リン酸ヒドロラーゼ(sucrose-6-phosphate hydrolase)」とは、スクロース−6−リン酸を加水分解してグルコース−6−リン酸とフルクトースを生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 3.2.1.B3)。同活性を、「sucrose-6-phosphate hydrolase活性」ともいう。sucrose-6-phosphate hydrolaseをコードする遺伝子を、「sucrose-6-phosphate hydrolase遺伝子」ともいう。sucrose-6-phosphate hydrolaseとしては、scrB遺伝子にコードされるScrBタンパク質が挙げられる。C.
glutamicum ATCC 13869株のscrB遺伝子(NCgl2554)の塩基配列を配列番号63に、同遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列を配列番号64に示す。Salmonella entericaにおいて見出されたプラスミドpUR400に搭載されたscrB遺伝子の塩基配列を配列番号99に、同遺伝子がコードするScrBタンパク質のアミノ酸配列を配列番号100に示す。なお、sucrose-6-phosphate hydrolaseは、さらに、invertase活性を有していてもよい。
"Sucrose-6-phosphate hydrolase" is a protein having an activity of catalyzing a reaction of hydrolyzing sucrose-6-phosphate to produce glucose-6-phosphate and fructose. (EC 3.2.1.B3). This activity is also referred to as "sucrose-6-phosphate hydrolase activity". The gene encoding sucrose-6-phosphate hydrolase is also referred to as "sucrose-6-phosphate hydrolase gene". The sucrose-6-phosphate hydrolase includes a ScrB protein encoded by the scrB gene. C.
SEQ ID NO: 63 shows the nucleotide sequence of the scrB gene (NCgl2554) of glutamicum ATCC 13869, and SEQ ID NO: 64 shows the amino acid sequence of the protein encoded by the gene. The nucleotide sequence of the scrB gene found in Salmonella enterica and carried on the plasmid pUR400 is shown in SEQ ID NO: 99, and the amino acid sequence of the ScrB protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 100. In addition, sucrose-6-phosphate hydrolase may further have an invertase activity.

「1−ホスホフルクトキナーゼ(1-phosphofructokinase)」とは、ATPをリン酸供与体としてフルクトース−1−リン酸をリン酸化してフルクトース−1,6−ビスリン酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 2.7.1.56)。同活性を、「1-phosphofructokinase活性」ともいう。1-phosphofructokinaseをコードする遺伝子を、「1-phosphofructokinase遺伝子」ともいう。1-phosphofructokinaseとしては、fruK遺伝子にコードされるFruKタンパク質が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のfruK遺伝子(NCgl1860)の塩基配列を配列番号65に、同遺伝子がコードするFruKタンパク質のアミノ酸配列を配列番号66に示す。E. coli K-12 MG1655株のfruK遺伝子の塩基配列を配列番号101に、同遺伝子がコードするFruKタンパク質のアミノ酸配列を配列番号102に示す。   “1-phosphofructokinase” is an activity that catalyzes a reaction of phosphorylating fructose-1-phosphate using ATP as a phosphate donor to produce fructose-1,6-bisphosphate. (EC 2.7.1.56). This activity is also referred to as “1-phosphofructokinase activity”. The gene encoding 1-phosphofructokinase is also referred to as “1-phosphofructokinase gene”. 1-phosphofructokinase includes FruK protein encoded by fruK gene. The nucleotide sequence of the fruK gene (NCgl1860) of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 65, and the amino acid sequence of the FruK protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 66. The nucleotide sequence of the fruK gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 101, and the amino acid sequence of the FruK protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 102.

「インベルターゼ(invertase)」とは、スクロースを加水分解してグルコースとフルクトースを生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 3.2.1.26)。同活性を、「invertase活性」ともいう。invertaseをコードする遺伝子を、「invertase遺伝子」ともいう。invertaseとしては、cscA遺伝子にコードされるCscAタンパク質が挙げられる。E. coli EC3132株のcscA遺伝子の塩基配列を配列番号103に、同遺伝子がコードするCscAタンパク質のアミノ酸配列(NCBI ACCESSION P40714)を配列番号104に示す。なお、invertaseは、さらに、sucrose-6-phosphate hydrolase活性を有していてもよい。   "Invertase" may mean a protein having the activity of catalyzing the reaction of hydrolyzing sucrose to produce glucose and fructose (EC 3.2.1.26). This activity is also called “invertase activity”. The gene encoding invertase is also called "invertase gene". Invertase includes a CscA protein encoded by the cscA gene. The nucleotide sequence of the cscA gene of E. coli EC3132 is shown in SEQ ID NO: 103, and the amino acid sequence of the CscA protein encoded by the gene (NCBI ACCESSION P40714) is shown in SEQ ID NO: 104. Invertase may further have sucrose-6-phosphate hydrolase activity.

「フルクトキナーゼ(fructokinase)」とは、ATPをリン酸供与体としてフルクトースをリン酸化してフルクトース−6−リン酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 2.7.1.4)。同活性を、「fructokinase活性」ともいう。fructokinaseをコードする遺伝子を、「fructokinase遺伝子」ともいう。fructokinaseとしては、cscK遺伝子にコードされるCscKタンパク質が挙げられる。E. coli EC3132株のcscK遺伝子の塩基配列を配列番号105に、同遺伝子がコードするCscKタンパク質のアミノ酸配列(NCBI ACCESSION P40713)を配列番号106に示す。   The term “fructokinase” may mean a protein having an activity of catalyzing a reaction of fructose phosphorylation using ATP as a phosphate donor to produce fructose-6-phosphate (EC 2.7. 1.4). This activity is also called “fructokinase activity”. The gene encoding fructokinase is also referred to as "fructokinase gene". The fructokinase includes a CscK protein encoded by the cscK gene. The nucleotide sequence of the cscK gene of E. coli EC3132 is shown in SEQ ID NO: 105, and the amino acid sequence of the CscK protein encoded by the gene (NCBI ACCESSION P40713) is shown in SEQ ID NO: 106.

すなわち、糖資化遺伝子は、例えば、上記例示した塩基配列等の公知の塩基配列を有する遺伝子であってよい。また、糖資化タンパク質は、例えば、上記例示したアミノ酸配列等の公知のアミノ酸配列を有するタンパク質であってよい。なお、「(アミノ酸または塩基)配列を有する」という表現は、特記しない限り、当該「(アミノ酸または塩基)配列を含む」ことを意味してよく、当該「(アミノ酸または塩基)配列からなる」場合も包含してよい。   That is, the saccharide assimilation gene may be, for example, a gene having a known base sequence such as the base sequence exemplified above. In addition, the saccharide-utilizing protein may be, for example, a protein having a known amino acid sequence such as the amino acid sequence exemplified above. The expression “having a (amino acid or base) sequence” may mean “including an (amino acid or base) sequence” unless otherwise specified. May also be included.

糖資化遺伝子は、元の機能が維持されている限り、上記例示した糖資化遺伝子(例えば、上記例示した塩基配列等の公知の塩基配列を有する遺伝子)のバリアントであってもよい。同様に、糖資化タンパク質は、元の機能が維持されている限り、上記例示した糖資化タンパク質(例えば、上記例示したアミノ酸配列等の公知のアミノ酸配列を有するタンパク質)のバリアントであってもよい。なお、そのような元の機能が維持されたバリアントを「保存的バリアント」という場合がある。また、上記遺伝子名で特定される遺伝子および上記タンパク質名で特定されるタンパク質には、それぞれ、上記例示した遺伝子およびタンパク質に限られず、それらの保存的バリアントも包含されてよい。すなわち、例えば、「pfk遺伝子」という用語は、上記例示したpfk遺伝子(例えば、配列番号37、71、または73に示す塩基配列を有する遺伝子)に加えて、それらの保存的バリアントを包含してよい。同様に、例えば、「Pfkタンパク質」という用語は、上記例示したPfkタンパク質(例えば、配列番号38、72、または74に示すアミノ酸配列を有するタンパク質)に加えて、それらの保存的バリアントを包含してよい。保存的バリアントとしては、例えば、上記例示した遺伝子やタンパク質のホモログや人為的な改変体が挙げられる。   The sugar assimilation gene may be a variant of the above-described sugar assimilation gene (for example, a gene having a known nucleotide sequence such as the above-described nucleotide sequence) as long as the original function is maintained. Similarly, as long as the original function is maintained, the saccharide-utilizing protein may be a variant of the above-described saccharide-utilizing protein (for example, a protein having a known amino acid sequence such as the above-described amino acid sequence). Good. Note that a variant in which such an original function is maintained may be referred to as a “conservative variant”. Further, the gene specified by the gene name and the protein specified by the protein name are not limited to the genes and proteins exemplified above, respectively, and may include conservative variants thereof. That is, for example, the term “pfk gene” may include conservative variants thereof in addition to the pfk gene exemplified above (eg, a gene having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 37, 71, or 73). . Similarly, for example, the term “Pfk protein” encompasses the Pfk proteins exemplified above (eg, a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 38, 72, or 74), as well as conservative variants thereof. Good. Conservative variants include, for example, homologs and artificial variants of the genes and proteins exemplified above.

「元の機能が維持されている」とは、遺伝子またはタンパク質のバリアントが、元の遺伝子またはタンパク質の機能(例えば、活性や性質)に対応する機能(例えば、活性や性質)を有することを意味する。遺伝子についての「元の機能が維持されている」とは、遺伝子のバリアントが、元の機能が維持されたタンパク質をコードすることを意味してよい。すなわち、糖資化遺伝子についての「元の機能が維持されている」とは、遺伝子のバリアントが対応する糖資化タンパク質をコードすることを意味してよい。また、糖資化タンパク質についての「元の機能が維持されている」とは、タンパク質のバリアントが対応する糖資化タンパク質の活性を有することを意味してよい。例えば、6-phosphofructokinase遺伝子についての「元の機能が維持されている」とは、遺伝子のバリアントが6-phosphofructokinaseをコードすることを意味してよい。また、6-phosphofructokinaseについての「元の機能が維持されている」とは、タンパク質のバリアントが6-phosphofructokinase活性を有することを意味してよい。   “Maintaining the original function” means that the gene or protein variant has a function (eg, activity or property) corresponding to the function (eg, activity or property) of the original gene or protein. I do. “Maintained original function” for a gene may mean that the variant of the gene encodes a protein that has maintained its original function. That is, “maintaining the original function” of a glycosylation gene may mean that the gene variant encodes the corresponding glycosylation protein. Further, “maintaining the original function” of a glycosimilating protein may mean that the protein variant has the activity of the corresponding glycosimilating protein. For example, "maintaining the original function" of the 6-phosphofructokinase gene may mean that the gene variant encodes 6-phosphofructokinase. Further, “maintaining the original function” of 6-phosphofructokinase may mean that the protein variant has 6-phosphofructokinase activity.

糖資化タンパク質の機能(例えば、活性や性質)は、いずれも、例えば、公知の手法により測定することができる。すなわち、糖の代謝酵素等の酵素の活性は、例えば、酵素を対応する基質とインキュベートし、酵素および基質依存的な対応する産物の生成を測定することにより、測定することができる。具体的には、例えば、6-phosphofructokinase活性は、ATPの存在下で酵素を対応する基質(すなわち、フルクトース−6−リン酸)とインキュベートし、酵素および基質依存的な対応する産物(すなわち、フルクトース−1,6−ビスリン酸)の生成を測定することにより、測定することができる。また、糖の取り込み系の活性は、例えば、タンパク質を発現する菌体を糖とインキュベートし、同タンパク質依存的な菌体内への糖の取り込みを測定することにより、測定することができる。糖資化タンパク質は、少なくとも1つの適切な条件下で測定される糖資化タンパク質の機能(例えば、活性や性質)を有していればよい。なお、本明細書に記載の他の全てのタンパク質についても、少なくとも1つの適切な条件下で測定される対応する機能(例えば、活性や性質)を有していればよい。   The functions (eg, activities and properties) of the glycoproteins can be measured by, for example, a known method. That is, the activity of an enzyme such as a sugar metabolizing enzyme can be measured, for example, by incubating the enzyme with a corresponding substrate and measuring the production of the enzyme and the substrate-dependent corresponding product. Specifically, for example, 6-phosphofructokinase activity can be achieved by incubating the enzyme with the corresponding substrate (ie, fructose-6-phosphate) in the presence of ATP, and the enzyme and substrate-dependent corresponding product (ie, fructose). -1,6-bisphosphoric acid) can be measured. In addition, the activity of the sugar uptake system can be measured, for example, by incubating cells expressing the protein with sugar, and measuring the protein-dependent sugar uptake into the cells. The saccharide-utilizing protein may have at least one function (for example, activity or property) of the saccharide-utilizing protein measured under appropriate conditions. It should be noted that all other proteins described in the present specification need only have a corresponding function (eg, activity or property) measured under at least one appropriate condition.

以下、保存的バリアントについて例示する。   Hereinafter, conservative variants will be exemplified.

糖資化遺伝子のホモログまたは糖資化タンパク質のホモログは、例えば、上記例示した塩基配列等の公知の塩基配列または上記例示したアミノ酸配列等の公知のアミノ酸配列を問い合わせ配列として用いたBLAST検索やFASTA検索によって公開データベースから容易に取得することができる。また、糖資化遺伝子のホモログは、例えば、コリネ型細菌等の生物の染色体を鋳型にして、上記例示した塩基配列等の公知の塩基配列に基づいて作製したオリゴヌクレオチドをプライマーとして用いたPCRにより取得することができる。   A homologue of a glycosylation gene or a homologue of a glycosylation protein is, for example, a BLAST search or FASTA using a known base sequence such as the above-described base sequence or a known amino acid sequence such as the above-described amino acid sequence as a query sequence. It can be easily obtained from public databases by searching. In addition, the homologue of the sugar assimilation gene is, for example, by using a chromosome of an organism such as a coryneform bacterium as a template and performing PCR using an oligonucleotide prepared as a primer based on a known nucleotide sequence such as the above-described nucleotide sequence as a primer. Can be obtained.

糖資化遺伝子は、元の機能が維持されている限り、上記例示したアミノ酸配列等の公知のアミノ酸配列において、1若しくは数個の位置での1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または付加されたアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするものであってもよい。例えば、コードされるタンパク質は、そのN末端および/またはC末端が、延長または短縮されていてもよい。なお、上記「1又は数個」とは、アミノ酸残基のタンパク質の立体構造における位置や種類によっても異なるが、具体的には、例えば、1〜50個、1〜40個、1〜30個、1〜20個、1〜10個、1〜5個、または1〜3個であってよい。   As long as the original function is maintained, one or several amino acids at one or several positions are substituted, deleted, or inserted in a known amino acid sequence such as the amino acid sequence described above, as long as the original function is maintained. And / or may encode a protein having an added amino acid sequence. For example, the encoded protein may be extended or shortened at its N-terminus and / or C-terminus. The “one or several” differs depending on the position and type of the amino acid residue in the three-dimensional structure of the protein, but specifically, for example, 1 to 50, 1 to 40, and 1 to 30 , 1-20, 1-10, 1-5, or 1-3.

上記の1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、および/または付加は、タンパク質の元の機能が維持される保存的変異である。保存的変異の代表的なものは、保存的置換である。保存的置換とは、置換部位が芳香族アミノ酸である場合には、Phe、Trp、Tyr間で、置換部位が疎水性アミノ酸である場合には、Leu、Ile、Val間で、極性アミノ酸で
ある場合には、Gln、Asn間で、塩基性アミノ酸である場合には、Lys、Arg、His間で、酸性アミノ酸である場合には、Asp、Glu間で、ヒドロキシル基を持つアミノ酸である場合には、Ser、Thr間でお互いに置換する変異である。保存的置換とみなされる置換としては、具体的には、AlaからSer又はThrへの置換、ArgからGln、His又はLysへの置換、AsnからGlu、Gln、Lys、His又はAspへの置換、AspからAsn、Glu又はGlnへの置換、CysからSer又はAlaへの置換、GlnからAsn、Glu、Lys、His、Asp又はArgへの置換、GluからGly、Asn、Gln、Lys又はAspへの置換、GlyからProへの置換、HisからAsn、Lys、Gln、Arg又はTyrへの置換、IleからLeu、Met、Val又はPheへの置換、LeuからIle、Met、Val又はPheへの置換、LysからAsn、Glu、Gln、His又はArgへの置換、MetからIle、Leu、Val又はPheへの置換、PheからTrp、Tyr、Met、Ile又はLeuへの置換、SerからThr又はAlaへの置換、ThrからSer又はAlaへの置換、TrpからPhe又はTyrへの置換、TyrからHis、Phe又はTrpへの置換、及び、ValからMet、Ile又はLeuへの置換が挙げられる。また、上記のようなアミノ酸の置換、欠失、挿入、または付加等には、遺伝子が由来する生物の個体差、種の違いに基づく場合などの天然に生じる変異(mutant又はvariant)によって生じるものも含まれる。
The above substitutions, deletions, insertions, and / or additions of one or several amino acids are conservative mutations that maintain the original function of the protein. A typical conservative mutation is a conservative substitution. A conservative substitution is a polar amino acid between Phe, Trp and Tyr when the substitution site is an aromatic amino acid and between Leu, Ile and Val when the substitution site is a hydrophobic amino acid. In the case, between Gln and Asn, when it is a basic amino acid, between Lys, Arg, His, when it is an acidic amino acid, it is between Asp and Glu, when it is an amino acid having a hydroxyl group Is a mutation that substitutes for Ser and Thr. As the substitution considered as a conservative substitution, specifically, Ala to Ser or Thr substitution, Arg to Gln, His or Lys substitution, Asn to Glu, Gln, Lys, His or Asp substitution, Asp to Asn, Glu or Gln substitution, Cys to Ser or Ala substitution, Gln to Asn, Glu, Lys, His, Asp or Arg substitution, Glu to Gly, Asn, Gln, Lys or Asp Substitution, Gly to Pro substitution, His to Asn, Lys, Gln, Arg or Tyr substitution, Ile to Leu, Met, Val or Phe substitution, Leu to Ile, Met, Val or Phe substitution, Lys to Asn, Glu, Gln, His or Arg substitution, Met to Ile, Leu, Val or Phe substitution, Phe to Trp, Tyr, Met, Ile or Leu substitution, Ser to Thr or Ala Substitution, substitution of Thr for Ser or Ala, substitution of Trp for Phe or Tyr, substitution of Tyr for His, Phe or Trp, and substitution of Val for Met, Ile or Leu. In addition, the substitution, deletion, insertion, or addition of amino acids as described above is caused by a naturally occurring mutation (mutant or variant) such as one based on individual differences or species differences of the organism from which the gene is derived. Is also included.

また、糖資化遺伝子は、元の機能が維持されている限り、上記例示したアミノ酸配列等の公知のアミノ酸配列全体に対して、例えば、50%以上、65%以上、80%以上、90%以上、95%以上、97%以上、または99%以上の同一性を有するアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子であってもよい。   Further, as long as the original function is maintained, the sugar assimilation gene is, for example, 50% or more, 65% or more, 80% or more, 90%, based on the entire known amino acid sequence such as the amino acid sequence exemplified above. The gene may encode a protein having an amino acid sequence having 95% or more, 97% or more, or 99% or more identity.

また、糖資化遺伝子は、元の機能が維持されている限り、上記例示した塩基配列等の公知の塩基配列から調製され得るプローブ、例えば上記例示した塩基配列等の公知の塩基配列の全体または一部に対する相補配列、とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする遺伝子、例えばDNA、であってもよい。「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件を意味してよい。一例を示せば、同一性が高いDNA同士、例えば、50%以上、65%以上、80%以上、90%以上、95%以上、97%以上、または99%以上の同一性を有するDNA同士がハイブリダイズし、それより同一性が低いDNA同士がハイブリダイズしない条件、あるいは通常のサザンハイブリダイゼーションの洗いの条件である60℃、1×SSC、0.1% SDS、好ましくは60℃、0.1×SSC、0.1% SDS、より好ましくは68℃、0.1×SSC、0.1% SDSに相当する塩濃度および温度で、1回、好ましくは2〜3回洗浄する条件を挙げることができる。   Further, as long as the original function is maintained, a sugar assimilation gene can be prepared from a known nucleotide sequence such as the above-described nucleotide sequence, for example, the entire known nucleotide sequence such as the above-described nucleotide sequence or the like. It may be a gene, such as DNA, that hybridizes under stringent conditions with a complementary sequence to a part. "Stringent conditions" may mean conditions under which a so-called specific hybrid is formed and a non-specific hybrid is not formed. As an example, DNA with high identity, for example, DNA with 50% or more, 65% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, or 99% or more identity Hybridized, less identical DNA is not hybridized with each other, or the usual washing conditions for Southern hybridization at 60 ° C., 1 × SSC, 0.1% SDS, preferably 60 ° C., 0.1 × SSC, The conditions include washing once, preferably 2-3 times at a salt concentration and temperature corresponding to 0.1% SDS, more preferably 68 ° C., 0.1 × SSC, and 0.1% SDS.

上述の通り、上記ハイブリダイゼーションに用いるプローブは、遺伝子の相補配列の一部であってもよい。そのようなプローブは、上記例示した塩基配列等の公知の塩基配列に基づいて作製したオリゴヌクレオチドをプライマーとし、上述の遺伝子を含むDNA断片を鋳型とするPCRによって作製することができる。例えば、プローブとしては、300 bp程度の長さのDNA断片を用いることができる。プローブとして300 bp程度の長さのDNA断片を用いる場合には、ハイブリダイゼーションの洗いの条件としては、50℃、2×SSC、0.1% SDSが挙げられる。   As described above, the probe used for the hybridization may be a part of a complementary sequence of the gene. Such a probe can be prepared by PCR using an oligonucleotide prepared based on a known base sequence such as the base sequence exemplified above as a primer and a DNA fragment containing the above-described gene as a template. For example, a DNA fragment having a length of about 300 bp can be used as a probe. When a DNA fragment of about 300 bp in length is used as a probe, conditions for washing for hybridization include 50 ° C., 2 × SSC, and 0.1% SDS.

また、宿主によってコドンの縮重性が異なるので、糖資化遺伝子は、任意のコドンをそれと等価のコドンに置換したものであってもよい。すなわち、糖資化遺伝子は、遺伝コードの縮重による上記例示した糖資化遺伝子のバリアントであってもよい。例えば、糖資化遺伝子は、使用する宿主のコドン使用頻度に応じて最適なコドンを有するように改変されてよい。   In addition, since the degeneracy of codons differs depending on the host, the sugar assimilation gene may be obtained by replacing any codon with an equivalent codon. That is, the sugar utilization gene may be a variant of the sugar utilization gene exemplified above due to the degeneracy of the genetic code. For example, the saccharide assimilation gene may be modified to have an optimal codon depending on the codon usage of the host used.

なお、アミノ酸配列間の「同一性」とは、blastpによりデフォルト設定のScoring Parameters(Matrix:BLOSUM62;Gap Costs:Existence=11, Extension=1;Compositional Adjustments:Conditional compositional score matrix adjustment)を用いて算出されるアミノ酸配列間の同一性を意味する。また、塩基配列間の「同一性」とは、blastnによ
りデフォルト設定のScoring Parameters(Match/Mismatch Scores=1,-2;Gap Costs=Linear)を用いて算出される塩基配列間の同一性を意味する。
The "identity" between amino acid sequences is calculated by blastp using the default settings of Scoring Parameters (Matrix: BLOSUM62; Gap Costs: Existing = 11, Extension = 1; Compositional Adjustments: Conditional compositional score matrix adjustment). Means the identity between different amino acid sequences. The term “identity” between nucleotide sequences means the identity between nucleotide sequences calculated by blastn using Scoring Parameters (Match / Mismatch Scores = 1, -2; Gap Costs = Linear) set by default. I do.

なお、上記の遺伝子やタンパク質の保存的バリアントに関する記載は、糖資化遺伝子および糖資化タンパク質以外の任意の遺伝子およびタンパク質にも準用できる。   In addition, the description regarding the conservative variants of the above-mentioned genes and proteins can be applied mutatis mutandis to any gene and protein other than the sugar-utilizing gene and the protein.

糖の資化能を低下させるために活性を低下させる糖資化タンパク質(タンパク質P1)は、例えば、糖の種類や糖の資化経路の種類等の諸条件に応じて適宜選択できる。例えば、PTSを介したグルコースの資化能を低下させるためには、EI、HPr、EIIGlc、phosphoglucose isomerase、6-phosphofructokinase、fructose 1,6-bisphosphate aldolase、triose phosphate isomerase、glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase、phosphoglycerate kinase、phosphoglycerate mutase、enolase、pyruvate kinase、pyruvate dehydrogenaseから選択される1種またはそれ以上の活性を低下させてよい。また、例えば、PTSを介したスクロースの資化能を低下させるためには、EI、HPr、EIIScr、phosphoglucose isomerase、6-phosphofructokinase、fructose 1,6-bisphosphate aldolase、triose phosphate isomerase、glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase、phosphoglycerate kinase、phosphoglycerate mutase、enolase、pyruvate kinase、pyruvate dehydrogenase、sucrose-6-phosphate hydrolase、fructokinaseから選択される1種またはそれ以上の活性を低下させてよい。微生物においては、例えば、解糖系の酵素から選択される1種またはそれ以上のタンパク質の活性が低下していてよい。微生物においては、特に、6-phosphofructokinaseの活性が低下していてよい。 The sugar assimilating protein (protein P1) which reduces the activity in order to reduce the assimilation ability of sugar can be appropriately selected according to various conditions such as, for example, the type of sugar and the type of sugar assimilation pathway. For example, to reduce glucose assimilation through PTS, EI, HPr, EII Glc , phosphoglucose isomerase, 6-phosphofructokinase, fructose 1,6-bisphosphate aldolase, triose phosphate isomerase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Or one or more activities selected from phosphoglycerate kinase, phosphoglycerate mutase, enolase, pyruvate kinase, and pyruvate dehydrogenase. In addition, for example, in order to reduce the ability to assimilate sucrose through PTS, EI, HPr, EII Scr , phosphoglucose isomerase, 6-phosphofructokinase, fructose 1,6-bisphosphate aldolase, triose phosphate isomerase, glyceraldehyde-3- One or more activities selected from phosphate dehydrogenase, phosphoglycerate kinase, phosphoglycerate mutase, enolase, pyruvate kinase, pyruvate dehydrogenase, sucrose-6-phosphate hydrolase, and fructokinase may be reduced. In a microorganism, for example, the activity of one or more proteins selected from glycolytic enzymes may be reduced. In microorganisms, in particular, the activity of 6-phosphofructokinase may be reduced.

<1−3>目的物質生産能
本明細書に記載の微生物は、目的物質生産能を有していてもよい。
<1-3> Target substance producing ability The microorganism described in this specification may have a target substance producing ability.

「目的物質生産能」とは、目的物質を生産する能力を意味する。すなわち、「目的物質生産能を有する微生物」とは、目的物質を生産することができる微生物を意味してよい。   "Target substance production ability" means the ability to produce a target substance. That is, “a microorganism capable of producing a target substance” may mean a microorganism that can produce a target substance.

「目的物質生産能を有する微生物」とは、微生物が発酵法に用いられる場合にあっては、目的物質を発酵により生産することができる微生物を意味してよい。すなわち、「目的物質生産能を有する微生物」とは、目的物質を糖から生産することができる微生物を意味してよい。「目的物質生産能を有する微生物」とは、具体的には、培地(例えば、糖を含有する培地)で培養したときに、目的物質を生産し、回収できる程度に培養液中(例えば、培地中、菌体表層、菌体内、またはそれらの組み合わせ)に蓄積することができる微生物を意味してよい。   The “microorganism having a target substance-producing ability” may mean a microorganism capable of producing a target substance by fermentation when the microorganism is used in a fermentation method. That is, the “microorganism capable of producing the target substance” may mean a microorganism capable of producing the target substance from sugar. The term "microorganism having a target substance-producing ability" is specifically used in a culture solution (for example, a culture medium) such that the target substance is produced and recovered when cultured in a medium (eg, a medium containing sugar). Medium, a cell surface layer, a cell body, or a combination thereof).

「目的物質生産能を有する微生物」とは、微生物が生物変換法に用いられる場合にあっては、目的物質を生物変換により生産することができる微生物を意味してよい。すなわち、「目的物質生産能を有する微生物」とは、目的物質を該目的物質の前駆体から生産することができる微生物を意味してよい。「目的物質生産能を有する微生物」とは、具体的には、培地(例えば、糖と目的物質の前駆体を含有する培地)で培養したときに、目的物質を生産し、回収できる程度に培養液中(例えば、培地中、菌体内、またはそれらの組み合わせ)に蓄積することができる微生物を意味してよい。また、「目的物質生産能を有する微生物」とは、具体的には、反応液中で目的物質の前駆体に作用させたときに、目的物質を生産し、回収できる程度に反応液中(例えば、液画分、菌体内、またはそれらの組み合わせ)に蓄積することができる微生物を意味してよい。「液画分」とは、反応液から菌体を除いた残部を意味してよい。   The “microorganism having a target substance-producing ability” may mean a microorganism capable of producing a target substance by bioconversion when the microorganism is used in a bioconversion method. That is, “a microorganism having the ability to produce a target substance” may mean a microorganism that can produce a target substance from a precursor of the target substance. The term "microorganism capable of producing a target substance" specifically refers to a culture that can produce and recover the target substance when cultured in a medium (for example, a medium containing a sugar and a precursor of the target substance). A microorganism that can accumulate in a liquid (eg, in a medium, in a cell, or a combination thereof) may be referred to. In addition, the term "microorganism having a target substance-producing ability" specifically refers to an amount of a target substance produced and allowed to recover in a reaction solution (for example, , Liquid fraction, intracellular, or a combination thereof). “Liquid fraction” may mean the remainder of the reaction solution from which bacterial cells have been removed.

目的物質生産能を有する微生物は、例えば、0.01 g/L以上、0.05 g/L以上、0.1 g/L以上、0.5 g/L以上、または1.0 g/L以上の量の目的物質を培地または反応液に蓄積すること
ができてもよい。
Microorganisms having the target substance-producing ability include, for example, a medium or reaction medium containing 0.01 g / L or more, 0.05 g / L or more, 0.1 g / L or more, 0.5 g / L or more, or 1.0 g / L or more of the target substance. It may be able to accumulate in the liquid.

微生物は、1種の目的物質を生産することができてもよく、2種またはそれ以上の目的物質を生産することができてもよい。また、微生物は、1種の目的物質前駆体から目的物質を生産することができてもよく、2種またはそれ以上の目的物質前駆体から目的物質を生産することができてもよい。   A microorganism may be capable of producing one type of target substance, or may be capable of producing two or more target substances. In addition, the microorganism may be capable of producing a target substance from one kind of target substance precursor, or may be capable of producing a target substance from two or more kinds of target substance precursors.

目的物質は、微生物を利用して生産できるものであれば特に制限されない。目的物質としては、SAM依存性代謝物、アルデヒド、L−アミノ酸、核酸、有機酸、γ−グルタミルペプチド、スフィンゴイド、タンパク質、RNAが挙げられる。   The target substance is not particularly limited as long as it can be produced using a microorganism. Target substances include SAM-dependent metabolites, aldehydes, L-amino acids, nucleic acids, organic acids, γ-glutamyl peptides, sphingoids, proteins, and RNA.

「SAM依存性代謝物」とは、生合成にS−アデノシルメチオニン(S-adenosylmethionine;SAM)を要求する代謝物を意味してよい。SAM依存性代謝物としては、バニリン(vanillin)、バニリン酸(vanillic acid)、メラトニン(melatonin)、エルゴチオネイン(ergothioneine)、ムギネ酸(mugineic acid)、フェルラ酸(ferulic acid)、ポリアミン(polyamine)、グアイアコール(guaiacol)、4−ビニルグアイアコール(4-vinylguaiacol)、4−エチルグアイアコール(4-ethylguaiacol)、クレアチン(creatine)が挙げられる。ポリアミンとしては、スペルミジン(spermidine)やスペルミン(spermine)が挙げられる。   "SAM-dependent metabolite" may mean a metabolite that requires S-adenosylmethionine (SAM) for biosynthesis. SAM-dependent metabolites include vanillin, vanillic acid, melatonin, ergothioneine, ergothioneine, mugineic acid, ferulic acid, polyamine, guaiacol (Guaiacol), 4-vinylguaiacol, 4-ethylguaiacol, and creatine. Examples of the polyamine include spermidine and spermine.

アルデヒドとしては、芳香族アルデヒドが挙げられる。芳香族アルデヒドとしては、バニリン(vanillin)、ベンズアルデヒド(benzaldehyde)、シンナムアルデヒド(cinnamaldehyde)が挙げられる。   Aldehydes include aromatic aldehydes. Examples of the aromatic aldehyde include vanillin, benzaldehyde, and cinnamaldehyde.

L−アミノ酸としては、L−リジン、L−オルニチン、L−アルギニン、L−ヒスチジン、L−シトルリン等の塩基性アミノ酸、L−イソロイシン、L−アラニン、L−バリン、L−ロイシン、グリシン等の脂肪族アミノ酸、L−スレオニン、L−セリン等のヒドロキシモノアミノカルボン酸であるアミノ酸、L−プロリン等の環式アミノ酸、L−フェニルアラニン、L−チロシン、L−トリプトファン等の芳香族アミノ酸、L−システイン、L−シスチン、L−メチオニン等の含硫アミノ酸、L−グルタミン酸、L−アスパラギン酸等の酸性アミノ酸、L−グルタミン、L−アスパラギン等の側鎖にアミド基を持つアミノ酸が挙げられる。「アミノ酸」とは、特記しない限り、L−アミノ酸を意味してよい。   Examples of L-amino acids include basic amino acids such as L-lysine, L-ornithine, L-arginine, L-histidine, L-citrulline, L-isoleucine, L-alanine, L-valine, L-leucine, glycine and the like. Aliphatic amino acids, amino acids which are hydroxymonoaminocarboxylic acids such as L-threonine and L-serine, cyclic amino acids such as L-proline, aromatic amino acids such as L-phenylalanine, L-tyrosine and L-tryptophan; Examples include sulfur-containing amino acids such as cysteine, L-cystine and L-methionine; acidic amino acids such as L-glutamic acid and L-aspartic acid; and amino acids having an amide group in the side chain such as L-glutamine and L-asparagine. "Amino acid" may mean L-amino acid unless otherwise specified.

核酸としては、プリン系物質が挙げられる。プリン系物質としては、プリンヌクレオシドおよびプリンヌクレオチドが挙げられる。プリンヌクレオシドとしては、イノシン、グアノシン、キサントシン、およびアデノシンが挙げられる。プリンヌクレオチドとしては、プリンヌクレオシドの5’−リン酸エステルが挙げられる。プリンヌクレオシドの5’−リン酸エステルとしては、イノシン酸(イノシン−5’−リン酸エステル;IMP)、グアニル酸(グアノシン−5’−リン酸エステル;GMP)、キサンチル酸(キサントシン−5’−リン酸エステル;XMP)、およびアデニル酸(アデノシン−5’−リン酸エステル;AMP)が挙げられる。   Examples of the nucleic acid include purine-based substances. Purine-based substances include purine nucleosides and purine nucleotides. Purine nucleosides include inosine, guanosine, xanthosine, and adenosine. Purine nucleotides include 5'-phosphate esters of purine nucleosides. Examples of the 5′-phosphate ester of purine nucleoside include inosine acid (inosine-5′-phosphate ester; IMP), guanylic acid (guanosine-5′-phosphate ester; GMP), and xanthyl acid (xanthosin-5′-phosphate). Phosphate esters; XMP), and adenylic acid (adenosine-5'-phosphate esters; AMP).

有機酸としては、ジカルボン酸が挙げられる。ジカルボン酸としては、炭素数が3つから8つのジカルボン酸(C3−C8ジカルボン酸)が挙げられる。ジカルボン酸として、具体的には、α−ケトグルタル酸(α−KG;別名2−オキソグルタル酸)、リンゴ酸、フマル酸、コハク酸、イタコン酸、マロン酸、アジピン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸が挙げられる。 Examples of the organic acid include a dicarboxylic acid. Examples of the dicarboxylic acids, since three carbon atoms eight dicarboxylic acids (C 3 -C 8 dicarboxylic acid). Specific examples of the dicarboxylic acid include α-ketoglutaric acid (α-KG; also known as 2-oxoglutaric acid), malic acid, fumaric acid, succinic acid, itaconic acid, malonic acid, adipic acid, glutaric acid, pimelic acid, and suberin. Acids.

γ−グルタミルペプチドとしては、γ−グルタミルジペプチドやγ−グルタミルトリペプチドが挙げられる。γ−グルタミルジペプチドとしては、γ-Glu-Valが挙げられる。γ
−グルタミルトリペプチドとしては、γ-Glu-Val-Gly(CAS 38837-70-6、Gluvalicineともいう)が挙げられる。
Examples of the γ-glutamyl peptide include γ-glutamyl dipeptide and γ-glutamyl tripeptide. Examples of the γ-glutamyl dipeptide include γ-Glu-Val. γ
-Glutamyl tripeptide includes γ-Glu-Val-Gly (CAS 38837-70-6, also referred to as Gluvalicine).

スフィンゴイドとしては、スフィンゴイド塩基やスフィンゴ脂質が挙げられる。スフィンゴイド塩基としては、フィトスフィンゴシン(phytosphingosine;PHS)が挙げられる。スフィンゴ脂質としては、フィトセラミド(phytoceramide;PHC)が挙げられる。   Sphingoids include sphingoid bases and sphingolipids. Examples of sphingoid bases include phytosphingosine (PHS). Examples of sphingolipids include phytoceramide (PHC).

タンパク質としては、微生物を宿主として発現可能な任意のタンパク質が挙げられる。タンパク質は、宿主由来のタンパク質であってもよく、異種由来のタンパク質(異種タンパク質)であってもよい。「異種タンパク質」(heterologous protein)とは、同タンパク質を生産する宿主(すなわち本明細書に記載の微生物)にとって外来性(exogenous)であるタンパク質をいう。タンパク質は、例えば、天然に存在するタンパク質であってもよく、それらを改変したタンパク質であってもよく、人工的にアミノ酸配列をデザインしたタンパク質であってもよい。タンパク質は、例えば、微生物由来のタンパク質であってもよく、植物由来のタンパク質であってもよく、動物由来のタンパク質であってもよく、ウイルス由来のタンパク質であってもよい。タンパク質は、単量体タンパク質であってもよく、多量体タンパク質であってもよい。タンパク質は、分泌性タンパク質であってもよく、非分泌性タンパク質であってもよい。なお、「タンパク質」には、オリゴペプチドやポリペプチド等の、ペプチドと呼ばれるものも包含される。   The protein includes any protein that can be expressed using a microorganism as a host. The protein may be a host-derived protein or a heterologous protein (heterologous protein). “Heterologous protein” refers to a protein that is exogenous to the host producing the protein (ie, the microorganisms described herein). The protein may be, for example, a naturally occurring protein, a modified protein thereof, or a protein having an artificially designed amino acid sequence. The protein may be, for example, a microorganism-derived protein, a plant-derived protein, an animal-derived protein, or a virus-derived protein. The protein may be a monomeric protein or a multimeric protein. The protein may be a secretory protein or a non-secretory protein. The “protein” also includes what is called a peptide, such as an oligopeptide or a polypeptide.

タンパク質として、具体的には、酵素、生理活性タンパク質、レセプタータンパク質、抗原タンパク質、その他のタンパク質が挙げられる。   Specific examples of proteins include enzymes, bioactive proteins, receptor proteins, antigen proteins, and other proteins.

酵素としては、セルラーゼ、トランスグルタミナーゼ、プロテイングルタミナーゼ、イソマルトデキストラナーゼ、プロテアーゼ、エンドペプチダーゼ、エキソペプチダーゼ、アミノペプチダーゼ、カルボキシペプチダーゼ、コラゲナーゼ、およびキチナーゼが挙げられる。   Enzymes include cellulase, transglutaminase, protein glutaminase, isomaltodextranase, protease, endopeptidase, exopeptidase, aminopeptidase, carboxypeptidase, collagenase, and chitinase.

生理活性タンパク質としては、成長因子(増殖因子)、ホルモン、サイトカイン、抗体関連分子が挙げられる。   Examples of bioactive proteins include growth factors (growth factors), hormones, cytokines, and antibody-related molecules.

成長因子(増殖因子)としては、上皮成長因子(Epidermal growth factor;EGF)、インスリン様成長因子-1(Insulin-like growth factor-1;IGF-1)、トランスフォーミング成長因子(Transforming growth factor;TGF)、神経成長因子(Nerve growth factor;NGF)、脳由来神経栄養因子(Brain-derived neurotrophic factor;BDNF)、血管内皮細胞増殖因子(Vesicular endothelial growth factor;VEGF)、顆粒球コロニー刺激因子(Granulocyte-colony stimulating factor;G-CSF)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(Granulocyte-macrophage-colony stimulating factor;GM-CSF)、血小板由来成長因子(Platelet-derived growth factor;PDGF)、エリスロポエチン(Erythropoietin;EPO)、トロンボポエチン(Thrombopoietin;TPO)、酸性線維芽細胞増殖因子(acidic fibroblast growth factor;aFGFまたはFGF1)、塩基性線維芽細胞増殖因子(basic fibroblast growth factor;bFGFまたはFGF2)、角質細胞増殖因子(keratinocyto growth
factor;KGF-1またはFGF7, KGF-2またはFGF10)、肝細胞増殖因子(Hepatocyte growth factor;HGF)が挙げられる。
Examples of growth factors include epidermal growth factor (EGF), insulin-like growth factor-1 (IGF-1), and transforming growth factor (TGF). ), Nerve growth factor (NGF), Brain-derived neurotrophic factor (BDNF), Vesicular endothelial growth factor (VEGF), Granulocyte colony stimulating factor (Granulocyte- colony stimulating factor (G-CSF), granulocyte-macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF), platelet-derived growth factor (PDGF), erythropoietin (EPO), Thrombopoietin (TPO), acidic fibroblast growth factor (aFGF or FGF1), basic fibroblast growth factor (basic fibrob) last growth factor; bFGF or FGF2), keratinocyte growth factor (keratinocyto growth)
factor; KGF-1 or FGF7, KGF-2 or FGF10), and hepatocyte growth factor (HGF).

ホルモンとしては、インスリン、グルカゴン、ソマトスタチン(somatostatin)、ヒト成長ホルモン(human growth hormone;hGH)、副甲状腺ホルモン(parathyroid hormone;PTH)、カルシトニン(calcitonin)、エキセナチド(exenatide)が挙げられる。   Hormones include insulin, glucagon, somatostatin, human growth hormone (hGH), parathyroid hormone (PTH), calcitonin (calcitonin), and exenatide (exenatide).

サイトカインとしては、インターロイキン、インターフェロン、腫瘍壊死因子(Tumor
Necrosis Factor;TNF)が挙げられる。
Cytokines include interleukin, interferon, tumor necrosis factor (Tumor
Necrosis Factor; TNF).

また、生理活性タンパク質は、タンパク質全体であってもよく、その一部であってもよい。タンパク質の一部としては、例えば、生理活性を有する部分が挙げられる。生理活性を有する部分として、具体的には、例えば、副甲状腺ホルモン(parathyroid hormone;PTH)の成熟体のN末端34アミノ酸残基からなる生理活性ペプチドTeriparatideが挙げられる。   The bioactive protein may be the whole protein or a part thereof. As a part of the protein, for example, a part having a physiological activity can be mentioned. Specific examples of the bioactive moiety include the bioactive peptide Teriparatide consisting of the N-terminal 34 amino acid residues of a mature form of parathyroid hormone (PTH).

「抗体関連分子」とは、完全抗体を構成するドメインから選択される単一のドメインまたは2もしくはそれ以上のドメインの組合せからなる分子種を含むタンパク質を意味してよい。完全抗体を構成するドメインとしては、重鎖のドメインであるVH、CH1、CH2、およびCH3、ならびに軽鎖のドメインであるVLおよびCLが挙げられる。抗体関連分子は、上述の分子種を含む限り、単量体タンパク質であってもよく、多量体タンパク質であってもよい。なお、抗体関連分子が多量体タンパク質である場合には、単一の種類のサブユニットからなるホモ多量体であってもよく、2またはそれ以上の種類のサブユニットからなるヘテロ多量体であってもよい。抗体関連分子として、具体的には、完全抗体、Fab、F(ab’)、F(ab’)2、Fc、重鎖(H鎖)と軽鎖(L鎖)からなる二量体、Fc融合タンパク質、重鎖(H鎖)、軽鎖(L鎖)、単鎖Fv(scFv)、sc(Fv)2、ジスルフィド結合Fv(sdFv)、diabody、VHHフラグメント(nanobody(登録商標))が挙げられる。抗体関連分子として、より具体的には、トラスツズマブが挙げられる。 The “antibody-related molecule” may mean a protein containing a single domain selected from domains constituting a complete antibody or a molecular species composed of a combination of two or more domains. The domains constituting a complete antibody include VH, CH1, CH2, and CH3, which are domains of the heavy chain, and VL and CL, which are domains of the light chain. The antibody-related molecule may be a monomeric protein or a multimeric protein as long as it contains the above-mentioned molecular species. When the antibody-related molecule is a multimeric protein, it may be a homomultimer composed of a single type of subunit or a heteromultimer composed of two or more types of subunits. Is also good. Specific examples of antibody-related molecules include a complete antibody, Fab, F (ab '), F (ab') 2 , Fc, a dimer composed of a heavy chain (H chain) and a light chain (L chain), Fc Fusion proteins, heavy chains (H chains), light chains (L chains), single chain Fvs (scFv), sc (Fv) 2 , disulfide-linked Fvs (sdFv), diabodies, VHH fragments (nanobody®) Can be More specifically, the antibody-related molecule includes trastuzumab.

レセプタータンパク質としては、生理活性タンパク質やその他の生理活性物質に対するレセプタータンパク質が挙げられる。その他の生理活性物質としては、ドーパミン等の神経伝達物質が挙げられる。なお、レセプタータンパク質は、対応するリガンドが知られていないオーファン受容体であってもよい。   Receptor proteins include biologically active proteins and receptor proteins for other biologically active substances. Other physiologically active substances include neurotransmitters such as dopamine. The receptor protein may be an orphan receptor for which the corresponding ligand is not known.

抗原タンパク質は、免疫応答を惹起できるものであれば特に制限されない。抗原タンパク質は、例えば、想定する免疫応答の対象に応じて適宜選択できる。抗原タンパク質は、例えば、ワクチンとして使用することができる。   The antigen protein is not particularly limited as long as it can elicit an immune response. The antigen protein can be appropriately selected depending on, for example, the subject of an assumed immune response. The antigen protein can be used, for example, as a vaccine.

その他のタンパク質としては、Liver-type fatty acid-binding protein(LFABP)、蛍光タンパク質、イムノグロブリン結合タンパク質、アルブミン、フィブロイン様タンパク質、細胞外タンパク質が挙げられる。蛍光タンパク質としては、Green Fluorescent Protein(GFP)が挙げられる。イムノグロブリン結合タンパク質としては、Protein A、Protein G、Protein Lが挙げられる。アルブミンとしては、ヒト血清アルブミンが挙げられる。フィブロイン様タンパク質としては、WO2017/090665やWO2017/171001に開示されたものが挙げられる。細胞外タンパク質としては、フィブロネクチン、ビトロネクチン、コラーゲン、オステオポンチン、ラミニン、それらの部分配列が挙げられる。部分配列としては、ラミニンのE8断片であるラミニンE8が挙げられる。   Other proteins include Liver-type fatty acid-binding protein (LFABP), fluorescent protein, immunoglobulin binding protein, albumin, fibroin-like protein, and extracellular protein. Examples of the fluorescent protein include Green Fluorescent Protein (GFP). Examples of the immunoglobulin binding protein include Protein A, Protein G, and Protein L. Albumin includes human serum albumin. Fibroin-like proteins include those disclosed in WO2017 / 090665 and WO2017 / 171001. Extracellular proteins include fibronectin, vitronectin, collagen, osteopontin, laminin, and their partial sequences. The partial sequence includes laminin E8, which is an E8 fragment of laminin.

タンパク質は、例えば、上記のようなタンパク質のアミノ酸配列を有するタンパク質であってよい。また、タンパク質は、例えば、上記のようなタンパク質のアミノ酸配列のバリアント配列を有するタンパク質であってもよい。バリアント配列については、糖資化タンパク質のバリアントについての記載を準用できる。   The protein may be, for example, a protein having the amino acid sequence of a protein as described above. Further, the protein may be, for example, a protein having a variant sequence of the amino acid sequence of the protein as described above. As for the variant sequence, the description of the variant of glycoprotein can be applied mutatis mutandis.

RNAとしては、微生物を宿主として発現可能な任意のRNAが挙げられる。RNAは、宿主由来のRNAであってもよく、異種由来のRNA(異種RNA)であってもよい。「異種RNA」(heterologous RNA)とは、同RNAを生産する宿主(すなわち本明細書に記載の微生物)にとって外来性(exogenous)であるRNAをいう。RNAは、例えば、天然に存在するRNAであってもよく、それらを改変したRNAであってもよく、人工的に塩基配列をデザインしたRNAであっ
てもよい。RNAは、例えば、微生物由来のRNAであってもよく、植物由来のRNAであってもよく、動物由来のRNAであってもよく、ウイルス由来のRNAであってもよい。RNAは、例えば、mRNA(messenger RNA)であってもよく、rRNA(ribosomal RNA)、tRNA(transfer RNA)、miRNA(micro RNA)、siRNA(small interfering RNA)、リボザイム(ribozyme)、RNAアプタマー等のノンコーディングRNAであってもよい。mRNAは、例えば、何らかの機能を有するタンパク質をコードするものであってもよく、それ自体は機能を有さないタンパク質をコードするものであってもよい。mRNAがコードするタンパク質としては、目的物質として例示したタンパク質が挙げられる。
Examples of the RNA include any RNA that can be expressed using a microorganism as a host. The RNA may be a host-derived RNA or a heterologous RNA (heterologous RNA). “Heterologous RNA” refers to RNA that is exogenous to a host that produces the RNA (ie, the microorganism described herein). The RNA may be, for example, a naturally-occurring RNA, a modified RNA thereof, or an RNA having an artificially designed base sequence. The RNA may be, for example, RNA from a microorganism, RNA from a plant, RNA from an animal, or RNA from a virus. RNA may be, for example, mRNA (messenger RNA), such as rRNA (ribosomal RNA), tRNA (transfer RNA), miRNA (micro RNA), siRNA (small interfering RNA), ribozyme (ribozyme), and RNA aptamer. It may be non-coding RNA. The mRNA may, for example, encode a protein having some function, or may encode a protein having no function. Examples of the protein encoded by the mRNA include the proteins exemplified as the target substance.

RNAは、例えば、上記のようなRNAの塩基配列を有するRNAであってよい。また、RNAは、例えば、上記のようなRNAの塩基配列の部分配列を有するRNAであってもよい。また、RNAは、例えば、上記のようなRNAの塩基配列やそれらの部分配列の相補配列を有するRNAであってもよい。また、RNAは、例えば、上記のようなRNAの塩基配列、それらの部分配列、またはそれらの相補配列のバリアント配列を有するRNAであってもよい。バリアント配列については、糖資化遺伝子のバリアントについての記載を準用できる。また、RNAは、例えば、上記のようなRNAの塩基配列、それらの部分配列、それらの相補配列、およびそれらのバリアント配列から選択される2つまたはそれ以上の塩基配列を組み合わせて有していてもよい。RNAとして、具体的には、ニジュウヤホシテントウのアポトーシス阻害因子のmRNAの部分配列や、コロラドポテトビートルの液胞中のATPアーゼを構成するサブユニットAとEのmRNAの部分配列が挙げられる。   The RNA may be, for example, an RNA having the above RNA base sequence. The RNA may be, for example, an RNA having a partial sequence of the above-described RNA base sequence. Further, the RNA may be, for example, an RNA having a complementary sequence of the above-described RNA base sequence or a partial sequence thereof. The RNA may be, for example, an RNA having a variant sequence of the above-described RNA base sequence, a partial sequence thereof, or a complementary sequence thereof. With respect to the variant sequence, the description of the variant of the sugar assimilation gene can be applied mutatis mutandis. Further, the RNA has, for example, a combination of two or more base sequences selected from the above-described RNA base sequences, their partial sequences, their complementary sequences, and their variant sequences. Is also good. Specific examples of the RNA include a partial sequence of mRNA of the apoptosis inhibitor of Citrus autum and a partial sequence of mRNA of subunits A and E constituting ATPase in the vacuole of Colorado potato beetle.

RNAは、例えば、一本鎖RNA(1分子のRNA鎖からなるRNA)であってもよく、二本鎖RNA(2分子のRNA鎖からなるRNA)であってもよい。二本鎖RNAは、単一の種類のRNA分子からなる二本鎖(ホモ二本鎖)であってもよく、2種の異なるRNA分子からなる二本鎖(ヘテロ二本鎖)であってもよい。二本鎖RNAとして、具体的には、或るRNA鎖とその相補鎖からなる二本鎖RNAが挙げられる。また、RNAは、例えば、1分子のRNA鎖と1分子のDNA鎖からなる二本鎖であってもよい。RNAは、一本鎖の領域と二本鎖の領域の両方を含んでいてもよい。すなわち、例えば、一本鎖RNAは、分子内で部分的に二本鎖構造(例えば、ステムループ構造)を形成していてもよい。また、例えば、二本鎖RNAは、部分的に一本鎖構造を含んでいてもよい。   The RNA may be, for example, a single-stranded RNA (RNA consisting of one RNA strand) or a double-stranded RNA (RNA consisting of two RNA strands). The double-stranded RNA may be a double strand (homoduplex) composed of a single type of RNA molecule, or a double strand (heteroduplex) composed of two different RNA molecules. Is also good. Specific examples of the double-stranded RNA include a double-stranded RNA consisting of a certain RNA strand and its complementary strand. The RNA may be, for example, a double strand consisting of one RNA strand and one DNA strand. RNA may include both single-stranded and double-stranded regions. That is, for example, single-stranded RNA may partially form a double-stranded structure (eg, a stem-loop structure) in the molecule. In addition, for example, the double-stranded RNA may partially include a single-stranded structure.

目的物質が塩の形態を取り得る化合物である場合、目的物質は、フリー体として生産されてもよく、塩として生産されてもよく、それらの混合物として生産されてもよい。すなわち、「目的物質」とは、特記しない限り、フリー体の目的物質、もしくはその塩、またはそれらの混合物を意味してよい。塩としては、例えば、硫酸塩、塩酸塩、炭酸塩、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が挙げられる。目的物質の塩としては、1種の塩を用いてもよく、2種またはそれ以上の塩を組み合わせて用いてもよい。   When the target substance is a compound that can take the form of a salt, the target substance may be produced as a free form, may be produced as a salt, or may be produced as a mixture thereof. That is, the “target substance” may mean a free target substance, a salt thereof, or a mixture thereof, unless otherwise specified. Examples of the salt include a sulfate, a hydrochloride, a carbonate, an ammonium salt, a sodium salt, and a potassium salt. As the salt of the target substance, one kind of salt may be used, or two or more kinds of salts may be used in combination.

本明細書に記載の微生物は、本来的に目的物質生産能を有するものであってもよく、目的物質生産能を有するように改変されたものであってもよい。目的物質生産能を有する微生物は、例えば、上記のような微生物に目的物質生産能を付与することにより、または、上記のような微生物の目的物質生産能を増強することにより、取得できる。本明細書に記載のプラスミドが第2の塩基配列(目的物質の生産に有効な塩基配列)を有する場合、プラスミドの導入により目的物質生産能を向上させることができる。すなわち、目的物質生産能は、プラスミドの導入により付与または増強されたものであってもよい。微生物は、例えば、プラスミドの導入により、またはプラスミドの導入と他の改変の組み合わせにより、目的物質生産能を獲得したものであってもよい。   The microorganism described in the present specification may originally have a target substance-producing ability, or may be modified to have a target substance-producing ability. The microorganism having the target substance-producing ability can be obtained, for example, by imparting the target substance-producing ability to the above-mentioned microorganisms or by enhancing the target substance-producing ability of the microorganism as described above. When the plasmid described in the present specification has the second base sequence (a base sequence effective for production of a target substance), the ability to produce the target substance can be improved by introducing the plasmid. That is, the target substance-producing ability may be imparted or enhanced by introducing a plasmid. The microorganism may have acquired the target substance-producing ability by, for example, introduction of a plasmid or a combination of introduction of a plasmid and other modifications.

目的物質生産能を付与または増強する方法は、特に制限されない。目的物質生産能を付与または増強する方法としては、例えば、公知の方法を利用できる。SAM依存性代謝物の
生産能を付与または増強する方法は、例えば、WO2018/079687、WO2018/079686、WO2018/079685、WO2018/079684、WO2018/079683に開示されている。アルデヒドの生産能を付与または増強する方法は、例えば、WO2017/073701、WO2018/079705、WO2017/122747に開示されている。L−アミノ酸の生産能を付与または増強する方法は、例えば、WO2015/060391やWO2018/030507に開示されている。核酸の生産能を付与または増強する方法は、例えば、WO2015/060391に開示されている。有機酸の生産能を付与または増強する方法は、例えば、WO2016/104814に開示されている。γ−グルタミルペプチドの生産能を付与または増強する方法は、例えば、WO2015/133547やWO2017/039001に開示されている。スフィンゴイドの生産能を付与または増強する方法は、例えば、WO2017/033463やWO2017/033464に開示されている。タンパク質の生産能を付与または増強する方法は、例えば、WO2018/074578やWO2018/074579に開示されている。
The method for imparting or enhancing the target substance-producing ability is not particularly limited. As a method for imparting or enhancing the target substance-producing ability, for example, a known method can be used. Methods for imparting or enhancing the ability to produce SAM-dependent metabolites are disclosed, for example, in WO2018 / 079687, WO2018 / 079686, WO2018 / 079685, WO2018 / 079684, WO2018 / 079683. Methods for imparting or enhancing the ability to produce aldehydes are disclosed, for example, in WO2017 / 073701, WO2018 / 079705, WO2017 / 122747. Methods for imparting or enhancing the ability to produce L-amino acids are disclosed, for example, in WO2015 / 060391 and WO2018 / 030507. Methods for imparting or enhancing the ability to produce nucleic acids are disclosed, for example, in WO2015 / 060391. Methods for imparting or enhancing the ability to produce organic acids are disclosed, for example, in WO 2016/104814. Methods for imparting or enhancing the ability to produce γ-glutamyl peptide are disclosed, for example, in WO2015 / 133547 and WO2017 / 039001. Methods for imparting or enhancing sphingoid productivity are disclosed, for example, in WO2017 / 033463 and WO2017 / 033464. Methods for imparting or enhancing the ability to produce proteins are disclosed, for example, in WO2018 / 074578 and WO2018 / 074579.

以下、目的物質生産能を付与または増強する方法について具体的に例示する。なお、以下に例示するような目的物質生産能を付与または増強するための改変は、いずれも、単独で用いてもよく、適宜組み合わせて用いてもよい。   Hereinafter, a specific example of a method for imparting or enhancing the target substance producing ability will be described. Any of the modifications exemplified below for imparting or enhancing the target substance-producing ability may be used alone or in an appropriate combination.

目的物質は、目的物質の生合成に関与する酵素の作用により生成し得る。そのような酵素を、「目的物質生合成酵素」ともいう。よって、微生物は、目的物質生合成酵素を有していてよい。言い換えると、微生物は、目的物質生合成酵素をコードする遺伝子を有していてよい。そのような遺伝子を、「目的物質生合成遺伝子」ともいう。微生物は、本来的に目的物質生合成遺伝子を有するものであってもよく、目的物質生合成遺伝子が導入されたものであってもよい。遺伝子を導入する手法については後述する。   The target substance can be produced by the action of an enzyme involved in the biosynthesis of the target substance. Such an enzyme is also referred to as “target substance biosynthetic enzyme”. Therefore, the microorganism may have the target substance biosynthetic enzyme. In other words, the microorganism may have a gene encoding the target substance biosynthetic enzyme. Such a gene is also called a “target substance biosynthesis gene”. The microorganism may originally have the target substance biosynthesis gene, or may have the target substance biosynthesis gene introduced therein. The method for introducing a gene will be described later.

また、目的物質生合成酵素の活性の増大により、微生物の目的物質生産能を向上させることができる。すなわち、目的物質生産能を付与または増強するための方法としては、目的物質生合成酵素の活性を増大させる方法が挙げられる。すなわち、微生物は、目的物質生合成酵素の活性が増大するように改変されていてよい。微生物においては、1種の目的物質生合成酵素の活性が増大していてもよく、2種またはそれ以上の目的物質生合成酵素の活性が増大していてもよい。タンパク質(酵素等)の活性を増大させる手法については後述する。タンパク質(酵素等)の活性は、例えば、同タンパク質をコードする遺伝子の発現を増大させることにより、増大させることができる。   In addition, the ability of the microorganism to produce the target substance can be improved by increasing the activity of the target substance biosynthetic enzyme. That is, as a method for imparting or enhancing the target substance-producing ability, a method for increasing the activity of the target substance biosynthetic enzyme can be mentioned. That is, the microorganism may be modified so that the activity of the target substance biosynthetic enzyme is increased. In the microorganism, the activity of one type of target substance biosynthetic enzyme may be increased, or the activity of two or more types of target substance biosynthetic enzymes may be increased. A method for increasing the activity of a protein (enzyme or the like) will be described later. The activity of a protein (such as an enzyme) can be increased, for example, by increasing the expression of a gene encoding the protein.

目的物質生合成遺伝子および目的物質生合成酵素としては、上記例示した微生物等の各種生物のものが挙げられる。目的物質生合成遺伝子および目的物質生合成酵素として、具体的には、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の細菌(例えば、E. coli等のEscherichia属細菌)やコリネ型細菌(例えば、C. glutamicum等のCorynebacterium属細菌)のものが挙げられる。また、目的物質生合成遺伝子および目的物質生合成酵素としては、以下に個別に例示する生物のものも挙げられる。各種生物由来の目的物質生合成遺伝子の塩基配列およびそれらにコードされる目的物質生合成酵素のアミノ酸配列は、例えば、NCBI等の公開データベースや特許文献等の技術文献から取得できる。目的物質生合成遺伝子および目的物質生合成酵素以外の、目的物質生産能の付与または増強に利用される遺伝子およびタンパク質についても同様である。   Examples of the target substance biosynthetic gene and the target substance biosynthetic enzyme include those of various organisms such as the microorganisms exemplified above. Specific examples of the target substance biosynthetic gene and the target substance biosynthetic enzyme include bacteria of the family Enterobacteriaceae (eg, Escherichia bacteria such as E. coli) and coryneform bacteria (eg, C. glutamicum). Corynebacterium genus). Examples of the target substance biosynthetic gene and target substance biosynthetic enzyme include those of organisms individually exemplified below. The nucleotide sequence of the biosynthetic gene of the target substance derived from various organisms and the amino acid sequence of the biosynthetic enzyme of the target substance encoded thereby can be obtained from public databases such as NCBI and technical documents such as patent documents. The same applies to genes and proteins other than the target substance biosynthetic gene and the target substance biosynthetic enzyme that are used for imparting or enhancing the target substance producing ability.

目的物質は、例えば、糖および/または該目的物質の前駆体から、生成し得る。よって、目的物質生合成酵素としては、例えば、糖および/または前駆体の目的物質への変換を触媒する酵素が挙げられる。例えば、3−デヒドロシキミ酸(3-dehydroshikimic acid)は、シキミ酸経路の一部によって生産され得る。当該シキミ酸経路の一部は、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸シンターゼ(3-deoxy-D-arabino-heptulosonic acid 7-phosphate synthase;DAHP synthase)、3−デヒドロキナ酸シンターゼ(3-dehydroquinate synthase)、および3−デヒドロキナ酸デヒドラターゼ(3-dehydro
quinate dehydratase)により触媒されるステップを含んでいてよい。3−デヒドロシキミ酸は、3−デヒドロシキミ酸デヒドラターゼ(3-dehydroshikimate dehydratase;DHSD)の作用によりプロトカテク酸(protocatechuic acid)へと変換され得る。プロトカテク酸は、O−メチルトランスフェラーゼ(O-methyltransferase;OMT)または芳香族アルデヒドオキシドレダクターゼ(aromatic aldehyde oxidoreductase)(芳香族カルボン酸レダクターゼ(aromatic carboxylic acid reductase;ACAR)ともいう)の作用により、それぞれ、バニリン酸(vanillic acid)またはプロトカテクアルデヒド(protocatechualdehyde)へと変換され得る。バニリン酸またはプロトカテクアルデヒドは、それぞれ、ACARまたはOMTの作用により、バニリンへと変換され得る。また、ベンズアルデヒドおよびシンナムアルデヒドは、それぞれ、ACARの作用により安息香酸(benzoic acid)およびケイ皮酸(cinnamic acid)から生成し得る。すなわち、目的物質生合成酵素として、具体的には、例えば、DAHP synthase、3-dehydroquinate synthase、3-dehydroquinate dehydratase、DHSD、OMT、ACARが挙げられる(WO2018/079687、WO2018/079686、WO2018/079685、WO2018/079684、WO2018/079683、WO2017/073701、WO2018/079705)。
The target substance can be produced, for example, from sugar and / or a precursor of the target substance. Therefore, examples of the target substance biosynthetic enzyme include enzymes that catalyze the conversion of sugar and / or precursor to the target substance. For example, 3-dehydroshikimic acid can be produced by part of the shikimate pathway. A part of the shikimate pathway includes 3-deoxy-D-arabino-heptulosonic acid-7-phosphate synthase (DAHP synthase) and 3-dehydroquinate synthase. (3-dehydroquinate synthase) and 3-dehydroquinate dehydratase (3-dehydroquinate synthase).
quinate dehydratase). 3-dehydroshikimate can be converted to protocatechuic acid by the action of 3-dehydroshikimate dehydratase (DHSD). Protocatechuic acid is converted to vanillin by the action of O-methyltransferase (O-methyltransferase; OMT) or aromatic aldehyde oxidoreductase (also called aromatic carboxylic acid reductase (ACAR)), respectively. It can be converted to vanillic acid or protocatechualdehyde. Vanillic acid or protocatechualdehyde can be converted to vanillin by the action of ACAR or OMT, respectively. In addition, benzaldehyde and cinnamaldehyde can be produced from benzoic acid and cinnamic acid by the action of ACAR, respectively. That is, specific examples of the target substance biosynthetic enzyme include, for example, DAHP synthase, 3-dehydroquinate synthase, 3-dehydroquinate dehydratase, DHSD, OMT, and ACAR (WO2018 / 079687, WO2018 / 079686, WO2018 / 079685, WO2018 / 079684, WO2018 / 079683, WO2017 / 073701, WO2018 / 079705).

「3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸シンターゼ(3-deoxy-D-arabino-heptulosonic acid 7-phosphate synthase;DAHP synthase)」とは、D−エリトロース4−リン酸とホスホエノールピルビン酸をD−アラビノ−ヘプツロン酸−7−リン酸(DAHP)とリン酸に変換する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 2.5.1.54)。同活性を、「DAHP synthase活性」ともいう。DAHP synthaseをコードする遺伝子を、「DAHP synthase遺伝子」ともいう。DAHP synthaseとしては、aroF、aroG、aroH遺伝子にそれぞれコードされるAroF、AroG、AroHタンパク質が挙げられる。これらの内、AroGタンパク質が主要なDAHP synthaseとして機能し得る。E. coli K-12 MG1655株のaroG遺伝子の塩基配列を配列番号107に、同遺伝子がコードするAroGタンパク質のアミノ酸配列を配列番号108に示す。   "3-deoxy-D-arabino-heptulosonic acid-7-phosphate synthase (DAHP synthase)" refers to D-erythrose 4-phosphate and phosphoenol It may mean a protein having the activity of catalyzing the reaction of converting pyruvate to D-arabino-heptulonic acid-7-phosphate (DAHP) and phosphate (EC 2.5.1.54). This activity is also referred to as “DAHP synthase activity”. The gene encoding DAHP synthase is also referred to as “DAHP synthase gene”. DAHP synthase includes AroF, AroG, and AroH proteins encoded by aroF, aroG, and aroH genes, respectively. Of these, the AroG protein can function as a major DAHP synthase. The nucleotide sequence of the aroG gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 107, and the amino acid sequence of the AroG protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 108.

DAHP synthase活性は、例えば、酵素を基質(すなわち、D−エリトロース4−リン酸とホスホエノールピルビン酸)とインキュベートし、酵素および基質依存的な産物(すなわち、DAHP)の生成を測定することにより、測定できる。   DAHP synthase activity can be determined, for example, by incubating the enzyme with a substrate (ie, D-erythrose 4-phosphate and phosphoenolpyruvate) and measuring the production of the enzyme and substrate-dependent product (ie, DAHP). Can be measured.

「3−デヒドロキナ酸シンターゼ(3-dehydroquinate synthase)」とは、DAHPを脱リン酸化して3−デヒドロキナ酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 4.2.3.4)。同活性を、「3-dehydroquinate synthase活性」ともいう。3-dehydroquinate synthaseをコードする遺伝子を、「3-dehydroquinate synthase遺伝子」ともいう。3-dehydroquinate synthaseとしては、aroB遺伝子にコードされるAroBタンパク質が挙げられる。E. coli K-12 MG1655株のaroB遺伝子の塩基配列を配列番号109に、同遺伝子がコードするAroBタンパク質のアミノ酸配列を配列番号110に示す。   "3-dehydroquinate synthase" may mean a protein having the activity of catalyzing the reaction of dephosphorylating DAHP to produce 3-dehydroquinic acid (EC 4.2.3.4). This activity is also called “3-dehydroquinate synthase activity”. The gene encoding 3-dehydroquinate synthase is also referred to as “3-dehydroquinate synthase gene”. Examples of 3-dehydroquinate synthase include AroB protein encoded by aroB gene. The nucleotide sequence of the aroB gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 109, and the amino acid sequence of the AroB protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 110.

3-dehydroquinate synthase活性は、例えば、酵素を基質(すなわち、DAHP)とインキュベートし、酵素および基質依存的な産物(すなわち、3−デヒドロキナ酸)の生成を測定することにより、測定できる。   3-dehydroquinate synthase activity can be measured, for example, by incubating the enzyme with a substrate (ie, DAHP) and measuring the production of the enzyme and substrate-dependent product (ie, 3-dehydroquinic acid).

「3−デヒドロキナ酸デヒドラターゼ(3-dehydroquinate dehydratase)」とは、3−デヒドロキナ酸を脱水して3−デヒドロシキミ酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 4.2.1.10)。同活性を、「3-dehydroquinate dehydratase活性」ともいう。3-dehydroquinate dehydrataseをコードする遺伝子を、「3-dehydroquinate dehydratase遺伝子」ともいう。3-dehydroquinate dehydrataseとしては、aroD遺伝子にコードされるAroDタンパク質が挙げられる。E. coli K-12 MG1655株のaroD遺伝子の塩基配列を配列番号111に、同遺伝子がコードするAroDタンパク質のアミノ酸配列を配列番号112に示す。   "3-dehydroquinate dehydratase" may mean a protein having the activity of catalyzing the reaction of dehydrating 3-dehydroquinic acid to produce 3-dehydroshikimic acid (EC 4.2.1.10). ). This activity is also referred to as “3-dehydroquinate dehydratase activity”. The gene encoding 3-dehydroquinate dehydratase is also referred to as “3-dehydroquinate dehydratase gene”. Examples of 3-dehydroquinate dehydratase include AroD protein encoded by aroD gene. The nucleotide sequence of the aroD gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 111, and the amino acid sequence of AroD protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 112.

3-dehydroquinate dehydratase活性は、例えば、酵素を基質(すなわち、3−デヒドロキナ酸)とインキュベートし、酵素および基質依存的な産物(すなわち、3−デヒドロシキミ酸)の生成を測定することにより、測定できる。   3-dehydroquinate dehydratase activity can be measured, for example, by incubating the enzyme with a substrate (ie, 3-dehydroquinic acid) and measuring the production of the enzyme and substrate-dependent product (ie, 3-dehydroshikimic acid). .

「3−デヒドロシキミ酸デヒドラターゼ(3-dehydroshikimate dehydratase;DHSD)」とは、3−デヒドロシキミ酸を脱水してプロトカテク酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 4.2.1.118)。同活性を、「DHSD活性」ともいう。DHSDをコードする遺伝子を、「DHSD遺伝子」ともいう。DHSDとしては、asbF遺伝子にコードされるAsbFタンパク質が挙げられる。DHSDとして、具体的には、Bacillus thuringiensis、Neurospora crassa、Podospora pauciseta等の各種生物のものが挙げられる。Bacillus thuringiensis BMB171株のasbF遺伝子の塩基配列を配列番号113に、同遺伝子がコードするAsbFタンパク質のアミノ酸配列を配列番号114に示す。   “3-dehydroshikimate dehydratase (DHSD)” may mean a protein having an activity of catalyzing a reaction of dehydrating 3-dehydroshikimate to produce protocatechuate (EC 4.2. 1.118). This activity is also referred to as “DHSD activity”. The gene encoding DHSD is also called “DHSD gene”. DHSD includes AsbF protein encoded by the asbF gene. Specific examples of DHSD include those of various organisms such as Bacillus thuringiensis, Neurospora crassa, and Podospora pauciseta. The nucleotide sequence of the asbF gene of Bacillus thuringiensis strain BMB171 is shown in SEQ ID NO: 113, and the amino acid sequence of the AsbF protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 114.

DHSD活性は、例えば、酵素を基質(すなわち、3−デヒドロシキミ酸)とインキュベートし、酵素および基質依存的な産物(すなわち、プロトカテク酸)の生成を測定することにより、測定できる。   DHSD activity can be measured, for example, by incubating the enzyme with a substrate (ie, 3-dehydroshikimic acid) and measuring the production of the enzyme and substrate-dependent product (ie, protocatechuic acid).

シキミ酸経路の酵素(DAHP synthase、3-dehydroquinate synthase、3-dehydroquinate
dehydratase等)をコードする遺伝子の発現は、tyrR遺伝子にコードされるチロシンリプレッサーTyrRにより抑制される。よって、シキミ酸経路の酵素の活性は、チロシンリプレッサーTyrRの活性を低下させることによっても、増大させることができる。E. coli K-12
MG1655株のtyrR遺伝子の塩基配列を配列番号115に、同遺伝子がコードするTyrRタンパク質のアミノ酸配列を配列番号116に示す。
Enzymes in the shikimate pathway (DAHP synthase, 3-dehydroquinate synthase, 3-dehydroquinate
The expression of a gene encoding dehydratase is suppressed by the tyrosine repressor TyrR encoded by the tyrR gene. Thus, the activity of the shikimate pathway enzyme can also be increased by reducing the activity of the tyrosine repressor TyrR. E. coli K-12
The nucleotide sequence of the tyrR gene of MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 115, and the amino acid sequence of the TyrR protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 116.

「O−メチルトランスフェラーゼ(O-methyltransferase;OMT)」とは、メチル基供与体の存在下で基質の水酸基をメチル化する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 2.1.1.68等)。同活性を、「OMT活性」ともいう。OMTをコードする遺伝子を、「OMT遺伝子」ともいう。OMTは、本明細書に記載の方法において目的物質が生産される生合成経路の種類に応じて、必要な基質特異性を有していてよい。例えば、プロトカテク酸からバニリン酸への変換を介して目的物質を生産する場合、少なくともプロトカテク酸を基質とするOMTを用いることができる。また、例えば、プロトカテクアルデヒドからバニリンへの変換を介して目的物質を生産する場合、少なくともプロトカテクアルデヒドを基質とするOMTを用いることができる。すなわち、「O−メチルトランスフェラーゼ(O-methyltransferase;OMT)」とは、具体的には、メチル基供与体の存在下でプロトカテク酸および/またはプロトカテクアルデヒドをメチル化してバニリン酸および/またはバニリンを生成する反応(すなわちメタ位の水酸基のメチル化)を触媒する活性を有するタンパク質を意味してもよい。OMTは、通常はプロトカテク酸とプロトカテクアルデヒドの両方に特異的であってよいが、それには限られない。メチル基供与体としては、S−アデノシルメチオニン(SAM)が挙げられる。   “O-methyltransferase (OMT)” may mean a protein having an activity of catalyzing a reaction of methylating a hydroxyl group of a substrate in the presence of a methyl group donor (EC 2.1.1.68, etc.). ). This activity is also called "OMT activity". The gene encoding OMT is also called "OMT gene". OMT may have the required substrate specificity depending on the type of biosynthetic pathway in which the target substance is produced in the method described herein. For example, when producing a target substance via conversion of protocatechuic acid to vanillic acid, OMT using at least protocatechuic acid as a substrate can be used. For example, when the target substance is produced through conversion of protocatechualdehyde to vanillin, OMT using at least protocatechualdehyde as a substrate can be used. That is, “O-methyltransferase (OMT)” specifically refers to methylation of protocatechuic acid and / or protocatechualdehyde in the presence of a methyl group donor to convert vanillic acid and / or vanillin. It may also mean a protein having the activity of catalyzing the resulting reaction (ie, methylation of the meta-hydroxyl group). The OMT may be, but is not limited to, typically both protocatechuic acid and protocatechualdehyde. Examples of the methyl group donor include S-adenosylmethionine (SAM).

OMTとしては、各種生物のOMT、例えば、Homo sapiens(Hs)のOMT(GenBank Accession
No. NP_000745, NP_009294)、Arabidopsis thalianaのOMT(GenBank Accession No. NP_200227, NP_009294)、Fragaria x ananassaのOMT(GenBank Accession No. AAF28353)、その他WO2013/022881A1に例示されている哺乳動物、植物、微生物の各種OMTが挙げられる。Homo sapiensのOMT遺伝子には4つの転写バリアントおよび2種のOMTアイソフォームが知られている。それら4つの転写バリアント(transcript variant 1-4;GenBank Accession No. NM_000754.3, NM_001135161.1, NM_001135162.1, NM_007310.2)の塩基配列を配列番号117〜120に、長いOMTアイソフォーム(MB-COMT;GenBank Accession No. NP_000745.1)のアミノ酸配列を配列番号121に、短いOMTアイソフォーム(S-COMT;
GenBank Accession No. NP_009294.1)のアミノ酸配列を配列番号122に、それぞれ示す。配列番号122は、配列番号121のN末端50アミノ酸残基を欠くアミノ酸配列に相当する。OMTとしては、さらに、Bacteroidetes門細菌(すなわちBacteroidetes門に属する細菌)のOMTが挙げられる。Bacteroidetes門細菌としては、Niastella属、Terrimonas属、またはChitinophaga属等に属する細菌が挙げられる(International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2007), 57, 1828-1833)。Niastella属細菌としては、Niastella koreensisが挙げられる。Niastella koreensisのOMT遺伝子の塩基配列を配列番号123に、同遺伝子がコードするOMTのアミノ酸配列を配列番号124に示す。
As the OMT, OMT of various organisms, for example, OMT (GenBank Accession) of Homo sapiens (Hs)
No. NP_000745, NP_009294), Arabidopsis thaliana OMT (GenBank Accession No. NP_200227, NP_009294), Fragaria x ananassa OMT (GenBank Accession No. AAF28353), and other mammals, plants and microorganisms exemplified in WO2013 / 022881A1. Various OMTs. Four transcription variants and two OMT isoforms are known in the OMT gene of Homo sapiens. The nucleotide sequences of these four transcription variants (transcript variant 1-4; GenBank Accession No. NM_000754.3, NM_001135161.1, NM_001135162.1, NM_007310.2) are shown in SEQ ID NOS: 117 to 120, and the long OMT isoform (MB- The amino acid sequence of COMT; GenBank Accession No. NP_000745.1) is shown in SEQ ID NO: 121, and the short OMT isoform (S-COMT;
The amino acid sequence of GenBank Accession No. NP_009294.1) is shown in SEQ ID NO: 122, respectively. SEQ ID NO: 122 corresponds to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 121 lacking the N-terminal 50 amino acid residues. OMT further includes OMT of Bacteroidetes bacteria (that is, bacteria belonging to the Bacteroidetes phylum). Examples of bacteria belonging to the phylum Bacteroidetes include bacteria belonging to the genus Niastella, the genus Terrimonas, or the genus Chitinophaga (International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2007), 57, 1828-1833). Examples of the bacteria of the genus Niastella include Niastella koreensis. The nucleotide sequence of the OMT gene of Niastella koreensis is shown in SEQ ID NO: 123, and the amino acid sequence of the OMT encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 124.

また、OMTは、副反応として、プロトカテク酸および/またはプロトカテクアルデヒドをメチル化してイソバニリン酸および/またはイソバニリンを生成する反応(すなわちパラ位の水酸基のメチル化)を触媒し得る。OMTは、メタ位の水酸基のメチル化を選択的に触媒してよい。「メタ位の水酸基のメチル化を選択的に触媒する」とは、プロトカテク酸からバニリン酸を選択的に生成すること、および/または、プロトカテクアルデヒドからバニリンを選択的に生成することを意味してよい。「プロトカテク酸からバニリン酸を選択的に生成する」とは、OMTをプロトカテク酸に作用させた際に、例えば、モル比で、イソバニリン酸の3倍以上、5倍以上、10倍以上、15倍以上、20倍以上、25倍以上、または30倍以上のバニリン酸を生成することを意味してよい。また、「プロトカテク酸からバニリン酸を選択的に生成する」とは、OMTをプロトカテク酸に作用させた際に、例えば、モル比で、バニリン酸とイソバニリン酸の総量に対して、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、または95%以上のバニリン酸を生成することを意味してもよい。この比率、すなわちバニリン酸とイソバニリン酸の総量に対するバニリン酸の量を、「VA/(VA+iVA)比」ともいう。また、「プロトカテクアルデヒドからバニリンを選択的に生成する」とは、OMTをプロトカテクアルデヒドに作用させた際に、例えば、モル比で、イソバニリンの3倍以上、5倍以上、10倍以上、15倍以上、20倍以上、25倍以上、または30倍以上のバニリンを生成することを意味してよい。また、「プロトカテクアルデヒドからバニリンを選択的に生成する」とは、OMTをプロトカテクアルデヒドに作用させた際に、例えば、モル比で、バニリンとイソバニリンの総量に対して、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、または95%以上のバニリンを生成することを意味してもよい。この比率、すなわちバニリンとイソバニリンの総量に対するバニリンの量を、「Vn/(Vn+iVn)比」ともいう。メタ位の水酸基のメチル化を選択的に触媒するOMTとしては、本明細書に記載の「特定の変異」を有するOMTが挙げられる。   OMT can also catalyze, as a side reaction, a reaction that methylates protocatechuic acid and / or protocatechualdehyde to produce isovanillic acid and / or isovanillin (ie, methylation of the hydroxyl group at the para-position). OMT may selectively catalyze the methylation of the meta-hydroxyl group. "Selectively catalyze the methylation of the hydroxyl group at the meta position" means selectively producing vanillic acid from protocatechuic acid and / or selectively producing vanillin from protocatechualdehyde. May be. "Selectively producing vanillic acid from protocatechuic acid" means that when OMT is allowed to act on protocatechuic acid, for example, the molar ratio is 3 or more, 5 or more, 10 or more, or 15 times that of isovanillic acid. Above, 20 times or more, 25 times or more, or 30 times or more of vanillic acid may be generated. Further, "selectively producing vanillic acid from protocatechuic acid" means that when OMT is allowed to act on protocatechuic acid, for example, at a molar ratio of 60% or more based on the total amount of vanillic acid and isovanillic acid, It may mean producing 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, or 95% or more of vanillic acid. This ratio, that is, the amount of vanillic acid with respect to the total amount of vanillic acid and isovanillic acid is also referred to as “VA / (VA + iVA) ratio”. Further, "selectively generate vanillin from protocatechualdehyde" means that when OMT is allowed to act on protocatechualdehyde, for example, the molar ratio is 3 times or more, 5 times or more, 10 times or more of isovanillin, It may mean producing 15 times or more, 20 times or more, 25 times or more, or 30 times or more of vanillin. Further, "selectively producing vanillin from protocatechualdehyde" means that, when OMT is allowed to act on protocatechualdehyde, for example, the molar ratio is 60% or more and 65% or more based on the total amount of vanillin and isovanillin. % Or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, or 95% or more of producing vanillin. This ratio, that is, the amount of vanillin relative to the total amount of vanillin and isovanillin is also referred to as “Vn / (Vn + iVn) ratio”. An OMT that selectively catalyzes the methylation of a meta-hydroxyl group includes an OMT having a “specific mutation” described herein.

「特定の変異」を有するOMTを、「変異型OMT」ともいう。また、変異型OMTをコードする遺伝子を、「変異型OMT遺伝子」ともいう。   An OMT having a “specific mutation” is also referred to as a “mutant OMT”. The gene encoding the mutant OMT is also referred to as “mutant OMT gene”.

「特定の変異」を有さないOMTを、「野生型OMT」ともいう。また、野生型OMTをコードする遺伝子を、「野生型OMT遺伝子」ともいう。なお、ここでいう「野生型」とは、「野生型」のOMTを「変異型」のOMTと区別するための便宜上の記載であり、天然に得られるものには限定されず、「特定の変異」を有さないあらゆるOMTを包含してよい。野生型OMTとしては、例えば、上記例示したOMTが挙げられる。また、上記例示したOMTの保存的バリアントは、「特定の変異」を有さない限り、いずれも野生型OMTに包含される。   An OMT that does not have a “specific mutation” is also referred to as a “wild-type OMT”. The gene encoding the wild-type OMT is also referred to as “wild-type OMT gene”. Here, the term `` wild-type '' is a description for the convenience of distinguishing the `` wild-type '' OMT from the `` mutant '' OMT, and is not limited to those naturally obtained, Any OMT that does not have a "mutation" may be included. Examples of the wild-type OMT include the OMT exemplified above. In addition, all the conservative variants of the OMT exemplified above are included in the wild-type OMT unless they have a “specific mutation”.

「特定の変異」としては、WO2013/022881A1に記載の変異型OMTが有する変異が挙げられる。すなわち、「特定の変異」としては、野生型OMTの198位のロイシン残基(L198)が、ロイシン残基よりも疎水性インデックス(hydropathy index)が低いアミノ酸残基に置換される変異や、野生型OMTの199位のグルタミン酸残基(E199)が、pH7.4において側鎖が無電荷または正電荷となるアミノ酸残基(amino acid residue having either a neutral
or positive side-chain charge at pH 7.4)に置換される変異が挙げられる。変異型OMTは、これらの変異のいずれか一方を有していてもよく、両方を有していてもよい。
The “specific mutation” includes a mutation of the mutant OMT described in WO2013 / 022881A1. That is, the “specific mutation” includes a mutation in which the leucine residue (L198) at position 198 of the wild-type OMT is replaced with an amino acid residue having a lower hydropathy index than the leucine residue, A glutamic acid residue at position 199 (E199) of type OMT is an amino acid residue having either a neutral or uncharged side chain at pH 7.4.
or positive side-chain charge at pH 7.4). The mutant OMT may have one of these mutations, or may have both.

「ロイシン残基よりも疎水性インデックス(hydropathy index)が低いアミノ酸残基」としては、Ala, Arg, Asn, Asp, Cys, Glu, Gln, Gly, His, Lys, Met, Phe, Pro, Ser, Thr, Trp, Tyrが挙げられる。「ロイシン残基よりも疎水性インデックス(hydropathy index)が低いアミノ酸残基」としては、特に、Ala, Arg, Asn, Asp, Glu, Gln, Gly, His,
Lys, Met, Pro, Ser, Thr, Trp, Tyrから選択されるアミノ酸残基が挙げられ、さらに特には、Tyrが挙げられる。
"Ala, Arg, Asn, Asp, Cys, Glu, Gln, Gly, His, Lys, Met, Phe, Pro, Ser, Thr, Trp, and Tyr. The “amino acid residue having a lower hydropathy index than a leucine residue” includes, in particular, Ala, Arg, Asn, Asp, Glu, Gln, Gly, His,
Examples include amino acid residues selected from Lys, Met, Pro, Ser, Thr, Trp, and Tyr, and more particularly, Tyr.

「pH7.4において側鎖が無電荷または正電荷となるアミノ酸残基」としては、Ala, Arg,
Asn, Cys, Gln, Gly, His, Ile, Leu, Lys, Met, Phe, Pro, Ser, Thr, Trp, Tyr, Valが挙げられる。「pH7.4において側鎖が無電荷または正電荷となるアミノ酸残基」としては、特に、AlaまたはGlnが挙げられる。
As "an amino acid residue whose side chain is uncharged or positively charged at pH 7.4", Ala, Arg,
Asn, Cys, Gln, Gly, His, Ile, Leu, Lys, Met, Phe, Pro, Ser, Thr, Trp, Tyr, Val. The “amino acid residue whose side chain is uncharged or positively charged at pH 7.4” particularly includes Ala or Gln.

任意の野生型OMTにおける「L198」および「E199」とは、それぞれ、「配列番号122に示すアミノ酸配列の198位のロイシン残基に相当するアミノ酸残基」および「配列番号122に示すアミノ酸配列の199位のグルタミン酸残基に相当するアミノ酸残基」を意味してよい。これらのアミノ酸残基の位置は相対的な位置を示すものであって、アミノ酸の欠失、挿入、付加などによってその絶対的な位置は前後することがある。例えば、配列番号122に示すアミノ酸配列において、X位よりもN末端側の位置で1アミノ酸残基が欠失した、または挿入された場合、元のX位のアミノ酸残基は、それぞれ、N末端から数えてX−1番目またはX+1番目のアミノ酸残基となるが、「配列番号122に示すアミノ酸配列のX位のアミノ酸残基に相当するアミノ酸残基」とみなされる。また、「L198」および「E199」は、それぞれ、通常はロイシン残基およびグルタミン酸残基であるが、そうでなくてもよい。すなわち、「特定の変異」には、「L198」および「E199」がそれぞれロイシン残基およびグルタミン酸残基でない場合に、当該アミノ酸残基を上述した変異後のアミノ酸残基に置換する変異も包含されてよい。   “L198” and “E199” in any wild-type OMT refer to “an amino acid residue corresponding to the leucine residue at position 198 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 122” and “amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 122, respectively”. An amino acid residue corresponding to the glutamic acid residue at position 199 "may be used. The positions of these amino acid residues indicate relative positions, and the absolute positions may be changed before and after due to amino acid deletion, insertion or addition. For example, in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 122, when one amino acid residue is deleted or inserted at a position N-terminal to position X, the original amino acid residue at position X is N-terminal. And the amino acid residue at position X-1 or X + 1 is counted as "an amino acid residue corresponding to the amino acid residue at position X in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 122". “L198” and “E199” are usually leucine residues and glutamic acid residues, respectively, but need not be. That is, the `` specific mutation '' also includes a mutation in which, when `` L198 '' and `` E199 '' are not a leucine residue and a glutamic acid residue, respectively, the amino acid residue is substituted with the amino acid residue after the above mutation. May be.

任意のOMTのアミノ酸配列において、どのアミノ酸残基が「L198」または「E199」であるかは、当該任意のOMTのアミノ酸配列と配列番号122に示すアミノ酸配列とのアライメントを行うことにより決定できる。アライメントは、例えば、公知の遺伝子解析ソフトウェアを利用して行うことができる。具体的なソフトウェアとしては、日立ソリューションズ製のDNASISや、ゼネティックス製のGENETYXなどが挙げられる(Elizabeth C. Tyler et al., Computers and Biomedical Research, 24(1), 72-96, 1991;Barton GJ et al.,
Journal of molecular biology, 198(2), 327-37. 1987)。
In the amino acid sequence of an arbitrary OMT, which amino acid residue is “L198” or “E199” can be determined by aligning the amino acid sequence of the arbitrary OMT with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 122. The alignment can be performed using, for example, known gene analysis software. Specific software includes DNASIS manufactured by Hitachi Solutions and GENETYX manufactured by Genetics (Elizabeth C. Tyler et al., Computers and Biomedical Research, 24 (1), 72-96, 1991; Barton GJ et al.,
Journal of molecular biology, 198 (2), 327-37. 1987).

「特定の変異」としては、さらに、以下のアミノ酸残基における変異が挙げられる(WO2018/079683):D21、L31、M36、S42、L67、Y90、P144。「特定の変異」は、1つのアミノ酸残基における変異であってもよく、2つまたはそれ以上のアミノ酸残基における変異の組み合わせであってもよい。すなわち、「特定の変異」は、例えば、以下のアミノ酸残基の1つまたはそれ以上における変異を含んでいてよい:D21、L31、M36、S42、L67、Y90、P144。   “Specific mutations” further include mutations at the following amino acid residues (WO2018 / 079683): D21, L31, M36, S42, L67, Y90, P144. "Specific mutation" may be a mutation at one amino acid residue or a combination of mutations at two or more amino acid residues. That is, "specific mutations" may include, for example, mutations at one or more of the following amino acid residues: D21, L31, M36, S42, L67, Y90, P144.

アミノ酸残基を特定するための上記表記において、数字は配列番号124に示すアミノ酸配列における位置を、数字の左側の文字は配列番号124に示すアミノ酸配列における各位置のアミノ酸残基(すなわち、各位置の改変前のアミノ酸残基)を、各々示す。すなわち、例えば、「D21」とは、配列番号124に示すアミノ酸配列における21位のD(Asp)残基を示す。任意の野生型OMTにおいて、これらのアミノ酸残基は、それぞれ、「配列番号124に示すアミノ酸配列における当該アミノ酸残基に相当するアミノ酸残基」を示
す。すなわち、例えば、任意の野生型OMTにおける「D21」とは、配列番号124に示すアミノ酸配列における21位のD(Asp)残基に相当するアミノ酸残基を示す。
In the above description for specifying an amino acid residue, a numeral indicates a position in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 124, and a character to the left of the numeral indicates an amino acid residue at each position in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 124 (that is, each position). Before modification) are shown. That is, for example, “D21” indicates a D (Asp) residue at position 21 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 124. In any wild-type OMT, each of these amino acid residues indicates “an amino acid residue corresponding to the amino acid residue in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 124”. That is, for example, “D21” in any wild-type OMT indicates an amino acid residue corresponding to the D (Asp) residue at position 21 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 124.

上記各変異において、改変後のアミノ酸残基は、改変前のアミノ酸残基以外のいずれのアミノ酸残基であってもよい。改変後のアミノ酸残基として、具体的には、K(Lys)、R(Arg)、H(His)、A(Ala)、V(Val)、L(Leu)、I(Ile)、G(Gly)、S(Ser)、T(Thr)、P(Pro)、F(Phe)、W(Trp)、Y(Tyr)、C(Cys)、M(Met)、D(Asp)、E(Glu)、N(Asn)、Q(Gln)の内、改変前のアミノ酸残基以外のものが挙げられる。改変後のアミノ酸残基としては、目的物質の生産に有効なもの(例えば、OMTのVA/(VA+iVA)比および/またはVn/(Vn+iVn)比を増大させるもの)を選択してよい。   In each of the above mutations, the amino acid residue after modification may be any amino acid residue other than the amino acid residue before modification. As the amino acid residue after modification, specifically, K (Lys), R (Arg), H (His), A (Ala), V (Val), L (Leu), I (Ile), G ( Gly), S (Ser), T (Thr), P (Pro), F (Phe), W (Trp), Y (Tyr), C (Cys), M (Met), D (Asp), E ( Glu), N (Asn) and Q (Gln), other than the amino acid residue before modification. As the amino acid residues after modification, those effective for production of the target substance (for example, those that increase the VA / (VA + iVA) ratio and / or Vn / (Vn + iVn) ratio of OMT) are selected. Good.

「特定の変異」として、具体的には、以下の変異が挙げられる:D21Y、L31H、M36(K, V)、S42C、L67F、Y90(A, C, G, S)、P144(E, G, S, V, Y)。すなわち、D21、L31、M36、S42、L67、Y90、およびP144のアミノ酸残基における変異は、例えば、それぞれ、D21Y、L31H、M36(K, V)、S42C、L67F、Y90(A, C, G, S)、およびP144(E, G, S, V, Y)であってよい。「特定の変異」は、例えば、以下の変異の1つまたはそれ以上を含んでいてよい:D21Y、L31H、M36(K, V)、S42C、L67F、Y90(A, C, G, S)、P144(E, G, S, V, Y)。   The “specific mutation” specifically includes the following mutations: D21Y, L31H, M36 (K, V), S42C, L67F, Y90 (A, C, G, S), P144 (E, G , S, V, Y). That is, mutations at the amino acid residues D21, L31, M36, S42, L67, Y90, and P144 are, for example, D21Y, L31H, M36 (K, V), S42C, L67F, Y90 (A, C, G, respectively) , S), and P144 (E, G, S, V, Y). A “specific mutation” may include, for example, one or more of the following mutations: D21Y, L31H, M36 (K, V), S42C, L67F, Y90 (A, C, G, S), P144 (E, G, S, V, Y).

変異を特定するための上記表記において、数字およびその左側の文字の意味は前記と同様である。変異を特定するための上記表記において、数字の右側の文字は、各位置の改変後のアミノ酸残基を示す。すなわち、例えば、「D21Y」とは、配列番号124に示すアミノ酸配列における21位のD(Asp)残基がY(Tyr)残基に置換される変異を示す。また、例えば、「M36(K, V)」とは、配列番号124に示すアミノ酸配列における36位のM(Met)残基がK(Lys)残基またはV(Val)残基に置換される変異を示す。任意の野生型OMTにおいて、これらの変異は、それぞれ、「配列番号124に示すアミノ酸配列における当該変異に相当する変異」を示す。「配列番号124に示すアミノ酸配列におけるX位のアミノ酸残基における変異に相当する変異」とは、「配列番号124に示すアミノ酸配列におけるX位のアミノ酸残基に相当するアミノ酸残基における変異」と読み替えるものとする。すなわち、例えば、任意の野生型OMTにおいて、「D21Y」とは、配列番号124に示すアミノ酸配列における21位のD(Asp)残基に相当するアミノ酸残基がY(Tyr)残基に置換される変異を示す。   In the above notation for specifying a mutation, the numbers and the characters to the left thereof are the same as described above. In the above notation for specifying a mutation, the letter to the right of the number indicates the amino acid residue after modification at each position. That is, for example, “D21Y” indicates a mutation in which the D (Asp) residue at position 21 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 124 is substituted with a Y (Tyr) residue. For example, “M36 (K, V)” means that the M (Met) residue at position 36 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 124 is substituted with a K (Lys) residue or a V (Val) residue. Indicates a mutation. In any wild-type OMT, each of these mutations indicates “a mutation corresponding to the mutation in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 124”. "The mutation corresponding to the mutation at the amino acid residue at position X in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 124" is "mutation at the amino acid residue corresponding to the amino acid residue at position X in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 124" Shall be replaced. That is, for example, in any wild-type OMT, “D21Y” means that an amino acid residue corresponding to the D (Asp) residue at position 21 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 124 is substituted with a Y (Tyr) residue. Mutation.

変異の組み合わせは特に制限されない。変異の組み合わせとして、具体的には、D21Y/M36K/L67F、D21Y/M36K/L67F/Y90A、L31H/M36K/L67F/P144V、L31H/L67F/Y90A、M36K/S42C/L67F、M36K/L67F、M36K/L67F/Y90A、M36K/L67F/Y90A/P144E、M36K/L67F/Y90C、M36K/L67F/Y90C/P144V、M36K/L67F/Y90G、M36K/L67F/Y90S/P144G、M36K/L67F/P144S、M36K/L67F/P144Y、M36K/Y90A/P144V、M36K/P144E、M36V/L67F/P144Sが挙げられる。すなわち、「特定の変異」は、例えば、これらのいずれかの組み合わせを含んでいてよい。   The combination of mutations is not particularly limited. As a combination of mutations, specifically, D21Y / M36K / L67F, D21Y / M36K / L67F / Y90A, L31H / M36K / L67F / P144V, L31H / L67F / Y90A, M36K / S42C / L67F, M36K / L67F, M36K / L67F / Y90A, M36K / L67F / Y90A / P144E, M36K / L67F / Y90C, M36K / L67F / Y90C / P144V, M36K / L67F / Y90G, M36K / L67F / Y90S / P144G, M36K / L67F / P144S, M36K / L P144Y, M36K / Y90A / P144V, M36K / P144E, and M36V / L67F / P144S. That is, the “specific mutation” may include, for example, any combination of these.

組み合わせを特定するための上記表記において、数字およびその左側と右側の文字の意味は前記と同様である。組み合わせを特定するための上記表記において、「/」で区切られた2またはそれ以上の変異の併記は、二重変異またはそれ以上の多重変異を示す。すなわち、例えば、「M36K/P144E」は、M36KとP144Eの二重変異を示す。   In the above description for specifying the combination, the numbers and the meaning of the characters on the left and right sides thereof are the same as described above. In the above notation for specifying a combination, a combination of two or more mutations separated by “/” indicates a double mutation or more than one multiple mutation. That is, for example, “M36K / P144E” indicates a double mutation of M36K and P144E.

「L198」および「E199」における変異に関する記載(例えば、絶対的な位置を特定するための記載)は、他の「特定の変異」(例えば、D21、L31、M36、S42、L67、Y90、およびP144に相当するアミノ酸残基における変異)にも準用できる。ただし、これら他の「特定の変異」については、配列番号124に示すアミノ酸配列を野生型OMTの参照配列とする。   Descriptions of mutations in “L198” and “E199” (eg, descriptions for identifying absolute positions) include other “specific mutations” (eg, D21, L31, M36, S42, L67, Y90, and Mutation at the amino acid residue corresponding to P144). However, for these other “specific mutations”, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 124 is used as a wild-type OMT reference sequence.

変異型OMT遺伝子は、例えば、野生型OMT遺伝子を、コードされるOMTが「特定の変異」を有するよう改変することにより取得できる。改変の元になる野生型OMT遺伝子は、例えば、野生型OMT遺伝子を有する生物からのクローニングにより、または、化学合成により、取得できる。あるいは、変異型OMT遺伝子は、野生型OMT遺伝子を介さずに取得することもできる。変異型OMT遺伝子は、例えば、変異型OMT遺伝子を有する生物からのクローニングにより、または、化学合成により、直接取得してもよい。取得した変異型OMT遺伝子は、そのまま、あるいはさらに改変して利用してよい。改変の元になる野生型OMT遺伝子または変異型OMT遺伝子は、本明細書に記載の微生物が由来する微生物等の、宿主に由来するものであってもよく、そうでなくてもよい。   The mutant OMT gene can be obtained, for example, by modifying a wild-type OMT gene so that the encoded OMT has a “specific mutation”. The wild-type OMT gene to be modified can be obtained, for example, by cloning from an organism having the wild-type OMT gene or by chemical synthesis. Alternatively, the mutant OMT gene can be obtained without using the wild-type OMT gene. The mutant OMT gene may be directly obtained, for example, by cloning from an organism having the mutant OMT gene or by chemical synthesis. The obtained mutant OMT gene may be used as it is or after further modification. The wild-type or mutant OMT gene from which the modification is made may or may not be derived from a host, such as a microorganism from which the microorganisms described herein are derived.

遺伝子の改変は公知の手法により行うことができる。例えば、部位特異的変異法により、DNAの目的部位に目的の変異を導入することができる。部位特異的変異法としては、PCRを用いる方法(Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, H. A. Eds., Stockton press (1989);Carter, P., Meth. in Enzymol., 154, 382 (1987))や、ファージを用いる方法(Kramer, W. and Frits, H. J., Meth. in Enzymol., 154, 350 (1987);Kunkel,
T. A. et al., Meth. in Enzymol., 154, 367 (1987))が挙げられる。
Gene modification can be performed by a known technique. For example, a target mutation can be introduced into a target site of DNA by a site-specific mutation method. As a site-specific mutation method, a method using PCR (Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, HA Eds., Stockton press (1989); Carter, P., Meth. In Enzymol., 154, 382) (1987)) and a method using a phage (Kramer, W. and Frits, HJ, Meth. In Enzymol., 154, 350 (1987); Kunkel,
TA et al., Meth. In Enzymol., 154, 367 (1987)).

OMT活性は、例えば、SAMの存在下で酵素を基質(例えば、プロトカテク酸またはプロトカテクアルデヒド)とインキュベートし、酵素および基質依存的な産物(例えば、バニリン酸またはバニリン)の生成を測定することにより、測定できる(WO2013/022881A1)。また、同様の条件下での副生物(例えば、イソバニリン酸またはイソバニリン)の生成を測定し、産物の生成と比較することにより、OMTが産物を選択的に生成するかどうかを決定できる。   OMT activity is determined, for example, by incubating an enzyme with a substrate (eg, protocatechuic acid or protocatechualdehyde) in the presence of SAM and measuring the production of the enzyme and a substrate-dependent product (eg, vanillic acid or vanillin). Can be measured (WO2013 / 022881A1). Also, by measuring the production of by-products (e.g., isovanillic acid or isovanillin) under similar conditions and comparing with the production of the product, it can be determined whether OMT selectively produces the product.

「芳香族アルデヒドオキシドレダクターゼ(aromatic aldehyde oxidoreductase)(芳香族カルボン酸レダクターゼ(aromatic carboxylic acid reductase;ACAR))」とは、電子供与体とATPの存在下で芳香族カルボン酸を還元して対応する芳香族アルデヒドを生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 1.2.99.6等)。同活性を、「ACAR活性」ともいう。ACARをコードする遺伝子を、「ACAR遺伝子」ともいう。ACARは、本明細書に記載の方法において目的物質が生産される生合成経路の種類に応じて、必要な基質特異性を有していてよい。例えば、バニリン酸からバニリンへの変換を介して目的物質を生産する場合には、少なくともバニリン酸を基質とするACARを用いることができる。また、例えば、プロトカテク酸からプロトカテクアルデヒドへの変換を介して目的物質を生産する場合には、少なくともプロトカテク酸を基質とするACARを用いることができる。すなわち、「ACAR」とは、具体的には、電子供与体とATPの存在下でバニリン酸および/またはプロトカテク酸を還元してバニリンおよび/またはプロトカテクアルデヒドを生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してもよい。ACARは、バニリン酸とプロトカテク酸の両方に特異的であってよいが、それには限られない。また、例えば、ベンズアルデヒドを製造する場合には、少なくとも安息香酸を基質とするACARを用いることができる。すなわち、「ACAR」とは、具体的には、電子供与体とATPの存在下で安息香酸を還元してベンズアルデヒドを生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してもよい。また、例えば、シンナムアルデヒドを製造する場合には、少なくともケイ皮酸を基質とするACARを用いることができる。すなわち、「ACAR」とは、具体的には、電子供与体とATPの存在下でケイ皮酸を還元してシンナムアルデヒドを生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してもよい。電子供与体としては、NADHやNADPHが挙げられる。ACARは、例えば、これらの電子供与体の少なくとも1つを利用できるものであってよい。   “Aromatic aldehyde oxidoreductase (aromatic carboxylic acid reductase; ACAR)” refers to the reduction of aromatic carboxylic acid in the presence of an electron donor and ATP to the corresponding aromatic carboxylic acid reductase. A protein having an activity of catalyzing a reaction to produce an aromatic aldehyde may be used (such as EC 1.2.99.6). This activity is also called “ACAR activity”. The gene encoding ACAR is also called “ACAR gene”. ACAR may have the required substrate specificity depending on the type of biosynthetic pathway in which the target substance is produced in the method described herein. For example, when producing a target substance via conversion of vanillic acid to vanillin, ACAR using at least vanillic acid as a substrate can be used. In addition, for example, when the target substance is produced via conversion of protocatechuic acid to protocatechualdehyde, ACAR using at least protocatechuic acid as a substrate can be used. That is, "ACAR" specifically has an activity of catalyzing a reaction of reducing vanillic acid and / or protocatechuic acid in the presence of an electron donor and ATP to produce vanillin and / or protocatechualdehyde. It may mean protein. ACAR may be specific for both vanillic acid and protocatechuic acid, but is not so limited. For example, when producing benzaldehyde, ACAR using at least benzoic acid as a substrate can be used. That is, “ACAR” may specifically mean a protein having an activity of catalyzing a reaction of reducing benzoic acid to generate benzaldehyde in the presence of an electron donor and ATP. For example, when producing cinnamaldehyde, ACAR using at least cinnamic acid as a substrate can be used. That is, “ACAR” may specifically mean a protein having an activity of catalyzing a reaction of reducing cinnamic acid to generate cinnamaldehyde in the presence of an electron donor and ATP. Examples of the electron donor include NADH and NADPH. The ACAR may, for example, be able to utilize at least one of these electron donors.

ACARとしては、Nocardia sp. NRRL 5646株、Actinomyces sp.、Clostridium thermoace
ticum、Aspergillus niger、Corynespora melonis、Coriolus sp.、Neurospora sp.等の各種生物のACARが挙げられる(J. Biol. Chem. 2007, Vol. 282, No.1, p478-485)。Nocardia sp. NRRL 5646株は、Nocardia iowensisに分類されている。ACARとしては、さらに、Nocardia brasiliensisやNocardia vulneris等の、他のNocardia属細菌のACARも挙げられる。Nocardia brasiliensis ATCC 700358株のACAR遺伝子の塩基配列を配列番号125に、同遺伝子がコードするACARのアミノ酸配列を配列番号126に示す。また、Nocardia
brasiliensis ATCC 700358株のバリアントACAR遺伝子の一例の塩基配列を配列番号127に、同遺伝子がコードするACARのアミノ酸配列を配列番号128に示す。また、ACARとしては、Gordonia effusa等のGordonia属細菌、Novosphingobium malaysiense等のNovosphingobium属細菌、Coccomyxa subellipsoidea等のCoccomyxa属微生物のACARも挙げられる(WO2018/079705A1)。Gordonia effusaのACAR遺伝子の塩基配列を配列番号129に、同遺伝子がコードするACARのアミノ酸配列を配列番号130に示す。Novosphingobium malaysienseのACAR遺伝子の塩基配列を配列番号131に、同遺伝子がコードするACARのアミノ酸配列を配列番号132に示す。Coccomyxa subellipsoidea C-169株のACAR遺伝子の塩基配列を配列番号133に、同遺伝子がコードするACARのアミノ酸配列を配列番号134に示す。
ACAR includes Nocardia sp.NRRL 5646 strain, Actinomyces sp., Clostridium thermoace
ACAR of various organisms such as ticum, Aspergillus niger, Corynespora melonis, Coriolus sp., Neurospora sp., and the like (J. Biol. Chem. 2007, Vol. 282, No. 1, p478-485). Nocardia sp. NRRL 5646 strain is classified as Nocardia iowensis. ACAR further includes ACAR of other bacteria belonging to the genus Nocardia, such as Nocardia brasiliensis and Nocardia vulneris. The nucleotide sequence of the ACAR gene of Nocardia brasiliensis ATCC 700358 is shown in SEQ ID NO: 125, and the amino acid sequence of ACAR encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 126. Nocardia
The nucleotide sequence of an example of the variant ACAR gene of the brasiliensis ATCC 700358 strain is shown in SEQ ID NO: 127, and the amino acid sequence of ACAR encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 128. ACAR also includes ACAR of a microorganism belonging to the genus Gordonia such as Gordonia effusa, a bacterium belonging to the genus Novosphingobium such as Novosphingobium malaysiense, or a microorganism belonging to the genus Coccomyxa such as Coccomyxa subellipsoidea (WO2018 / 079705A1). The nucleotide sequence of the Gordonia effusa ACAR gene is shown in SEQ ID NO: 129, and the amino acid sequence of ACAR encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 130. SEQ ID NO: 131 shows the nucleotide sequence of the ACAR gene of Novosphingobium malaysiense, and SEQ ID NO: 132 shows the amino acid sequence of ACAR encoded by the gene. The nucleotide sequence of the ACAR gene of Coccomyxa subellipsoidea C-169 is shown in SEQ ID NO: 133, and the amino acid sequence of ACAR encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 134.

ACAR活性は、例えば、ATPおよびNADPHの存在下で酵素を基質(例えば、バニリン酸またはプロトカテク酸)とインキュベートし、酵素および基質依存的なNADPHの酸化を測定することにより、測定できる(J. Biol. Chem. 2007, Vol. 282, No.1, p478-485に記載の手法を改変)。   ACAR activity can be measured, for example, by incubating the enzyme with a substrate (eg, vanillic acid or protocatechuic acid) in the presence of ATP and NADPH, and measuring enzyme and substrate-dependent oxidation of NADPH (J. Biol. Chem. 2007, Vol. 282, No. 1, p478-485 modified).

ACARは、ホスホパンテテイニル化されることにより活性型酵素となり得る(J. Biol. Chem. 2007, Vol. 282, No.1, p478-485)。よって、タンパク質のホスホパンテテイニル化を触媒する酵素(「ホスホパンテテイニル化酵素」ともいう)の活性を増大させることにより、ACARの活性を増大させることができる。すなわち、目的物質生産能を付与または増強するための方法としては、ホスホパンテテイニル化酵素の活性を増大させる方法が挙げられる。すなわち、微生物は、ホスホパンテテイニル化酵素の活性が増大するように改変されていてよい。ホスホパンテテイニル化酵素としては、ホスホパンテテイニルトランスフェラーゼ(phosphopantetheinyl transferase;PPT)が挙げられる。   ACAR can become an active enzyme by phosphopantethenylation (J. Biol. Chem. 2007, Vol. 282, No. 1, p478-485). Thus, ACAR activity can be increased by increasing the activity of an enzyme that catalyzes phosphopantethenylation of a protein (also referred to as “phosphopantethenylation enzyme”). That is, as a method for imparting or enhancing the target substance-producing ability, a method for increasing the activity of a phosphopantetheinylase is exemplified. That is, the microorganism may be modified such that the activity of the phosphopantetheinylating enzyme is increased. Examples of the phosphopantetheinylating enzyme include phosphopantetheinyl transferase (PPT).

「ホスホパンテテイニルトランスフェラーゼ(phosphopantetheinyl transferase;PPT)」とは、ホスホパンテテイニル基供与体の存在下でACARをホスホパンテテイニル化する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい。同活性を、「PPT活性」ともいう。PPTをコードする遺伝子を、「PPT遺伝子」ともいう。ホスホパンテテイニル基供与体としては、補酵素A(CoA)が挙げられる。PPTとしては、entD遺伝子にコードされるEntDタンパク質が挙げられる。PPTとして、具体的には、Nocardia brasiliensisのPPT、Nocardia farcinica IFM10152のPPT(J. Biol. Chem. 2007, Vol. 282, No.1, pp.478-485)、Corynebacterium glutamicumのPPT(App. Env. Microbiol. 2009, Vol.75, No.9, pp.2765-2774)、E. coliのEntDタンパク質等の各種生物のものが挙げられる。Corynebacterium
glutamicum ATCC 13032株のPPT遺伝子の塩基配列を配列番号135に、同遺伝子がコードするPPTのアミノ酸配列を配列番号136に、それぞれ示す。E. coli K-12 MG1655株のentD遺伝子の塩基配列を配列番号137に、同遺伝子がコードするEntDタンパク質のアミノ酸配列を配列番号138に、それぞれ示す。
The term “phosphopantetheinyl transferase (PPT)” may mean a protein having an activity of catalyzing a reaction of phosphopantetheinylation of ACAR in the presence of a phosphopantetheinyl group donor. This activity is also called “PPT activity”. The gene encoding PPT is also called “PPT gene”. Examples of the phosphopantetheinyl group donor include coenzyme A (CoA). PPT includes EntD protein encoded by the entD gene. Specific examples of the PPT include PPT of Nocardia brasiliensis, PPT of Nocardia farcinica IFM10152 (J. Biol. Chem. 2007, Vol. 282, No. 1, pp. 478-485), and PPT of Corynebacterium glutamicum (App. Env. Microbiol. 2009, Vol. 75, No. 9, pp. 2765-2774), and various organisms such as E. coli EntD protein. Corynebacterium
The nucleotide sequence of the PPT gene of glutamicum ATCC 13032 is shown in SEQ ID NO: 135, and the amino acid sequence of the PPT encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 136. The nucleotide sequence of the entD gene of E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 137, and the amino acid sequence of the EntD protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 138.

PPT活性は、例えば、CoAの存在下で酵素をACARとインキュベートし、ACAR活性の増強を指標として測定することができる(J. Biol. Chem. 2007, Vol.282, No.1, pp.478-485)。   The PPT activity can be measured, for example, by incubating the enzyme with ACAR in the presence of CoA and using the enhancement of ACAR activity as an index (J. Biol. Chem. 2007, Vol. 282, No. 1, pp. 478). -485).

メラトニンは、L−トリプトファンから生成し得る。すなわち、目的物質生合成酵素と
しては、例えば、L−トリプトファン生合成酵素や、L−トリプトファンからメラトニンへの変換を触媒する酵素も挙げられる。L−トリプトファン生合成酵素としては、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸シンターゼ(3-deoxy-D-arabinoheptulosonate-7-phosphate synthase;aroF, aroG, aroH)、3−デヒドロキナ酸シンターゼ(3-dehydroquinate synthase;aroB)、3−デヒドロキナ酸デヒドラターゼ(3-dehydroquinate dehydratase;aroD)、シキミ酸デヒドロゲナーゼ(shikimate dehydrogenase;aroE)、シキミ酸キナーゼ(shikimate kinase;aroK, aroL)、5−エノールピルビルシキミ酸−3−リン酸シンターゼ(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase;aroA)、コリスミ酸シンターゼ(chorismate synthase;aroC)等の芳香族アミノ酸に共通の生合成酵素や、アントラニル酸シンターゼ(anthranilate synthase;trpED)、トリプトファンシンターゼ(tryptophan synthase;trpAB)が挙げられる。酵素名の後ろの括弧内には、各酵素をコードする遺伝子名の一例を示す(以下、同じ)。L−トリプトファンは、トリプトファン−5−ヒドロキシラーゼ(tryptophan 5-hydroxylase;EC 1.14.16.4)、5−ヒドロキシトリプトファンデカルボキシラーゼ(5-hydroxytryptophan decarboxylase;EC 4.1.1.28)、アラルキルアミン−N−アセチルトランスフェラーゼ(aralkylamine N-acetyltransferase;AANAT;EC 2.3.1.87)、およびアセチルセロトニン−O−メチルトランスフェラーゼ(acetylserotonin O-methyltransferase;EC 2.1.1.4)の作用により、順に、ヒドロキシトリプトファン(hydroxytryptophan)、セロトニン(serotonin)、N−アセチルセロトニン(N-acetylserotonin)、およびメラトニンへと変換され得る。すなわち、L−トリプトファンからメラトニンへの変換を触媒する酵素としては、これらの酵素が挙げられる。なお、acetylserotonin O-methyltransferaseは、SAMをメチル基供与体としてN−アセチルセロトニンをメチル化してメラトニンを生成するOMTの一例である。
Melatonin can be produced from L-tryptophan. That is, examples of the target substance biosynthetic enzyme include L-tryptophan biosynthetic enzyme and an enzyme that catalyzes the conversion of L-tryptophan to melatonin. Examples of L-tryptophan biosynthetic enzymes include 3-deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate synthase (aroF, aroG, aroH), and 3-dehydroquinic acid. Synthase (3-dehydroquinate synthase; aroB), 3-dehydroquinate dehydratase (aroD), shikimate dehydrogenase (aroE), shikimate kinase (aroK, aroL), 5-enol pill Biosynthetic enzymes common to aromatic amino acids such as virshikimate-3-phosphate synthase (5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase; aroA) and chorismate synthase (aroC), and anthranilate synthase (anthranilate synthase) TrpED) and tryptophan synthase (trpAB). An example of a gene name encoding each enzyme is shown in parentheses after the enzyme name (the same applies hereinafter). L-tryptophan is tryptophan 5-hydroxylase (EC 1.14.16.4), 5-hydroxytryptophan decarboxylase (EC 4.1.1.28), aralkylamine-N-acetyltransferase (aralkylamine). By the action of N-acetyltransferase; AANAT; EC 2.3.1.87) and acetylserotonin O-methyltransferase (EC 2.1.1.4), hydroxytryptophan, hydroxytryptophan, serotonin, and N- It can be converted to N-acetylserotonin, and melatonin. That is, enzymes that catalyze the conversion of L-tryptophan to melatonin include these enzymes. In addition, acetylserotonin O-methyltransferase is an example of OMT which produces melatonin by methylating N-acetylserotonin using SAM as a methyl group donor.

エルゴチオネインは、L−ヒスチジンから生成し得る。すなわち、目的物質生合成酵素としては、例えば、L−ヒスチジン生合成酵素や、L−ヒスチジンからエルゴチオネインへの変換を触媒する酵素も挙げられる。L−ヒスチジン生合成酵素としては、ATPホスホリボシルトランスフェラーゼ(ATP phosphoribosyltransferase;hisG)、ホスホリボシルAMPシクロヒドロラーゼ(phosphoribosyl-AMP cyclohydrolase;hisI)、ホスホリボシルATPピロホスホヒドロラーゼ(phosphoribosyl-ATP pyrophosphohydrolase;hisI)、ホスホリボシルホルムイミノ−5−アミノイミダゾールカルボキシアミドリボタイドイソメラーゼ(phosphoribosylformimino-5-aminoimidazole carboxamide ribotide isomerase;hisA)、アミドトランスフェラーゼ(amidotransferase;hisH)、ヒスチジノールリン酸アミノトランスフェラーゼ(histidinol phosphate aminotransferase;hisC)、ヒスチジノールホスファターゼ(histidinol phosphatase;hisB)、ヒスチジノールデヒドロゲナーゼ(histidinol dehydrogenase;hisD)が挙げられる。L−ヒスチジンは、egtB、egtC、egtD、およびegtE遺伝子にそれぞれコードされるEgtB、EgtC、EgtD、およびEgtEタンパク質の作用により、順に、ヘルシニン(hercynine)、ヘルシニル−γ−L−グルタミル−L−システインスルホキシド(hercynyl-gamma-L-glutamyl-L-cysteine
sulfoxide)、ヘルシニル−L−システインスルホキシド(hercynyl-L-cysteine sulfoxide)、およびエルゴチオネインへと変換され得る。また、ヘルシニンは、egt1遺伝子にコードされるEgt1タンパク質の作用により、ヘルシニル−L−システインスルホキシドへと変換され得る。すなわち、L−ヒスチジンからエルゴチオネインへの変換を触媒する酵素としては、これらの酵素が挙げられる。なお、EgtDは、SAMをメチル基供与体としてヒスチジンをメチル化してヘルシニンを生成するSAM依存的ヒスチジン−N,N,N−メチルトランスフェラーゼ(S-adenosyl-l-methionine (SAM)-dependent histidine N,N,N-methyltransferase)である。
Ergothioneine can be produced from L-histidine. That is, examples of the target substance biosynthetic enzyme include L-histidine biosynthetic enzyme and an enzyme that catalyzes the conversion of L-histidine to ergothioneine. Examples of L-histidine biosynthetic enzymes include ATP phosphoribosyltransferase (hisG), phosphoribosyl-AMP cyclohydrolase (hisI), phosphoribosyl-ATP pyrophosphohydrolase (hisI), and phosphoribosylformase. Imino-5-aminoimidazole carboxamide ribotide isomerase (phosphoribosylformimino-5-aminoimidazole carboxamide ribotide isomerase; hisA), amide transferase (amidotransferase; hisH), histidinol phosphate aminotransferase (hisC), histidinol Examples include phosphatase (histidinol phosphatase; hisB) and histidinol dehydrogenase (histD). L-histidine is sequentially converted into hercynine, hercynyl-γ-L-glutamyl-L-cysteine by the action of EgtB, EgtC, EgtD, and EgtE proteins encoded by egtB, egtC, egtD, and egtE genes, respectively. Sulfoxide (hercynyl-gamma-L-glutamyl-L-cysteine
sulfoxide), hercynyl-L-cysteine sulfoxide, and ergothioneine. Hercinin can be converted to hercinyl-L-cysteine sulfoxide by the action of the Egt1 protein encoded by the egt1 gene. That is, these enzymes are mentioned as enzymes that catalyze the conversion of L-histidine to ergothioneine. EgtD is a SAM-dependent histidine-N, N, N-methyltransferase (SAM) -dependent histidine N, which methylates histidine to generate hercinin using SAM as a methyl group donor. N, N-methyltransferase).

グアイアコールは、バニリン酸から生成し得る。よって、グアイアコールに対する目的物質生合成酵素については、上述したバニリン酸に対する目的物質生合成酵素についての
記載を準用できる。バニリン酸は、バニリン酸デカルボキシラーゼ(vanillic acid decarboxylase;VDC)の作用により、グアイアコールへと変換され得る。すなわち、目的物質生合成酵素としては、VDCも挙げられる。
Guaiacol can be produced from vanillic acid. Therefore, as for the target substance biosynthetic enzyme for guaiacol, the description of the target substance biosynthetic enzyme for vanillic acid described above can be applied mutatis mutandis. Vanillic acid can be converted to guaiacol by the action of vanillic acid decarboxylase (VDC). That is, the target substance biosynthetic enzyme includes VDC.

フェルラ酸、4−ビニルグアイアコール、および4−エチルグアイアコールは、L−フェニルアラニンまたはL−チロシンから生成し得る。すなわち、目的物質生合成酵素としては、例えば、L−フェニルアラニン生合成酵素、L−チロシン生合成酵素、およびL−フェニルアラニンまたはL−チロシンからフェルラ酸、4−ビニルグアイアコール、または4−エチルグアイアコールへの変換を触媒する酵素も挙げられる。L−フェニルアラニン生合成酵素としては、上記例示した芳香族アミノ酸に共通の生合成酵素や、コリスミ酸ムターゼ(chorismate mutase;pheA)、プレフェン酸デヒドラターゼ(prephenate dehydratase;pheA)、チロシンアミノトランスフェラーゼ(tyrosine amino transferase;tyrB)が挙げられる。コリスミ酸ムターゼおよびプレフェン酸デヒドラターゼは、二機能酵素としてpheA遺伝子にコードされてよい。L−チロシン生合成酵素としては、上記例示した芳香族アミノ酸に共通の生合成酵素や、コリスミ酸ムターゼ(chorismate mutase;tyrA)、プレフェン酸デヒドロゲナーゼ(prephenate dehydrogenase;tyrA)、チロシンアミノトランスフェラーゼ(tyrosine amino transferase;tyrB)が挙げられる。コリスミ酸ムターゼおよびプレフェン酸デヒドロゲナーゼは、二機能酵素としてtyrA遺伝子にコードされてよい。L−フェニルアラニンは、フェニルアラニンアンモニアリアーゼ(phenylalanine ammonia lyase;PAL;EC 4.3.1.24)の作用により桂皮酸(cinnamic acid)へ、次いで桂皮酸−4−ヒドロキシラーゼ(cinnamic acid 4-hydroxylase;C4H;EC 1.14.13.11)の作用によりp−クマル酸(p-coumaric acid)へと変換され得る。また、L−チロシンは、チロシンアンモニアリアーゼ(tyrosine ammonia lyase;TAL;EC 4.3.1.23)の作用により、p−クマル酸へと変換され得る。p−クマル酸は、ヒドロキシ桂皮酸−3−ヒドロキシラーゼ(hydroxycinnamic acid 3-hydroxylase;C3H)、O−メチルトランスフェラーゼ(O-methyltransferase;OMT)、フェルラ酸デカルボキシラーゼ(ferulic acid decarboxylase;FDC)、およびビニルフェノールレダクターゼ(vinylphenol reductase;VPR)の作用により、順に、コーヒー酸(caffeic acid)、フェルラ酸、4−ビニルグアイアコール、および4−エチルグアイアコールへと変換され得る。すなわち、L−フェニルアラニンまたはL−チロシンからフェルラ酸、4−ビニルグアイアコール、または4−エチルグアイアコールへの変換を触媒する酵素としては、これらの酵素が挙げられる。フェルラ酸、4−ビニルグアイアコール、または4−エチルグアイアコールを生産するためには、少なくともコーヒー酸を利用するOMTを用いることができる。   Ferulic acid, 4-vinyl guaiacol, and 4-ethyl guaiacol can be produced from L-phenylalanine or L-tyrosine. That is, as the target substance biosynthetic enzyme, for example, L-phenylalanine biosynthetic enzyme, L-tyrosine biosynthetic enzyme, and L-phenylalanine or L-tyrosine to ferulic acid, 4-vinylguaiacol, or 4-ethylguaiacol Also included are enzymes that catalyze the conversion. Examples of the L-phenylalanine biosynthetic enzyme include a biosynthetic enzyme common to the aromatic amino acids exemplified above, chorismate mutase (pheA), prephenate dehydratase (pheA), and tyrosine aminotransferase (tyrosine amino transferase). TyrB). Chorismate mutase and prephenate dehydratase may be encoded in the pheA gene as bifunctional enzymes. Examples of the L-tyrosine biosynthetic enzyme include a biosynthetic enzyme common to the aromatic amino acids exemplified above, chorismate mutase (tyrA), prephenate dehydrogenase (tyrA), and tyrosine aminotransferase (tyrosine amino transferase). TyrB). Chorismate mutase and prephenate dehydrogenase may be encoded in the tyrA gene as bifunctional enzymes. L-phenylalanine is converted to cinnamic acid by the action of phenylalanine ammonia lyase (PAL; EC 4.3.1.24), and then to cinnamic acid 4-hydroxylase (C4H; EC 1.14). .13.11) can be converted to p-coumaric acid. In addition, L-tyrosine can be converted to p-coumaric acid by the action of tyrosine ammonia lyase (TAL; EC 4.3.1.23). p-Coumaric acid includes hydroxycinnamic acid 3-hydroxylase (C3H), O-methyltransferase (O-methyltransferase; OMT), ferulic acid decarboxylase (FDC), and vinyl. It can be converted into caffeic acid, ferulic acid, 4-vinyl guaiacol, and 4-ethyl guaiacol in turn by the action of phenol reductase (VPR). That is, enzymes that catalyze the conversion of L-phenylalanine or L-tyrosine to ferulic acid, 4-vinylguaiacol, or 4-ethylguaiacol include these enzymes. To produce ferulic acid, 4-vinyl guaiacol, or 4-ethyl guaiacol, an OMT utilizing at least caffeic acid can be used.

ポリアミンは、L−アルギニンまたはL−オルニチンから生成し得る。すなわち、目的物質生合成酵素としては、例えば、L−アルギニン生合成酵素、L−オルニチン生合成酵素、およびL−アルギニンまたはL−オルニチンからポリアミンへの変換を触媒する酵素も挙げられる。L−オルニチン生合成酵素としては、N−アセチルグルタミン酸シンターゼ(N-acetylglutamate synthase;argA)、N−アセチルグルタミン酸キナーゼ(N-acetylglutamate kinase;argB)、N−アセチルグルタミルリン酸レダクターゼ(N-acetylglutamyl phosphate reductase;argC)、アセチルオルニチントランスアミナーゼ(acetylornithine transaminase;argD)、アセチルオルニチンデアセチラーゼ(acetylornithine deacetylase;argE)が挙げられる。L−アルギニン生合成酵素としては、上記例示したL−オルニチン生合成酵素や、カルバモイルリン酸シンターゼ(carbamoyl phosphate synthetase;carAB)、オルニチンカルバモイルトランスフェラーゼ(ornithine carbamoyl transferase;argF, argI)、アルギニノコハク酸シンターゼ(argininosuccinate synthetase;argG)、アルギニノコハク酸リアーゼ(argininosuccinate lyase;argH)が挙げられる。L−アルギニンは、アルギニンデカルボキシラーゼ(arginine decarboxylase;speA;EC 4.1.1.19)の作用によりアグマチン(agmatine)へ、次いでアグマチンウレオヒドロラーゼ(agmatine ureohydrolase;speB;EC 3.5.3.11)の作用によりプトレ
シン(putrescine)へと変換され得る。また、L−オルニチンは、オルニチンデカルボキシラーゼ(ornithine decarboxylase;speC;EC 4.1.1.17)の作用によりプトレシンへと変換され得る。プトレシンは、スペルミジンシンターゼ(spermidine synthase;speE;EC 2.5.1.16)の作用によりスペルミジンへ、次いでスペルミンシンターゼ(spermine synthase;EC 2.5.1.22)の作用によりスペルミンへと変換され得る。アグマチンは、また、アグマチン/トリアミンアミノプロピルトランスフェラーゼ(agmatine/triamine aminopropyl transferase)の作用によりアミノプロピルアグマチン(aminopropylagmatine)へ、次いでアミノプロピルアグマチンウレオヒドロラーゼ(aminopropylagmatine ureohydrolase)の作用によりスペルミジンへと変換され得る。すなわち、L−アルギニンまたはL−オルニチンからポリアミンへの変換を触媒する酵素としては、これらの酵素が挙げられる。なお、spermidine synthase、spermine synthase、およびagmatine/triamine aminopropyl transferaseは、いずれも、SAMの脱炭酸によって生じ得る脱炭酸SAM(decarboxylated S-adenosyl methionine;dcSAM)からプロピルアミン基を対応する基質へと転移する反応を触媒する。
Polyamines can be produced from L-arginine or L-ornithine. That is, examples of the target substance biosynthetic enzyme include L-arginine biosynthetic enzyme, L-ornithine biosynthetic enzyme, and an enzyme that catalyzes the conversion of L-arginine or L-ornithine to polyamine. Examples of L-ornithine biosynthetic enzymes include N-acetylglutamate synthase (argA), N-acetylglutamate kinase (argB), and N-acetylglutamyl phosphate reductase. ArgC), acetylornithine transaminase (argD), and acetylornithine deacetylase (argE). Examples of L-arginine biosynthetic enzymes include L-ornithine biosynthetic enzymes exemplified above, carbamoyl phosphate synthetase (carAB), ornithine carbamoyl transferase (argF, argI), and argininosuccinate synthase (argininosuccinate). synthetase; argG) and argininosuccinate lyase (argH). L-arginine is converted to agmatine by the action of arginine decarboxylase (arginine decarboxylase; speA; EC 4.1.1.19) and then putrescine (agmatine ureohydrolase; speB; EC 3.5.3.11) by the action of agmatine ureohydrolase (EC 3.5.3.11). putrescine). In addition, L-ornithine can be converted to putrescine by the action of ornithine decarboxylase (ornithine decarboxylase; speC; EC 4.1.1.17). Putrescine can be converted to spermidine by the action of spermidine synthase (speE; EC 2.5.1.16) and then to spermine by the action of spermine synthase (EC 2.5.1.22). Agmatine is also converted to aminopropylagmatine by the action of agmatine / triamine aminopropyl transferase and then to spermidine by the action of aminopropylagmatine ureohydrolase. obtain. That is, the enzymes that catalyze the conversion of L-arginine or L-ornithine to polyamine include these enzymes. Note that spermidine synthase, spermine synthase, and agmatine / triamine aminopropyl transferase all transfer propylamine groups from decarboxylated S-adenosyl methionine (dcSAM), which can be generated by decarboxylation of SAM, to the corresponding substrate. Catalyze the reaction.

クレアチンは、L−アルギニンおよびグリシンから生成し得る。すなわち、目的物質生合成酵素としては、例えば、L−アルギニン生合成酵素、グリシン生合成酵素、およびL−アルギニンおよびグリシンからクレアチンへの変換を触媒する酵素も挙げられる。L−アルギニンおよびグリシンは、アルギニン:グリシンアミジノトランスフェラーゼ(arginine:glycine amidinotransferase;AGAT;EC 2.1.4.1)の作用により、結合してグアニジノ酢酸(guanidinoacetate)およびオルニチン(ornithine)を生成し得る。グアニジノ酢酸は、グアニジノ酢酸−N−メチルトランスフェラーゼ(guanidinoacetate N-methyltransferase;GAMT;EC 2.1.1.2)の作用により、SAMをメチル基供与体としてメチル化されクレアチンを生成し得る。すなわち、L−アルギニンおよびグリシンからクレアチンへの変換を触媒する酵素としては、これらの酵素が挙げられる。   Creatine can be produced from L-arginine and glycine. That is, examples of the target substance biosynthetic enzyme include L-arginine biosynthetic enzyme, glycine biosynthetic enzyme, and an enzyme that catalyzes the conversion of L-arginine and glycine to creatine. L-arginine and glycine can combine to produce guanidinoacetate and ornithine by the action of arginine: glycine amidinotransferase (AGAT; EC 2.1.4.1). Guanidinoacetic acid can be methylated with SAM as a methyl group donor to produce creatine by the action of guanidinoacetate-N-methyltransferase (guanidinoacetate N-methyltransferase; GAMT; EC 2.1.1.2). That is, enzymes that catalyze the conversion of L-arginine and glycine to creatine include these enzymes.

ムギネ酸は、SAMから生成し得る。すなわち、目的物質生合成酵素としては、例えば、SAMからムギネ酸への変換を触媒する酵素も挙げられる。ニコチアナミンシンターゼ(nicotianamine synthase;EC 2.5.1.43)の作用により、3分子のSAMから1分子のニコチアナミンが合成され得る。ニコチアナミンは、ニコチアナミンアミノトランスフェラーゼ(nicotianamine aminotransferase;EC 2.6.1.80)、3”−デアミノ−3”−オキソニコチアナミンレダクターゼ(3"-deamino-3"-oxonicotianamine reductase;EC 1.1.1.285)、および2’−デオキシムギネ酸−2’−ジオキシゲナーゼ(2'-deoxymugineic-acid 2'-dioxygenase;EC 1.14.11.24)の作用により、順に、3”−デアミノ−3”−オキソニコチアナミン(3"-deamino-3"-oxonicotianamine)、2’−デオキシムギネ酸(2'-deoxymugineic-acid)、およびムギネ酸へと変換され得る。すなわち、SAMからムギネ酸への変換を触媒する酵素としては、これらの酵素が挙げられる。   Mugineic acid can be produced from SAM. That is, examples of the target substance biosynthetic enzyme include an enzyme that catalyzes the conversion of SAM to mugineic acid. One molecule of nicotianamine can be synthesized from three molecules of SAM by the action of nicotianamine synthase (nicotianamine synthase; EC 2.5.1.43). Nicotianamine is nicotianamine aminotransferase (EC 2.6.1.80), 3 "-deamino-3" -oxonicotianamine reductase (3 "-deamino-3" -oxonicotianamine reductase; EC 1.1.1.285), and 2'-deoxymugine. By the action of 2'-deoxymugineic-acid 2'-dioxygenase (EC 1.14.11.24), 3 "-deamino-3" -oxonicotianamine (3 "-deamino-3" -oxonicotianamine) ), 2'-deoxymugineic-acid, and mugineic acid. That is, enzymes that catalyze the conversion of SAM to mugineic acid include these enzymes.

L−メチオニンは、L−システインから生成し得る。すなわち、目的物質生合成酵素としては、例えば、L−システイン生合成酵素や、L−システインからL−メチオニンへの変換を触媒する酵素も挙げられる。L−システイン生合成酵素としては、本明細書に記載の、CysIXHDNYZタンパク質、Fpr2タンパク質、CysKタンパク質が挙げられる。L−システインからL−メチオニンへの変換を触媒する酵素としては、シスタチオニン−γ−シンターゼ(cystathionine-gamma-synthase)やシスタチオニン−β−リアーゼ(cystathionine-beta-lyase)が挙げられる。   L-methionine may be generated from L-cysteine. That is, examples of the target substance biosynthetic enzyme include L-cysteine biosynthetic enzyme and an enzyme that catalyzes the conversion of L-cysteine to L-methionine. Examples of the L-cysteine biosynthetic enzyme include CysIXHDNYZ protein, Fpr2 protein, and CysK protein described herein. Examples of enzymes that catalyze the conversion of L-cysteine to L-methionine include cystathionine-gamma-synthase and cystathionine-β-lyase.

また、上述したように、ベンズアルデヒドおよびシンナムアルデヒドは、例えば、それぞれ、ACARの作用により安息香酸およびケイ皮酸から生成し得る。すなわち、目的物質生合成酵素としては、例えば、ACARに加えて、安息香酸生合成酵素やケイ皮酸生合成酵素も挙げられる。具体的には、ケイ皮酸は、例えば、フェニルアラニンアンモニアリアーゼ(
phenylalanine ammonia lyase;PAL;EC 4.3.1.24)の作用によりL−フェニルアラニンから生成し得る。すなわち、ケイ皮酸生合成酵素としては、例えば、L−フェニルアラニン生合成酵素やPALが挙げられる。
Also, as described above, benzaldehyde and cinnamaldehyde, for example, can be produced from benzoic acid and cinnamic acid, respectively, by the action of ACAR. That is, examples of the target substance biosynthetic enzyme include benzoic acid biosynthetic enzyme and cinnamic acid biosynthetic enzyme in addition to ACAR. Specifically, cinnamic acid is, for example, phenylalanine ammonia lyase (
It can be produced from L-phenylalanine by the action of phenylalanine ammonia lyase; PAL; EC 4.3.1.24). That is, examples of the cinnamic acid biosynthetic enzyme include L-phenylalanine biosynthetic enzyme and PAL.

また、ベンズアルデヒドは、例えば、L−フェニルアラニンからも生成し得る(WO2017/122747)。すなわち、目的物質生合成酵素としては、例えば、L−フェニルアラニン生合成酵素や、L−フェニルアラニンからベンズアルデヒドへの変換を触媒する酵素も挙げられる。L−フェニルアラニンは、アミノ酸デアミナーゼ(amino acid deaminase;AAD;EC 1.4.3.2)、4−ヒドロキシマンデル酸シンターゼ(4-hydroxymandelate synthase;HMAS;EC 1.13.11.46)、(S)−マンデル酸デヒドロゲナーゼ((S)-mandelate dehydrogenase;SMDH;EC 1.1.99.31)、およびベンゾイル蟻酸デカルボキシラーゼ(Benzoylformate decarboxylase;BFDC;EC 4.1.1.7)の作用により、順に、フェニルピルビン酸、(S)−マンデル酸、ベンゾイル蟻酸、およびベンズアルデヒドへと変換され得る。すなわち、L−フェニルアラニンからベンズアルデヒドへの変換を触媒する酵素としては、これらの酵素が挙げられる。   Benzaldehyde can also be produced, for example, from L-phenylalanine (WO2017 / 122747). That is, examples of the target substance biosynthetic enzyme include L-phenylalanine biosynthetic enzyme and an enzyme that catalyzes the conversion of L-phenylalanine to benzaldehyde. L-phenylalanine is an amino acid deaminase (AAD; EC 1.4.3.2), 4-hydroxymandelate synthase (HMAS; EC 1.13.11.46), (S) -mandelic acid dehydrogenase ((S ) -mandelate dehydrogenase; SMDH; EC 1.1.99.31), and phenylpyruvic acid, (S) -mandelic acid, benzoylformic acid, and benzoylformate decarboxylase; BFDC; It can be converted to benzaldehyde. That is, these enzymes are exemplified as enzymes that catalyze the conversion of L-phenylalanine to benzaldehyde.

また、目的物質生産能を付与または増強するための方法としては、目的物質以外の物質(例えば、目的物質の生産中に中間体として生成する物質や、目的物質の前駆体として利用される物質)の取り込み系の活性を増大させる方法が挙げられる。すなわち、微生物は、そのような取り込み系の活性が増大するように改変されていてよい。「物質の取り込み系」とは、物質を細胞外から細胞内へ取り込む機能を有するタンパク質を意味してよい。同活性を、「物質の取り込み活性」ともいう。そのような取り込み系をコードする遺伝子を、「取り込み系遺伝子」ともいう。そのような取り込み系としては、バニリン酸取り込み系やプロトカテク酸取り込み系が挙げられる。バニリン酸取り込み系としては、vanK遺伝子にコードされるVanKタンパク質が挙げられる(M. T. Chaudhry, et al., Microbiology, 2007. 153:857-865)。C. glutamicum ATCC 13869株のvanK遺伝子(NCgl2302)の塩基配列を配列番号139に、同遺伝子がコードするVanKタンパク質のアミノ酸配列を配列番号140に、それぞれ示す。プロトカテク酸取り込み系としては、pcaK遺伝子にコードされるPcaKタンパク質が挙げられる(M. T. Chaudhry, et al., Microbiology, 2007. 153:857-865)。C. glutamicum ATCC 13869株のpcaK遺伝子(NCgl1031)の塩基配列を配列番号141に、同遺伝子がコードするPcaKタンパク質のアミノ酸配列を配列番号142に、それぞれ示す。   In addition, as a method for imparting or enhancing the target substance producing ability, a substance other than the target substance (for example, a substance generated as an intermediate during the production of the target substance or a substance used as a precursor of the target substance) A method for increasing the activity of an uptake system of is mentioned. That is, the microorganism may be modified such that the activity of such an uptake system is increased. The “substance uptake system” may mean a protein having a function of taking up a substance from outside a cell into a cell. This activity is also referred to as "substance uptake activity". A gene encoding such an uptake system is also referred to as an “uptake system gene”. Examples of such an uptake system include a vanillic acid uptake system and a protocatechuate acid uptake system. Examples of the vanillic acid uptake system include the VanK protein encoded by the vanK gene (MT Chaudhry, et al., Microbiology, 2007. 153: 857-865). The nucleotide sequence of the vanK gene (NCgl2302) of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 139, and the amino acid sequence of the VanK protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 140. The protocatechuic acid uptake system includes a PcaK protein encoded by the pcaK gene (MT Chaudhry, et al., Microbiology, 2007. 153: 857-865). The nucleotide sequence of the pcaK gene (NCgl1031) of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 141, and the amino acid sequence of the PcaK protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 142.

物質の取り込み活性は、例えば、公知の手法(M. T. Chaudhry, et al., Microbiology, 2007. 153:857-865)により測定することができる。   The substance uptake activity can be measured, for example, by a known method (MT Chaudhry, et al., Microbiology, 2007. 153: 857-865).

また、目的物質生産能を付与または増強するための方法としては、目的物質以外の物質の副生に関与する酵素の活性を低下させる方法が挙げられる。そのような目的物質以外の物質を、「副生物」ともいう。そのような酵素を、「副生物生成酵素」ともいう。副生物生成酵素としては、例えば、目的物質の資化に関与する酵素や、目的物質の生合成経路から分岐して目的物質以外の物質を生成する反応を触媒する酵素が挙げられる。タンパク質(酵素等)の活性を低下させる手法については後述する。タンパク質(酵素等)の活性は、例えば、同タンパク質をコードする遺伝子を破壊等することにより、低下させることができる。例えば、コリネ型細菌において、バニリンは、バニリン→バニリン酸→プロトカテク酸の順に代謝され、資化されることが報告されている(Current Microbiology, 2005, Vol.51, p59-65)。すなわち、副生物生成酵素として、具体的には、バニリンからプロトカテク酸への変換を触媒する酵素や、プロトカテク酸のさらなる代謝を触媒する酵素が挙げられる。そのような酵素としては、バニリン酸デメチラーゼ(vanillate demethylase)、プロトカテク酸3,4−ジオキシゲナーゼ(protocatechuate 3,4-dioxygenase)、およびプロトカテク酸3,4−ジオキシゲナーゼによる反応産物をスクシニルCoAとアセ
チルCoAまでさらに分解する各種酵素(Appl. Microbiol. Biotechnol., 2012, Vol.95, p77-89)が挙げられる。また、バニリンは、アルコールデヒドロゲナーゼ(alcohol dehydrogenase;ADH)の作用により、バニリルアルコールへと変換され得る(Kunjapur AM. et
al., J. Am. Chem. Soc., 2014, Vol.136, p11644-11654.; Hansen EH. et al., App. Env. Microbiol., 2009, Vol.75, p2765-2774.)。すなわち、副生物生成酵素として、具体的には、ADHも挙げられる。また、バニリン生合成経路の中間体である3−デヒドロシキミ酸は、シキミ酸デヒドロゲナーゼ(shikimate dehydrogenase)の作用によりシキミ酸へと変換され得る。すなわち、副生物生成酵素として、具体的には、shikimate dehydrogenaseも挙げられる。
Examples of a method for imparting or enhancing the target substance-producing ability include a method of reducing the activity of an enzyme involved in by-product of a substance other than the target substance. Such a substance other than the target substance is also referred to as “by-product”. Such enzymes are also referred to as "byproduct-forming enzymes." Examples of the by-product-forming enzyme include an enzyme involved in assimilation of the target substance and an enzyme that catalyzes a reaction that diverges from the biosynthetic pathway of the target substance to generate a substance other than the target substance. A method for reducing the activity of a protein (enzyme or the like) will be described later. The activity of a protein (such as an enzyme) can be reduced, for example, by disrupting a gene encoding the protein. For example, in coryneform bacteria, it has been reported that vanillin is metabolized and assimilated in the order of vanillin → vanillic acid → protocatechuic acid (Current Microbiology, 2005, Vol. 51, p59-65). That is, specific examples of by-product-forming enzymes include enzymes that catalyze the conversion of vanillin into protocatechuic acid and enzymes that catalyze the further metabolism of protocatechuic acid. Examples of such enzymes include vanillate demethylase, protocatechuate 3,4-dioxygenase, and the reaction product of protocatechuate 3,4-dioxygenase with succinyl-CoA and acetyl-CoA. Various enzymes that further degrade (Appl. Microbiol. Biotechnol., 2012, Vol. 95, p77-89). Also, vanillin can be converted to vanillyl alcohol by the action of alcohol dehydrogenase (ADH) (Kunjapur AM. Et al.
al., J. Am. Chem. Soc., 2014, Vol. 136, p11644-11654 .; Hansen EH. et al., App. Env. Microbiol., 2009, Vol.75, p2765-2774.). That is, ADH is specifically mentioned as a by-product-forming enzyme. Also, 3-dehydroshikimic acid, which is an intermediate in the vanillin biosynthetic pathway, can be converted to shikimic acid by the action of shikimate dehydrogenase. That is, as the by-product-forming enzyme, specifically, shikimate dehydrogenase can be mentioned.

「バニリン酸デメチラーゼ(vanillate demethylase)」とは、バニリン酸を脱メチル化してプロトカテク酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい。同活性を、「バニリン酸デメチラーゼ活性」ともいう。バニリン酸デメチラーゼをコードする遺伝子を、「バニリン酸デメチラーゼ遺伝子」ともいう。バニリン酸デメチラーゼとしては、vanAB遺伝子にコードされるVanABタンパク質が挙げられる(Current Microbiology, 2005, Vol.51, p59-65)。vanA遺伝子およびvanB遺伝子は、それぞれ、バニリン酸デメチラーゼのサブユニットAおよびサブユニットBをコードする。バニリン酸デメチラーゼ活性を低下させる場合、例えば、vanAB遺伝子の両方を破壊等してもよく、片方のみを破壊等してもよい。C. glutamicum ATCC 13869株のvanAB遺伝子の塩基配列を配列番号143と145に、同遺伝子がコードするVanABタンパク質のアミノ酸配列を配列番号144と146に、それぞれ示す。なお、vanAB遺伝子は、通常、vanK遺伝子とvanABKオペロンを構成している。よって、バニリン酸デメチラーゼ活性を低下させるためにvanABKオペロンをまとめて破壊等(例えば、欠損)してもよい。その場合、改めて宿主にvanK遺伝子を導入してもよい。例えば、菌体外に存在するバニリン酸を利用する場合であって、vanABKオペロンをまとめて破壊等(例えば、欠損)した場合は、改めてvanK遺伝子を導入するのが好ましい。   “Vanillate demethylase” may refer to a protein that has the activity of catalyzing the reaction of demethylating vanillic acid to produce protocatechuic acid. This activity is also referred to as "vanillic acid demethylase activity". The gene encoding vanillic acid demethylase is also referred to as "vanillic acid demethylase gene". Vanillic acid demethylase includes VanAB protein encoded by vanAB gene (Current Microbiology, 2005, Vol. 51, p59-65). The vanA and vanB genes encode subunit A and subunit B of vanillate demethylase, respectively. When the vanillic acid demethylase activity is reduced, for example, both vanAB genes may be destroyed, or only one of them may be destroyed. The nucleotide sequences of the vanAB gene of C. glutamicum ATCC 13869 are shown in SEQ ID NOs: 143 and 145, and the amino acid sequences of the VanAB protein encoded by the gene are shown in SEQ ID NOs: 144 and 146, respectively. The vanAB gene usually constitutes the vanK gene and the vanABK operon. Thus, the vanABK operon may be destroyed (eg, deleted) collectively in order to reduce vanillic acid demethylase activity. In that case, the vanK gene may be introduced again into the host. For example, when vanillic acid existing outside the cells is used, and vanABK operon is destroyed (eg, deleted) as a whole, it is preferable to introduce the vanK gene again.

バニリン酸デメチラーゼ活性は、例えば、酵素を基質(すなわち、バニリン酸)とインキュベートし、酵素および基質依存的な産物(すなわち、プロトカテク酸)の生成を測定することにより、測定できる(J Bacteriol, 2001, Vol.183, p3276-3281)。   Vanillate demethylase activity can be measured, for example, by incubating the enzyme with a substrate (ie, vanillic acid) and measuring the production of the enzyme and substrate-dependent product (ie, protocatechuic acid) (J Bacteriol, 2001, Vol.183, p3276-3281).

「プロトカテク酸3,4−ジオキシゲナーゼ」とは、プロトカテク酸を酸化してβ−カルボキシルcis,cis-ムコン酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい。同活性を、「プロトカテク酸3,4−ジオキシゲナーゼ活性」ともいう。プロトカテク酸3,4−ジオキシゲナーゼをコードする遺伝子を、「プロトカテク酸3,4−ジオキシゲナーゼ遺伝子」ともいう。プロトカテク酸3,4−ジオキシゲナーゼとしては、pcaGH遺伝子にコードされるPcaGHタンパク質が挙げられる(Appl. Microbiol. Biotechnol., 2012, Vol.95, p77-89)。pcaG遺伝子およびpcaH遺伝子は、それぞれ、プロトカテク酸3,4−ジオキシゲナーゼのαサブユニットおよびβサブユニットをコードする。プロトカテク酸3,4−ジオキシゲナーゼ活性を低下させる場合、例えば、pcaGH遺伝子の両方を破壊等してもよく、片方のみを破壊等してもよい。C. glutamicum ATCC 13032株のpcaGH遺伝子の塩基配列を配列番号147と149に、同遺伝子がコードするPcaGHタンパク質のアミノ酸配列を配列番号148と150に、それぞれ示す。   “Protocatechuate 3,4-dioxygenase” may mean a protein having an activity of catalyzing a reaction of oxidizing protocatechuic acid to generate β-carboxyl cis, cis-muconic acid. This activity is also referred to as "protocatechuate 3,4-dioxygenase activity". The gene encoding protocatechuate 3,4-dioxygenase is also referred to as "protocatechuate 3,4-dioxygenase gene". Examples of protocatechuate 3,4-dioxygenase include a PcaGH protein encoded by the pcaGH gene (Appl. Microbiol. Biotechnol., 2012, Vol. 95, p77-89). The pcaG and pcaH genes encode the α and β subunits of protocatechuate 3,4-dioxygenase, respectively. When the protocatechuic acid 3,4-dioxygenase activity is reduced, for example, both pcaGH genes may be destroyed, or only one of them may be destroyed. The nucleotide sequences of the pcaGH gene of C. glutamicum ATCC 13032 are shown in SEQ ID NOS: 147 and 149, and the amino acid sequence of the PcaGH protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NOs: 148 and 150, respectively.

プロトカテク酸3,4−ジオキシゲナーゼ活性は、例えば、酵素を基質(すなわち、プロトカテク酸)とインキュベートし、酵素および基質依存的な酸素消費を測定することにより、測定できる(Meth. Enz., 1970, Vol.17A, p526-529)。   Protocatechuate 3,4-dioxygenase activity can be measured, for example, by incubating the enzyme with a substrate (ie, protocatechuic acid) and measuring enzyme and substrate-dependent oxygen consumption (Meth. Enz., 1970, Vol.17A, p526-529).

「アルコールデヒドロゲナーゼ(alcohol dehydrogenase;ADH)」とは、電子供与体の存在下でアルデヒドを還元してアルコールを生成する反応を触媒する活性を有するタンパ
ク質を意味してよい(EC 1.1.1.1、EC 1.1.1.2、EC 1.1.1.71等)。同活性を、「ADH活性」ともいう。ADHをコードする遺伝子を、「ADH遺伝子」ともいう。ADHの基質となるアルデヒドとしては、目的物質として例示したアルデヒド、例えば、バニリン、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド等の芳香族アルデヒドが挙げられる。すなわち、「ADH活性」の説明において言及されるアルデヒドとアルコールの組み合わせとしては、バニリンとバニリルアルコールの組み合わせ、ベンズアルデヒドとベンジルアルコールの組み合わせ、シンナムアルデヒドとシンナミルアルコールの組み合わせ等の、芳香族アルデヒドと芳香族アルコールの組み合わせが挙げられる。芳香族アルデヒド、バニリン、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒドを基質とするADHを、それぞれ、「芳香族アルコールデヒドロゲナーゼ(aromatic alcohol dehydrogenase)」、「バニリルアルコールデヒドロゲナーゼ(vanillyl alcohol dehydrogenase)」、「ベンジルアルコールデヒドロゲナーゼ(benzyl alcohol dehydrogenase)」、「シンナミルアルコールデヒドロゲナーゼ(cinnamyl alcohol dehydrogenase)」ともいう。また、芳香族アルデヒド、バニリン、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒドを基質とするADH活性を、それぞれ、「芳香族アルコールデヒドロゲナーゼ(aromatic alcohol dehydrogenase)活性」、「バニリルアルコールデヒドロゲナーゼ(vanillyl alcohol dehydrogenase)活性」、「ベンジルアルコールデヒドロゲナーゼ(benzyl alcohol dehydrogenase)活性」、「シンナミルアルコールデヒドロゲナーゼ(cinnamyl alcohol dehydrogenase)活性」ともいう。ADHは、1種のアルデヒドを基質としてもよく、2種またはそれ以上ののアルデヒドを基質としてもよい。電子供与体としては、NADHやNADPHが挙げられる。ADHは、例えば、これらの電子供与体の少なくとも1つを利用できるものであってよい。
“Alcohol dehydrogenase (ADH)” may mean a protein having an activity of catalyzing a reaction of reducing an aldehyde in the presence of an electron donor to produce an alcohol (EC 1.1.1.1, EC 1.1). .1.2, EC 1.1.1.71, etc.). This activity is also referred to as “ADH activity”. The gene encoding ADH is also referred to as "ADH gene". Examples of the aldehyde serving as a substrate of ADH include the aldehydes exemplified as the target substance, for example, aromatic aldehydes such as vanillin, benzaldehyde, and cinnamaldehyde. That is, the combination of aldehyde and alcohol referred to in the description of `` ADH activity '' includes aromatic aldehydes such as a combination of vanillin and vanillyl alcohol, a combination of benzaldehyde and benzyl alcohol, and a combination of cinnamaldehyde and cinnamyl alcohol. Combinations of aromatic alcohols are included. ADH using aromatic aldehyde, vanillin, benzaldehyde and cinnamaldehyde as substrates is called "aromatic alcohol dehydrogenase", "vanillyl alcohol dehydrogenase" and "benzyl alcohol dehydrogenase", respectively. dehydrogenase) and "cinnamyl alcohol dehydrogenase". In addition, ADH activity using aromatic aldehyde, vanillin, benzaldehyde, and cinnamaldehyde as substrates is referred to as "aromatic alcohol dehydrogenase activity", "vanillyl alcohol dehydrogenase activity", and "benzyl alcohol dehydrogenase activity", respectively. Also called "alcohol dehydrogenase (benzyl alcohol dehydrogenase) activity" and "cinnamyl alcohol dehydrogenase activity". ADH may use one aldehyde as a substrate or two or more aldehydes as a substrate. Examples of the electron donor include NADH and NADPH. ADH may, for example, utilize at least one of these electron donors.

ADHとしては、yqhD遺伝子、NCgl0324遺伝子、NCgl0313遺伝子、NCgl2709遺伝子、NCgl0219遺伝子、NCgl2382遺伝子にそれぞれコードされるYqhDタンパク質、NCgl0324タンパク質、NCgl0313タンパク質、NCgl2709タンパク質、NCgl0219タンパク質、NCgl2382タンパク質が挙げられる。yqhD遺伝子およびNCgl0324遺伝子は、いずれも、vanillyl alcohol dehydrogenaseをコードする。yqhD遺伝子は、例えば、E. coli等の腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の細菌に見出され得る。NCgl0324遺伝子、NCgl0313遺伝子、NCgl2709遺伝子、NCgl0219遺伝子、NCgl2382遺伝子は、例えば、C. glutamicum等のコリネ型細菌に見出され得る。E. coli K-12 MG1655のyqhD遺伝子の塩基配列を配列番号151に、同遺伝子がコードするYqhDタンパク質のアミノ酸配列を配列番号152に示す。C. glutamicum ATCC 13869株のNCgl0324遺伝子、NCgl0313遺伝子、NCgl2709遺伝子の塩基配列を配列番号153、155、157に、同遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列を配列番号154、156、158に、それぞれ示す。また、C. glutamicum ATCC 13032株のNCgl0219遺伝子、NCgl2382遺伝子の塩基配列を配列番号159、161に、同遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列を配列番号160、162に、それぞれ示す。   Examples of ADH include the yqhD gene, the NCgl0324 gene, the NCgl0313 gene, the NCgl2709 gene, the NCgl0219 gene, and the NCgl2382 gene, respectively. The yqhD gene and NCgl0324 gene both encode vanillyl alcohol dehydrogenase. The yqhD gene can be found, for example, in bacteria of the family Enterobacteriaceae, such as E. coli. The NCgl0324 gene, NCgl0313 gene, NCgl2709 gene, NCgl0219 gene, NCgl2382 gene can be found in coryneform bacteria such as C. glutamicum. SEQ ID NO: 151 shows the nucleotide sequence of the yqhD gene of E. coli K-12 MG1655, and SEQ ID NO: 152 shows the amino acid sequence of the YqhD protein encoded by the gene. The nucleotide sequences of the NCgl0324, NCgl0313, and NCgl2709 genes of C. glutamicum ATCC 13869 are shown in SEQ ID NOs: 153, 155, and 157, and the amino acid sequences of the proteins encoded by the genes are shown in SEQ ID NOs: 154, 156, and 158, respectively. The nucleotide sequences of the NCgl0219 gene and NCgl2382 gene of C. glutamicum ATCC 13032 are shown in SEQ ID NOs: 159 and 161 and the amino acid sequences of the proteins encoded by the genes are shown in SEQ ID NOs: 160 and 162, respectively.

微生物においては、1種のADHの活性を低下させてもよく、2種またはそれ以上のADHの活性を低下させてもよい。例えば、NCgl0324タンパク質、NCgl2709タンパク質、およびNCgl0313タンパク質から選択される1種またはそれ以上、例えば全て、のADHの活性を低下させてよい。また、少なくとも、NCgl0324タンパク質およびNCgl2709タンパク質の一方または両方の活性を低下させてもよい。すなわち、例えば、少なくともNCgl0324タンパク質の活性を低下させてもよく、さらにNCgl2709タンパク質の活性を低下させてもよい。あるいは、少なくともNCgl2709タンパク質の活性を低下させてもよく、さらにNCgl0324タンパク質の活性を低下させてもよい。ADHと目的物質の組み合わせは、コリネ型細菌においてADHの活性を低下させることにより目的物質の生産が増大する限り、特に制限されない。例えば、少なくとも、目的物質として生産されるアルデヒドを基質とするADHの活性を低下させてよい。すなわち、例えば、バニリン、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド等の芳香族アルデヒドの生産のためには、それぞれ、vanillyl alcohol dehydrogenase、benzyl alcohol dehydrogenase、cinnamyl alcohol dehydrogenase等のaromatic alcohol deh
ydrogenaseの活性を低下させてよい。例えば、バニリンを生産する場合、YqhDタンパク質の活性を低下させてもよい。また、例えば、バニリンを生産する場合、NCgl0324タンパク質およびNCgl0313タンパク質の一方または両方の活性を低下させてもよく、少なくともNCgl0324タンパク質の活性を低下させてもよい。また、例えば、ベンズアルデヒドを生産する場合、NCgl0324タンパク質およびNCgl2709タンパク質の一方または両方の活性を低下させてもよい。また、例えば、シンナムアルデヒドを生産する場合、NCgl0324タンパク質およびNCgl2709タンパク質の一方または両方の活性を低下させてもよい。YqhDタンパク質は、vanillyl alcohol dehydrogenase活性を有していてよい。NCgl0324タンパク質は、vanillyl alcohol dehydrogenase活性、benzyl alcohol dehydrogenase活性、およびcinnamyl
alcohol dehydrogenase活性の全てを有していてよい。NCgl2709タンパク質は、benzyl alcohol dehydrogenase活性およびcinnamyl alcohol dehydrogenase活性の両方を有していてよい。
In microorganisms, the activity of one ADH may be reduced, or the activity of two or more ADHs may be reduced. For example, the activity of one or more, for example all, ADH selected from the NCgl0324 protein, NCgl2709 protein, and NCgl0313 protein may be reduced. Further, at least the activity of one or both of the NCgl0324 protein and the NCgl2709 protein may be reduced. That is, for example, the activity of at least the NCgl0324 protein may be reduced, and the activity of the NCgl2709 protein may be further reduced. Alternatively, at least the activity of the NCgl2709 protein may be reduced, and the activity of the NCgl0324 protein may be further reduced. The combination of ADH and the target substance is not particularly limited as long as the production of the target substance is increased by reducing the activity of ADH in coryneform bacteria. For example, at least the activity of ADH using an aldehyde produced as a target substance as a substrate may be reduced. That is, for example, for the production of aromatic aldehydes such as vanillin, benzaldehyde and cinnamaldehyde, respectively, aromatic alcohol deh such as vanillyl alcohol dehydrogenase, benzyl alcohol dehydrogenase, cinnamyl alcohol dehydrogenase, etc.
The activity of ydrogenase may be reduced. For example, when producing vanillin, the activity of the YqhD protein may be reduced. For example, when producing vanillin, the activity of one or both of the NCgl0324 protein and the NCgl0313 protein may be reduced, or at least the activity of the NCgl0324 protein may be reduced. Further, for example, when producing benzaldehyde, the activity of one or both of NCgl0324 protein and NCgl2709 protein may be reduced. For example, when producing cinnamaldehyde, the activity of one or both of NCgl0324 protein and NCgl2709 protein may be reduced. The YqhD protein may have vanillyl alcohol dehydrogenase activity. NCgl0324 protein has vanillyl alcohol dehydrogenase activity, benzyl alcohol dehydrogenase activity, and cinnamyl
It may have all of the alcohol dehydrogenase activity. The NCgl2709 protein may have both benzyl alcohol dehydrogenase activity and cinnamyl alcohol dehydrogenase activity.

ADH活性は、例えば、NADPHまたはNADHの存在下で酵素を基質(例えば、バニリン等のアルデヒド)とインキュベートし、酵素および基質依存的なNADPHまたはNADHの酸化を測定することにより、測定できる。   ADH activity can be measured, for example, by incubating the enzyme with a substrate (eg, an aldehyde such as vanillin) in the presence of NADPH or NADH, and measuring enzyme and substrate-dependent oxidation of NADPH or NADH.

「シキミ酸デヒドロゲナーゼ(shikimate dehydrogenase)」とは、電子供与体の存在下で3−デヒドロシキミ酸を還元してシキミ酸を生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 1.1.1.25)。同活性を、「shikimate dehydrogenase活性」ともいう。shikimate dehydrogenaseをコードする遺伝子を、「shikimate dehydrogenase遺伝子」ともいう。電子供与体としては、NADHやNADPHが挙げられる。shikimate dehydrogenaseは、例えば、これらの電子供与体の少なくとも1つを利用できるものであってよい。shikimate dehydrogenaseとしては、aroE遺伝子にコードされるAroEタンパク質が挙げられる。E. coli K-12 MG1655のaroE遺伝子の塩基配列を配列番号163に、同遺伝子がコードするAroEタンパク質のアミノ酸配列を配列番号164に示す。   By "shikimate dehydrogenase" may be meant a protein having the activity of catalyzing the reaction of reducing 3-dehydroshikimate in the presence of an electron donor to produce shikimate (EC 1.1. 1.25). This activity is also called “shikimate dehydrogenase activity”. The gene encoding shikimate dehydrogenase is also called "shikimate dehydrogenase gene". Examples of the electron donor include NADH and NADPH. The shikimate dehydrogenase may, for example, be one that can utilize at least one of these electron donors. The shikimate dehydrogenase includes AroE protein encoded by the aroE gene. The nucleotide sequence of the aroE gene of E. coli K-12 MG1655 is shown in SEQ ID NO: 163, and the amino acid sequence of the AroE protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 164.

shikimate dehydrogenase活性は、例えば、NADHまたはNADPHの存在下で酵素を基質(すなわち、3−デヒドロシキミ酸)とインキュベートし、酵素および基質依存的なNADHまたはNADPHの酸化を測定することにより、測定できる。   Shikimate dehydrogenase activity can be measured, for example, by incubating the enzyme with a substrate (ie, 3-dehydroshikimic acid) in the presence of NADH or NADPH and measuring enzyme and substrate-dependent oxidation of NADH or NADPH.

また、SAM依存性代謝物やL−メチオニン等の目的物質生産能を付与または増強するための方法としては、L−システイン生合成酵素の活性を増大させる方法が挙げられる(WO2018/079687)。   Examples of a method for imparting or enhancing the ability to produce a target substance such as a SAM-dependent metabolite or L-methionine include a method for increasing the activity of L-cysteine biosynthetic enzyme (WO2018 / 079687).

「L−システイン生合成酵素」とは、L−システインの生合成に関与するタンパク質を意味してよい。L−システイン生合成酵素をコードする遺伝子を、「L−システイン生合成遺伝子」ともいう。L−システイン生合成酵素としては、硫黄の利用に関与するタンパク質が挙げられる。硫黄の利用に関与するタンパク質としては、cysIXHDNYZ遺伝子およびfpr2遺伝子にそれぞれコードされるCysIXHDNYZタンパク質およびFpr2タンパク質が挙げられる。CysIXHDNYZタンパク質は、特に、硫酸塩や亜硫酸塩等の無機硫黄化合物の還元に関与する。Fpr2タンパク質は、特に、亜硫酸塩の還元のための電子伝達に関与してよい。L−システイン生合成酵素としては、O−アセチルセリン(チオール)リアーゼ(O-acetylserine (thiol)-lyase)も挙げられる。O-acetylserine (thiol)-lyaseとしては、cysK遺伝子にコードされるCysKタンパク質も挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のcysIXHDNYZ遺伝子、fpr2遺伝子、およびcysK遺伝子(NCgl2473)の塩基配列を配列番号165、167、169、171、173、175、177、179、181に、同遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列を配列番号166、168、170、172、174、176、178、180、182に、それぞれ示す。1種のL−システイン生合成酵素の活性を増大させてもよく、2種またはそれ以上のL−システイン生合成酵素の活性を増大
させてもよい。例えば、CysIXHDNYZタンパク質、Fpr2タンパク質、およびCysKタンパク質の内の1種またはそれ以上の活性を増大させてもよく、CysIXHDNYZタンパク質およびFpr2タンパク質の内の1種またはそれ以上の活性を増大させてもよい。
“L-cysteine biosynthetic enzyme” may mean a protein involved in L-cysteine biosynthesis. The gene encoding the L-cysteine biosynthetic enzyme is also referred to as “L-cysteine biosynthesis gene”. L-cysteine biosynthetic enzymes include proteins involved in sulfur utilization. Proteins involved in sulfur utilization include CysIXHDNYZ protein and Fpr2 protein encoded by the cysIXHDNYZ gene and fpr2 gene, respectively. CysIXHDNYZ protein is particularly involved in the reduction of inorganic sulfur compounds such as sulfates and sulfites. The Fpr2 protein may particularly be involved in electron transport for sulfite reduction. The L-cysteine biosynthetic enzyme also includes O-acetylserine (thiol) -lyase. O-acetylserine (thiol) -lyase also includes CysK protein encoded by the cysK gene. C. glutamicum ATCC 13869 strain cysIXHDNYZ gene, fpr2 gene, and cysK gene (NCgl2473) have the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 165, 167, 169, 171, 173, 175, 177, 179, 181; Are shown in SEQ ID NOs: 166, 168, 170, 172, 174, 176, 178, 180, and 182, respectively. The activity of one L-cysteine biosynthetic enzyme may be increased, and the activity of two or more L-cysteine biosynthetic enzymes may be increased. For example, the activity of one or more of the CysIXHDNYZ protein, the Fpr2 protein, and the CysK protein may be increased, and the activity of one or more of the CysIXHDNYZ protein and the Fpr2 protein may be increased.

L−システイン生合成酵素の活性は、例えば、L−システイン生合成酵素をコードする遺伝子(すなわち、cysIXHDNYZ遺伝子、fpr2遺伝子、cysK遺伝子等のL−システイン生合成遺伝子)の発現を増大させることにより、増大させることができる。   The activity of L-cysteine biosynthetic enzyme can be determined, for example, by increasing the expression of a gene encoding L-cysteine biosynthetic enzyme (that is, an L-cysteine biosynthetic gene such as cysIXHDNYZ gene, fpr2 gene, cysK gene, etc.) Can be increased.

L−システイン生合成遺伝子の発現は、例えば、同遺伝子の発現制御因子の活性を改変(例えば、増大または低下)することにより、増大させることができる。すなわち、L−システイン生合成遺伝子の発現は、例えば、同遺伝子の正の発現制御因子(例えば、アクチベーター)の活性を増大させることにより、増大させることができる。また、L−システイン生合成遺伝子の発現は、例えば、同遺伝子の負の発現制御因子(例えば、リプレッサー)の活性を低下させることにより、増大させることができる。そのような制御因子を、「制御タンパク質」ともいう。そのような制御因子をコードする遺伝子を、「制御遺伝子」ともいう。   The expression of the L-cysteine biosynthesis gene can be increased, for example, by modifying (eg, increasing or decreasing) the activity of an expression regulator of the gene. That is, the expression of the L-cysteine biosynthesis gene can be increased, for example, by increasing the activity of a positive expression regulator (for example, an activator) of the gene. In addition, the expression of the L-cysteine biosynthesis gene can be increased, for example, by decreasing the activity of a negative expression regulator (for example, a repressor) of the gene. Such regulatory factors are also referred to as “regulatory proteins”. A gene encoding such a regulatory factor is also referred to as a “regulatory gene”.

上記のようなアクチベーターとしては、cysR遺伝子およびssuR遺伝子にそれぞれコードされるCysRタンパク質およびSsuRタンパク質が挙げられる。CysRタンパク質の活性の増大により、cysIXHDNYZ遺伝子、fpr2遺伝子、およびssuR遺伝子の内の1種またはそれ以上の発現が増大し得る。また、SsuRタンパク質の活性の増大により、有機硫黄化合物の利用に関与する遺伝子の発現が増大し得る。C. glutamicum ATCC 13869株のcysR遺伝子(NCgl0120)およびssuR遺伝子の塩基配列を配列番号183と185に、同遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列を配列番号184と186に、それぞれ示す。CysRタンパク質およびSsuRタンパク質の一方または両方の活性を増大させてよい。例えば、少なくとも、CysRタンパク質の活性を低下させてもよい。そのようなアクチベーターの活性は、例えば、同アクチベーターをコードする遺伝子の発現を増大させることにより、増大させることができる。   The activator as described above includes CysR protein and SsuR protein encoded by the cysR gene and ssuR gene, respectively. Increased activity of the CysR protein may increase expression of one or more of the cysIXHDNYZ gene, fpr2 gene, and ssuR gene. In addition, an increase in the activity of the SsuR protein may increase the expression of genes involved in the use of organic sulfur compounds. The nucleotide sequences of the cysR gene (NCgl0120) and ssuR gene of C. glutamicum ATCC 13869 are shown in SEQ ID NOs: 183 and 185, and the amino acid sequences of the proteins encoded by the gene are shown in SEQ ID NOs: 184 and 186, respectively. The activity of one or both of the CysR and SsuR proteins may be increased. For example, at least the activity of the CysR protein may be reduced. The activity of such an activator can be increased, for example, by increasing the expression of a gene encoding the activator.

上記のようなリプレッサーとしては、mcbR遺伝子にコードされるMcbRタンパク質が挙げられる。McbRタンパク質の活性の低下により、cysR遺伝子およびssuR遺伝子の内の1種またはそれ以上の発現が増大し得る、また、それにより、cysIXHDNYZ遺伝子およびfpr2遺伝子の内の1種またはそれ以上の発現が増大し得る。そのようなリプレッサーの活性は、例えば、同リプレッサーをコードする遺伝子の発現を低下させることにより、または同リプレッサーをコードする遺伝子を破壊することにより、低下させることができる。   The repressor as described above includes the McbR protein encoded by the mcbR gene. Decreased activity of the McbR protein may increase expression of one or more of the cysR and ssuR genes, and thereby increase expression of one or more of the cysIXHDNYZ and fpr2 genes I can do it. The activity of such a repressor can be reduced, for example, by reducing expression of the gene encoding the repressor, or by disrupting the gene encoding the repressor.

すなわち、具体的には、L−システイン生合成酵素の活性は、例えば、cysIXHDNYZ遺伝子、fpr2遺伝子、cysR遺伝子、およびssuR遺伝子の内の1種またはそれ以上の発現を増大させることにより、増大させることができる。すなわち、「L−システイン生合成酵素の活性が増大する」とは、例えば、cysIXHDNYZ遺伝子、fpr2遺伝子、cysR遺伝子、およびssuR遺伝子の内の1種またはそれ以上の発現が増大することを意味してよい。例えば、少なくとも、cysR遺伝子の発現を増大させてもよい。また、例えば、これらの遺伝子の全ての発現を増大させてもよい。cysIXHDNYZ遺伝子、fpr2遺伝子、およびssuR遺伝子の内の1種またはそれ以上の発現は、cysR遺伝子の発現を増大させることにより増大してもよい。   That is, specifically, the activity of L-cysteine biosynthetic enzyme is increased, for example, by increasing the expression of one or more of the cysIXHDNYZ gene, fpr2 gene, cysR gene, and ssuR gene. Can be. That is, "the activity of L-cysteine biosynthetic enzyme is increased" means that, for example, the expression of one or more of the cysIXHDNYZ gene, fpr2 gene, cysR gene, and ssuR gene is increased. Good. For example, at least the expression of the cysR gene may be increased. Also, for example, the expression of all of these genes may be increased. Expression of one or more of the cysIXHDNYZ gene, fpr2 gene, and ssuR gene may be increased by increasing the expression of the cysR gene.

また、SAM依存性代謝物やL−メチオニン等の目的物質生産能を付与または増強するための方法としては、NCgl2048タンパク質の活性を低下させる方法が挙げられる(WO2018/079686)。   Examples of a method for imparting or enhancing the ability to produce a target substance such as a SAM-dependent metabolite or L-methionine include a method of reducing the activity of NCgl2048 protein (WO2018 / 079686).

「NCgl2048タンパク質」とは、NCgl2048遺伝子にコードされるタンパク質を意味してよ
い。C. glutamicum ATCC 13869株のNCgl2048遺伝子の塩基配列を配列番号187に、同遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列を配列番号188に示す。なお、保存的バリアントに関して、NCgl2048タンパク質の「元の機能」とは、配列番号188のアミノ酸配列を有するタンパク質の機能を意味してよく、微生物において活性を低下させることにより目的物質の生産が増大する性質を意味してもよい。
“NCgl2048 protein” may mean a protein encoded by the NCgl2048 gene. The nucleotide sequence of the NCgl2048 gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 187, and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 188. With respect to the conservative variant, the "original function" of the NCgl2048 protein may mean the function of the protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 188, and the production of the target substance is increased by reducing the activity in the microorganism. It may mean a property.

また、SAM依存性代謝物やL−メチオニン等の目的物質生産能を付与または増強するための方法としては、エノラーゼ(enolase)の活性を低下させる方法が挙げられる(WO2018/079684)。enolaseについては、上述した通りである。なお、糖の資化能の低下および補完のためにenolaseの活性を低下および増大させる場合は、目的物質生産能の付与または増強のために、補完後のenolaseの活性を非改変株(すなわち、糖の資化能が低下するように改変する前の株)より低くなるように制限してもよい。   Examples of a method for imparting or enhancing the ability to produce a target substance such as a SAM-dependent metabolite or L-methionine include a method of reducing enolase activity (WO2018 / 079684). The enolase is as described above. When the activity of enolase is decreased and increased in order to decrease and supplement the ability to assimilate sugar, the activity of enolase after complementation is changed to a non-modified strain (ie, The strain may be limited to be lower than the strain before the sugar is assimilated.

また、SAM依存性代謝物やL−メチオニン等の目的物質生産能を付与または増強するための方法としては、S−アデノシル−L−ホモシステインヒドロラーゼ(S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase)の活性を増大させる方法が挙げられる(WO2018/079684)。   As a method for imparting or enhancing the ability to produce a target substance such as a SAM-dependent metabolite or L-methionine, the activity of S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase is used. There is a method of increasing (WO2018 / 079684).

「S−アデノシル−L−ホモシステインヒドロラーゼ(S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase)」とは、S−アデノシル−L−ホモシステイン(S-adenosyl-L-homocysteine;SAH)を加水分解してL−ホモシステインとアデノシンを生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質を意味してよい(EC 3.3.1.1)。同活性を、「S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase活性」ともいう。S-adenosyl-L-homocysteine hydrolaseは、「アデノシルホモシステイナーゼ(adenosylhomocysteinase)」ともいう。S-adenosyl-L-homocysteine hydrolaseをコードする遺伝子を、「S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase遺伝子」ともいう。S-adenosyl-L-homocysteine hydrolaseとしては、sahH遺伝子にコードされるSahHタンパク質が挙げられる。S-adenosyl-L-homocysteine hydrolaseとして、具体的には、酵母、Streptomyces属細菌、コリネ型細菌等の各種生物のものが挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のsahH遺伝子(NCgl0719)の塩基配列を配列番号189に、同遺伝子がコードするSahHタンパク質のアミノ酸配列を配列番号190に示す。   "S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase" refers to S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase, which hydrolyzes S-adenosyl-L-homocysteine (SAH) to L-. It may mean a protein having the activity of catalyzing the reaction to produce homocysteine and adenosine (EC 3.3.1.1). This activity is also referred to as “S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase activity”. S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase is also referred to as "adenosylhomocysteinase". The gene encoding S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase is also referred to as “S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase gene”. S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase includes a SahH protein encoded by the sahH gene. Specific examples of S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase include those of various organisms such as yeast, bacteria of the genus Streptomyces, and coryneform bacteria. The nucleotide sequence of the sahH gene (NCgl0719) of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 189, and the amino acid sequence of the SahH protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 190.

S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase活性は、例えば、酵素を基質(例えば、S−アデノシル−L−ホモシステイン)およびDTNB(5,5'-Dithiobis(2-nitrobenzoic acid))とインキュベートし、産物(例えば、ホモシステイン)依存的なTNB(5-Mercapto-2-nitrobenzoic acid)の生成を412 nmの吸光度に基づいて測定することにより、測定できる(J
Mol Microbiol Biotechnol 2008, 15: 277-286)。
S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase activity can be determined, for example, by incubating the enzyme with a substrate (eg, S-adenosyl-L-homocysteine) and DTNB (5,5′-Dithiobis (2-nitrobenzoic acid)), For example, it can be measured by measuring homocysteine-dependent TNB (5-Mercapto-2-nitrobenzoic acid) production based on the absorbance at 412 nm (J
Mol Microbiol Biotechnol 2008, 15: 277-286).

活性を改変するタンパク質は、例えば、目的物質の種類、目的物質が生産される生合成経路の種類、および微生物が本来的に有するタンパク質の種類や活性等の諸条件に応じて適宜選択できる。例えば、バニリンをプロトカテク酸からの生物変換により製造する場合は、特に、OMT、ACAR、PPT、およびプロトカテク酸取り込み系の1種またはそれ以上の活性を増大させてよい。また、例えば、バニリンをバニリン酸からの生物変換により製造する場合は、特に、ACAR、PPT、およびバニリン酸取り込み系の1種またはそれ以上の活性を増大させてよい。また、バニリンをプロトカテクアルデヒドからの生物変換により製造する場合は、特に、OMTの活性を増大させてよい。   The protein whose activity is to be modified can be appropriately selected depending on, for example, the type of the target substance, the type of the biosynthetic pathway in which the target substance is produced, and various conditions such as the type and activity of the protein that the microorganism originally has. For example, if vanillin is produced by bioconversion from protocatechuic acid, the activity of one or more of the OMT, ACAR, PPT, and protocatechuic acid uptake systems, among others, may be increased. Also, for example, if vanillin is produced by bioconversion from vanillic acid, one or more of the activities of the ACAR, PPT, and vanillic acid uptake systems may be particularly increased. In addition, when vanillin is produced by bioconversion from protocatechualdehyde, the activity of OMT may be particularly increased.

目的物質が遺伝子の発現産物(例えば、タンパク質やRNA)である場合、本明細書に記載の微生物は、少なくとも目的物質をコードする遺伝子を有することに依拠して目的物質生産能を有する。目的物質をコードする遺伝子を、「目的物質遺伝子」ともいう。すなわち、微生物は、目的物質遺伝子を有していてよい。微生物は、例えば、目的物質遺伝子を有することにより、あるいは目的物質遺伝子を有することと他の性質との組み合わせによ
り、目的タンパク質生産能を有していてよい。また、目的物質生産能を付与または増強する方法としては、目的物質遺伝子を微生物に導入する方法が挙げられる。遺伝子を導入する手法については後述する。
When the target substance is an expression product of a gene (for example, a protein or RNA), the microorganism described in the present specification has a target substance-producing ability based on having at least a gene encoding the target substance. The gene encoding the target substance is also called “target substance gene”. That is, the microorganism may have the target substance gene. The microorganism may have a target protein-producing ability, for example, by having a target substance gene, or a combination of having the target substance gene and other properties. Examples of a method for imparting or enhancing the target substance-producing ability include a method of introducing a target substance gene into a microorganism. The method for introducing a gene will be described later.

タンパク質は、例えば、菌体外(例えば、培地中または菌体表層)に分泌生産されてもよく、菌体内に蓄積してもよい。例えば、シグナルペプチドを利用することにより、タンパク質を分泌生産することができる。目的のタンパク質をコードする遺伝子(目的タンパク質遺伝子)は、発現可能に宿主に保持されていればよい。具体的には、例えば、5’から3’方向に宿主で機能するプロモーター配列、宿主で機能するシグナルペプチドをコードする塩基配列、および目的のタンパク質をコードする塩基配列を含むタンパク質の発現ユニットを宿主に保持させ、目的のタンパク質を発現することにより、目的のタンパク質を分泌生産することができる。目的のタンパク質をコードする塩基配列は、シグナルペプチドをコードする塩基配列の下流に、シグナルペプチドとの融合タンパク質として目的のタンパク質が発現するよう連結されていればよい。すなわち、目的タンパク質遺伝子としては、このような融合タンパク質をコードする遺伝子も挙げられる。タンパク質の分泌生産には、例えば、コリネ型細菌を宿主として用いることができる。タンパク質の分泌生産に用いるコリネ型細菌としては、例えば、細胞表層タンパク質の活性が低下した株が挙げられる。そのような株としては、C. glutamicum AJ12036 (FERM BP-734) の細胞表層タンパク質PS2の欠損株であるC. glutamicum YDK010株(WO2004/029254)やその改変株が挙げられる。また、コリネ型細菌についてタンパク質の分泌生産能を付与または増強するための方法としては、細胞表層タンパク質の活性を低下させる方法(WO2013/065869、WO2013/065772、WO2013/118544、WO2013/062029)、ペニシリン結合タンパク質の活性を低下させる方法(WO2013/065869)、メタロペプチダーゼをコードする遺伝子の発現を増大させる方法(WO2013/065772)、変異型リボソームタンパク質S1遺伝子(変異型rpsA遺伝子)を有するように宿主を改変する方法(WO2013/118544)、変異型phoS遺伝子を有するように宿主を改変する方法(WO2016/171224)、RegX3タンパク質の活性を低下させる方法(WO2018/074578)、HrrSAシステムの活性を低下させる方法(WO2018/074579)、Gln-Glu-Thrを含むアミノ酸配列をシグナルペプチドと目的のタンパク質の間に挿入して目的のタンパク質を発現する方法(WO2013/062029)、Tat系分泌装置等のタンパク質の分泌系を増強する方法(特許第4730302号)が挙げられる。   For example, the protein may be secreted and produced extracellularly (for example, in the medium or on the surface of the cell), or may be accumulated in the cell. For example, a protein can be secreted and produced by using a signal peptide. The gene encoding the target protein (target protein gene) only needs to be retained in the host so that it can be expressed. Specifically, for example, a protein expression unit containing a promoter sequence that functions in the host in the 5 ′ to 3 ′ direction, a base sequence that encodes a signal peptide that functions in the host, and a base sequence that encodes the target protein is used as a host. And expressing the target protein, it is possible to secrete and produce the target protein. The base sequence encoding the target protein may be linked downstream of the base sequence encoding the signal peptide so that the target protein is expressed as a fusion protein with the signal peptide. That is, the target protein gene includes a gene encoding such a fusion protein. For secretory production of a protein, for example, a coryneform bacterium can be used as a host. Coryneform bacteria used for secretory production of proteins include, for example, strains in which the activity of cell surface proteins is reduced. Examples of such a strain include C. glutamicum YDK010 strain (WO2004 / 029254), which is a cell surface protein PS2 deficient strain of C. glutamicum AJ12036 (FERM BP-734), and a modified strain thereof. In addition, as a method for imparting or enhancing the secretory productivity of a coryneform bacterium, a method for decreasing the activity of a cell surface protein (WO2013 / 065869, WO2013 / 065772, WO2013 / 118544, WO2013 / 062029), penicillin A method for decreasing the activity of a binding protein (WO2013 / 065869), a method for increasing the expression of a gene encoding a metallopeptidase (WO2013 / 065772), and Method for modifying (WO2013 / 118544), method for modifying a host to have a mutant phoS gene (WO2016 / 171224), method for decreasing the activity of RegX3 protein (WO2018 / 074578), method for decreasing the activity of the HrrSA system (WO2018 / 074579), Inserting an amino acid sequence containing Gln-Glu-Thr between a signal peptide and a target protein to express the target protein The method (WO2013 / 062029), a method of enhancing the secretion system of proteins such as Tat-based secretion system (Japanese Patent No. 4730302) and the like.

RNAは、例えば、菌体内に蓄積してよい。目的のRNAをコードする遺伝子(目的RNA遺伝子)は、発現可能に宿主に保持されていればよい。具体的には、例えば、5’から3’方向に宿主で機能するプロモーター配列および目的のRNAをコードする塩基配列(目的RNA遺伝子)を含むRNAの発現ユニットを宿主に保持させ、目的のRNAを発現することにより、目的のRNAを生産することができる。RNAの生産には、例えば、コリネ型細菌を宿主として用いることができる。目的RNA遺伝子の転写態様は、目的のRNAが得られる限り、特に制限されない。目的RNA遺伝子は、例えば、一方向に(すなわち二本鎖の片方のストランドのみを鋳型として)転写されてもよく、双方向に(すなわち二本鎖のそれぞれのストランドを鋳型として)転写されてもよい。目的RNA遺伝子を双方向に転写することは、同遺伝子を挟んで逆向きに配置されたプロモーター(すなわち二本鎖のそれぞれのストランドにおいて同遺伝子の5’側に配置されたプロモーター)から同遺伝子を転写することにより実施できる。すなわち、RNAの発現ユニットは、そのような2つのプロモーターを含んでいてもよい。その場合、両プロモーターは同一であってもよく、なくてもよい。目的RNA遺伝子を一方向に転写することにより、典型的には、一本鎖RNAが得られる。目的RNA遺伝子を双方向に転写することにより、典型的には、二本鎖RNAが得られる。また、二本鎖RNAのそれぞれのストランドを個別の発現ユニットから転写することによっても、二本鎖RNAが得られる。   RNA may, for example, accumulate in the cells. The gene encoding the target RNA (target RNA gene) may be held in a host so that it can be expressed. Specifically, for example, an expression unit for RNA containing a promoter sequence that functions in the host in the 5 ′ to 3 ′ direction and a base sequence (target RNA gene) encoding the target RNA is retained in the host, and the target RNA is transferred to the host. By expression, the desired RNA can be produced. For production of RNA, for example, a coryneform bacterium can be used as a host. The transcription mode of the target RNA gene is not particularly limited as long as the target RNA is obtained. The target RNA gene may be transcribed in one direction (ie, using only one strand of a double-stranded strand as a template), or may be transcribed bidirectionally (ie, using each strand of a double-stranded strand as a template). Good. To bidirectionally transcribe the target RNA gene, the promoter is placed in the opposite direction with respect to the gene (that is, the promoter located on the 5 ′ side of the gene in each of the double-stranded strands). It can be carried out by transferring. That is, the RNA expression unit may contain such two promoters. In that case, both promoters may or may not be the same. Transcription of the target RNA gene in one direction typically yields single-stranded RNA. By bidirectionally transcribing the target RNA gene, a double-stranded RNA is typically obtained. Alternatively, double-stranded RNA can be obtained by transcribing each strand of the double-stranded RNA from an individual expression unit.

また、RNAの生産能を付与または増強するための方法としては、リボヌクレアーゼIII(
ribonuclease III;RNaseIII)の活性を低下させる方法が挙げられる。
As a method for imparting or enhancing the ability to produce RNA, ribonuclease III (
(ribonuclease III; RNaseIII).

「リボヌクレアーゼIII(RNaseIII)」とは、二本鎖RNA等の特定のRNAを切断する反応を触媒する活性を有するタンパク質をいう(EC 3.1.26.3)。同活性を、「RNaseIII活性」ともいう。また、RNaseIIIをコードする遺伝子を、「RNaseIII遺伝子」ともいう。RNaseIIIとしては、rnc遺伝子にコードされるRncタンパク質が挙げられる。C. glutamicum ATCC 13869株のrnc遺伝子の塩基配列を配列番号191に、同遺伝子がコードするRncタンパク質のアミノ酸配列を配列番号192に示す。   “Ribonuclease III (RNase III)” refers to a protein having an activity of catalyzing a reaction of cleaving a specific RNA such as a double-stranded RNA (EC 3.1.26.3). This activity is also referred to as “RNase III activity”. The gene encoding RNaseIII is also referred to as "RNaseIII gene". Examples of RNaseIII include Rnc protein encoded by rnc gene. The nucleotide sequence of the rnc gene of C. glutamicum ATCC 13869 is shown in SEQ ID NO: 191, and the amino acid sequence of the Rnc protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 192.

リボヌクレアーゼIII活性は、酵素をその基質となるRNA(例えば二本鎖RNA)とインキュベートし、酵素依存的なRNAの開裂を測定することにより測定できる。具体的には、リボヌクレアーゼIIIの活性測定は、通常、以下のようにして行われる(Methods Enzymol. 2001;342:143-58.)。一つの方法は、3Hで標識されたポリ(A−U)の合成基質(二本鎖状態)に対して、酵素(例えば、細胞(菌体)からの粗抽出液またはそれを部分精製した酵素)を加えて、35℃にて反応させ、その反応液をトリクロロ酢酸処理し、沈殿画分(高分子量の核酸が含まれる)にある放射能(ラジオアクティビティー)の反応時間に伴う減少度合いを測定するという方法である。すなわち、放射能の減少度合いを基質の開裂の指標としてリボヌクレアーゼIIIの活性を算出できる。また、別法は、32Pで放射能標識した二本鎖RNAを基質にして、それを、酵素を含む反応液(30 mM Tris-HCl (pH8.0), 250 mM グルタミン酸カリウムまたは160 mM NaCl、5 mM スペルミジン、0.1 mM EDTA, 0.1 mM DTT)にいれ、37℃で5分間の保温の後に、最終濃度10mMのMgCl2を加えてRNA分解反応を開始させ、適宜、反応させた後に、そこへ等量のEDTA-電気泳動用マーカー色素混液(EDTAの終濃度が20mM以上となるような濃度)を加えて、反応を停止させるという方法である。次いで、反応後のサンプルを、7 M尿素を含むTBE緩衝液(89 mM Tris/Tris-borate, 2 mM EDTA)での15%(w/v)変性ポリアクリルアミドゲルを用いた電気泳動に供し、そのゲルを放射線画像解析装置にかけて、分解されたRNAの断片を解析することで、リボヌクレアーゼIIIの活性を検出できる。 Ribonuclease III activity can be measured by incubating the enzyme with its substrate RNA (eg, double-stranded RNA) and measuring enzyme-dependent RNA cleavage. Specifically, the activity of ribonuclease III is usually measured as follows (Methods Enzymol. 2001; 342: 143-58.). One method is to purify a crude extract from an enzyme (eg, a cell (microbial cell) or partially purify the same with respect to a synthetic substrate (double-stranded state) of poly (A-U) labeled with 3 H. Enzyme), react at 35 ° C, treat the reaction mixture with trichloroacetic acid, and determine the degree of decrease in radioactivity (radioactivity) in the precipitate fraction (containing high-molecular-weight nucleic acids) with the reaction time. It is a method of measuring. That is, the activity of ribonuclease III can be calculated using the degree of decrease in radioactivity as an index of cleavage of the substrate. Another method is to use a double-stranded RNA radiolabeled with 32 P as a substrate and convert it into a reaction solution containing an enzyme (30 mM Tris-HCl (pH 8.0), 250 mM potassium glutamate or 160 mM NaCl). , 5 mM spermidine, 0.1 mM EDTA, 0.1 mM DTT), incubated at 37 ° C. for 5 minutes, added 10 mM MgCl 2 to a final concentration of 10 mM to start the RNA degradation reaction, and after appropriate reaction, The reaction is stopped by adding an equal volume of an EDTA-electrophoresis marker dye mixture (concentration such that the final concentration of EDTA is 20 mM or more). Next, the sample after the reaction was subjected to electrophoresis using a 15% (w / v) denaturing polyacrylamide gel in a TBE buffer (89 mM Tris / Tris-borate, 2 mM EDTA) containing 7 M urea, The activity of ribonuclease III can be detected by running the gel on a radiological image analyzer and analyzing the degraded RNA fragments.

目的物質生産能を有する微生物の育種に使用される遺伝子およびタンパク質は、それぞれ、例えば、上記例示した塩基配列およびアミノ酸配列等の公知の塩基配列およびアミノ酸配列を有していてよい。また、目的物質生産能を有する微生物の育種に使用される遺伝子およびタンパク質は、それぞれ、上記例示した遺伝子およびタンパク質(例えば、上記例示した塩基配列およびアミノ酸配列等の公知の塩基配列およびアミノ酸配列を有する遺伝子およびタンパク質)の保存的バリアントであってもよい。具体的には、例えば、目的物質生産能を有する微生物の育種に使用される遺伝子は、元の機能(すなわち、酵素活性やトランスポーター活性等)が維持されている限り、上記例示したアミノ酸配列等の公知のアミノ酸配列において、1若しくは数個の位置での1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子であってもよい。また、例えば、目的物質生産能を有する微生物の育種に使用される遺伝子は、元の機能が維持されている限り、上記例示したアミノ酸配列等の公知のアミノ酸配列全体に対して、例えば、50%以上、65%以上、80%以上、90%以上、95%以上、97%以上、または99%以上の同一性を有するアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子であってもよい。遺伝子およびタンパク質の保存的バリアントについては、糖資化遺伝子および糖資化タンパク質の保存的バリアントに関する記載を準用できる。   The gene and protein used for breeding a microorganism having the target substance-producing ability may have, for example, a known base sequence and amino acid sequence such as the above-described base sequence and amino acid sequence, respectively. In addition, the genes and proteins used for breeding microorganisms having the target substance-producing ability include the genes and proteins exemplified above (for example, having the known base sequences and amino acid sequences such as the exemplified base sequences and amino acid sequences, respectively). (Genes and proteins). Specifically, for example, a gene used for breeding a microorganism having an ability to produce a target substance may have the amino acid sequence exemplified above as long as the original function (ie, enzyme activity, transporter activity, etc.) is maintained. May be a gene encoding a protein having an amino acid sequence in which one or several amino acids at one or several positions are substituted, deleted, inserted, and / or added. Further, for example, a gene used for breeding a microorganism having a target substance-producing ability, as long as the original function is maintained, relative to the entire known amino acid sequence such as the amino acid sequence exemplified above, for example, 50% The gene may be a gene encoding a protein having an amino acid sequence having 65% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, or 99% or more identity. As for the conservative variants of genes and proteins, the description on the conservative variants of glycated genes and glycated proteins can be applied mutatis mutandis.

<1−4>プラスミド
本明細書に記載の微生物は、本明細書に記載のプラスミドを有する。
<1-4> Plasmid The microorganism described in this specification has the plasmid described in this specification.

本明細書に記載のプラスミドは、本明細書に記載の方法に従って微生物において維持される。よって、プラスミドとしては、微生物において自律複製可能なものを用いることが
できる。
The plasmids described herein are maintained in a microorganism according to the methods described herein. Therefore, a plasmid that can be autonomously replicated in a microorganism can be used as the plasmid.

本明細書に記載のプラスミドは、低下した糖の資化能を補完する塩基配列(「第1の塩基配列」ともいう)を有する。   The plasmid described in the present specification has a base sequence (also referred to as “first base sequence”) that complements the reduced ability to assimilate sugar.

本明細書に記載のプラスミドは、糖を選択圧として維持される限り、さらに、その他の任意の性質を有していてよい。プラスミドは、例えば、目的物質の生産に有効な塩基配列(「第2の塩基配列」ともいう)を有していてもよく、いなくてもよい。また、プラスミドは、例えば、抗生物質耐性遺伝子等のマーカー遺伝子を有していてもよく、いなくてもよい。   The plasmids described herein may further have any other properties so long as the sugar is maintained at the selective pressure. The plasmid may or may not have, for example, a base sequence (also referred to as “second base sequence”) that is effective for producing the target substance. Further, the plasmid may or may not have a marker gene such as an antibiotic resistance gene, for example.

本明細書に記載のプラスミドについては、上記のような性質を有すること以外は、「タンパク質の活性を増大させる手法」における遺伝子の導入に用いるベクターに関する記載を準用できる。   Regarding the plasmid described in the present specification, the description relating to the vector used for gene transfer in the “technique for increasing the activity of a protein” can be applied mutatis mutandis, except that it has the above properties.

本明細書に記載のプラスミドは、例えば、後述するようなベクターに第1の塩基配列や第2の塩基配列等の塩基配列を導入することにより、構築することができる。また、本明細書に記載のプラスミドは、例えば、全合成により直接構築することもできる。   The plasmid described in the present specification can be constructed, for example, by introducing a base sequence such as a first base sequence or a second base sequence into a vector described later. Further, the plasmid described in the present specification can also be directly constructed by, for example, total synthesis.

<1−4−1>第1の塩基配列
第1の塩基配列は、低下した糖の資化能を補完する塩基配列である。補完を、「相補」または「回復」ともいう。「低下した糖の資化能が補完される」とは、低下した糖の資化能が向上することを意味する。すなわち、本明細書に記載の微生物は、本明細書に記載のプラスミドを有することにより、低下した糖の資化能が向上している。本明細書に記載の微生物は、具体的には、プラスミドを有さない場合と比較して、低下した糖の資化能が向上している。第1の塩基配列は、1種の糖の資化能の低下を補完してもよく、2種またはそれ以上の糖の資化能の低下を補完してもよい。第1の塩基配列は、少なくとも、糖の資化能の低下を補完すればよい。
<1-4-1> First base sequence The first base sequence is a base sequence that complements the reduced ability to utilize sugar. Complementation is also called “complementation” or “recovery”. “The reduced assimilation ability of sugar is complemented” means that the assimilation ability of reduced sugar is improved. That is, the microorganism described in the present specification has a reduced sugar assimilation ability by having the plasmid described in the present specification. Specifically, the microorganism described in the present specification has an improved ability to assimilate reduced sugars as compared with the case where the microorganism has no plasmid. The first base sequence may complement the decrease in the assimilation ability of one kind of sugar, or may complement the decrease in the assimilation ability of two or more kinds of sugars. The first base sequence may at least complement the decrease in the ability to utilize sugar.

低下した糖の資化能の補完の程度は、糖を選択圧としてプラスミドを維持できる限り、特に制限されない。プラスミドによる補完後の糖の資化能は、非改変株(すなわち、糖の資化能が低下するように改変する前の株)と同一であってもよく、そうでなくてもよい。プラスミドによる補完後の糖の資化能は、非改変株(すなわち、糖の資化能が低下するように改変する前の株)と比較して低くてもよく、高くてもよい。低下した糖の資化能の補完は、例えば、糖を唯一炭素源として微生物を培養した際の生育の向上として測定することができる。「低下した糖の資化能が補完される」とは、具体的には、例えば、糖を唯一炭素源とする液体最少培地で培養した際のプラスミドを有する改変株(すなわち、糖の資化能が低下するように改変され、且つプラスミドが導入された株)の比増殖速度が、非改変株(すなわち、糖の資化能が低下するように改変する前の株)の50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上、97%以上、99%以上、99.5%以上、99.7%以上、または99.9%以上であることを意味してもよい。また、「低下した糖の資化能が補完される」とは、具体的には、例えば、糖を唯一炭素源とする液体最少培地で培養した際のプラスミドを有する改変株(すなわち、糖の資化能が低下するように改変され、且つプラスミドが導入された株)の比増殖速度が、プラスミドを有さない改変株(すなわち、糖の資化能が低下するように改変されているが、プラスミドが導入されていない株)の2倍以上、3倍以上、5倍以上、10倍以上、20倍以上、50倍以上、または100倍以上であることを意味してもよい。また、「低下した糖の資化能が補完される」とは、具体的には、例えば、糖を唯一炭素源とする最少培地(例えば、液体最少培地または固体最少培地)で培養した際に、プラスミドを有する改変株は生育(すなわち増殖)できるが、プラスミドを有さない改変株は生育(すなわち増殖)できないことを意味してもよい。   The degree of complementation of the reduced sugar assimilation ability is not particularly limited as long as the sugar can be used as a selective pressure to maintain the plasmid. The ability of the sugar to be assimilated after complementation by the plasmid may or may not be the same as that of the non-modified strain (that is, the strain before being modified so that the sugar assimilating ability is reduced). The ability of the sugar to be assimilated after complementation by the plasmid may be lower or higher than that of an unmodified strain (that is, a strain before being modified so that the sugar assimilation ability is reduced). The complementation of the reduced sugar assimilation ability can be measured, for example, as an improvement in growth when a microorganism is cultured using sugar as a sole carbon source. “Complementing the reduced ability to assimilate sugars” specifically means, for example, a modified strain having a plasmid when cultured in a liquid minimal medium containing sugar as a sole carbon source (ie, assimilation of sugars). The specific growth rate of the strain modified so as to decrease its ability and the plasmid introduced therein) is 50% or more of that of the non-modified strain (that is, the strain before being modified so as to reduce the assimilation ability of sugar), It may mean 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, 99% or more, 99.5% or more, 99.7% or more, or 99.9% or more. In addition, "complementing the reduced ability to assimilate sugar" specifically means, for example, a modified strain having a plasmid when cultured in a liquid minimal medium containing only sugar as a carbon source (that is, a modified strain of sugar). The specific growth rate of the strain that has been modified so as to reduce the assimilation ability and into which the plasmid has been introduced, has been modified so that the modified strain without the plasmid (that is, the ability to assimilate the sugar is reduced). , A strain into which no plasmid has been introduced), 2 times or more, 3 times or more, 5 times or more, 10 times or more, 20 times or more, 50 times or more, or 100 times or more. In addition, the phrase “the reduced ability to assimilate sugar is complemented” specifically means, for example, when cultured in a minimal medium containing only sugar as a carbon source (for example, a liquid minimal medium or a solid minimal medium). Alternatively, it may mean that the modified strain having the plasmid can grow (ie, grow), but the modified strain having no plasmid cannot grow (ie, grow).

第1の塩基配列は、低下した糖の資化能を所望の程度に補完できるものであれば、特に制限されない。低下した糖の資化能は、例えば、糖の資化に関与するタンパク質(糖資化タンパク質)の活性を増大させることにより、補完することができる。糖資化タンパク質の活性は、例えば、同タンパク質をコードする遺伝子(糖資化遺伝子)のコピー数を増大させることにより、増大させることができる。糖資化遺伝子のコピー数は、例えば、同遺伝子を搭載したプラスミドを微生物に導入することにより、増大させることができる。すなわち、第1の塩基配列としては、糖資化遺伝子が挙げられる。すなわち、第1の塩基配列として糖資化遺伝子を有するプラスミドを微生物に導入することにより、糖資化タンパク質の活性を増大させることができ、以て低下した糖の資化能を補完することができる。第1の塩基配列がコードする糖資化タンパク質を、上述したタンパク質P1(糖の資化能を低下させるために活性を低下させる糖資化タンパク質)との区別の便宜のため、「タンパク質P2」ともいう。第1の塩基配列の利用により、1種の糖資化タンパク質の活性が増大してもよく、2種またはそれ以上の糖資化タンパク質の活性が増大してもよい。すなわち、第1の塩基配列としては、1種の糖資化遺伝子(具体的には、1種の糖資化タンパク質をコードする遺伝子)を用いてもよく、2種またはそれ以上の糖資化遺伝子(具体的には、2種またはそれ以上の糖資化タンパク質をコードする遺伝子)を用いてもよい。また、第1の塩基配列としては、或る遺伝子について、1コピーで用いてもよく、2コピーまたはそれ以上で用いてもよい。   The first base sequence is not particularly limited as long as it can complement the reduced assimilation ability of the saccharide to a desired extent. The reduced assimilation ability of sugar can be complemented by, for example, increasing the activity of a protein (sugar assimilating protein) involved in sugar assimilation. The activity of a sugar-utilizing protein can be increased, for example, by increasing the copy number of a gene (sugar-utilizing gene) encoding the protein. The copy number of a sugar assimilation gene can be increased, for example, by introducing a plasmid carrying the gene into a microorganism. That is, as the first base sequence, a sugar assimilation gene can be mentioned. That is, by introducing a plasmid having a sugar assimilation gene as the first base sequence into a microorganism, the activity of a sugar assimilating protein can be increased, thereby complementing the reduced sugar assimilating ability. it can. For the convenience of distinguishing the saccharide-assimilating protein encoded by the first base sequence from the above-mentioned protein P1 (sugar-assimilating protein that reduces the activity for decreasing the ability to utilize sugar), “protein P2” is used. Also called. The use of the first base sequence may increase the activity of one type of saccharide-utilizing protein, or may increase the activity of two or more types of saccharide-utilizing proteins. That is, as the first base sequence, one kind of sugar assimilating gene (specifically, a gene encoding one kind of sugar assimilating protein) may be used. A gene (specifically, a gene encoding two or more glycoproteins) may be used. As the first base sequence, one copy of a certain gene may be used, or two or more copies may be used.

糖資化遺伝子および糖資化タンパク質については、上述した通りである。すなわち、糖資化タンパク質としては、上記例示したような糖の資化経路を構成するタンパク質が挙げられる。すなわち、糖の資化経路を構成するタンパク質の活性を増大させることにより、糖の資化経路を強化することができ、以て糖の資化能を補完することができる。或る糖について2種またはそれ以上の資化経路が存在する場合、その糖の資化能を補完するためには、それら資化経路から選択される1種の資化経路を強化してもよく、それら資化経路から選択される2種またはそれ以上(例えば全て)の資化経路を強化してもよい。或る資化経路が2種またはそれ以上のタンパク質で構成される場合、その資化経路を強化するためには、それらタンパク質から選択される1種のタンパク質の活性を増大させてもよく、それらタンパク質から選択される2種またはそれ以上(例えば全て)のタンパク質の活性を増大させてもよい。   The sugar assimilation gene and the sugar assimilation protein are as described above. That is, examples of the sugar-assimilating protein include proteins constituting the sugar-assimilating pathway as exemplified above. That is, by increasing the activity of the protein constituting the sugar assimilation pathway, the sugar assimilation pathway can be strengthened, and thus the sugar assimilation ability can be complemented. When two or more assimilation pathways exist for a sugar, in order to supplement the assimilation ability of the sugar, one assimilation pathway selected from those assimilation pathways may be strengthened. Often, two or more (eg, all) assimilation routes selected from those assimilation routes may be strengthened. When a certain utilization pathway is composed of two or more proteins, the activity of one protein selected from those proteins may be increased in order to enhance the utilization pathway. The activity of two or more (eg all) proteins selected from the proteins may be increased.

第1の塩基配列として用いる糖資化遺伝子は、例えば、糖の種類、糖の資化経路の種類、糖の資化能を低下させるために活性を低下させた糖資化タンパク質(タンパク質P1)の種類等の諸条件に応じて適宜選択できる。   The sugar assimilation gene used as the first base sequence is, for example, a kind of sugar, a kind of sugar assimilation pathway, or a sugar assimilating protein (protein P1) whose activity has been reduced to reduce the ability to assimilate sugar. Can be selected as appropriate according to various conditions such as the type of.

第1の塩基配列がコードする糖資化タンパク質(タンパク質P2)は、例えば、糖の資化能を低下させるために活性を低下させた糖資化タンパク質(タンパク質P1)と同種のタンパク質であってよい。「或るタンパク質と同種のタンパク質」とは、当該或るタンパク質と同一の機能を有するタンパク質を意味してよい。同一の機能としては、糖の資化経路における同一のステップを担う(例えば触媒する)機能が挙げられる。すなわち、例えば、糖の資化能を低下させるために糖の資化経路における或るステップを担うタンパク質の活性を低下させた場合、同ステップを担うタンパク質をコードする遺伝子を第1の塩基配列として用いてよい。具体的には、例えば、糖の資化能を低下させるためにEI、HPr、EIIGlc、EIIScr、EIIFru、グルコースの非PTS取り込み系、スクロースの非PTS取り込み系、glucokinase、phosphoglucose isomerase、6-phosphofructokinase、fructose 1,6-bisphosphate aldolase、triose phosphate isomerase、glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase、phosphoglycerate kinase、phosphoglycerate mutase、enolase、pyruvate kinase、pyruvate dehydrogenase、sucrose-6-phosphate hydrolase、1-phosphofructokinase、invertase、および/またはfructokinaseの活性を低下させた場合、それぞれ、EI、H
Pr、EIIGlc、EIIScr、EIIFru、グルコースの非PTS取り込み系、スクロースの非PTS取り込み系、glucokinase、phosphoglucose isomerase、6-phosphofructokinase、fructose 1,6-bisphosphate aldolase、triose phosphate isomerase、glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase、phosphoglycerate kinase、phosphoglycerate mutase、enolase、pyruvate kinase、pyruvate dehydrogenase、sucrose-6-phosphate hydrolase、1-phosphofructokinase、invertase、および/またはfructokinaseをコードする遺伝子を第1の塩基配列として用いてよい。より具体的には、例えば、糖の資化能を低下させるために6-phosphofructokinaseの活性を低下させた場合、第1の塩基配列として6-phosphofructokinase遺伝子を用いてもよい。なお、糖の資化能を低下させるために2種またはそれ以上のタンパク質の活性を低下させた場合、低下した糖の資化能を所望の程度に補完できる限り、それらタンパク質から選択される1種のタンパク質と同種のタンパク質の活性を増大させてもよく、それらタンパク質から選択される2種またはそれ以上(例えば全て)のタンパク質とそれぞれ同種のタンパク質の活性を増大させてもよい。糖の資化能を低下させるために2種またはそれ以上のタンパク質の活性を低下させた場合、典型的には、それらタンパク質の全てとそれぞれ同種のタンパク質の活性を増大させてよい。
The sugar assimilating protein (protein P2) encoded by the first base sequence is, for example, a protein of the same type as the sugar assimilating protein (protein P1) whose activity has been reduced in order to reduce the ability to assimilate sugar. Good. “A protein of the same type as a certain protein” may mean a protein having the same function as the certain protein. Identical functions include functions that take on (eg, catalyze) the same step in the sugar assimilation pathway. That is, for example, when the activity of a protein that carries out a certain step in the sugar assimilation pathway is reduced in order to reduce the sugar assimilation ability, a gene encoding the protein that carries out the same step is used as the first base sequence. May be used. Specifically, for example, EI, HPr, EII Glc , EII Scr , EII Fru , non-PTS uptake system of glucose, non-PTS uptake system of sucrose, glucokinase, phosphoglucose isomerase, 6 -phosphofructokinase, fructose 1,6-bisphosphate aldolase, triose phosphate isomerase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, phosphoglycerate kinase, phosphoglycerate mutase, enolase, pyruvate kinase, pyruvate dehydrogenase, sucrose-6-phosphate hydrolase, 1-phosphofructokinase, invertase, and And / or when the activity of fructokinase is reduced, EI and H
Pr, EII Glc , EII Scr , EII Fru , non-PTS uptake system for glucose, non-PTS uptake system for sucrose, glucokinase, phosphoglucose isomerase, 6-phosphofructokinase, fructose 1,6-bisphosphate aldolase, triose phosphate isomerase, glyceraldehyde-3- A gene encoding phosphate dehydrogenase, phosphoglycerate kinase, phosphoglycerate mutase, enolase, pyruvate kinase, pyruvate dehydrogenase, sucrose-6-phosphate hydrolase, 1-phosphofructokinase, invertase, and / or fructokinase may be used as the first base sequence. More specifically, for example, when the activity of 6-phosphofructokinase is reduced in order to reduce the ability to utilize sugar, the 6-phosphofructokinase gene may be used as the first base sequence. When the activity of two or more proteins is reduced in order to reduce the ability to assimilate sugar, if the activity of two or more proteins is reduced, as long as the reduced ability to assimilate sugar can be complemented to a desired extent, one of the proteins selected from those proteins may The activity of a protein of the same type as the protein of the species may be increased, and the activity of a protein of the same type as each of two or more (for example, all) proteins selected from the proteins may be increased. When the activity of two or more proteins is reduced in order to reduce the ability to utilize sugar, typically, the activity of all of those proteins may be increased, respectively.

また、第1の塩基配列がコードする糖資化タンパク質(タンパク質P2)は、例えば、糖の資化能を低下させるために活性を低下させた糖資化タンパク質(タンパク質P1)と同種ではないタンパク質であってもよい。すなわち、例えば、或る糖について2種またはそれ以上の資化経路が存在する場合、それら資化経路から選択される少なくとも1種の資化経路を弱化し、それら資化経路から選択される別の少なくとも1種の資化経路を強化してもよい。すなわち、そのような別の資化経路を構成するタンパク質をコードする遺伝子を第1の塩基配列として用いてもよい。具体的には、例えば、PTSを介してグルコースを資化する微生物においてEI、HPr、および/またはEIIGlcの活性を低下させ、グルコースの非PTS取り込み系をコードする遺伝子を第1の塩基配列として用いてもよい。ここで強化される資化経路は、非改変株(すなわち、糖の資化能が低下するように改変する前の株)が本来的に有する経路であってもよく、そうでなくてもよい。 The sugar-assimilating protein (protein P2) encoded by the first base sequence is, for example, a protein not homologous to the sugar-assimilating protein (protein P1) whose activity has been reduced in order to reduce the ability to assimilate sugar. It may be. That is, for example, when two or more assimilation pathways exist for a certain sugar, at least one assimilation pathway selected from those assimilation pathways is weakened and another assimilation pathway selected from those assimilation pathways is reduced. May be strengthened. That is, a gene encoding such a protein constituting another assimilation pathway may be used as the first base sequence. Specifically, for example, in a microorganism that assimilates glucose via PTS, the activity of EI, HPr, and / or EII Glc is reduced, and a gene encoding a non-PTS uptake system of glucose is used as the first base sequence. It may be used. The assimilation pathway to be strengthened here may or may not be a pathway originally possessed by a non-modified strain (that is, a strain before being modified so as to reduce sugar assimilation ability). .

また、第1の塩基配列がコードする糖資化タンパク質(タンパク質P2)としては、例えば、糖の資化能を低下させるために活性を低下させた糖資化タンパク質(タンパク質P1)と同種であるタンパク質と同種ではないタンパク質を組み合わせて採用してもよい。   The saccharide-assimilating protein (protein P2) encoded by the first base sequence is, for example, the same species as the saccharide-assimilating protein (protein P1) whose activity has been reduced in order to reduce the ability to assimilate sugar. A protein that is not the same species as the protein may be used in combination.

第1の塩基配列として用いる糖資化遺伝子としては、宿主で機能するタンパク質をコードするものを選択することができる。第1の塩基配列として用いる糖資化遺伝子は、例えば、宿主由来の遺伝子であってもよく、異種由来の遺伝子であってもよく、それらのバリアントであってもよい。例えば、糖の資化能を低下させるために6-phosphofructokinaseの活性を低下させた場合、第1の塩基配列として、宿主由来の6-phosphofructokinase遺伝子を用いてもよく、異種由来の6-phosphofructokinase遺伝子を用いてもよく、それらのバリアントである6-phosphofructokinase遺伝子を用いてもよい。   As the sugar assimilation gene used as the first base sequence, a gene encoding a protein that functions in a host can be selected. The sugar assimilation gene used as the first base sequence may be, for example, a host-derived gene, a heterologous gene, or a variant thereof. For example, when the activity of 6-phosphofructokinase is reduced in order to reduce the ability to assimilate sugar, a 6-phosphofructokinase gene derived from a host may be used as the first base sequence, or a 6-phosphofructokinase gene derived from a different species may be used. Or a variant thereof, the 6-phosphofructokinase gene, may be used.

糖資化遺伝子は、プラスミドが導入された宿主において発現可能となるようにプラスミドに搭載されていればよい。具体的には、糖資化遺伝子は、宿主で機能するプロモーターによる制御を受けて発現するようにプラスミドに搭載されていればよい。プラスミドによる遺伝子の発現(例えば、遺伝子の取得や発現可能な構成も含む)については、「タンパク質の活性を増大させる手法」における遺伝子の導入に関する記載を準用できる。   The sugar assimilation gene may be mounted on the plasmid so that it can be expressed in the host into which the plasmid has been introduced. Specifically, the sugar assimilation gene may be mounted on a plasmid so as to be expressed under the control of a promoter that functions in the host. For expression of a gene by a plasmid (including, for example, gene acquisition and expression-possible configuration), the description of gene introduction in “Method of increasing protein activity” can be applied mutatis mutandis.

<1−4−2>第2の塩基配列
第2の塩基配列は、目的物質の生産に有効な塩基配列である。目的物質の生産に有効な塩基配列としては、目的物質の生産を増大させる塩基配列が挙げられる。すなわち、プラスミドが第2の塩基配列を有する場合、プラスミドを微生物に導入することにより、同微
生物の目的物質生産能を向上させることができる、すなわち、同微生物による目的物質の生産を増大させることができる。また、プラスミドが第2の塩基配列を有する場合、微生物においてプラスミドが維持されることにより、プラスミドが維持されない場合と比較して、同微生物の目的物質生産能を向上させることができる、すなわち、同微生物による目的物質の生産を増大させることができる。目的物質の生産の増大としては、目的物質の生産量の増大、目的物質の生産速度の増大、目的物質の収率の増大が挙げられる。目的物質の生産量の増大としては、菌体重量当たりの目的物質の生産量の増大や、培養液量当たりの目的物質の生産量の増大が挙げられる。第2の塩基配列は、1種の目的物質生産能を向上させてもよく、2種またはそれ以上の目的物質生産能を向上させてもよい。
<1-4-2> Second base sequence The second base sequence is a base sequence effective for production of a target substance. An effective base sequence for the production of the target substance includes a base sequence that increases the production of the target substance. That is, when the plasmid has the second nucleotide sequence, the ability of the microorganism to produce the target substance can be improved by introducing the plasmid into the microorganism. That is, it is possible to increase the production of the target substance by the microorganism. it can. When the plasmid has the second base sequence, the ability of the microorganism to maintain the target substance can be improved by maintaining the plasmid in the microorganism as compared with the case where the plasmid is not maintained. The production of the target substance by the microorganism can be increased. The increase in the production of the target substance includes an increase in the production amount of the target substance, an increase in the production rate of the target substance, and an increase in the yield of the target substance. Examples of the increase in the production amount of the target substance include an increase in the production amount of the target substance per cell weight, and an increase in the production amount of the target substance per culture medium amount. The second base sequence may improve the ability to produce one kind of target substance, or may enhance the ability to produce two or more kinds of target substances.

第2の塩基配列は、目的物質の生産に有効なものであれば、特に制限されない。第2の塩基配列は、目的物質の生産に必須であってもよく、そうでなくてもよい。すなわち、本明細書に記載の微生物は、少なくとも第2の塩基配列を有するプラスミドを有することに依拠して目的物質生産能を有していてもよい。   The second base sequence is not particularly limited as long as it is effective for producing the target substance. The second base sequence may or may not be essential for the production of the target substance. That is, the microorganism described in the present specification may have a target substance-producing ability based on having a plasmid having at least the second base sequence.

第2の塩基配列としては、活性の増大が目的物質の生産に有効であるタンパク質をコードする遺伝子が挙げられる。すなわち、第2の塩基配列としては、活性の増大により目的物質生産能を付与または増強できるタンパク質をコードする遺伝子が挙げられる。すなわち、第2の塩基配列としてそのような遺伝子を有するプラスミドを微生物に導入することにより、そのようなタンパク質の活性を増大させることができ、以て目的物質生産能を付与または増強することができる。そのような遺伝子およびタンパク質については、上述した通りである。すなわち、そのようなタンパク質としては、目的物質生合成酵素や、その他上述したものが挙げられる。第2の塩基配列の利用により、1種のタンパク質の活性が増大してもよく、2種またはそれ以上のタンパク質の活性が増大してもよい。すなわち、第2の塩基配列としては、1種の遺伝子(具体的には、1種のタンパク質をコードする遺伝子)を用いてもよく、2種またはそれ以上の遺伝子(具体的には、2種またはそれ以上のタンパク質をコードする遺伝子)を用いてもよい。   Examples of the second base sequence include a gene encoding a protein whose increase in activity is effective in producing a target substance. That is, examples of the second base sequence include a gene encoding a protein capable of imparting or enhancing the target substance-producing ability by increasing the activity. That is, by introducing a plasmid having such a gene as the second base sequence into a microorganism, the activity of such a protein can be increased, and thereby the ability to produce the target substance can be imparted or enhanced. . Such genes and proteins are as described above. That is, examples of such a protein include a target substance biosynthetic enzyme and others described above. The use of the second base sequence may increase the activity of one protein, or may increase the activity of two or more proteins. That is, as the second base sequence, one kind of gene (specifically, a gene encoding one kind of protein) may be used, or two or more kinds of genes (specifically, two kinds of genes). Or a gene encoding a higher protein).

また、目的物質が遺伝子の発現産物(例えば、タンパク質やRNA)である場合、第2の塩基配列としては、目的物質をコードする遺伝子(目的物質遺伝子)も挙げられる。そのような遺伝子については、上述した通りである。第2の塩基配列からは、1種の目的物質が発現してもよく、2種またはそれ以上の目的物質が発現してもよい。すなわち、第2の塩基配列としては、1種の遺伝子(具体的には、1種の目的物質をコードする遺伝子)を用いてもよく、2種またはそれ以上の遺伝子(具体的には、2種またはそれ以上の目的物質をコードする遺伝子)を用いてもよい。   When the target substance is a gene expression product (eg, protein or RNA), the second base sequence also includes a gene encoding the target substance (target substance gene). Such genes are as described above. From the second base sequence, one kind of target substance may be expressed, or two or more kinds of target substances may be expressed. That is, as the second base sequence, one kind of gene (specifically, a gene encoding one kind of target substance) may be used, or two or more kinds of genes (specifically, two Or a gene encoding a species or more of the target substance).

また、第2の塩基配列としては、活性の増大が目的物質の生産に有効であるタンパク質をコードする遺伝子と目的物質をコードする遺伝子を組み合わせて用いてもよい。また、第2の塩基配列としては、或る遺伝子について、1コピーで用いてもよく、2コピーまたはそれ以上で用いてもよい。   Further, as the second base sequence, a gene encoding a protein whose increase in activity is effective in producing the target substance and a gene encoding the target substance may be used in combination. As the second base sequence, one copy of a certain gene may be used, or two or more copies may be used.

上記のような遺伝子は、プラスミドが導入された宿主において発現可能となるようにプラスミドに搭載されていればよい。具体的には、遺伝子は、宿主で機能するプロモーターによる制御を受けて発現するようにプラスミドに搭載されていればよい。プラスミドによる遺伝子の発現(例えば、遺伝子の取得や発現可能な構成も含む)については、「タンパク質の活性を増大させる手法」における遺伝子の導入に関する記載を準用できる。   The gene as described above may be carried on a plasmid so that it can be expressed in a host into which the plasmid has been introduced. Specifically, the gene may be mounted on a plasmid so that the gene is expressed under the control of a promoter that functions in the host. For expression of a gene by a plasmid (including, for example, gene acquisition and expression-possible configuration), the description of gene introduction in “Method of increasing protein activity” can be applied mutatis mutandis.

<1−4−3>プラスミドの導入
プラスミドを微生物に導入する手法は、特に制限されない。微生物にプラスミドを導入する手法については、「タンパク質の活性を増大させる手法」における形質転換の記載を
準用できる。
<1-4-3> Introduction of plasmid The method of introducing a plasmid into a microorganism is not particularly limited. For the method of introducing a plasmid into a microorganism, the description of transformation in “Method of increasing protein activity” can be applied mutatis mutandis.

<1−5>タンパク質の活性を増大させる手法
以下に、タンパク質の活性を増大させる手法について説明する。
<1-5> Technique for increasing protein activity Hereinafter, a technique for increasing the protein activity will be described.

「タンパク質の活性が増大する」とは、同タンパク質の活性が非改変株と比較して増大することを意味してよい。「タンパク質の活性が増大する」とは、具体的には、同タンパク質の細胞当たりの活性が非改変株に対して増大していることを意味してよい。ここでいう「非改変株」とは、標的のタンパク質の活性が増大するように改変されていない対照株を意味してよい。非改変株としては、野生株や親株が挙げられる。非改変株として、具体的には、各微生物種の基準株(type strain)が挙げられる。また、非改変株として、具体的には、微生物の説明において例示した菌株も挙げられる。すなわち、一態様において、タンパク質の活性は、基準株(すなわち本明細書に記載の微生物が属する種の基準株)と比較して増大してよい。また、別の態様において、タンパク質の活性は、C. glutamicum ATCC 13869株と比較して増大してもよい。また、別の態様において、タンパク質の活性は、C. glutamicum ATCC 13032株と比較して増大してもよい。また、別の態様において、タンパク質の活性は、E. coli K-12 MG1655株と比較して増大してもよい。なお、「タンパク質の活性が増大する」ことを、「タンパク質の活性が増強される」ともいう。「タンパク質の活性が増大する」とは、より具体的には、非改変株と比較して、同タンパク質の細胞当たりの分子数が増加していること、および/または、同タンパク質の分子当たりの機能が増大していることを意味してよい。すなわち、「タンパク質の活性が増大する」という場合の「活性」とは、タンパク質の触媒活性に限られず、タンパク質をコードする遺伝子の転写量(mRNA量)または翻訳量(タンパク質の量)を意味してもよい。また、「タンパク質の活性が増大する」ことには、もともと標的のタンパク質の活性を有する菌株において同タンパク質の活性を増大させることだけでなく、もともと標的のタンパク質の活性が存在しない菌株に同タンパク質の活性を付与することも包含される。また、結果としてタンパク質の活性が増大する限り、宿主が本来有する標的のタンパク質の活性を低下または消失させた上で、好適な標的のタンパク質の活性を付与してもよい。   “Increased protein activity” may mean that the activity of the protein is increased as compared to the unmodified strain. “Increased activity of a protein” may specifically mean that the activity per cell of the protein is increased relative to an unmodified strain. The “unmodified strain” here may mean a control strain that has not been modified so that the activity of the target protein is increased. Unmodified strains include wild strains and parent strains. The non-modified strain specifically includes a reference strain (type strain) of each microorganism species. In addition, specific examples of the unmodified strain include the strains exemplified in the description of the microorganism. That is, in one embodiment, the activity of the protein may be increased as compared to a reference strain (ie, a reference strain of the species to which the microorganisms described herein belong). In another embodiment, the activity of the protein may be increased as compared to the C. glutamicum ATCC 13869 strain. Also, in another embodiment, the activity of the protein may be increased as compared to the C. glutamicum ATCC 13032 strain. In another embodiment, the activity of the protein may be increased as compared to the E. coli K-12 MG1655 strain. In addition, “the protein activity is increased” is also referred to as “the protein activity is enhanced”. "Increased protein activity" refers more specifically to an increase in the number of molecules per cell of the protein compared to the unmodified strain, and / or It may mean that the function is increasing. In other words, “activity” in the case of “enhancement of protein activity” means not only the catalytic activity of the protein but also the transcription amount (mRNA amount) or translation amount (protein amount) of the gene encoding the protein. You may. In addition, “increase in protein activity” means not only that the activity of the target protein is increased in a strain that originally has the activity of the target protein, but also that the activity of the protein is increased in a strain that does not originally have the activity of the target protein. Giving activity is also included. In addition, as long as the activity of the protein increases as a result, the activity of the target protein originally possessed by the host may be reduced or eliminated, and then a suitable target protein activity may be imparted.

タンパク質の活性の増大の程度は、タンパク質の活性が非改変株と比較して増大していれば特に制限されない。タンパク質の活性は、例えば、非改変株の、1.2倍以上、1.5倍以上、2倍以上、または3倍以上に上昇してよい。また、非改変株が標的のタンパク質の活性を有していない場合は、同タンパク質をコードする遺伝子を導入することにより同タンパク質が生成されていればよいが、例えば、同タンパク質はその活性が測定できる程度に生産されていてよい。   The degree of increase in the activity of the protein is not particularly limited as long as the activity of the protein is increased as compared with the unmodified strain. The activity of the protein may be increased, for example, 1.2-fold, 1.5-fold, 2-fold or more, or 3-fold or more of the unmodified strain. When the unmodified strain does not have the activity of the target protein, the protein may be produced by introducing a gene encoding the protein.For example, the activity of the protein is measured. It may be produced to the extent possible.

タンパク質の活性が増大するような改変は、例えば、同タンパク質をコードする遺伝子の発現を上昇させることによって達成できる。「遺伝子の発現が上昇する」とは、同遺伝子の発現が野生株や親株等の非改変株と比較して増大することを意味してよい。「遺伝子の発現が上昇する」とは、具体的には、同遺伝子の細胞当たりの発現量が非改変株と比較して増大することを意味してよい。「遺伝子の発現が上昇する」とは、より具体的には、遺伝子の転写量(mRNA量)が増大すること、および/または、遺伝子の翻訳量(タンパク質の量)が増大することを意味してよい。なお、「遺伝子の発現が上昇する」ことを、「遺伝子の発現が増強される」ともいう。遺伝子の発現は、例えば、非改変株の、1.2倍以上、1.5倍以上、2倍以上、または3倍以上に上昇してよい。また、「遺伝子の発現が上昇する」ことには、もともと標的の遺伝子が発現している菌株において同遺伝子の発現量を上昇させることだけでなく、もともと標的の遺伝子が発現していない菌株において、同遺伝子を発現させることも包含される。すなわち、「遺伝子の発現が上昇する」とは、例えば、標的の遺伝子を保持しない菌株に同遺伝子を導入し、同遺伝子を発現させることを意味してもよい。   The modification that increases the activity of the protein can be achieved, for example, by increasing the expression of a gene encoding the protein. “Elevated gene expression” may mean that the expression of the gene is increased as compared to an unmodified strain such as a wild-type strain or a parent strain. “Elevated gene expression” may specifically mean that the expression level of the gene per cell is increased as compared to an unmodified strain. More specifically, “the expression of a gene is increased” means that the transcription amount (mRNA amount) of a gene is increased and / or the translation amount (protein amount) of a gene is increased. May be. In addition, "the expression of a gene is increased" is also referred to as "the expression of a gene is enhanced". Gene expression may be increased, for example, by a factor of 1.2 or more, 1.5 or more, 2 or more, or 3 or more times the unmodified strain. In addition, "increase in gene expression" means not only increasing the expression level of the target gene in a strain in which the target gene is originally expressed, but also in a strain in which the target gene is not originally expressed, Expression of the same gene is also included. That is, “the expression of a gene is increased” may mean, for example, introducing the gene into a strain that does not have the target gene and expressing the gene.

遺伝子の発現の上昇は、例えば、遺伝子のコピー数を増加させることにより達成できる。   Increased gene expression can be achieved, for example, by increasing the copy number of the gene.

遺伝子のコピー数の増加は、宿主の染色体へ同遺伝子を導入することにより達成できる。染色体への遺伝子の導入は、例えば、相同組み換えを利用して行うことができる(Miller, J. H. Experiments in Molecular Genetics, 1972, Cold Spring Harbor Laboratory)。相同組み換えを利用する遺伝子導入法としては、例えば、Redドリブンインテグレーション(Red-driven integration)法(Datsenko, K. A, and Wanner, B. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 97:6640-6645 (2000))等の直鎖状DNAを用いる方法、温度感受性複製起点を含むプラスミドを用いる方法、接合伝達可能なプラスミドを用いる方法、宿主内で機能する複製起点を持たないスイサイドベクターを用いる方法、ファージを用いたtransduction法が挙げられる。遺伝子は、1コピーのみ導入されてもよく、2コピーまたはそれ以上導入されてもよい。例えば、染色体上に多数のコピーが存在する配列を標的として相同組み換えを行うことで、染色体へ遺伝子の多数のコピーを導入することができる。染色体上に多数のコピーが存在する配列としては、反復DNA配列(repetitive DNA)、トランスポゾンの両端に存在するインバーテッド・リピートが挙げられる。また、目的物質の生産に不要な遺伝子等の染色体上の適当な配列を標的として相同組み換えを行ってもよい。また、遺伝子は、トランスポゾンやMini-Muを用いて染色体上にランダムに導入することもできる(特開平2-109985号公報、US5,882,888、EP805867B1)。   Increasing the copy number of a gene can be achieved by introducing the gene into the host chromosome. Introduction of a gene into a chromosome can be performed using, for example, homologous recombination (Miller, JH Experiments in Molecular Genetics, 1972, Cold Spring Harbor Laboratory). As a gene transfer method using homologous recombination, for example, a Red-driven integration method (Datsenko, KA, and Wanner, BL Proc. Natl. Acad. Sci. US A. 97: 6640-6645) (2000)), a method using a plasmid containing a temperature-sensitive replication origin, a method using a plasmid capable of conjugative transfer, a method using a suicide vector having no replication origin that functions in a host, A transduction method using a phage can be used. Only one copy of the gene may be introduced, or two or more copies may be introduced. For example, multiple copies of a gene can be introduced into a chromosome by performing homologous recombination targeting a sequence having multiple copies on the chromosome. Sequences in which many copies exist on a chromosome include repetitive DNA sequences and inverted repeats present at both ends of a transposon. Alternatively, homologous recombination may be performed by targeting an appropriate sequence on a chromosome such as a gene unnecessary for production of the target substance. The gene can also be randomly introduced into the chromosome using a transposon or Mini-Mu (Japanese Patent Laid-Open No. 2-109985, US Pat. No. 5,882,888, EP805867B1).

染色体上に標的遺伝子が導入されたことの確認は、同遺伝子の全部又は一部と相補的な配列を持つプローブを用いたサザンハイブリダイゼーション、又は同遺伝子の配列に基づいて作成したプライマーを用いたPCR等によって確認できる。   Confirmation that the target gene was introduced on the chromosome was confirmed using Southern hybridization using a probe having a sequence complementary to all or a part of the gene, or using a primer prepared based on the sequence of the gene. It can be confirmed by PCR or the like.

また、遺伝子のコピー数の増加は、同遺伝子を含むベクターを宿主に導入することによっても達成できる。例えば、標的遺伝子を含むDNA断片を、宿主で機能するベクターと連結して同遺伝子の発現ベクターを構築し、当該発現ベクターで宿主を形質転換することにより、同遺伝子のコピー数を増加させることができる。標的遺伝子を含むDNA断片は、例えば、標的遺伝子を有する微生物のゲノムDNAを鋳型とするPCRにより取得できる。ベクターとしては、宿主の細胞内において自律複製可能なベクターを用いることができる。ベクターは、マルチコピーベクターであってよい。ベクターのコピー数は、例えば、5コピー/cell以上、10コピー/cell以上、20コピー/cell以上、30コピー/cell以上、50コピー/cell以上、70コピー/cell以上、100コピー/cell以上、150コピー/cell以上、200コピー/cell以上、300コピー/cell以上、500コピー/cell以上、または1000コピー/cell以上であってもよく、2000コピー/cell以下、1500コピー/cell以下、1000コピー/cell以下、500コピー/cell以下、または300コピー/cell以下であってもよく、それらの矛盾しない組み合わせであってもよい。また、形質転換体を選択するために、ベクターは抗生物質耐性遺伝子などのマーカーを有していてよい。また、ベクターは、挿入された遺伝子を発現するためのプロモーターやターミネーターを備えていてもよい。ベクターは、例えば、細菌プラスミド由来のベクター、酵母プラスミド由来のベクター、バクテリオファージ由来のベクター、コスミド、またはファージミド等であってよい。エシェリヒア・コリ等の腸内細菌科の細菌において自律複製可能なベクターとして、具体的には、例えば、pUC19、pUC18、pHSG299、pHSG399、pHSG398、pBR322、pSTV29(いずれもタカラバイオ社より入手可)、pACYC184、pMW219(ニッポンジーン社)、pTrc99A(ファルマシア社)、pPROK系ベクター(クロンテック社)、pKK233‐2(クロンテック社)、pET系ベクター(ノバジェン社)、pQE系ベクター(キアゲン社)、pCold TF DNA(TaKaRa)、pACYC系ベクター、広宿主域ベクターRSF1010が挙げられる。コリネ型細菌で自律複製可能なベクターとして、具体的には、例えば、pHM1519(Agr
ic. Biol. Chem., 48, 2901-2903(1984));pAM330(Agric. Biol. Chem., 48, 2901-2903(1984));これらを改良した薬剤耐性遺伝子を有するプラスミド;pCRY30(特開平3-210184);pCRY21、pCRY2KE、pCRY2KX、pCRY31、pCRY3KE、およびpCRY3KX(特開平2-72876、米国特許5,185,262号);pCRY2およびpCRY3(特開平1-191686);pAJ655、pAJ611、およびpAJ1844(特開昭58-192900);pCG1(特開昭57-134500);pCG2(特開昭58-35197);pCG4およびpCG11(特開昭57-183799);pPK4(米国特許6,090,597号);pVK4(特開平No. 9-322774);pVK7(特開平10-215883);pVK9(WO2007/046389);pVS7(WO2013/069634);pVC7(特開平9-070291)が挙げられる。また、コリネ型細菌で自律複製可能なベクターとして、具体的には、例えば、pVC7のバリアントであるpVC7H2も挙げられる。
The copy number of a gene can also be increased by introducing a vector containing the gene into a host. For example, by linking a DNA fragment containing a target gene with a vector that functions in a host to construct an expression vector for the gene, and transforming the host with the expression vector, it is possible to increase the copy number of the gene. it can. The DNA fragment containing the target gene can be obtained, for example, by PCR using genomic DNA of a microorganism having the target gene as a template. As the vector, a vector that can autonomously replicate in a host cell can be used. The vector may be a multicopy vector. The copy number of the vector is, for example, 5 copies / cell or more, 10 copies / cell or more, 20 copies / cell or more, 30 copies / cell or more, 50 copies / cell or more, 70 copies / cell or more, 100 copies / cell or more, It may be 150 copies / cell or more, 200 copies / cell or more, 300 copies / cell or more, 500 copies / cell or more, or 1000 copies / cell or more, 2000 copies / cell or less, 1500 copies / cell or less, 1000 copies. / Cell or less, 500 copies / cell or less, or 300 copies / cell or less, or a combination thereof that is not inconsistent. In addition, in order to select a transformant, the vector may have a marker such as an antibiotic resistance gene. Further, the vector may be provided with a promoter or a terminator for expressing the inserted gene. The vector may be, for example, a bacterial plasmid-derived vector, a yeast plasmid-derived vector, a bacteriophage-derived vector, a cosmid, or a phagemid. Specific examples of vectors capable of autonomous replication in Enterobacteriaceae bacteria such as Escherichia coli include, for example, pUC19, pUC18, pHSG299, pHSG399, pHSG398, pBR322, pSTV29 (all available from Takara Bio Inc.), pACYC184, pMW219 (Nippon Gene), pTrc99A (Pharmacia), pPROK-based vector (Clontech), pKK233-2 (Clontech), pET-based vector (Novagen), pQE-based vector (Qiagen), pCold TF DNA ( TaKaRa), a pACYC-based vector, and a broad host range vector RSF1010. As a vector capable of autonomously replicating in a coryneform bacterium, specifically, for example, pHM1519 (Agr
ic. Biol. Chem., 48, 2901-2903 (1984)); pAM330 (Agric. Biol. Chem., 48, 2901-2903 (1984)); a plasmid having improved drug resistance gene; PCRY21, pCRY2KE, pCRY2KX, pCRY31, pCRY3KE, and pCRY3KX (JP-A-2-72876, U.S. Pat. No. 5,185,262); pCRY2 and pCRY3 (JP-A-1-91686); pAJ655, pAJ611, and pAJ1844 PCG1 (JP-A-57-134500); pCG2 (JP-A-58-35197); pCG4 and pCG11 (JP-A-57-183799); pPK4 (US Pat. No. 6,090,597); PVK7 (WO2007 / 046389); pVS7 (WO2013 / 069634); pVC7 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-070291). In addition, specific examples of the vector that can autonomously replicate in coryneform bacteria include, for example, pVC7H2, which is a variant of pVC7.

遺伝子を導入する場合、遺伝子は、宿主により発現可能であればよい。具体的には、遺伝子は、宿主で機能するプロモーターによる制御を受けて発現するように保持されていればよい。「宿主において機能するプロモーター」とは、宿主においてプロモーター活性を有するプロモーターを意味してよい。プロモーターは、宿主由来のプロモーターであってもよく、異種由来のプロモーターであってもよい。プロモーターは、導入する遺伝子の固有のプロモーターであってもよく、他の遺伝子のプロモーターであってもよい。プロモーターとしては、例えば、本明細書に記載するようなより強力なプロモーターを利用してもよい。   When introducing a gene, the gene only needs to be expressible by the host. Specifically, the gene may be maintained so that it is expressed under the control of a promoter that functions in the host. “Promoter that functions in a host” may mean a promoter that has promoter activity in the host. The promoter may be a host-derived promoter or a heterologous promoter. The promoter may be an intrinsic promoter of the gene to be introduced or a promoter of another gene. As a promoter, for example, a stronger promoter as described herein may be utilized.

遺伝子の下流には、転写終結用のターミネーターを配置することができる。ターミネーターは、宿主において機能するものであれば特に制限されない。ターミネーターは、宿主由来のターミネーターであってもよく、異種由来のターミネーターであってもよい。ターミネーターは、導入する遺伝子の固有のターミネーターであってもよく、他の遺伝子のターミネーターであってもよい。ターミネーターとして、具体的には、例えば、T7ターミネーター、T4ターミネーター、fdファージターミネーター、tetターミネーター、およびtrpAターミネーターが挙げられる。   A terminator for terminating transcription can be arranged downstream of the gene. The terminator is not particularly limited as long as it functions in the host. The terminator may be a host-derived terminator or a heterologous-derived terminator. The terminator may be a specific terminator of the gene to be introduced, or may be a terminator of another gene. Specific examples of the terminator include T7 terminator, T4 terminator, fd phage terminator, tet terminator, and trpA terminator.

各種微生物において利用可能なベクター、プロモーター、ターミネーターに関しては、例えば「微生物学基礎講座8 遺伝子工学、共立出版、1987年」に詳細に記載されており、それらを利用することが可能である。   Vectors, promoters, and terminators that can be used in various microorganisms are described in detail in, for example, "Basic Lectures on Microbiology 8 Genetic Engineering, Kyoritsu Shuppan, 1987", and these can be used.

また、2またはそれ以上の遺伝子を導入する場合、各遺伝子が、発現可能に宿主に保持されていればよい。例えば、各遺伝子は、全てが単一の発現ベクター上に保持されていてもよく、全てが染色体上に保持されていてもよい。また、各遺伝子は、複数の発現ベクター上に別々に保持されていてもよく、単一または複数の発現ベクター上と染色体上とに別々に保持されていてもよい。また、2またはそれ以上の遺伝子でオペロンを構成して導入してもよい。「2またはそれ以上の遺伝子を導入する」場合、例えば、2またはそれ以上のタンパク質(例えば、酵素)をそれぞれコードする遺伝子を導入する場合、単一のタンパク質複合体(例えば、酵素複合体)を構成する2またはそれ以上のサブユニットをそれぞれコードする遺伝子を導入する場合、またはそれらの組み合わせを導入してよい。   When two or more genes are introduced, each gene may be held in a host so that it can be expressed. For example, each gene may all be maintained on a single expression vector, or all may be maintained on a chromosome. Further, each gene may be separately held on a plurality of expression vectors, or may be separately held on a single or a plurality of expression vectors and on a chromosome. In addition, two or more genes may constitute the operon and be introduced. When "introducing two or more genes", for example, when introducing genes encoding two or more proteins (for example, enzymes), a single protein complex (for example, an enzyme complex) is used. When a gene encoding each of the two or more constituent subunits is introduced, or a combination thereof may be introduced.

導入される遺伝子は、宿主で機能するタンパク質をコードするものであれば特に制限されない。導入される遺伝子は、宿主由来の遺伝子であってもよく、異種由来の遺伝子であってもよい。導入される遺伝子は、例えば、同遺伝子の塩基配列に基づいて設計したプライマーを用い、同遺伝子を有する生物のゲノムDNAや同遺伝子を搭載するプラスミド等を鋳型として、PCRにより取得することができる。また、導入される遺伝子は、例えば、同遺伝子の塩基配列に基づいて全合成してもよい(Gene, 60(1), 115-127 (1987))。取得した遺伝子は、そのまま、あるいは適宜改変して、利用することができる。すなわち、遺伝子を改変することにより、そのバリアントを取得することができる。遺伝子の改変は公知の手法により行うことができる。例えば、部位特異的変異法により、DNAの目的部位に
目的の変異を導入することができる。すなわち、例えば、部位特異的変異法により、コードされるタンパク質が特定の部位においてアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むように、遺伝子のコード領域を改変することができる。部位特異的変異法としては、PCRを用いる方法(Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, H. A. Eds., Stockton press (1989);Carter, P., Meth. in Enzymol., 154, 382 (1987))や、ファージを用いる方法(Kramer, W. and Frits, H. J., Meth. in Enzymol., 154, 350 (1987);Kunkel, T. A. et al., Meth. in Enzymol., 154, 367 (1987))が挙げられる。あるいは、遺伝子のバリアントを全合成してもよい。
The gene to be introduced is not particularly limited as long as it encodes a protein that functions in the host. The gene to be introduced may be a host-derived gene or a heterologous gene. The gene to be introduced can be obtained by, for example, PCR using primers designed based on the nucleotide sequence of the gene and using genomic DNA of an organism having the gene or a plasmid or the like carrying the gene as a template. The gene to be introduced may be totally synthesized, for example, based on the nucleotide sequence of the gene (Gene, 60 (1), 115-127 (1987)). The obtained gene can be used as it is or after being appropriately modified. That is, the variant can be obtained by modifying the gene. Gene modification can be performed by a known technique. For example, a target mutation can be introduced into a target site of DNA by a site-specific mutation method. That is, for example, the coding region of a gene can be modified by site-directed mutagenesis such that the encoded protein contains amino acid residue substitutions, deletions, insertions, and / or additions at specific sites. . As a site-specific mutation method, a method using PCR (Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, HA Eds., Stockton press (1989); Carter, P., Meth. In Enzymol., 154, 382) (1987)) and a method using phage (Kramer, W. and Frits, HJ, Meth. In Enzymol., 154, 350 (1987); Kunkel, TA et al., Meth. In Enzymol., 154, 367 ( 1987)). Alternatively, gene variants may be totally synthesized.

なお、タンパク質が複数のサブユニットからなる複合体として機能する場合、結果としてタンパク質の活性が増大する限り、それらのサブユニットの全てを改変してもよく、一部のみを改変してもよい。すなわち、例えば、遺伝子の発現を上昇させることによりタンパク質の活性を増大させる場合、それらのサブユニットをそれぞれコードする遺伝子の全ての発現を増強してもよく、一部の発現のみを増強してもよい。通常は、それらのサブユニットをコードする遺伝子の全ての発現を増強するのが好ましい。また、複合体を構成する各サブユニットは、複合体が標的のタンパク質の機能を有する限り、1種の生物由来であってもよく、2種またはそれ以上の異なる生物由来であってもよい。すなわち、例えば、複数のサブユニットをコードする、同一の生物由来の遺伝子を宿主に導入してもよく、それぞれ異なる生物由来の遺伝子を宿主に導入してもよい。   When the protein functions as a complex composed of a plurality of subunits, all of these subunits may be modified or only a part thereof may be modified as long as the activity of the protein increases. That is, for example, when increasing the activity of a protein by increasing the expression of a gene, the expression of all of the genes encoding each of those subunits may be enhanced, or only a part of the expression may be enhanced. Good. Usually, it is preferred to enhance the expression of all of the genes encoding those subunits. Each subunit constituting the complex may be derived from one organism, or may be derived from two or more different organisms, as long as the complex has the function of the target protein. That is, for example, genes derived from the same organism that encode a plurality of subunits may be introduced into the host, or genes derived from different organisms may be introduced into the host.

また、遺伝子の発現の上昇は、遺伝子の転写効率を向上させることにより達成できる。また、遺伝子の発現の上昇は、遺伝子の翻訳効率を向上させることにより達成できる。遺伝子の転写効率や翻訳効率の向上は、例えば、発現調節配列の改変により達成できる。「発現調節配列」とは、遺伝子の発現に影響する部位の総称であってよい。発現調節配列としては、例えば、プロモーター、シャインダルガノ(SD)配列(リボソーム結合部位(RBS)ともいう)、およびRBSと開始コドンとの間のスペーサー領域が挙げられる。発現調節配列は、プロモーター検索ベクターやGENETYX等の遺伝子解析ソフトを用いて決定することができる。これら発現調節配列の改変は、例えば、温度感受性ベクターを用いた方法や、Redドリブンインテグレーション法(WO2005/010175)により行うことができる。   In addition, an increase in gene expression can be achieved by improving the transcription efficiency of the gene. In addition, an increase in the expression of a gene can be achieved by improving the translation efficiency of the gene. Improvement in transcription efficiency and translation efficiency of a gene can be achieved, for example, by modifying an expression control sequence. “Expression control sequence” may be a general term for sites that affect gene expression. Expression control sequences include, for example, a promoter, a Shine-Dalgarno (SD) sequence (also referred to as a ribosome binding site (RBS)), and a spacer region between the RBS and the initiation codon. The expression control sequence can be determined using a gene search software such as a promoter search vector or GENETYX. These expression control sequences can be modified by, for example, a method using a temperature-sensitive vector or a Red driven integration method (WO2005 / 010175).

遺伝子の転写効率の向上は、例えば、染色体上の遺伝子のプロモーターをより強力なプロモーターに置換することにより達成できる。「より強力なプロモーター」とは、遺伝子の転写が、もともと存在している野生型のプロモーターよりも向上するプロモーターを意味してよい。より強力なプロモーターとしては、例えば、公知の高発現プロモーターであるT7プロモーター、trpプロモーター、lacプロモーター、thrプロモーター、tacプロモーター、trcプロモーター、tetプロモーター、araBADプロモーター、rpoHプロモーター、msrAプロモーター、Bifidobacterium由来のPm1プロモーター、PRプロモーター、およびPLプロモーターが挙げられる。また、コリネ型細菌で利用できるより強力なプロモーターとしては、例えば、人為的に設計変更されたP54-6プロモーター(Appl. Microbiol. Biotechnol., 53, 674-679(2000))、コリネ型細菌内で酢酸、エタノール、ピルビン酸等で誘導できるpta、aceA、aceB、adh、amyEプロモーター、コリネ型細菌内で発現量が多い強力なプロモーターであるcspB、SOD、tuf(EF-Tu)プロモーター(Journal of Biotechnology 104 (2003) 311-323, Appl Environ Microbiol. 2005 Dec;71(12):8587-96.)、P2プロモーター(WO2018/079684)、P3プロモーター(WO2018/079684)、lacプロモーター、tacプロモーター、trcプロモーター、F1プロモーターが挙げられる。また、より強力なプロモーターとしては、各種レポーター遺伝子を用いることにより、在来のプロモーターの高活性型のものを取得してもよい。例えば、プロモーター領域内の-35、-10領域をコンセンサス配列に近づけることにより、プロモーターの活性を高めることができる(国際公開第00/18935号)。高活性型プロモーターとしては、各種tac様プロモーター(Katashkina JI et
al. Russian Federation Patent application 2006134574)が挙げられる。プロモーターの強度の評価法および強力なプロモーターの例は、Goldsteinらの論文(Prokaryotic promoters in biotechnology. Biotechnol. Annu. Rev., 1, 105-128 (1995))等に記載されている。
Improving the transcription efficiency of a gene can be achieved, for example, by replacing the promoter of the gene on the chromosome with a stronger promoter. "A stronger promoter" may mean a promoter that enhances gene transcription over a naturally occurring wild-type promoter. Examples of stronger promoters include, for example, known high expression promoters such as T7 promoter, trp promoter, lac promoter, thr promoter, tac promoter, trc promoter, tet promoter, araBAD promoter, rpoH promoter, msrA promoter, Pm1 derived from Bifidobacterium Promoters, PR promoters, and PL promoters. Examples of stronger promoters usable in coryneform bacteria include, for example, artificially modified P54-6 promoter (Appl. Microbiol. Biotechnol., 53, 674-679 (2000)) and coryneform bacteria. Pta, aceA, aceB, adh, and amyE promoters that can be induced with acetic acid, ethanol, pyruvate, etc., and cspB, SOD, and tuf (EF-Tu) promoters, which are strong promoters with high expression levels in coryneform bacteria (Journal of Biotechnology 104 (2003) 311-323, Appl Environ Microbiol. 2005 Dec; 71 (12): 8587-96.), P2 promoter (WO2018 / 079684), P3 promoter (WO2018 / 079684), lac promoter, tac promoter, trc Promoter and F1 promoter. As a stronger promoter, a highly active type of a conventional promoter may be obtained by using various reporter genes. For example, by bringing the -35 and -10 regions within the promoter region closer to the consensus sequence, the activity of the promoter can be increased (WO 00/18935). Various tac-like promoters (Katashkina JI et
al. Russian Federation Patent application 2006134574). Methods for evaluating promoter strength and examples of strong promoters are described in Goldstein et al.'S article (Prokaryotic promoters in biotechnology. Biotechnol. Annu. Rev., 1, 105-128 (1995)).

遺伝子の翻訳効率の向上は、例えば、染色体上の遺伝子のシャインダルガノ(SD)配列(リボソーム結合部位(RBS)ともいう)をより強力なSD配列に置換することにより達成できる。「より強力なSD配列」とは、mRNAの翻訳が、もともと存在している野生型のSD配列よりも向上するSD配列を意味してよい。より強力なSD配列としては、例えば、ファージT7由来の遺伝子10のRBSが挙げられる(Olins P. O. et al, Gene,
1988, 73, 227-235)。さらに、RBSと開始コドンとの間のスペーサー領域、特に開始コドンのすぐ上流の配列(5’-UTR)における数個のヌクレオチドの置換、あるいは挿入、あるいは欠失がmRNAの安定性および翻訳効率に非常に影響を及ぼすことが知られており、これらを改変することによっても遺伝子の翻訳効率を向上させることができる。
The translation efficiency of a gene can be improved by, for example, replacing the Shine-Dalgarno (SD) sequence (also referred to as a ribosome binding site (RBS)) of the gene on the chromosome with a stronger SD sequence. A “stronger SD sequence” may refer to an SD sequence that enhances translation of mRNA over a native SD sequence that originally exists. More potent SD sequences include, for example, the RBS of gene 10 from phage T7 (Olins PO et al, Gene,
1988, 73, 227-235). Furthermore, substitution, insertion or deletion of several nucleotides in the spacer region between the RBS and the start codon, particularly in the sequence immediately upstream of the start codon (5'-UTR), may affect the stability and translation efficiency of mRNA. It is known to have a great effect, and it is possible to improve the translation efficiency of the gene by modifying them.

遺伝子の翻訳効率の向上は、例えば、コドンの改変によっても達成できる。例えば、遺伝子中に存在するレアコドンを、より高頻度で利用される同義コドンに置き換えることにより、遺伝子の翻訳効率を向上させることができる。すなわち、導入される遺伝子は、例えば、使用する宿主のコドン使用頻度に応じて最適なコドンを有するように改変されてよい。コドンの置換は、例えば、DNAの目的部位に目的の変異を導入する部位特異的変異法により行うことができる。また、コドンが置換された遺伝子断片を全合成してもよい。種々の生物におけるコドンの使用頻度は、「コドン使用データベース」(http://www.kazusa.or.jp/codon; Nakamura, Y. et al, Nucl. Acids Res., 28, 292 (2000))に開示されている。   Improvement in the translation efficiency of a gene can also be achieved, for example, by modifying codons. For example, by replacing a rare codon present in a gene with a synonymous codon that is used more frequently, the translation efficiency of the gene can be improved. That is, the gene to be introduced may be modified to have an optimal codon according to, for example, the codon usage of the host to be used. Codon substitution can be performed, for example, by a site-specific mutagenesis method for introducing a target mutation into a target site in DNA. Alternatively, a gene fragment in which codons have been substituted may be totally synthesized. The codon usage frequency in various organisms is described in “Codon Usage Database” (http://www.kazusa.or.jp/codon; Nakamura, Y. et al, Nucl. Acids Res., 28, 292 (2000)). Is disclosed.

また、遺伝子の発現の上昇は、遺伝子の発現を上昇させるようなレギュレーターを増幅すること、または、遺伝子の発現を低下させるようなレギュレーターを欠失または弱化させることによっても達成できる。   In addition, the expression of a gene can be increased by amplifying a regulator that increases the expression of the gene, or by deleting or weakening a regulator that decreases the expression of the gene.

上記のような遺伝子の発現を上昇させる手法は、単独で用いてもよく、任意の組み合わせで用いてもよい。   The above-described methods for increasing the expression of a gene may be used alone or in any combination.

また、タンパク質の活性が増大するような改変は、例えば、タンパク質の比活性を増強することによっても達成できる。比活性の増強には、フィードバック阻害の脱感作(desensitization to feedback inhibition)も包含されてよい。すなわち、タンパク質が代謝物によるフィードバック阻害を受ける場合は、フィードバック阻害が脱感作されるよう遺伝子またはタンパク質を宿主において変異させることにより、タンパク質の活性を増大させることができる。なお、「フィードバック阻害の脱感作」には、特記しない限り、フィードバック阻害が完全に解除される場合、および、フィードバック阻害が低減される場合が包含されてよい。また、「フィードバック阻害が脱感作されている」(すなわちフィードバック阻害が低減又は解除されている)ことを「フィードバック阻害に耐性」ともいう。比活性が増強されたタンパク質は、例えば、種々の生物を探索し取得することができる。また、在来のタンパク質に変異を導入することで高活性型のものを取得してもよい。導入される変異は、例えば、タンパク質の1若しくは数個の位置での1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されるものであってよい。変異の導入は、例えば、上述したような部位特異的変異法により行うことができる。また、変異の導入は、例えば、突然変異処理により行ってもよい。突然変異処理としては、X線の照射、紫外線の照射、ならびにN−メチル−N'−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(MNNG)、エチルメタンスルフォネート(EMS)、およびメチルメタンスルフォネート(MMS)等の変異剤による処理が挙げられる。また、in vitroでDNAを直接ヒドロキシルアミンで処理し、
ランダム変異を誘発してもよい。比活性の増強は、単独で用いてもよく、上記のような遺伝子の発現を増強する手法と任意に組み合わせて用いてもよい。
Further, the modification that increases the activity of the protein can also be achieved, for example, by enhancing the specific activity of the protein. Increasing specific activity may also include desensitization to feedback inhibition. That is, if the protein is subject to feedback inhibition by metabolites, the activity of the protein can be increased by mutating the gene or protein in the host such that the feedback inhibition is desensitized. Unless otherwise specified, “feedback inhibition desensitization” may include a case where feedback inhibition is completely canceled and a case where feedback inhibition is reduced. Further, "feedback inhibition is desensitized" (that is, feedback inhibition is reduced or released) is also referred to as "resistance to feedback inhibition". For example, a protein with enhanced specific activity can be obtained by searching various organisms. Alternatively, a highly active form may be obtained by introducing a mutation into a native protein. The introduced mutation may be, for example, a substitution, deletion, insertion and / or addition of one or several amino acids at one or several positions of the protein. The mutation can be introduced, for example, by the site-specific mutation method described above. The mutation may be introduced, for example, by a mutation treatment. Mutation treatments included X-ray irradiation, ultraviolet irradiation, and N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG), ethyl methanesulfonate (EMS), and methyl methanesulfonate (MMS). ) And the like. In addition, DNA is directly treated with hydroxylamine in vitro,
Random mutations may be induced. The enhancement of the specific activity may be used alone or in any combination with the above-described technique for enhancing the expression of a gene.

形質転換の方法は特に限定されず、従来知られた方法を用いることができる。例えば、エシェリヒア・コリ K-12について報告されているような、受容菌細胞を塩化カルシウムで処理してDNAの透過性を増す方法(Mandel, M. and Higa, A., J. Mol. Biol. 1970, 53, 159-162)や、バチルス・ズブチリスについて報告されているような、増殖段階の細胞からコンピテントセルを調製してDNAを導入する方法(Duncan, C. H., Wilson, G. A. and Young, F. E., 1997. Gene 1: 153-167)を用いることができる。あるいは、バチルス・ズブチリス、放線菌類、及び酵母について知られているような、DNA受容菌の細胞を、組換えDNAを容易に取り込むプロトプラストまたはスフェロプラストの状態にして組換えDNAをDNA受容菌に導入する方法(Chang, S. and Choen, S. N., 1979. Mol. Gen. Genet. 168: 111-115; Bibb, M. J., Ward, J. M. and Hopwood, O. A. 1978. Nature 274: 398-400; Hinnen, A., Hicks, J. B. and Fink, G. R. 1978. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75: 1929-1933)も応用できる。あるいは、コリネ型細菌について報告されているような、電気パルス法(特開平2-207791)を利用することもできる。   The transformation method is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. For example, methods for increasing the permeability of DNA by treating recipient cells with calcium chloride, as reported for Escherichia coli K-12 (Mandel, M. and Higa, A., J. Mol. Biol. 1970, 53, 159-162) and methods for preparing competent cells from cells at the growth stage and introducing DNA as reported for Bacillus subtilis (Duncan, CH, Wilson, GA and Young, FE). , 1997. Gene 1: 153-167) can be used. Alternatively, as is known for Bacillus subtilis, actinomycetes, and yeast, cells of the DNA recipient are transformed into protoplasts or spheroplasts that readily take up the recombinant DNA and the recombinant DNA is transformed into a DNA recipient. Method of introduction (Chang, S. and Choen, SN, 1979. Mol. Gen. Genet. 168: 111-115; Bibb, MJ, Ward, JM and Hopwood, OA 1978. Nature 274: 398-400; Hinnen, A , Hicks, JB and Fink, GR 1978. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75: 1929-1933). Alternatively, an electric pulse method (JP-A-2-207791) as reported for coryneform bacteria can be used.

タンパク質の活性が増大したことは、同タンパク質の活性を測定することで確認できる。   The increase in the activity of the protein can be confirmed by measuring the activity of the protein.

タンパク質の活性が増大したことは、同タンパク質をコードする遺伝子の発現が上昇したことを確認することによっても、確認できる。遺伝子の発現が上昇したことは、同遺伝子の転写量が上昇したことを確認することや、同遺伝子から発現するタンパク質の量が上昇したことを確認することにより確認できる。   The increase in the activity of the protein can also be confirmed by confirming that the expression of the gene encoding the protein has increased. An increase in the expression of the gene can be confirmed by confirming that the transcription amount of the gene has increased, or by confirming that the amount of the protein expressed from the gene has increased.

遺伝子の転写量が上昇したことの確認は、同遺伝子から転写されるmRNAの量を野生株または親株等の非改変株と比較することによって行うことができる。mRNAの量を評価する方法としてはノーザンハイブリダイゼーション、RT-PCR、マイクロアレイ、RNA-seq等が挙げられる(Sambrook, J., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual/Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001)。mRNAの量は、例えば、非改変株の、1.2倍以上、1.5倍以上、2倍以上、または3倍以上に上昇してよい。   The increase in the transcription level of the gene can be confirmed by comparing the amount of mRNA transcribed from the gene with a wild-type strain or an unmodified strain such as a parent strain. Methods for evaluating the amount of mRNA include Northern hybridization, RT-PCR, microarray, and RNA-seq (Sambrook, J., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual / Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory). Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001). The amount of mRNA may be increased, for example, by a factor of at least 1.2, at least 1.5, at least 2, or at least 3 times that of the unmodified strain.

タンパク質の量が上昇したことの確認は、抗体を用いてウェスタンブロットによって行うことができる(Molecular Cloning(Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001))。タンパク質の量(例えば、細胞当たりの分子数)は、例えば、非改変株の、1.2倍以上、1.5倍以上、2倍以上、または3倍以上に上昇してよい。   The increase in the amount of protein can be confirmed by Western blot using an antibody (Molecular Cloning (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001)). The amount of protein (eg, number of molecules per cell) may be increased, for example, by a factor of at least 1.2, at least 1.5, at least 2, or at least 3 times that of the unmodified strain.

上記したタンパク質の活性を増大させる手法は、任意のタンパク質の活性増強や任意の遺伝子の発現増強に利用できる。   The above-described technique for increasing the activity of a protein can be used for enhancing the activity of an arbitrary protein or enhancing the expression of an arbitrary gene.

<1−6>タンパク質の活性を低下させる手法
以下に、タンパク質の活性を低下させる手法について説明する。
<1-6> Technique for reducing protein activity A technique for reducing protein activity will be described below.

「タンパク質の活性が低下する」とは、同タンパク質の活性が非改変株と比較して低下することを意味してよい。「タンパク質の活性が低下する」とは、具体的には、同タンパク質の細胞当たりの活性が非改変株と比較して減少していることを意味してよい。ここでいう「非改変株」とは、標的のタンパク質の活性が低下するように改変されていない対照株を意味してよい。非改変株としては、野生株や親株が挙げられる。非改変株として、具
体的には、各微生物種の基準株(type strain)が挙げられる。また、非改変株として、具体的には、微生物の説明において例示した菌株も挙げられる。すなわち、一態様において、タンパク質の活性は、基準株(すなわち本明細書に記載の微生物が属する種の基準株)と比較して低下してよい。また、別の態様において、タンパク質の活性は、C. glutamicum ATCC 13869株と比較して低下してもよい。また、別の態様において、タンパク質の活性は、C. glutamicum ATCC 13032株と比較して低下してもよい。また、別の態様において、タンパク質の活性は、E. coli K-12 MG1655株と比較して低下してもよい。なお、「タンパク質の活性が低下する」ことには、同タンパク質の活性が完全に消失している場合も包含されてよい。「タンパク質の活性が低下する」とは、より具体的には、非改変株と比較して、同タンパク質の細胞当たりの分子数が低下していること、および/または、同タンパク質の分子当たりの機能が低下していることを意味してよい。すなわち、「タンパク質の活性が低下する」という場合の「活性」とは、タンパク質の触媒活性に限られず、タンパク質をコードする遺伝子の転写量(mRNA量)または翻訳量(タンパク質の量)を意味してもよい。なお、「タンパク質の細胞当たりの分子数が低下している」ことには、同タンパク質が全く存在していない場合も包含されてよい。また、「タンパク質の分子当たりの機能が低下している」ことには、同タンパク質の分子当たりの機能が完全に消失している場合も包含されてよい。タンパク質の活性の低下の程度は、タンパク質の活性が非改変株と比較して低下していれば特に制限されない。タンパク質の活性は、例えば、非改変株の、50%以下、20%以下、10%以下、5%以下、または0%に低下してよい。
The expression “the activity of a protein is reduced” may mean that the activity of the protein is reduced as compared to an unmodified strain. The phrase “the activity of the protein is reduced” may specifically mean that the activity per cell of the protein is reduced as compared with the unmodified strain. The “unmodified strain” here may mean a control strain that has not been modified so that the activity of the target protein is reduced. Unmodified strains include wild strains and parent strains. The non-modified strain specifically includes a reference strain (type strain) of each microorganism species. In addition, specific examples of the unmodified strain include the strains exemplified in the description of the microorganism. That is, in one embodiment, the activity of the protein may be reduced as compared to a reference strain (ie, a reference strain of the species to which the microorganisms described herein belong). Also, in another embodiment, the activity of the protein may be reduced compared to the C. glutamicum ATCC 13869 strain. In another embodiment, the activity of the protein may be reduced as compared to the C. glutamicum ATCC 13032 strain. In another embodiment, the activity of the protein may be reduced as compared to the E. coli K-12 MG1655 strain. The phrase “the activity of the protein is reduced” may include the case where the activity of the protein is completely lost. More specifically, “the activity of the protein is reduced” means that the number of molecules per cell of the protein is lower than that of the unmodified strain, and / or It may mean that the function is reduced. In other words, “activity” in the case of “protein activity is reduced” means not only the catalytic activity of the protein but also the transcription amount (mRNA amount) or translation amount (protein amount) of the gene encoding the protein. You may. The phrase “the number of molecules of the protein per cell is reduced” may include the case where the protein is not present at all. Further, the phrase “function per molecule of the protein is reduced” may include a case where the function per molecule of the protein is completely lost. The degree of decrease in the activity of the protein is not particularly limited as long as the activity of the protein is reduced as compared with the unmodified strain. The activity of the protein may be reduced, for example, to 50% or less, 20% or less, 10% or less, 5% or less, or 0% of the unmodified strain.

タンパク質の活性が低下するような改変は、例えば、同タンパク質をコードする遺伝子の発現を低下させることにより達成できる。「遺伝子の発現が低下する」とは、同遺伝子の発現が野生株や親株等の非改変株と比較して低下することを意味してよい。「遺伝子の発現が低下する」とは、具体的には、同遺伝子の細胞当たりの発現量が非改変株と比較して減少することを意味してよい。「遺伝子の発現が低下する」とは、より具体的には、遺伝子の転写量(mRNA量)が低下すること、および/または、遺伝子の翻訳量(タンパク質の量)が低下することを意味してよい。「遺伝子の発現が低下する」ことには、同遺伝子が全く発現していない場合も包含されてよい。なお、「遺伝子の発現が低下する」ことを、「遺伝子の発現が弱化される」ともいう。遺伝子の発現は、例えば、非改変株の、50%以下、20%以下、10%以下、5%以下、または0%に低下してよい。   The modification that reduces the activity of the protein can be achieved, for example, by reducing the expression of a gene encoding the protein. The expression “the expression of a gene is reduced” may mean that the expression of the gene is reduced as compared to an unmodified strain such as a wild type strain or a parent strain. The expression “the expression of a gene is reduced” may specifically mean that the expression level of the gene per cell is reduced as compared with an unmodified strain. More specifically, the expression of the gene is decreased, which means that the transcription amount of the gene (mRNA amount) is decreased and / or the translation amount of the gene is decreased (the amount of protein). May be. “Reduced expression of a gene” may include the case where the gene is not expressed at all. In addition, "the gene expression is reduced" is also referred to as "the gene expression is weakened". Gene expression may be reduced, for example, to 50% or less, 20% or less, 10% or less, 5% or less, or 0% of the unmodified strain.

遺伝子の発現の低下は、例えば、転写効率の低下によるものであってもよく、翻訳効率の低下によるものであってもよく、それらの組み合わせによるものであってもよい。遺伝子の発現の低下は、例えば、遺伝子のプロモーター、シャインダルガノ(SD)配列(リボソーム結合部位(RBS)ともいう)、RBSと開始コドンとの間のスペーサー領域等の発現調節配列を改変することにより達成できる。発現調節配列を改変する場合には、発現調節配列は、1塩基以上、2塩基以上、または3塩基以上が改変される。遺伝子の転写効率の低下は、例えば、染色体上の遺伝子のプロモーターをより弱いプロモーターに置換することにより達成できる。「より弱いプロモーター」とは、遺伝子の転写が、もともと存在している野生型のプロモーターよりも弱化するプロモーターを意味してよい。より弱いプロモーターとしては、例えば、誘導型のプロモーターが挙げられる。より弱いプロモーターとしては、例えば、P4プロモーター(WO2018/079684)やP8プロモーター(WO2018/079684)も挙げられる。すなわち、誘導型のプロモーターは、非誘導条件下(例えば、誘導物質の非存在下)でより弱いプロモーターとして機能し得る。また、発現調節配列の一部または全部を欠失させてもよい。また、遺伝子の発現の低下は、例えば、発現制御に関わる因子を操作することによっても達成できる。発現制御に関わる因子としては、転写や翻訳制御に関わる低分子(誘導物質、阻害物質など)、タンパク質(転写因子など)、核酸(siRNAなど)等が挙げられる。また、遺伝子の発現の低下は、例えば、遺伝子のコード領域に遺伝子の発現が低下するような変異を導入することによっても達成できる。例えば、遺伝子のコード領域のコドンを、宿主においてより低頻度で利用される同義コドンに
置き換えることによって、遺伝子の発現を低下させることができる。また、例えば、本明細書に記載するような遺伝子の破壊により、遺伝子の発現自体が低下し得る。
The decrease in gene expression may be due to, for example, a decrease in transcription efficiency, a decrease in translation efficiency, or a combination thereof. The decrease in the expression of a gene can be attained by, for example, modifying an expression control sequence such as a gene promoter, a Shine-Dalgarno (SD) sequence (also referred to as a ribosome binding site (RBS)), or a spacer region between the RBS and the initiation codon. Can be achieved by When modifying the expression control sequence, the expression control sequence is modified by one or more bases, two or more bases, or three or more bases. Reduction of the transcription efficiency of a gene can be achieved, for example, by replacing the promoter of the gene on the chromosome with a weaker promoter. “Weaker promoter” may mean a promoter whose transcription of a gene is weaker than the naturally occurring wild-type promoter. Weaker promoters include, for example, inducible promoters. Examples of weaker promoters include the P4 promoter (WO2018 / 079684) and the P8 promoter (WO2018 / 079684). That is, an inducible promoter can function as a weaker promoter under non-inducing conditions (eg, in the absence of an inducer). Further, part or all of the expression control sequence may be deleted. Further, the reduction of gene expression can also be achieved, for example, by manipulating factors involved in expression control. Factors involved in the regulation of expression include small molecules (such as inducers and inhibitors), proteins (such as transcription factors), and nucleic acids (such as siRNA) that are involved in the regulation of transcription and translation. Further, the decrease in gene expression can also be achieved by, for example, introducing a mutation into the coding region of the gene so that the expression of the gene decreases. For example, expression of a gene can be reduced by replacing codons in the coding region of the gene with synonymous codons that are used less frequently in the host. Also, for example, disruption of a gene as described herein can reduce the expression of the gene itself.

また、タンパク質の活性が低下するような改変は、例えば、同タンパク質をコードする遺伝子を破壊することにより達成できる。「遺伝子が破壊される」とは、正常に機能するタンパク質を産生しないように同遺伝子が改変されることを意味してよい。「正常に機能するタンパク質を産生しない」ことには、同遺伝子からタンパク質が全く産生されない場合や、同遺伝子から分子当たりの機能(例えば、活性や性質)が低下又は消失したタンパク質が産生される場合も包含されてよい。   Further, the modification that reduces the activity of the protein can be achieved, for example, by disrupting the gene encoding the protein. “Gene disruption” may mean that the gene is modified so that it does not produce a normally functioning protein. "Does not produce a protein that functions normally" means that no protein is produced from the gene, or a protein is produced from the gene that has reduced or lost function per molecule (eg, activity or property). May also be included.

遺伝子の破壊は、例えば、染色体上の遺伝子を欠失(欠損)させることにより達成できる。「遺伝子の欠失」とは、遺伝子のコード領域の一部又は全部の領域の欠失を意味してよい。さらには、染色体上の遺伝子のコード領域の前後の配列を含めて、遺伝子全体を欠失させてもよい。タンパク質の活性の低下が達成できる限り、欠失させる領域は、N末端領域(すなわちタンパク質のN末端側をコードする領域)、内部領域、C末端領域(すなわちタンパク質のC末端側をコードする領域)等のいずれの領域であってもよい。通常、欠失させる領域は長い方が確実に遺伝子を不活化し得る。欠失させる領域は、例えば、遺伝子のコード領域全長の10%以上、20%以上、30%以上、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、または95%以上の長さの領域であってよい。また、欠失させる領域の前後の配列は、リーディングフレームが一致しないことが好ましい。リーディングフレームの不一致により、欠失させる領域の下流でフレームシフトが生じ得る。   Gene disruption can be achieved, for example, by deleting (deleting) a gene on a chromosome. “Gene deletion” may mean deletion of part or all of the coding region of a gene. Furthermore, the entire gene may be deleted, including the sequence before and after the coding region of the gene on the chromosome. As long as a reduction in the activity of the protein can be achieved, the region to be deleted is the N-terminal region (ie, the region encoding the N-terminal side of the protein), the internal region, the C-terminal region (ie, the region encoding the C-terminal side of the protein) And so on. Generally, the longer the region to be deleted, the more reliably the gene can be inactivated. The region to be deleted is, for example, 10% or more, 20% or more, 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, of the entire length of the gene coding region. Alternatively, it may be a region having a length of 95% or more. In addition, it is preferable that the sequences before and after the region to be deleted do not have the same reading frame. Reading frame mismatches can cause a frameshift downstream of the region to be deleted.

また、遺伝子の破壊は、例えば、染色体上の遺伝子のコード領域にアミノ酸置換(ミスセンス変異)を導入すること、終止コドン(ナンセンス変異)を導入すること、または1〜2塩基の付加または欠失(フレームシフト変異)を導入すること等によっても達成できる(Journal of Biological Chemistry 272:8611-8617(1997), Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 95 5511-5515(1998), Journal of Biological Chemistry 26 116, 20833-20839(1991))。   Disruption of a gene can be performed, for example, by introducing an amino acid substitution (missense mutation) into the coding region of the gene on the chromosome, introducing a stop codon (nonsense mutation), or adding or deleting 1 to 2 bases ( (Journal of Biological Chemistry 272: 8611-8617 (1997), Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 95 5511-5515 (1998), Journal of Biological Chemistry 26 116) , 20833-20839 (1991)).

また、遺伝子の破壊は、例えば、染色体上の遺伝子のコード領域に他の塩基配列を挿入することによっても達成できる。挿入部位は遺伝子のいずれの領域であってもよいが、挿入する塩基配列は長い方が確実に遺伝子を不活化し得る。また、挿入部位の前後の配列は、リーディングフレームが一致しないことが好ましい。リーディングフレームの不一致により、挿入部位の下流でフレームシフトが生じ得る。他の塩基配列としては、コードされるタンパク質の活性を低下又は消失させるものであれば特に制限されないが、例えば、抗生物質耐性遺伝子等のマーカー遺伝子や目的物質の生産に有用な遺伝子が挙げられる。   Gene disruption can also be achieved, for example, by inserting another base sequence into the coding region of the gene on the chromosome. The insertion site may be in any region of the gene, but the longer the inserted base sequence, the more reliably the gene can be inactivated. Further, it is preferable that the sequences before and after the insertion site do not match in the reading frame. Reading frame mismatches can cause a frameshift downstream of the insertion site. The other nucleotide sequence is not particularly limited as long as it reduces or eliminates the activity of the encoded protein, and examples thereof include a marker gene such as an antibiotic resistance gene and a gene useful for producing a target substance.

遺伝子の破壊は、特に、コードされるタンパク質のアミノ酸配列が欠失(欠損)するように実施してよい。言い換えると、タンパク質の活性が低下するような改変は、例えば、タンパク質のアミノ酸配列(アミノ酸配列の一部または全部の領域)を欠失させることにより、具体的には、アミノ酸配列(アミノ酸配列の一部または全部の領域)を欠失したタンパク質をコードするように遺伝子を改変することにより、達成できる。なお、「タンパク質のアミノ酸配列の欠失」とは、タンパク質のアミノ酸配列の一部または全部の領域の欠失を意味してよい。また、「タンパク質のアミノ酸配列の欠失」とは、タンパク質において元のアミノ酸配列が存在しなくなることを意味してよく、元のアミノ酸配列が別のアミノ酸配列に変化する場合も包含されてよい。すなわち、例えば、フレームシフトにより別のアミノ酸配列に変化した領域は、欠失した領域とみなしてよい。アミノ酸配列の欠失により、典型的にはタンパク質の全長が短縮されるが、タンパク質の全長が変化しないか、あるいは延長される場合もあり得る。例えば、遺伝子のコード領域の一部又は全部の領
域の欠失により、コードされるタンパク質のアミノ酸配列において、当該欠失した領域がコードする領域を欠失させることができる。また、例えば、遺伝子のコード領域への終止コドンの導入により、コードされるタンパク質のアミノ酸配列において、当該導入部位より下流の領域がコードする領域を欠失させることができる。また、例えば、遺伝子のコード領域におけるフレームシフトにより、当該フレームシフト部位がコードする領域を欠失させることができる。アミノ酸配列の欠失における欠失させる領域の位置および長さについては、遺伝子の欠失における欠失させる領域の位置および長さの説明を準用できる。
Disruption of the gene may be carried out, in particular, such that the amino acid sequence of the encoded protein is deleted (deleted). In other words, the modification that reduces the activity of the protein is carried out, for example, by deleting the amino acid sequence of the protein (part or all of the amino acid sequence), specifically, by deleting the amino acid sequence (a part of the amino acid sequence). (Or part or all of the region) can be achieved by modifying a gene so as to encode a protein lacking the same. In addition, "deletion of the amino acid sequence of a protein" may mean deletion of a part or the whole region of the amino acid sequence of a protein. Further, “deletion of the amino acid sequence of the protein” may mean that the original amino acid sequence is not present in the protein, and may include a case where the original amino acid sequence is changed to another amino acid sequence. That is, for example, a region that has been changed to another amino acid sequence by a frameshift may be regarded as a deleted region. Deletion of an amino acid sequence typically reduces the full length of the protein, but may not change or extend the full length of the protein. For example, by deleting part or all of the coding region of a gene, the region encoded by the deleted region can be deleted in the amino acid sequence of the encoded protein. Also, for example, by introducing a stop codon into the coding region of a gene, a region encoded by a region downstream from the introduced site can be deleted in the amino acid sequence of the encoded protein. Further, for example, the region encoded by the frameshift site can be deleted by a frameshift in the coding region of the gene. Regarding the position and length of the region to be deleted in the deletion of the amino acid sequence, the description of the position and length of the region to be deleted in the deletion of the gene can be applied mutatis mutandis.

染色体上の遺伝子を上記のように改変することは、例えば、正常に機能するタンパク質を産生しないように改変した破壊型遺伝子を作製し、該破壊型遺伝子を含む組換えDNAで宿主を形質転換して、破壊型遺伝子と染色体上の野生型遺伝子とで相同組換えを起こさせることにより、染色体上の野生型遺伝子を破壊型遺伝子に置換することによって達成できる。その際、組換えDNAには、宿主の栄養要求性等の形質にしたがって、マーカー遺伝子を含ませておくと操作がしやすい。破壊型遺伝子としては、遺伝子のコード領域の一部又は全部の領域を欠失した遺伝子、ミスセンス変異を導入した遺伝子、ナンセンス変異を導入した遺伝子、フレームシフト変異を導入した遺伝子、トランスポゾンやマーカー遺伝子が挿入された遺伝子が挙げられる。破壊型遺伝子によってコードされるタンパク質は、生成したとしても、野生型タンパク質とは異なる立体構造を有し、機能が低下又は消失する。このような相同組換えを利用した遺伝子置換による遺伝子破壊は既に確立しており、「Redドリブンインテグレーション(Red-driven integration)」と呼ばれる方法(Datsenko, K. A, and Wanner, B. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 97:6640-6645 (2000))、Redドリブンインテグレーション法とλファージ由来の切り出しシステム(Cho, E. H., Gumport, R. I., Gardner, J. F. J. Bacteriol. 184: 5200-5203 (2002))とを組み合わせた方法(WO2005/010175号参照)等の直鎖状DNAを用いる方法や、温度感受性複製起点を含むプラスミドを用いる方法、接合伝達可能なプラスミドを用いる方法、宿主内で機能する複製起点を持たないスイサイドベクターを用いる方法などがある(米国特許第6303383号、特開平05-007491号)。   Modifying a gene on a chromosome as described above involves, for example, preparing a disrupted gene modified so as not to produce a normally functioning protein, and transforming a host with a recombinant DNA containing the disrupted gene. By causing homologous recombination between the disrupted gene and the wild-type gene on the chromosome, it can be achieved by replacing the wild-type gene on the chromosome with the disrupted gene. At this time, if the marker DNA is included in the recombinant DNA according to the trait such as auxotrophy of the host, the operation is easy. Examples of the disrupted gene include a gene in which part or all of the coding region of the gene has been deleted, a gene in which a missense mutation has been introduced, a gene in which a nonsense mutation has been introduced, a gene in which a frameshift mutation has been introduced, a transposon or a marker gene. Inserted genes. Even if produced, the protein encoded by the disrupted gene has a different three-dimensional structure from the wild-type protein, and its function is reduced or lost. Such gene disruption by gene replacement using homologous recombination has already been established, and a method called “Red-driven integration” (Datsenko, K.A., and Wanner, BL Proc. Natl. Acad. Sci. US A. 97: 6640-6645 (2000)), Red driven integration method and excision system derived from λ phage (Cho, EH, Gumport, RI, Gardner, JFJ Bacteriol. 184: 5200-5203 (2002)). ), A method using a plasmid containing a temperature-sensitive replication origin, a method using a plasmid capable of conjugative transfer, a replication functioning in a host, and the like (see WO2005 / 010175). There is a method using a suicide vector having no origin (US Pat. No. 6,303,383, Japanese Patent Laid-Open No. 05-007491).

また、タンパク質の活性が低下するような改変は、例えば、突然変異処理により行ってもよい。突然変異処理としては、X線の照射、紫外線の照射、ならびにN−メチル−N'−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(MNNG)、エチルメタンスルフォネート(EMS)、およびメチルメタンスルフォネート(MMS)等の変異剤による処理が挙げられる。   Further, the modification that reduces the activity of the protein may be performed by, for example, a mutation treatment. Mutation treatments included X-ray irradiation, UV irradiation, and N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG), ethyl methanesulfonate (EMS), and methyl methanesulfonate (MMS). )).

なお、タンパク質が複数のサブユニットからなる複合体として機能する場合、結果としてタンパク質の活性が低下する限り、それらのサブユニットの全てを改変してもよく、一部のみを改変してもよい。すなわち、例えば、それらのサブユニットをそれぞれコードする遺伝子の全てを破壊等してもよく、一部のみを破壊等してもよい。また、タンパク質に複数のアイソザイムが存在する場合、結果としてタンパク質の活性が低下する限り、それらのアイソザイムの全ての活性を低下させてもよく、一部のみの活性を低下させてもよい。すなわち、例えば、それらのアイソザイムをそれぞれコードする遺伝子の全てを破壊等してもよく、一部のみを破壊等してもよい。   When a protein functions as a complex composed of a plurality of subunits, all of these subunits may be modified or only a part thereof may be modified as long as the activity of the protein is reduced. That is, for example, all of the genes encoding the respective subunits may be destroyed, or only a part thereof may be destroyed. When a protein has a plurality of isozymes, all the activities of the isozymes may be reduced or only a part of the activities may be reduced as long as the activity of the protein is reduced. That is, for example, all of the genes encoding the isozymes may be destroyed, or only some of them may be destroyed.

上記のようなタンパク質の活性を低下させる手法は、単独で用いてもよく、任意の組み合わせで用いてもよい。   The techniques for reducing the activity of a protein as described above may be used alone or in any combination.

タンパク質の活性が低下したことは、同タンパク質の活性を測定することで確認できる。   The decrease in the activity of the protein can be confirmed by measuring the activity of the protein.

タンパク質の活性が低下したことは、同タンパク質をコードする遺伝子の発現が低下したことを確認することによっても、確認できる。遺伝子の発現が低下したことは、同遺伝
子の転写量が低下したことを確認することや、同遺伝子から発現するタンパク質の量が低下したことを確認することにより確認できる。
The decrease in the activity of the protein can also be confirmed by confirming that the expression of the gene encoding the protein has decreased. The decrease in the expression of the gene can be confirmed by confirming that the transcript level of the gene has decreased or by confirming that the amount of the protein expressed from the gene has decreased.

遺伝子の転写量が低下したことの確認は、同遺伝子から転写されるmRNAの量を非改変株と比較することによって行うことが出来る。mRNAの量を評価する方法としては、ノーザンハイブリダイゼーション、RT−PCR、マイクロアレイ、RNA-seq等が挙げられる(Molecular Cloning(Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001))。mRNAの量は、例えば、非改変株の、50%以下、20%以下、10%以下、5%以下、または0%に低下してよい。   Confirmation that the transcription amount of the gene has decreased can be performed by comparing the amount of mRNA transcribed from the gene with that of the non-modified strain. Methods for evaluating the amount of mRNA include Northern hybridization, RT-PCR, microarray, RNA-seq, and the like (Molecular Cloning (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001)). The amount of mRNA may be reduced, for example, to 50% or less, 20% or less, 10% or less, 5% or less, or 0% of the unmodified strain.

タンパク質の量が低下したことの確認は、抗体を用いてウェスタンブロットによって行うことが出来る(Molecular Cloning(Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001))。タンパク質の量(例えば、細胞当たりの分子数)は、例えば、非改変株の、50%以下、20%以下、10%以下、5%以下、または0%に低下してよい。   The decrease in the amount of protein can be confirmed by Western blot using an antibody (Molecular Cloning (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001)). The amount of protein (eg, number of molecules per cell) may be reduced, for example, to 50% or less, 20% or less, 10% or less, 5% or less, or 0% of the unmodified strain.

遺伝子が破壊されたことは、破壊に用いた手段に応じて、同遺伝子の一部または全部の塩基配列、制限酵素地図、または全長等を決定することで確認できる。   The disruption of a gene can be confirmed by determining the base sequence, restriction map, full length, etc. of a part or all of the gene according to the means used for the disruption.

上記したタンパク質の活性を低下させる手法は、任意のタンパク質の活性低下や任意の遺伝子の発現低下に利用できる。   The above-described technique for reducing the activity of a protein can be used for reducing the activity of any protein or the expression of any gene.

<2>プラスミドを維持する方法
本明細書に記載の方法は、糖を選択圧として微生物においてプラスミドを維持する方法である。本明細書に記載の方法は、具体的には、糖を含有する培地で本明細書に記載の微生物を培養する工程を含む、微生物においてプラスミドを維持する方法であってよい。同工程を、「培養工程」ともいう。
<2> Method for Maintaining Plasmid The method described in this specification is a method for maintaining a plasmid in a microorganism using sugar as a selective pressure. The method described herein may specifically be a method of maintaining a plasmid in a microorganism, comprising culturing the microorganism described herein in a medium containing a sugar. This step is also referred to as “culturing step”.

本明細書に記載の方法は、任意の目的の培養に適用することができる。培養の目的は、特に制限されない。培養の目的としては、微生物の継代培養、微生物菌体の製造、目的物質の製造が挙げられる。   The method described herein can be applied to culture for any purpose. The purpose of the culture is not particularly limited. The purpose of the culture includes subculture of microorganisms, production of microbial cells, and production of a target substance.

使用する培地は、糖を含有し、微生物が増殖でき、プラスミドが維持される限り、特に制限されない。また、特定の目的のために培養を実施する場合、使用する培地は、当該目的が達成されるように設定できる。培地としては、例えば、液体培地または固体培地を用いることができる。培地として、具体的には、例えば、糖を含有すること以外は、細菌や酵母等の微生物の培養に用いられる通常の培地をそのまま、あるいは適宜改変して用いることができる。培地は、糖に加えて、炭素源、窒素源、リン酸源、硫黄源、その他の各種有機成分や無機成分等の培地成分を必要に応じて含有してよい。培地成分の種類や濃度は、使用する微生物の種類や培養の目的等の諸条件に応じて適宜設定してよい。   The medium to be used is not particularly limited as long as it contains sugar, can grow microorganisms, and maintains the plasmid. When culturing is performed for a specific purpose, the medium to be used can be set so as to achieve the purpose. As the medium, for example, a liquid medium or a solid medium can be used. As the medium, specifically, for example, a normal medium used for culturing microorganisms such as bacteria and yeasts can be used as it is or appropriately modified except that it contains sugar. The medium may contain, in addition to sugar, medium components such as a carbon source, a nitrogen source, a phosphate source, a sulfur source, and other various organic and inorganic components as necessary. The type and concentration of the medium component may be appropriately set according to various conditions such as the type of microorganism used and the purpose of culture.

選択圧として用いる糖は、特に制限されない。糖としては、グルコース、フルクトース、スクロース、ラクトース、ガラクトース、キシロース、アラビノースが挙げられる。糖としては、特に、グルコースやスクロースが挙げられる。糖として、さらに特には、グルコースが挙げられる。選択圧としては、1種の糖を用いてもよく、2種またはそれ以上の糖を組み合わせて用いてもよい。   The sugar used as the selection pressure is not particularly limited. Sugars include glucose, fructose, sucrose, lactose, galactose, xylose, and arabinose. Sugars include glucose and sucrose, among others. Sugars more particularly include glucose. As the selection pressure, one kind of sugar may be used, or two or more kinds of sugars may be used in combination.

糖は、炭素源として用いられる。糖は、唯一炭素源(sole carbon source)として用いられてもよく、そうでなくてもよい。すなわち、糖に加えて、他の炭素源を併用してもよい。他の炭素源は、微生物が資化できる限り、特に制限されない。他の炭素源としては、
酢酸、フマル酸、クエン酸、コハク酸等の有機酸類、グリセロールやエタノール等のアルコール類、脂肪酸類が挙げられる。また、他の炭素源としては、選択圧として採用しなかった糖も挙げられる。なお、単に「糖」と記載する場合、選択圧として採用した糖を意味するものとする。他の炭素源としては、1種の炭素源を用いてもよく、2種またはそれ以上の炭素源を組み合わせて用いてもよい。他の炭素源を併用する場合、総炭素源に対する糖の比率は、プラスミドを維持できる限り、特に制限されない。総炭素源に対する糖の比率は、例えば、重量比で、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上、97%以上、99%以上、99.5%以上、99.7%以上、または99.9%以上であってよい。例えば、初発培地における総炭素源に対する糖の比率を、上記例示した範囲に設定してよい。また、例えば、流加培地における総炭素源に対する糖の比率を、上記例示した範囲に設定してよい。
Sugar is used as a carbon source. Sugar may or may not be used as the sole carbon source. That is, in addition to the sugar, another carbon source may be used in combination. Other carbon sources are not particularly limited as long as the microorganism can assimilate. Other carbon sources include
Organic acids such as acetic acid, fumaric acid, citric acid and succinic acid; alcohols such as glycerol and ethanol; and fatty acids. Other carbon sources also include sugars not employed as selective pressure. It should be noted that when simply described as “sugar”, it means a sugar adopted as the selective pressure. As the other carbon source, one type of carbon source may be used, or two or more types of carbon sources may be used in combination. When another carbon source is used in combination, the ratio of the sugar to the total carbon source is not particularly limited as long as the plasmid can be maintained. The ratio of sugar to total carbon source is, for example, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, 99% or more, 99.5% or more by weight. , 99.7% or more, or 99.9% or more. For example, the ratio of the sugar to the total carbon source in the initial medium may be set in the above-described range. Further, for example, the ratio of the sugar to the total carbon source in the feed medium may be set in the above-described range.

糖としては、所望の程度に精製された精製品を用いてもよく、そうでなくてもよい。糖としては、例えば、糖を含有する混合物を用いてもよい。例えば、糖を含有する混合物としては、廃糖蜜、澱粉の加水分解物、バイオマスの加水分解物が挙げられる。混合物は、例えば、糖と他の炭素源を含有する混合物であってもよい。すなわち、糖と他の炭素源は、例えば、そのような混合物の形態で併用されてもよい。   As the sugar, a purified product purified to a desired degree may or may not be used. As the sugar, for example, a mixture containing the sugar may be used. For example, examples of the mixture containing sugar include molasses, starch hydrolyzate, and biomass hydrolyzate. The mixture may be, for example, a mixture containing sugar and another carbon source. That is, the sugar and the other carbon source may be used in combination, for example, in the form of such a mixture.

糖は、培養の全期間において培地に含有されていてもよく、培養の一部の期間にのみ培地に含有されていてもよい。すなわち、「糖を含有する培地で微生物を培養する」とは、糖が培養の全期間において培地に含有されていることを要しない。糖が培地に含有されている期間は、プラスミドを維持できる限り、特に制限されない。糖が培地に含有されている期間は、例えば、培養の全期間の内の、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上、97%以上、99%以上、99.5%以上、99.7%以上、または99.9%以上の期間であってよい。例えば、糖は、培養開始時から培地に含有されていてもよく、いなくてもよい。プラスミドを確実に維持するために、糖は、通常、培養開始時から培地に含有されていてよい。糖が培養開始時に培地に含有されていない場合は、培養開始後に培地に糖を添加する。添加のタイミングは、培養時間等の諸条件に応じて適宜設定できる。また、糖は、例えば、少なくとも、微生物が所望の程度に生育するまで培地に含有されていてよい。糖は、具体的には、例えば、少なくとも、対数増殖期の終了時まで培地に含有されていてよい。また、培養により目的物質を製造する場合、糖は、例えば、少なくとも、目的物質が所望の程度に生産されるまで培地に含有されていてもよい。いずれの場合にも、適宜、培地に糖を添加してよい。例えば、培養の進行に伴う糖の減少または枯渇に応じて培地に糖を添加してもよい。糖を培地に添加する手段は特に制限されない。例えば、糖を含有する流加培地を培地に流加することにより、糖を培地に添加することができる。糖が培地に含有されていない期間においては、例えば、他の炭素源が培地に含有されていてよい。すなわち、培養は、炭素源が枯渇しないように、あるいは炭素源が枯渇した状態が継続しないように、実施してよい。培地中の糖の濃度は、プラスミドを維持できる限り、特に制限されない。培地中の糖の濃度は、例えば、1 g/L以上、2 g/L以上、5 g/L以上、10 g/L以上、20 g/L以上、50 g/L以上、または100 g/L以上であってもよく、300 g/L以下、200 g/L以下、100 g/L以下、50 g/L以下、または20 g/L以下であってもよく、それらの矛盾しない組み合わせであってもよい。培地中の糖の濃度は、具体的には、例えば、50〜300 g/L、または100〜200 g/Lであってもよい。糖は、培養の全期間において上記例示した濃度で培地に含有されていてもよく、そうでなくてもよい。糖は、例えば、培養開始時に上記例示した濃度で培地に含有されていてもよく、培養開始後に上記例示した濃度となるように培地に添加されてもよい。また、糖は、例えば、上記例示した期間において上記例示した濃度で培地に含有されていてもよい。糖の濃度は、例えば、糖を唯一炭素源として用いる場合に、上記例示した範囲に設定されてよい。また、糖の濃度は、例えば、糖と他の炭素源を併用する場合に、上記例示した範囲に設定されてよい。なお、前培養後に本培養が実施される場合、糖は、少なくとも本培養の期間に、すなわち本培養の全期間または
本培養の一部の期間に、培地に含有されていればよい。すなわち、糖は、前培養の期間には培地に含有されていてもよく、いなくてもよい。このような場合、培養についての記載(例えば、「培養期間(培養の期間)」や「培養開始」)は、本培養についてのものとして読み替えることができる。
The sugar may be contained in the medium during the entire period of the culture, or may be contained in the medium only during a part of the culture. That is, “culturing a microorganism in a medium containing sugar” does not require that the sugar be contained in the medium during the entire culture period. The period during which the sugar is contained in the medium is not particularly limited as long as the plasmid can be maintained. The period in which the sugar is contained in the medium is, for example, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, 99% or more of the entire culture period. %, 99.5% or more, 99.7% or more, or 99.9% or more. For example, the sugar may or may not be included in the medium from the start of the culture. To ensure the maintenance of the plasmid, the sugar may usually be included in the medium from the start of the culture. If the sugar is not contained in the medium at the start of the culture, the sugar is added to the medium after the start of the culture. The timing of the addition can be appropriately set according to various conditions such as the culture time. The sugar may be contained in the medium, for example, at least until the microorganism grows to a desired degree. The sugar may be specifically contained in the medium, for example, at least until the end of the logarithmic growth phase. When the target substance is produced by culturing, the saccharide may be contained in the medium, for example, at least until the target substance is produced to a desired degree. In any case, sugar may be appropriately added to the medium. For example, sugar may be added to the medium according to the decrease or depletion of sugar as the culture proceeds. The means for adding sugar to the medium is not particularly limited. For example, sugar can be added to a culture medium by feeding the medium with a feed medium containing the sugar. During the period when the sugar is not contained in the medium, for example, other carbon sources may be contained in the medium. That is, the cultivation may be performed so that the carbon source is not depleted or the state in which the carbon source is depleted does not continue. The concentration of the sugar in the medium is not particularly limited as long as the plasmid can be maintained. The concentration of the sugar in the medium is, for example, 1 g / L or more, 2 g / L or more, 5 g / L or more, 10 g / L or more, 20 g / L or more, 50 g / L or more, or 100 g / L or more. L or more, 300 g / L or less, 200 g / L or less, 100 g / L or less, 50 g / L or less, or 20 g / L or less. There may be. The concentration of the sugar in the medium may specifically be, for example, 50 to 300 g / L, or 100 to 200 g / L. The sugar may or may not be contained in the medium at the concentrations exemplified above throughout the culture. For example, the sugar may be contained in the medium at the concentration exemplified above at the start of the culture, or may be added to the medium at the concentration exemplified above after the start of the culture. In addition, the sugar may be contained in the medium at the above-mentioned concentration during the above-mentioned period, for example. The sugar concentration may be set in the above-described range, for example, when sugar is used solely as a carbon source. In addition, the concentration of the sugar may be set in the above-described range, for example, when the sugar is used in combination with another carbon source. When the main culture is performed after the preculture, the saccharide may be contained in the medium at least during the main culture, that is, during the entire main culture or a part of the main culture. That is, the sugar may or may not be contained in the medium during the pre-culture period. In such a case, the description about culturing (for example, “culturing period (culturing period)” or “start of culturing”) can be read as that for main culture.

窒素源として、具体的には、例えば、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム等のアンモニウム塩、ペプトン、酵母エキス、肉エキス、大豆タンパク質分解物等の有機窒素源、アンモニア、ウレアが挙げられる。pH調整に用いられるアンモニアガスやアンモニア水を窒素源として利用してもよい。窒素源としては、1種の窒素源を用いてもよく、2種またはそれ以上の窒素源を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of the nitrogen source include ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride, and ammonium phosphate; organic nitrogen sources such as peptone, yeast extract, meat extract, and soybean protein decomposition products; ammonia; and urea. Ammonia gas or aqueous ammonia used for pH adjustment may be used as a nitrogen source. As the nitrogen source, one type of nitrogen source may be used, or two or more types of nitrogen sources may be used in combination.

リン酸源として、具体的には、例えば、リン酸2水素カリウム、リン酸水素2カリウム等のリン酸塩、ピロリン酸等のリン酸ポリマーが挙げられる。リン酸源としては、1種のリン酸源を用いてもよく、2種またはそれ以上のリン酸源を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of the phosphoric acid source include phosphates such as potassium dihydrogen phosphate and dipotassium hydrogen phosphate, and phosphoric acid polymers such as pyrophosphoric acid. As the phosphate source, one type of phosphate source may be used, or two or more types of phosphate sources may be used in combination.

硫黄源として、具体的には、例えば、硫酸塩、チオ硫酸塩、亜硫酸塩等の無機硫黄化合物、システイン、シスチン、グルタチオン等の含硫アミノ酸が挙げられる。硫黄源としては、1種の硫黄源を用いてもよく、2種またはそれ以上の硫黄源を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of the sulfur source include inorganic sulfur compounds such as sulfates, thiosulfates, and sulfites, and sulfur-containing amino acids such as cysteine, cystine, and glutathione. As the sulfur source, one kind of sulfur source may be used, or two or more kinds of sulfur sources may be used in combination.

その他の各種有機成分や無機成分として、具体的には、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の無機塩類;鉄、マンガン、マグネシウム、カルシウム等の微量金属類;ビタミンB1、ビタミンB2、ビタミンB6、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、ビタミンB12等のビタミン類;アミノ酸類;核酸類;これらを含有するペプトン、カザミノ酸、酵母エキス、大豆タンパク質分解物等の有機成分が挙げられる。その他の各種有機成分や無機成分としては、1種の成分を用いてもよく、2種またはそれ以上の成分を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of other various organic components and inorganic components include, for example, inorganic salts such as sodium chloride and potassium chloride; trace metals such as iron, manganese, magnesium, and calcium; vitamin B1, vitamin B2, vitamin B6, and nicotine Vitamins such as acid, nicotinamide, and vitamin B12; amino acids; nucleic acids; and organic components containing these, such as peptone, casamino acid, yeast extract, and soybean protein decomposed products. As other various organic components and inorganic components, one type of component may be used, or two or more types of components may be used in combination.

また、生育にアミノ酸等の栄養素を要求する栄養要求性変異株を使用する場合には、培地は、好ましくは、そのような栄養素を含有していてよい。   When using an auxotrophic mutant that requires nutrients such as amino acids for growth, the medium may preferably contain such nutrients.

また、培地は、培養の目的等の諸条件に応じて、適当な成分を含有していてよい。培地は、例えば、目的物質の生産に利用される成分を含有していてよい。そのような成分として、具体的には、例えば、メチル基供与体(例えば、SAM)やそれらの前駆体(例えば、メチオニン)が挙げられる。また、そのような成分として、具体的には、例えば、目的物質の前駆体も挙げられる。   The medium may contain appropriate components depending on various conditions such as the purpose of the culture. The culture medium may contain, for example, components used for production of the target substance. Specific examples of such a component include a methyl group donor (for example, SAM) and a precursor thereof (for example, methionine). Further, as such a component, specifically, for example, a precursor of a target substance is also exemplified.

本明細書に記載の方法においては、糖を選択圧とすることにより、他の選択圧なしにプラスミドを維持することができる。しかしながら、このことは、他の選択圧の使用を排除するものではない。すなわち、培地は、例えば、糖以外の選択圧として機能する成分を含有していてもよく、いなくてもよい。糖以外の選択圧として機能する成分としては、抗生物質が挙げられる。糖以外の選択圧として機能する成分としては、具体的には、本明細書に記載のプラスミドが抗生物質耐性遺伝子を有する場合における、同遺伝子により耐性となる抗生物質が挙げられる。通常、培地は、糖以外の選択圧として機能する成分を実質的に含有しなくてよい。培地は、例えば、培養の全期間において、糖以外の選択圧として機能する成分を実質的に含有しなくてよい。「培地が糖以外の選択圧として機能する成分を実質的に含有しない」とは、例えば、培地における当該成分の濃度が、当該成分を単独で選択圧とした場合にプラスミドを維持できない濃度であることを意味してよい。「培地が糖以外の選択圧として機能する成分を実質的に含有しない」とは、具体的には、例えば、培地における当該成分の濃度が、プラスミドの維持に通常使用される濃度の1/10以下
、1/100以下、1/1000以下、または1/10000以下であることを意味してもよい。また、「培地が糖以外の選択圧として機能する成分を実質的に含有しない」とは、具体的には、例えば、培地における当該成分の濃度が、10mg/L以下、1mg/L以下、0.1mg/L以下、0.01mg/L以下、または0.001mg/L以下であることを意味してもよい。「培地が糖以外の選択圧として機能する成分を実質的に含有しない」ことには、培地が当該成分を全く含有しない場合も包含される。他の選択圧の使用の有無によらず、糖は、単独で選択圧とした場合にプラスミドを維持できる態様(たとえば、濃度や期間)で使用されればよい。また、微生物が他のプラスミド(すなわち、本明細書に記載のプラスミド以外のプラスミド)を有する場合、同プラスミドの維持のために選択圧として機能する成分を使用してもよい。
In the methods described herein, the selection pressure of the sugar allows the plasmid to be maintained without other selection pressures. However, this does not preclude the use of other selection pressures. That is, the medium may or may not contain, for example, components other than sugar that function as selective pressure. Components that function as selective pressure other than sugar include antibiotics. As a component that functions as a selective pressure other than sugar, specifically, when the plasmid described in the present specification has an antibiotic resistance gene, an antibiotic which becomes more resistant by the gene is exemplified. Usually, the medium may be substantially free of components that function as selective pressures other than sugar. The medium may be substantially free of components that function as selective pressure other than sugar, for example, during the entire period of the culture. "The medium does not substantially contain a component that functions as a selection pressure other than sugar" means, for example, the concentration of the component in the medium that cannot maintain the plasmid when the component is used as the selection pressure alone. It may mean that. "The medium does not substantially contain a component that functions as a selective pressure other than sugar" specifically means, for example, that the concentration of the component in the medium is 1/10 of the concentration usually used for maintaining the plasmid. Hereinafter, it may mean 1/100 or less, 1/1000 or less, or 1/10000 or less. Further, “the medium does not substantially contain a component that functions as a selective pressure other than sugar” specifically means, for example, that the concentration of the component in the medium is 10 mg / L or less, 1 mg / L or less, 0 mg / L or less. It may mean 0.1 mg / L or less, 0.01 mg / L or less, or 0.001 mg / L or less. "The medium does not substantially contain a component that functions as a selective pressure other than sugar" includes the case where the medium does not contain the component at all. Regardless of whether or not another selection pressure is used, the saccharide may be used in such a manner that the plasmid can be maintained when the selection pressure is used alone (for example, the concentration or the period). When the microorganism has another plasmid (that is, a plasmid other than the plasmid described in the present specification), a component that functions as a selective pressure for maintaining the plasmid may be used.

培養条件は、微生物が増殖でき、プラスミドが維持される限り、特に制限されない。また、特定の目的のために培養を実施する場合、培養条件は、当該目的が達成されるように設定できる。培養は、例えば、細菌や酵母等の微生物の培養に用いられる通常の条件で行うことができる。培養条件は、使用する微生物の種類や培養の目的等の諸条件に応じて適宜設定してよい。   The culture conditions are not particularly limited as long as the microorganism can grow and the plasmid is maintained. When culturing is performed for a specific purpose, the culturing conditions can be set so that the purpose is achieved. The cultivation can be performed, for example, under ordinary conditions used for culturing microorganisms such as bacteria and yeast. Culture conditions may be appropriately set according to various conditions such as the type of microorganism used and the purpose of culture.

培養は、適当な培養容器を用いて実施することができる。培養容器としては、シャーレ、マルチウェルプレート、マイクロチューブ、試験管、フラスコ、ジャーファーメンターが挙げられる。   The cultivation can be performed using an appropriate culture vessel. Examples of the culture container include a petri dish, a multiwell plate, a microtube, a test tube, a flask, and a jar fermenter.

培養の際には、まず、微生物を培地に植菌することができる。微生物は、例えば、乾燥菌体やグリセロールストック等の保存品から培地に接種してもよく、予備的に培養したものを培地に接種してもよい。このような予備的な培養を、「前培養」ともいう。また、前培養後の培養を、「本培養」ともいう。このような場合、本明細書に記載の方法における「培養」とは、本培養を意味するものとする。前培養と本培養の培養条件は、同一であってもよく、そうでなくてもよい。例えば、本培養を液体培地で実施する場合、微生物を寒天培地等の固体培地で前培養したものを液体培地に接種してもよく、微生物を液体培地で前培養したものを本培養用の液体培地に接種してもよい。微生物の植菌量は、特に制限されない。例えば、OD660=4〜100の前培養液を、培養開始時に、本培養用の培地に対して0.1質量%〜100質量%、または1質量%〜50質量%、植菌してよい。   At the time of culturing, first, a microorganism can be inoculated into a medium. The microorganism may be inoculated into the medium from a preserved product such as dried cells or glycerol stock, or may be inoculated into the medium after preliminary culture. Such preliminary culture is also referred to as “pre-culture”. The culture after the pre-culture is also referred to as “main culture”. In such a case, “culturing” in the method described in this specification shall mean main culture. The culture conditions for the preculture and the main culture may or may not be the same. For example, when the main culture is performed in a liquid medium, a microorganism pre-cultured in a solid medium such as an agar medium may be inoculated into the liquid medium, and the microorganism pre-cultured in the liquid medium may be used as a liquid for main culture. The medium may be inoculated. The inoculation amount of the microorganism is not particularly limited. For example, a pre-culture solution having an OD660 of 4 to 100 may be inoculated at the start of the culture at 0.1% to 100% by mass or 1% to 50% by mass with respect to the main culture medium.

培養は、回分培養(batch culture)、流加培養(Fed-batch culture)、連続培養(continuous culture)、またはそれらの組み合わせにより実施することができる。流加培養または連続培養は、特に、液体培地を用いて実施することができる。なお、培養開始時の培地を、「初発培地」ともいう。また、流加培養または連続培養において培養系(例えば、発酵槽)に添加する培地を、「流加培地」ともいう。また、流加培養または連続培養において培養系に流加培地を添加することを、「流加」ともいう。なお、前培養後に本培養が実施される場合、前培養と本培養の培養形態は、同一であってもよく、そうでなくてもよい。例えば、前培養と本培養を共に回分培養で実施してもよく、前培養を回分培養で実施し、本培養を流加培養または連続培養で実施してもよい。   The culture can be performed by batch culture, fed-batch culture, continuous culture, or a combination thereof. Fed-batch culture or continuous culture can be particularly performed using a liquid medium. The culture medium at the start of the culture is also referred to as “initial culture medium”. A medium added to a culture system (for example, a fermenter) in fed-batch culture or continuous culture is also referred to as a “fed-batch medium”. The addition of a feed medium to a culture system in fed-batch culture or continuous culture is also referred to as “fed-batch”. When the main culture is performed after the preculture, the culture forms of the preculture and the main culture may or may not be the same. For example, both the preculture and the main culture may be performed by batch culture, the preculture may be performed by batch culture, and the main culture may be performed by fed-batch culture or continuous culture.

糖等の各種成分は、初発培地、流加培地、またはその両方に含有されていてよい。すなわち、培養の過程において、糖等の各種成分を単独で、あるいは任意の組み合わせで、培地に添加してもよい。これらの成分は、いずれも、1回または複数回添加されてもよく、連続的に添加されてもよい。初発培地に含有される成分の種類は、流加培地に含有される成分の種類と、同一であってもよく、そうでなくてもよい。また、初発培地に含有される各成分の濃度は、流加培地に含有される各成分の濃度と、同一であってもよく、そうでなくてもよい。また、含有する成分の種類および/または濃度の異なる2種またはそれ以上の流加培地を用いてもよい。例えば、複数回の流加が間欠的に行われる場合、各流加培地
に含有される成分の種類および/または濃度は、同一であってもよく、そうでなくてもよい。
Various components such as sugar may be contained in the starting medium, the feed medium, or both. That is, in the course of the culture, various components such as sugar may be added to the medium alone or in any combination. Any of these components may be added once or multiple times, or may be added continuously. The type of components contained in the initial medium may or may not be the same as the type of components contained in the feed medium. Further, the concentration of each component contained in the initial medium may or may not be the same as the concentration of each component contained in the feed medium. Alternatively, two or more feed media having different types and / or different concentrations of the components may be used. For example, when a plurality of feedings are performed intermittently, the type and / or concentration of the components contained in each feeding medium may or may not be the same.

培養は、例えば、好気条件、微好気条件、または嫌気条件で実施してよい。培養は、特に、好気条件で実施してよい。「好気条件」とは、培地中の溶存酸素濃度が、0.33ppm以上、または1.5ppm以上である条件を意味してよい。酸素濃度は、具体的には、例えば、飽和酸素濃度に対し、1〜50%、または5%程度に制御されてよい。培養は、例えば、通気培養または振盪培養で行うことができる。培地のpHは、例えば、pH 3〜10、またはpH 4.0〜9.5であってよい。培養中、必要に応じて培地のpHを調整することができる。培地のpHは、アンモニアガス、アンモニア水、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等の各種アルカリ性または酸性物質を用いて調整することができる。培養温度は、例えば、20〜45℃、または25℃〜37℃であってよい。培養期間は、例えば、10時間〜120時間であってよい。培養は、例えば、培地中の炭素源(特に糖)が消費されるまで、あるいは微生物の活性がなくなるまで、継続してもよい。また、培養は、例えば、所望の程度に微生物が生育するまで継続してもよい。また、培養により目的物質を製造する場合、培養は、例えば、目的物質が所望の程度に生産されるまで継続してもよい。   The culture may be performed, for example, under aerobic, microaerobic, or anaerobic conditions. The cultivation may in particular be carried out under aerobic conditions. “Aerobic conditions” may mean conditions under which the concentration of dissolved oxygen in a medium is 0.33 ppm or more, or 1.5 ppm or more. Specifically, the oxygen concentration may be controlled, for example, to about 1 to 50% or about 5% with respect to the saturated oxygen concentration. The culture can be performed, for example, by aeration culture or shaking culture. The pH of the medium may be, for example, pH 3-10, or pH 4.0-9.5. During the culture, the pH of the medium can be adjusted as needed. The pH of the medium is adjusted using various alkaline or acidic substances such as ammonia gas, aqueous ammonia, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, magnesium carbonate, sodium hydroxide, calcium hydroxide, and magnesium hydroxide. can do. The culture temperature may be, for example, 20-45 ° C, or 25-37 ° C. The culture period may be, for example, 10 hours to 120 hours. The cultivation may be continued, for example, until the carbon source (especially sugar) in the medium is consumed, or until the activity of the microorganism is lost. The culturing may be continued, for example, until the microorganisms grow to a desired degree. When the target substance is produced by culturing, the culturing may be continued, for example, until the target substance is produced to a desired degree.

培地中に存在する各種成分の濃度は、化合物の検出または同定に用いられる公知の手法により決定することができる。そのような手法としては、例えば、HPLC、UPLC、LC/MS、GC/MS、NMRが挙げられる。これらの手法は、単独で、あるいは適宜組み合わせて用いることができる。これらの手法は、後述する目的物質の製造方法において目的物質の生成を確認するためにも用いることができる。   The concentration of each component present in the medium can be determined by a known method used for detecting or identifying a compound. Such techniques include, for example, HPLC, UPLC, LC / MS, GC / MS, NMR. These methods can be used alone or in an appropriate combination. These techniques can also be used to confirm the production of the target substance in the method for producing the target substance described below.

このようにして培養工程を実施することにより、プラスミドを保持したまま微生物が生育する。言い換えると、このようにして培養工程を実施することにより、プラスミドを有する菌体が生成する。すなわち、培養工程は、糖を含有する培地で本明細書に記載の微生物を培養してプラスミドを有する菌体を生成する工程であってもよい。同工程を、「菌体生成工程」ともいう。すなわち、本明細書に記載の方法を利用してプラスミドを有する微生物菌体を製造することもできる。すなわち、本明細書に記載の方法の一態様は、プラスミドを有する微生物菌体の製造方法であってもよい。本明細書に記載の方法の一態様は、具体的には、菌体生成工程を含む、プラスミドを有する微生物菌体の製造方法であってよい。生成した菌体は、適宜回収することができる。すなわち、本明細書に記載の方法は、さらに、菌体を回収する工程を含んでいてもよい。   By carrying out the culturing step in this way, the microorganism grows while retaining the plasmid. In other words, by carrying out the culturing step in this way, cells having the plasmid are produced. That is, the culturing step may be a step of culturing the microorganism described in the present specification in a medium containing a sugar to produce cells having a plasmid. This step is also referred to as a "cell formation step". That is, a microbial cell having a plasmid can also be produced using the method described in the present specification. That is, one embodiment of the method described in the present specification may be a method for producing a microbial cell having a plasmid. One embodiment of the method described in the present specification may specifically be a method for producing a microbial cell having a plasmid, which includes a cell generation step. The generated cells can be collected as appropriate. That is, the method described in the present specification may further include a step of collecting cells.

本明細書に記載の方法は、単独で実施されてもよく、そうでなくてもよい。すなわち、複数回の培養を実施する場合、本明細書に記載の方法は、例えば、複数回の培養の内のいずれかの培養に適用されてよい。その場合、複数回の培養の内の残りの培養には、本明細書に記載の方法を適用してもよく、しなくてもよい。言い換えると、本明細書に記載の方法は、例えば、複数回の培養の内の1回またはそれ以上の培養に適用されてよい。具体的には、例えば、本明細書に記載の方法における培養(本培養)の前に前培養が実施される場合、前培養には、本明細書に記載の方法を適用してもよく、しなくてもよい。本明細書に記載の方法が複数回の培養の内の1回またはそれ以上の培養に適用される場合、本明細書に記載の方法の実施態様は、各回の培養についてそれぞれ独立に設定することができる。本明細書に記載の方法を適用しない培養の際には、例えば、他の選択圧を使用することによりプラスミドを維持してよい。   The methods described herein may or may not be performed alone. That is, when performing a plurality of cultures, the method described herein may be applied to, for example, any of the plurality of cultures. In that case, the method described in the present specification may or may not be applied to the remaining cultures of the multiple cultures. In other words, the methods described herein may be applied, for example, to one or more of a plurality of cultures. Specifically, for example, when the preculture is performed before the culture (main culture) in the method described in the present specification, the method described in the present specification may be applied to the preculture, You don't have to. Where the methods described herein are applied to one or more of the multiple cultures, embodiments of the methods described herein may be set independently for each culture. Can be. In culturing without applying the methods described herein, the plasmid may be maintained, for example, by using other selection pressures.

<3>目的物質の製造方法
本明細書に記載の微生物が目的物質生産能を有する場合、本明細書に記載の方法を利用して目的物質を製造することができる。すなわち、本明細書に記載の方法の一態様は、目
的物質の製造方法である。
<3> Method for producing target substance When the microorganism described in the present specification has a target substance-producing ability, the target substance can be produced using the method described in the present specification. That is, one embodiment of the method described in this specification is a method for producing a target substance.

具体的には、上述したプラスミドを維持する方法に従って培養を実施することにより、または上述したプラスミドを維持する方法に従って培養を実施することにより得られる菌体を利用することにより、目的物質を製造することができる。すなわち、目的物質の製造方法の一態様は、糖を含有する培地で微生物を培養して目的物質を生成する工程を含む、目的物質の製造方法であってよい。また、目的物質の製造方法の一態様は、糖を含有する培地で微生物を培養してプラスミドを有する菌体を生成する工程、および前記菌体を利用して前記目的物質を生成する工程を含む、目的物質の製造方法であってもよい。目的物質は、例えば、糖および/または該目的物質の前駆体から製造することができる。すなわち、目的物質の製造方法においては、例えば、糖をプラスミドの維持および目的物質の生産の両方に利用してもよい。また、目的物質の製造方法においては、例えば、糖をプラスミドの維持に利用し、目的物質の前駆体を目的物質の生産に利用してもよい。いずれの場合も、培養の際に微生物においてプラスミドが維持されることにより、プラスミドが(具体的には、プラスミドに搭載された第2の塩基配列が)目的物質の生産に寄与してよい。   Specifically, the target substance is produced by culturing according to the method for maintaining the plasmid described above, or by utilizing cells obtained by culturing according to the method for maintaining the plasmid described above. be able to. That is, one embodiment of the method for producing a target substance may be a method for producing the target substance, which includes a step of culturing a microorganism in a medium containing saccharide to produce the target substance. One embodiment of the method for producing a target substance includes a step of culturing a microorganism in a medium containing a sugar to generate cells having a plasmid, and a step of generating the target substance using the cells. Alternatively, a method for producing a target substance may be used. The target substance can be produced, for example, from sugar and / or a precursor of the target substance. That is, in the method for producing the target substance, for example, the sugar may be used for both maintaining the plasmid and producing the target substance. In the method for producing the target substance, for example, the sugar may be used for maintaining the plasmid, and the precursor of the target substance may be used for producing the target substance. In any case, by maintaining the plasmid in the microorganism during culture, the plasmid (specifically, the second base sequence carried on the plasmid) may contribute to the production of the target substance.

<3−1>発酵法
目的物質は、例えば、本明細書に記載の微生物を利用した発酵により製造することができる。すなわち、目的物質の製造方法の一態様は、微生物を利用した発酵による目的物質の製造方法であってよい。この態様を、「発酵法」ともいう。また、微生物を利用した発酵により目的物質を製造する工程を、「発酵工程」ともいう。すなわち、発酵法は、発酵工程を含む、目的物質の製造方法であってよい。
<3-1> Fermentation method The target substance can be produced, for example, by fermentation using the microorganism described in this specification. That is, one embodiment of the method for producing the target substance may be a method for producing the target substance by fermentation using a microorganism. This embodiment is also called “fermentation method”. The step of producing a target substance by fermentation using a microorganism is also referred to as a “fermentation step”. That is, the fermentation method may be a method for producing a target substance, including a fermentation step.

発酵工程は、上述したプラスミドを維持する方法に従って本明細書に記載の微生物を培養することにより実施できる。具体的には、発酵工程において、目的物質は、糖から製造することができる。すなわち、発酵工程は、例えば、糖を含有する培地で微生物を培養して目的物質を生成する工程であってよい。発酵工程は、特に、糖を含有する培地で微生物を培養して糖から目的物質を生成する工程であってよい。すなわち、発酵法は、例えば、糖を含有する培地で微生物を培養して目的物質を生成する工程、特に、糖を含有する培地で微生物を培養して糖から目的物質を生成する工程を含む、目的物質の製造方法であってよい。発酵工程は、具体的には、糖を含有する培地で微生物を培養し、目的物質を培養液中(例えば、培地中、菌体表層、菌体内、またはそれらの組み合わせ)に生成蓄積する工程であってもよい。また、言い換えると、発酵工程は、例えば、微生物を利用して糖から目的物質を製造する工程であってよい。   The fermentation step can be performed by culturing the microorganism described herein according to the method for maintaining a plasmid described above. Specifically, in the fermentation step, the target substance can be produced from sugar. That is, the fermentation step may be, for example, a step of culturing a microorganism in a medium containing sugar to produce a target substance. The fermentation step may be, in particular, a step of culturing a microorganism in a medium containing sugar to produce a target substance from sugar. That is, the fermentation method includes, for example, a step of culturing a microorganism in a medium containing sugar to produce a target substance, particularly, a step of culturing the microorganism in a medium containing sugar to produce the target substance from sugar. It may be a method for producing a target substance. The fermentation step is, specifically, a step of culturing a microorganism in a medium containing sugar and producing and accumulating a target substance in a culture solution (for example, in the medium, the cell surface, the cells, or a combination thereof). There may be. In other words, the fermentation step may be, for example, a step of producing a target substance from sugar using a microorganism.

発酵法における培養については、発酵法においては目的物質が生産されること以外は、上述したプラスミドを維持する方法における培養についての記載(例えば、培地や培養条件についての記載)を準用できる。すなわち、使用する培地は、糖を含有し、プラスミドを保持したまま微生物が増殖でき、目的物質が生産される限り、特に制限されない。培養条件は、プラスミドを保持したまま微生物が増殖でき、目的物質が生産される限り、特に制限されない。発酵法における培養は、例えば、液体培地を用いて実施してよい。また、発酵法における培養は、例えば、好気条件で実施してよい。なお、前培養後に本培養が実施される場合、目的物質は、少なくとも本培養の期間に生産されればよい。   Regarding the culture in the fermentation method, except for the production of the target substance in the fermentation method, the description of the culture in the above-described method for maintaining the plasmid (for example, the description of the culture medium and culture conditions) can be applied mutatis mutandis. That is, the medium to be used is not particularly limited as long as it contains a saccharide, a microorganism can grow while retaining the plasmid, and the target substance is produced. The culture conditions are not particularly limited as long as the microorganism can grow while retaining the plasmid and the target substance is produced. The culture in the fermentation method may be performed using, for example, a liquid medium. Further, the culture in the fermentation method may be performed, for example, under aerobic conditions. When the main culture is performed after the preculture, the target substance may be produced at least during the main culture.

このような条件下で微生物を培養することにより、目的物質が生成する、すなわち、目的物質を含有する培養液が得られる。目的物質は、具体的には、例えば、培地中、菌体表層、菌体内、またはそれらの組み合わせに蓄積してよい。   By culturing the microorganism under such conditions, a target substance is produced, that is, a culture solution containing the target substance is obtained. Specifically, the target substance may be accumulated in, for example, a culture medium, a cell surface layer, a cell body, or a combination thereof.

目的物質が生成したことは、化合物の検出または同定に用いられる公知の手法により確認することができる。そのような手法としては、例えば、HPLC、UPLC、LC/MS、GC/MS、NM
Rが挙げられる。これらの手法は、単独で、あるいは適宜組み合わせて用いることができる。これらの手法は、培地中に存在する各種成分の濃度を決定するためにも用いることができる。
The production of the target substance can be confirmed by a known method used for detecting or identifying a compound. Such techniques include, for example, HPLC, UPLC, LC / MS, GC / MS, NM
R is mentioned. These methods can be used alone or in an appropriate combination. These techniques can also be used to determine the concentrations of various components present in the medium.

生成した目的物質は、適宜回収することができる。すなわち、発酵法は、さらに、目的物質を回収する工程を含んでいてよい。同工程を、「回収工程」ともいう。回収工程は、培養液から、具体的には培地、菌体表層、菌体、またはそれらの組み合わせから、目的物質を回収する工程であってよい。目的物質の回収は、化合物の分離精製に用いられる公知の手法により行うことができる。そのような手法としては、例えば、イオン交換樹脂法、膜処理法、沈殿法、抽出法、蒸留法、および晶析法が挙げられる。目的物質は、具体的には、例えば、酢酸エチル等の有機溶媒での抽出により、または蒸気蒸留により、回収することができる。目的物質を回収する手法は、目的物質の種類等の諸条件に応じて適宜選択できる。これらの手法は、単独で、あるいは適宜組み合わせて用いることができる。   The generated target substance can be appropriately collected. That is, the fermentation method may further include a step of collecting the target substance. This step is also called a “recovery step”. The recovery step may be a step of recovering the target substance from the culture solution, specifically, from the culture medium, the cell surface, the cells, or a combination thereof. The target substance can be recovered by a known method used for separation and purification of a compound. Examples of such a method include an ion exchange resin method, a membrane treatment method, a precipitation method, an extraction method, a distillation method, and a crystallization method. The target substance can be specifically recovered, for example, by extraction with an organic solvent such as ethyl acetate or by steam distillation. The method of collecting the target substance can be appropriately selected according to various conditions such as the type of the target substance. These methods can be used alone or in an appropriate combination.

また、目的物質が培地中に析出する場合は、例えば、遠心分離または濾過により回収することができる。また、培地中に析出した目的物質は、培地中に溶解している目的物質を晶析した後に、併せて単離してもよい。   When the target substance precipitates in the medium, it can be recovered by, for example, centrifugation or filtration. Further, the target substance precipitated in the medium may be isolated together after crystallization of the target substance dissolved in the medium.

また、目的物質が菌体内に蓄積する場合は、例えば、菌体を超音波等により破砕し、遠心分離等によって菌体を除去して得られる上清から、上記のような化合物の分離精製に用いられる手法により目的物質を回収することができる。   When the target substance accumulates in the cells, for example, the cells are crushed by ultrasonic waves or the like, and the supernatant obtained by removing the cells by centrifugation or the like is used to separate and purify the compound as described above. The target substance can be recovered by the technique used.

尚、回収される目的物質は、目的物質以外に、例えば、微生物菌体、培地成分、水分、微生物の代謝副産物等の他の成分を含んでいてもよい。回収された目的物質の純度は、例えば、30%(w/w)以上、50%(w/w)以上、70%(w/w)以上、80%(w/w)以上、90%(w/w)以上、または95%(w/w)以上であってよい。   The target substance to be collected may contain, in addition to the target substance, other components such as microbial cells, medium components, moisture, and metabolic by-products of microorganisms. The purity of the recovered target substance is, for example, 30% (w / w) or more, 50% (w / w) or more, 70% (w / w) or more, 80% (w / w) or more, 90% (w / w) or more. w / w) or more, or 95% (w / w) or more.

<3−2>生物変換法
目的物質は、例えば、本明細書に記載の微生物を利用した生物変換により製造することもできる。すなわち、目的物質の製造方法の別の態様は、微生物を利用した生物変換による目的物質の製造方法であってよい。この態様を、「生物変換法」ともいう。また、微生物を利用した生物変換により目的物質を製造する工程を、「生物変換工程」ともいう。すなわち、生物変換法は、生物変換工程を含む、目的物質の製造方法であってよい。
<3-2> Bioconversion method The target substance can also be produced by, for example, bioconversion using the microorganism described in this specification. That is, another aspect of the method for producing the target substance may be a method for producing the target substance by bioconversion using a microorganism. This embodiment is also referred to as “bioconversion method”. The step of producing a target substance by bioconversion using a microorganism is also referred to as a “bioconversion step”. That is, the bioconversion method may be a method for producing a target substance including a bioconversion step.

具体的には、生物変換工程において、目的物質は、該目的物質の前駆体から製造することができる。すなわち、生物変換工程は、微生物を利用して目的物質の前駆体から該目的物質を生成する工程であってよい。すなわち、生物変換法は、微生物を利用して目的物質の前駆体から該目的物質を生成する工程を含む、目的物質の製造方法であってよい。より具体的には、生物変換工程において、目的物質は、微生物を利用して該目的物質の前駆体を該目的物質に変換することにより製造することができる。すなわち、生物変換工程は、微生物を利用して目的物質の前駆体を該目的物質に変換する工程であってもよい。すなわち、生物変換法は、微生物を利用して目的物質の前駆体を該目的物質に変換する工程を含む、目的物質の製造方法であってもよい。   Specifically, in the bioconversion step, the target substance can be produced from a precursor of the target substance. That is, the bioconversion step may be a step of generating the target substance from a precursor of the target substance using a microorganism. That is, the bioconversion method may be a method for producing a target substance, including a step of generating the target substance from a precursor of the target substance using a microorganism. More specifically, in the bioconversion step, the target substance can be produced by using a microorganism to convert a precursor of the target substance into the target substance. That is, the bioconversion step may be a step of converting a precursor of the target substance into the target substance using a microorganism. That is, the bioconversion method may be a method for producing a target substance, including a step of converting a precursor of the target substance into the target substance using a microorganism.

目的物質の前駆体を、単に、「前駆体」ともいう。前駆体としては、目的物質への変換にSAMが要求される物質が挙げられる。前駆体として、具体的には、目的物質の生合成経路における中間体(例えば、目的物質生合成酵素の記載に関連して言及したもの)であって、目的物質への変換にSAMが要求されるものが挙げられる。前駆体として、より具体的には、例えば、プロトカテク酸、プロトカテクアルデヒド、バニリン酸、安息香酸、桂皮酸、L−トリプトファン、L−ヒスチジン、L−フェニルアラニン、L−チロシン、L−
アルギニン、L−オルニチン、グリシンが挙げられる。プロトカテク酸は、例えば、バニリン、バニリン酸、またはグアイアコールを生産するための前駆体として用いてよい。プロトカテクアルデヒドおよびバニリン酸は、いずれも、例えば、バニリンを生産するための前駆体として用いてよい。安息香酸およびL−フェニルアラニンは、例えば、ベンズアルデヒドを生産するための前駆体として用いてよい。桂皮酸およびL−フェニルアラニンは、いずれも、例えば、シンナムアルデヒドを生産するための前駆体として用いてよい。L−トリプトファンは、例えば、メラトニンを生産するための前駆体として用いてよい。L−ヒスチジンは、例えば、エルゴチオネインを生産するための前駆体として用いてよい。L−フェニルアラニンおよびL−チロシンは、いずれも、例えば、フェルラ酸、4−ビニルグアイアコール、または4−エチルグアイアコールを生産するための前駆体として用いてよい。L−アルギニンおよびL−オルニチンは、いずれも、例えば、ポリアミンを生産するための前駆体として用いてよい。L−アルギニンおよびグリシンは、いずれも、例えば、クレアチンを生産するための前駆体として用いてよい。前駆体としては、1種の前駆体を用いてもよく、2種またはそれ以上の前駆体を組み合わせて用いてもよい。前駆体が塩の形態を取り得る化合物である場合、前駆体は、フリー体として用いてもよく、塩として用いてもよく、それらの混合物として用いてもよい。すなわち、「前駆体」とは、特記しない限り、フリー体の前駆体、もしくはその塩、またはそれらの混合物を意味してよい。塩としては、例えば、硫酸塩、塩酸塩、炭酸塩、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が挙げられる。前駆体の塩としては、1種の塩を用いてもよく、2種またはそれ以上の塩を組み合わせて用いてもよい。
The precursor of the target substance is simply referred to as “precursor”. Precursors include substances for which SAM is required for conversion to the target substance. Specifically, the precursor is an intermediate in the biosynthetic pathway of the target substance (for example, the one mentioned in connection with the description of the target substance biosynthetic enzyme), and SAM is required for conversion to the target substance. Things. As the precursor, more specifically, for example, protocatechuic acid, protocatechualdehyde, vanillic acid, benzoic acid, cinnamic acid, L-tryptophan, L-histidine, L-phenylalanine, L-tyrosine, L-tyrosine
Arginine, L-ornithine, glycine. Protocatechuic acid may be used, for example, as a precursor to produce vanillin, vanillic acid, or guaiacol. Both protocatechualdehyde and vanillic acid may be used, for example, as precursors for producing vanillin. Benzoic acid and L-phenylalanine may be used, for example, as precursors for producing benzaldehyde. Both cinnamic acid and L-phenylalanine may be used, for example, as precursors for producing cinnamaldehyde. L-tryptophan may be used, for example, as a precursor for producing melatonin. L-histidine may be used, for example, as a precursor for producing ergothioneine. Both L-phenylalanine and L-tyrosine may be used, for example, as precursors for producing ferulic acid, 4-vinylguaiacol, or 4-ethylguaiacol. Both L-arginine and L-ornithine may be used, for example, as precursors for producing polyamines. Both L-arginine and glycine may be used, for example, as precursors for producing creatine. As the precursor, one kind of precursor may be used, or two or more kinds of precursors may be used in combination. When the precursor is a compound that can take the form of a salt, the precursor may be used as a free form, may be used as a salt, or may be used as a mixture thereof. That is, the “precursor” may mean a free precursor, a salt thereof, or a mixture thereof, unless otherwise specified. Examples of the salt include a sulfate, a hydrochloride, a carbonate, an ammonium salt, a sodium salt, and a potassium salt. As the salt of the precursor, one kind of salt may be used, or two or more kinds of salts may be used in combination.

前駆体としては、市販品を用いてもよく、適宜製造して取得したものを用いてもよい。すなわち、生物変換法は、さらに、前駆体を製造する工程を含んでいてもよい。前駆体の製造方法は特に制限されず、例えば、公知の方法を利用できる。前駆体は、例えば、化学合成法、酵素法、生物変換法、発酵法、抽出法、またはそれらの組み合わせにより製造することができる。すなわち、例えば、目的物質の前駆体は、そのさらなる前駆体から該目的物質の前駆体への変換反応を触媒する酵素(「前駆体生成酵素」ともいう)を利用して、そのようなさらなる前駆体から製造することができる。また、例えば、目的物質の前駆体は、前駆体生産能を有する微生物を利用して、炭素源から、あるいはそのようなさらなる前駆体から、製造することができる。「前駆体生産能を有する微生物」とは、目的物質の前駆体を、炭素源から、またはそのようなさらなる前駆体から、生成することができる微生物を意味してよい。例えば、酵素法または生物変換法によるプロトカテク酸の製造法としては、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)KS-0180を用いてパラクレゾールをプロトカテク酸に変換する方法(特開平7-75589号公報)、NADH依存性パラヒドロキシ安息香酸ヒドロキシラーゼを用いてパラヒドロキシ安息香酸をプロトカテク酸に変換する方法(特開平5-244941号公報)、テレフタル酸からプロトカテク酸を生成する反応に関与する遺伝子が導入された形質転換体をテレフタル酸が添加された培地で培養することによりプロトカテク酸を製造する方法(特開2007-104942号公報)、プロトカテク酸生産能を有し且つプロトカテク酸5位酸化酵素活性が低下または欠損した微生物を用いてプロトカテク酸をその前駆体から製造する方法(特開2010-207094号公報)が挙げられる。また、発酵法によるプロトカテク酸の製造法としては、ブレビバクテリウム(Brevibacterium)属に属する細菌を用いて酢酸を炭素源としてプロトカテク酸を製造する方法(特開昭50-89592号公報)や、3−ジヒドロシキミ酸デヒドロゲナーゼをコードする遺伝子が導入されたエシェリヒア(Escherichia)属またはクレブシエラ(Klebsiella)属に属する細菌を用いてグルコースを炭素源としてプロトカテク酸を製造する方法(米国特許第5,272,073号明細書)が挙げられる。また、バニリン酸は、プロトカテク酸を前駆体として、OMTを利用した酵素法またはOMTを有する微生物を利用した生物変換法(J. Am. CHm. Soc., 1998, Vol.120)により、あるいはフェルラ酸を前駆体として、Pseudomonas sp. AV10株を利用した生物変換法(J. App. Microbiol., 2013, Vol.116, p903-910)により、製造することができる。また、プロトカテクアルデヒドは、プロトカテク酸を前駆体として、AC
ARを利用した酵素法またはACARを有する微生物を利用した生物変換法により製造することができる。製造された前駆体は、そのまま、あるいは、適宜、濃縮、希釈、乾燥、溶解、分画、抽出、精製等の処理に供してから、生物変換法に利用できる。すなわち、前駆体としては、例えば、所望の程度に精製された精製品を用いてもよく、前駆体を含有する素材を用いてもよい。前駆体を含有する素材は、微生物が前駆体を利用できる限り特に制限されない。前駆体を含有する素材として、具体的には、例えば、前駆体生産能を有する微生物を培養して得られた培養液、該培養液から分離した培養上清、それらの濃縮物(例えば、濃縮液)や乾燥物等の処理物が挙げられる。
As the precursor, a commercially available product may be used, or a precursor that is appropriately manufactured and obtained may be used. That is, the bioconversion method may further include a step of producing a precursor. The method for producing the precursor is not particularly limited, and for example, a known method can be used. The precursor can be produced, for example, by a chemical synthesis method, an enzymatic method, a bioconversion method, a fermentation method, an extraction method, or a combination thereof. That is, for example, the precursor of the target substance is prepared by utilizing an enzyme that catalyzes a conversion reaction from the further precursor to the precursor of the target substance (also referred to as “precursor-forming enzyme”). Can be manufactured from the body. In addition, for example, the precursor of the target substance can be produced from a carbon source or from such a further precursor using a microorganism capable of producing a precursor. A “microorganism capable of producing a precursor” may mean a microorganism capable of producing a precursor of a target substance from a carbon source or from such a further precursor. For example, as a method for producing protocatechuic acid by an enzymatic method or a bioconversion method, a method for converting paracresol to protocatechuic acid using Pseudomonas putida KS-0180 (JP-A-7-75589), NADH Method for converting parahydroxybenzoic acid to protocatechuic acid using dependent parahydroxybenzoic acid hydroxylase (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-244941), a method comprising introducing a gene involved in a reaction to generate protocatechuic acid from terephthalic acid A method for producing protocatechuic acid by culturing the transformant in a medium to which terephthalic acid has been added (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-104942), a method having protocatechuic acid-producing ability and having reduced or defective protocatechuic acid 5-position oxidase activity A method of producing protocatechuic acid from its precursor using an isolated microorganism (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-207094). . Further, as a method for producing protocatechuic acid by fermentation, a method for producing protocatechuic acid using bacteria belonging to the genus Brevibacterium using acetic acid as a carbon source (Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-89592), -A method for producing protocatechuic acid using glucose as a carbon source using a bacterium belonging to the genus Escherichia or Klebsiella into which a gene encoding dihydroshikimate dehydrogenase has been introduced (U.S. Pat. No. 5,272,073) Is mentioned. In addition, vanillic acid can be obtained using protocatechuic acid as a precursor by an enzymatic method using OMT, a bioconversion method using a microorganism having OMT (J. Am. CHm. Soc., 1998, Vol. 120), or ferulic acid. acid as a precursor, Pseudomonas sp. bioconversion method using AV 10 strain (J. App. Microbiol., 2013 , Vol.116, p903-910) it can be by, for manufacturing. In addition, protocatechuic aldehyde is obtained by using protocatechuic acid as a precursor.
It can be produced by an enzymatic method using AR or a bioconversion method using a microorganism having ACAR. The produced precursor can be used for a bioconversion method as it is or after appropriately subjecting it to a treatment such as concentration, dilution, drying, dissolution, fractionation, extraction, and purification. That is, as the precursor, for example, a purified product purified to a desired degree may be used, or a material containing the precursor may be used. The material containing the precursor is not particularly limited as long as the microorganism can use the precursor. Specific examples of the precursor-containing material include, for example, a culture solution obtained by culturing a microorganism having a precursor-producing ability, a culture supernatant separated from the culture solution, and a concentrate thereof (for example, concentrated Liquid) and processed products such as dried products.

一態様において、生物変換工程は、上述したプラスミドを維持する方法に従って本明細書に記載の微生物を培養することにより実施できる。この態様を、「生物変換法の第1の態様」ともいう。すなわち、生物変換工程は、例えば、糖と目的物質の前駆体を含有する培地で微生物を培養して目的物質を生成する工程であってよい。生物変換工程は、特に、糖と目的物質の前駆体を含有する培地で微生物を培養して前駆体から目的物質を生成する工程であってよい。すなわち、生物変換法の第1の態様は、例えば、糖と目的物質の前駆体を含有する培地で微生物を培養して目的物質を生成する工程、特に、糖と目的物質の前駆体を含有する培地で微生物を培養して前駆体から目的物質を生成する工程を含む、目的物質の製造方法であってよい。生物変換工程は、具体的には、目的物質の前駆体を含有する培地で微生物を培養し、目的物質を培養液中(例えば、培地中、菌体内、またはそれらの組み合わせ)に生成蓄積する工程であってもよい。   In one aspect, the biotransformation step can be performed by culturing the microorganisms described herein according to the method for maintaining a plasmid described above. This aspect is also referred to as “first aspect of the bioconversion method”. That is, the bioconversion step may be, for example, a step of producing a target substance by culturing a microorganism in a medium containing a sugar and a precursor of the target substance. The bioconversion step may be, in particular, a step of culturing a microorganism in a medium containing a precursor of a sugar and a target substance to produce the target substance from the precursor. That is, the first embodiment of the bioconversion method is, for example, a step of producing a target substance by culturing a microorganism in a medium containing a precursor of the sugar and the target substance, in particular, containing a precursor of the sugar and the target substance. The method for producing a target substance may include a step of culturing a microorganism in a medium to produce the target substance from a precursor. The biotransformation step is, specifically, a step of culturing a microorganism in a medium containing a precursor of the target substance, and producing and accumulating the target substance in a culture solution (for example, in the medium, inside the cells, or a combination thereof). It may be.

生物変換法の第1の態様における培養については、同態様においては培地がさらに目的物質の前駆体を含有し、且つ目的物質が生産されること以外は、上述したプラスミドを維持する方法における培養についての記載(例えば、培地や培養条件についての記載)を準用できる。すなわち、使用する培地は、糖と目的物質の前駆体を含有し、プラスミドを保持したまま微生物が増殖でき、目的物質が生産される限り、特に制限されない。培養条件は、プラスミドを保持したまま微生物が増殖でき、目的物質が生産される限り、特に制限されない。生物変換法の第1の態様における培養は、例えば、液体培地を用いて実施してよい。また、生物変換法の第1の態様における培養は、例えば、好気条件で実施してよい。なお、前培養後に本培養が実施される場合、目的物質は、少なくとも本培養の期間に生産されればよい。   Regarding the culture in the first embodiment of the bioconversion method, in the same embodiment, the culture in the above-described method for maintaining the plasmid except that the medium further contains the precursor of the target substance and the target substance is produced (For example, description of culture medium and culture conditions) can be applied mutatis mutandis. That is, the medium to be used is not particularly limited as long as it contains a precursor of the sugar and the target substance, the microorganism can grow while retaining the plasmid, and the target substance is produced. The culture conditions are not particularly limited as long as the microorganism can grow while retaining the plasmid and the target substance is produced. The culturing in the first embodiment of the bioconversion method may be performed, for example, using a liquid medium. The culture in the first embodiment of the bioconversion method may be performed, for example, under aerobic conditions. When the main culture is performed after the preculture, the target substance may be produced at least during the main culture.

前駆体は、培養の全期間において培地に含有されていてもよく、培養の一部の期間にのみ培地に含有されていてもよい。すなわち、「前駆体を含有する培地で微生物を培養する」とは、前駆体が培養の全期間において培地に含有されていることを要しない。前駆体が培地に含有されている期間は、目的物質が生産される限り、特に制限されない。前駆体が培地に含有されている期間は、例えば、培養の全期間の内の、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上、97%以上、99%以上、99.5%以上、99.7%以上、または99.9%以上の期間であってよい。例えば、前駆体は、培養開始時から培地に含有されていてもよく、いなくてもよい。前駆体が培養開始時に培地に含有されていない場合は、培養開始後に培地に前駆体を添加する。添加のタイミングは、培養時間等の諸条件に応じて適宜設定できる。例えば、微生物が十分に生育してから培地に前駆体を添加してもよい。また、前駆体は、例えば、少なくとも、目的物質が所望の程度に生産されるまで培地に含有されていてよい。また、いずれの場合にも、適宜、培地に前駆体を添加してよい。例えば、目的物質の生成に伴う前駆体の減少または枯渇に応じて培地に前駆体を添加してもよい。前駆体を培地に添加する手段は特に制限されない。例えば、前駆体を含有する流加培地を培地に流加することにより、前駆体を培地に添加することができる。また、例えば、本明細書に記載の微生物と前駆体生産能を有する微生物を共培養することにより、前駆体生産能を有する微生物に前駆体を培地中に生成させ、以て前駆体を培地に添加することもできる。「或る成分を培地に添加する」という場合の「成分」には、培地中で生成ま
たは再生するものも包含されてよい。これらの添加手段は、単独で、あるいは適宜組み合わせて利用してもよい。培地中の前駆体濃度は、微生物が前駆体を目的物質の原料として利用できる限り、特に制限されない。培地中の前駆体濃度は、フリー体の重量に換算して、例えば、0.1 g/L以上、1 g/L以上、2 g/L以上、5 g/L以上、10 g/L以上、または15 g/L以上であってもよく、200 g/L以下、100 g/L以下、50 g/L以下、または20 g/L以下であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。前駆体は、培養の全期間において上記例示した濃度で培地に含有されていてもよく、そうでなくてもよい。前駆体は、例えば、培養開始時に上記例示した濃度で培地に含有されていてもよく、培養開始後に上記例示した濃度となるように培地に添加されてもよい。また、前駆体は、例えば、上記例示した期間において上記例示した濃度で培地に含有されていてもよい。なお、前培養後に本培養が実施される場合、目的物質は、少なくとも本培養の期間に生産されればよい。よって、前駆体は、少なくとも本培養の期間に、すなわち本培養の全期間または本培養の一部の期間に、培地に含有されていればよい。すなわち、前駆体は、種培養の期間には培地に含有されていてもよく、いなくてもよい。このような場合、培養についての記載(例えば、「培養期間(培養の期間)」や「培養開始」)は、本培養についてのものとして読み替えることができる。
The precursor may be contained in the medium during the entire period of the culture, or may be contained in the medium only during a part of the culture. That is, "culturing a microorganism in a medium containing a precursor" does not require that the precursor be contained in the medium during the entire period of the culture. The period during which the precursor is contained in the medium is not particularly limited as long as the target substance is produced. The period in which the precursor is contained in the medium is, for example, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more of the entire culture period. The period may be 99% or more, 99.5% or more, 99.7% or more, or 99.9% or more. For example, the precursor may or may not be contained in the medium from the start of the culture. If the precursor is not contained in the medium at the start of the culture, the precursor is added to the medium after the start of the culture. The timing of the addition can be appropriately set according to various conditions such as the culture time. For example, the precursor may be added to the medium after the microorganism has sufficiently grown. The precursor may be contained in the medium, for example, at least until the target substance is produced to a desired degree. In any case, a precursor may be appropriately added to the medium. For example, the precursor may be added to the medium according to the decrease or depletion of the precursor accompanying the production of the target substance. The means for adding the precursor to the medium is not particularly limited. For example, the precursor can be added to the medium by feeding the medium with the feed medium containing the precursor. Also, for example, by co-culturing the microorganism described in the present specification and a microorganism having a precursor producing ability, a precursor is produced in the medium by the microorganism having the precursor producing ability, and thus the precursor is transformed into the medium. It can also be added. The “component” in the case of “adding a certain component to the medium” may include those produced or regenerated in the medium. These addition means may be used alone or in an appropriate combination. The concentration of the precursor in the medium is not particularly limited as long as the microorganism can use the precursor as a raw material of the target substance. The precursor concentration in the medium is converted into the weight of the free form, for example, 0.1 g / L or more, 1 g / L or more, 2 g / L or more, 5 g / L or more, 10 g / L or more, or It may be 15 g / L or more, 200 g / L or less, 100 g / L or less, 50 g / L or less, or 20 g / L or less, or a combination thereof. The precursor may or may not be contained in the medium at the concentrations exemplified above throughout the culture. For example, the precursor may be contained in the medium at the concentration exemplified above at the start of the culture, or may be added to the medium at the concentration exemplified above after the start of the culture. Further, for example, the precursor may be contained in the medium at the above-described concentration during the above-described period. When the main culture is performed after the preculture, the target substance may be produced at least during the main culture. Therefore, it is sufficient that the precursor is contained in the medium at least during the main culture, that is, during the entire main culture or a part of the main culture. That is, the precursor may or may not be contained in the medium during the seed culture. In such a case, the description about culturing (for example, “culturing period (culturing period)” or “start of culturing”) can be read as that for main culture.

別の態様において、生物変換工程は、上述したプラスミドを維持する方法に従って本明細書に記載の微生物を培養することにより得られた菌体を利用することにより実施できる。この態様を、「生物変換法の第2の態様」ともいう。すなわち、生物変換工程は、例えば、そのような菌体を利用して目的物質の前駆体を目的物質に変換する工程であってよい。生物変換工程は、言い換えると、そのような菌体を利用して目的物質の前駆体から目的物質を生成する工程であってもよい。また、生物変換工程は、言い換えると、そのような菌体を目的物質の前駆体に作用させ目的物質を生成する工程であってもよい。すなわち、生物変換法の第2の態様は、例えば、糖を含有する培地で微生物を培養してプラスミドを有する菌体を生成する工程、および前記菌体を利用して目的物質の前駆体を目的物質に変換する工程を含む、目的物質の製造方法であってよい。生物変換工程は、具体的には、そのような菌体を反応液中の目的物質の前駆体に作用させ、目的物質を反応液中(例えば、液画分中、菌体内、またはそれらの組み合わせ)に生成蓄積する工程であってもよい。このような菌体を利用して実施する生物変換工程を、「変換反応」ともいう。   In another embodiment, the bioconversion step can be performed by utilizing the cells obtained by culturing the microorganism described herein according to the method for maintaining a plasmid described above. This embodiment is also referred to as “the second embodiment of the bioconversion method”. That is, the bioconversion step may be, for example, a step of converting a precursor of the target substance into the target substance using such a cell. In other words, the bioconversion step may be a step of producing a target substance from a precursor of the target substance by utilizing such cells. In other words, the bioconversion step may be a step in which such cells are allowed to act on a precursor of the target substance to generate the target substance. That is, the second embodiment of the bioconversion method includes, for example, a step of culturing a microorganism in a medium containing a sugar to produce cells having a plasmid, and using the cells to produce a precursor of a target substance. It may be a method for producing a target substance, including a step of converting the substance into a substance. In the bioconversion step, specifically, such cells are allowed to act on a precursor of a target substance in a reaction solution, and the target substance is reacted in the reaction liquid (for example, in a liquid fraction, in a cell, or a combination thereof). ). The bioconversion process performed using such cells is also referred to as a “conversion reaction”.

生物変換法の第2の態様における培養については、上述したプラスミドを維持する方法における培養についての記載(例えば、培地や培養条件についての記載)を準用できる。生物変換法の第2の態様における培養は、例えば、液体培地を用いて実施してよい。また、生物変換法の第2の態様における培養は、例えば、好気条件で実施してよい。生物変換法の第2の態様における培養においては、前駆体は、培地に含まれていてもよく、含まれていなくてもよい。生物変換法の第2の態様における培養においては、目的物質は、生産されてもよく、されなくてもよい。   Regarding the culture in the second embodiment of the bioconversion method, the description about the culture in the above-described method for maintaining the plasmid (for example, the description about the culture medium and culture conditions) can be applied mutatis mutandis. The culturing in the second embodiment of the bioconversion method may be performed, for example, using a liquid medium. The culturing in the second embodiment of the bioconversion method may be performed, for example, under aerobic conditions. In the culture in the second aspect of the bioconversion method, the precursor may or may not be contained in the medium. In the culture in the second aspect of the bioconversion method, the target substance may or may not be produced.

菌体は、培養液(具体的には培地)に含まれたまま変換反応に用いてもよく、培養液(具体的には培地)から回収して変換反応に用いてもよい。また、菌体は、適宜処理を行ってから変換反応に用いてもよい。すなわち、菌体としては、菌体を含有する培養液、該培養液から回収した菌体、それらの処理物が挙げられる。言い換えると、菌体としては、微生物の培養液に含まれる菌体、該培養液から回収した菌体、それらの処理物に含まれる菌体が挙げられる。処理物としては、菌体を処理に供したものが挙げられる。処理物として、具体的には、菌体を含有する培養液を処理に供したものや、該培養液から回収した菌体を処理に供したものが挙げられる。これらの態様の菌体は、適宜組み合わせて利用してもよい。   The cells may be used in the conversion reaction while being contained in the culture solution (specifically, the medium), or may be recovered from the culture solution (specifically, the medium) and used in the conversion reaction. The cells may be used in the conversion reaction after appropriate treatment. That is, examples of the cells include a culture solution containing the cells, cells recovered from the culture solution, and processed products thereof. In other words, the cells include cells contained in the culture solution of the microorganism, cells collected from the culture solution, and cells contained in a processed product thereof. Examples of the processed product include those obtained by subjecting bacterial cells to processing. Specific examples of the processed product include a product obtained by subjecting a culture solution containing bacterial cells to a process, and a product obtained by subjecting bacterial cells recovered from the culture solution to a process. The cells of these embodiments may be used in appropriate combination.

菌体を培養液から回収する手法は特に制限されず、例えば、公知の手法を利用できる。
そのような手法としては、例えば、自然沈降、遠心分離、濾過が挙げられる。また、凝集剤(flocculant)を利用してもよい。これらの手法は、単独で、あるいは適宜組み合わせて利用することができる。回収した菌体は、適当な媒体を用いて適宜洗浄することができる。また、回収した菌体は、適当な媒体を用いて適宜再懸濁することができる。洗浄や懸濁に利用できる媒体としては、例えば、水や水性緩衝液等の水性媒体(水性溶媒)が挙げられる。
The method for recovering the cells from the culture solution is not particularly limited, and for example, a known method can be used.
Such techniques include, for example, spontaneous sedimentation, centrifugation, and filtration. Also, a flocculant may be used. These methods can be used alone or in an appropriate combination. The collected cells can be appropriately washed using an appropriate medium. The recovered cells can be appropriately resuspended using an appropriate medium. Examples of a medium that can be used for washing and suspension include an aqueous medium (aqueous solvent) such as water or an aqueous buffer.

菌体の処理としては、例えば、希釈、濃縮、アクリルアミドやカラギーナン等の担体への固定化処理、凍結融解処理、膜の透過性を高める処理が挙げられる。膜の透過性は、例えば、界面活性剤または有機溶媒を利用して高めることができる。これらの処理は、適宜組み合わせて利用してもよい。   Examples of the treatment of the cells include dilution, concentration, immobilization on a carrier such as acrylamide and carrageenan, freeze-thaw treatment, and treatment for increasing the permeability of the membrane. The permeability of the membrane can be increased, for example, using a surfactant or an organic solvent. These processes may be used in an appropriate combination.

変換反応に用いられる菌体は、本明細書に記載のプラスミドと目的物質生産能を有していれば特に制限されない。菌体は、代謝活性が維持されているのが好ましい。「代謝活性が維持されている」とは、菌体が炭素源(特に糖)を資化して目的物質の生産に必要な物質を生成または再生する能力を有していることを意味してよい。そのような物質としては、ATP、NADHやNADP等の電子供与体、SAM等のメチル基供与体が挙げられる。菌体は、生育する能力を有していてもよく、有していなくてもよい。   The cells used in the conversion reaction are not particularly limited as long as they have the ability to produce the target substance and the plasmid described in this specification. The cells preferably maintain their metabolic activity. "Maintained metabolic activity" may mean that the cells have the ability to assimilate a carbon source (particularly sugar) to produce or regenerate a substance required for production of the target substance. . Examples of such a substance include an electron donor such as ATP, NADH and NADP, and a methyl group donor such as SAM. The cells may or may not have the ability to grow.

変換反応は、適切な反応液中で実施することができる。変換反応は、具体的には、菌体と前駆体とを適切な反応液中で共存させることにより実施することができる。変換反応は、バッチ式で実施してもよく、カラム式で実施してもよい。バッチ式の場合は、例えば、反応容器内の反応液中で、微生物の菌体と前駆体とを混合することにより、変換反応を実施できる。変換反応は、静置して実施してもよく、撹拌や振盪して実施してもよい。カラム式の場合は、例えば、固定化菌体を充填したカラムに前駆体を含有する反応液を通液することにより、変換反応を実施できる。反応液としては、水や水性緩衝液等の水性媒体(水性溶媒)が挙げられる。   The conversion reaction can be performed in a suitable reaction solution. The conversion reaction can be specifically carried out by allowing the cells and the precursor to coexist in an appropriate reaction solution. The conversion reaction may be performed in a batch system or a column system. In the case of a batch system, for example, a conversion reaction can be carried out by mixing microbial cells and a precursor in a reaction solution in a reaction vessel. The conversion reaction may be carried out while standing, or may be carried out with stirring or shaking. In the case of a column type, for example, the conversion reaction can be performed by passing a reaction solution containing a precursor through a column filled with immobilized cells. Examples of the reaction solution include an aqueous medium (aqueous solvent) such as water or an aqueous buffer.

反応液は、前駆体に加えて、前駆体以外の成分を必要に応じて含有してよい。前駆体以外の成分としては、ATP、NADHやNADPH等の電子供与体、SAM等のメチル基供与体、金属イオン、緩衝剤、界面活性剤、有機溶媒、炭素源(特に糖)、リン酸源、その他各種培地成分が挙げられる。すなわち、例えば、前駆体を含有する培地を反応液として用いてもよい。反応液は、例えば、糖を含有していてもよく、いなくてもよい。すなわち、生物変換法の第2の態様における反応液については、反応液が糖を含有していてもよく、いなくてもよいこと以外は、生物変換法の第1の態様における培地についての記載を準用できる。反応液に含有される成分の種類や濃度は、用いる前駆体の種類や、用いる菌体の態様等の諸条件に応じて適宜設定してよい。   The reaction solution may contain components other than the precursor, if necessary, in addition to the precursor. Components other than precursors include ATP, electron donors such as NADH and NADPH, methyl group donors such as SAM, metal ions, buffers, surfactants, organic solvents, carbon sources (especially sugars), and phosphate sources. And other various medium components. That is, for example, a medium containing a precursor may be used as a reaction solution. The reaction solution may or may not contain a sugar, for example. That is, as for the reaction solution in the second embodiment of the bioconversion method, the description of the medium in the first embodiment of the bioconversion method, except that the reaction solution may or may not contain sugar. Can be applied mutatis mutandis. The type and concentration of the components contained in the reaction solution may be appropriately set according to various conditions such as the type of the precursor used and the mode of the bacterial cell used.

変換反応の条件(溶存酸素濃度、反応液のpH、反応温度、反応時間、各種成分の濃度等)は、目的物質が生成する限り特に制限されない。変換反応は、例えば、静止菌体等の微生物菌体を利用した物質変換に用いられる通常の条件で行うことができる。変換反応の条件は、使用する微生物の種類等の諸条件に応じて適宜設定してよい。変換反応は、例えば、好気条件で実施してよい。「好気条件」とは、反応液中の溶存酸素濃度が、0.33ppm以上、または1.5ppm以上である条件を意味してよい。酸素濃度は、具体的には、例えば、飽和酸素濃度に対し、1〜50%、または5%程度に制御されてよい。反応液のpHは、例えば、通常6.0〜10.0、または6.5〜9.0であってよい。反応温度は、例えば、通常15〜50℃、15〜45℃、または20〜40℃であってよい。反応時間は、例えば、5分〜200時間であってよい。カラム法の場合、反応液の通液速度は、例えば、反応時間が上記例示した反応時間の範囲となるような速度であってよい。また、変換反応は、例えば、細菌や酵母等の微生物の培養に用いられる通常の条件等の培養条件で行うこともできる。変換反応においては、菌
体は、生育してもよく、しなくてもよい。すなわち、生物変換法の第2の態様における変換反応については、同態様においては菌体が生育してもしなくてもよいこと以外は、生物変換法の第1の態様における培養についての記載を準用できる。そのような場合、菌体を取得するための培養条件と、変換反応の条件は、同一であってもよく、なくてもよい。反応液中の前駆体の濃度は、フリー体の重量に換算して、例えば、0.1 g/L以上、1 g/L以上、2 g/L以上、5 g/L以上、10 g/L以上、または15 g/L以上であってもよく、200 g/L以下、100 g/L以下、50 g/L以下、または20 g/L以下であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。反応液中の菌体の濃度は、例えば、600nmにおける光学密度(OD)に換算して、1以上であってもよく、300以下であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。
The conditions of the conversion reaction (dissolved oxygen concentration, reaction solution pH, reaction temperature, reaction time, concentration of various components, etc.) are not particularly limited as long as the target substance is produced. The conversion reaction can be performed, for example, under normal conditions used for substance conversion using microbial cells such as quiescent cells. The conditions for the conversion reaction may be appropriately set according to various conditions such as the type of microorganism used. The conversion reaction may be performed, for example, under aerobic conditions. “Aerobic conditions” may mean conditions under which the concentration of dissolved oxygen in a reaction solution is 0.33 ppm or more, or 1.5 ppm or more. Specifically, the oxygen concentration may be controlled to, for example, about 1 to 50% or about 5% with respect to the saturated oxygen concentration. The pH of the reaction solution may be, for example, usually 6.0 to 10.0, or 6.5 to 9.0. The reaction temperature may be, for example, usually 15 to 50 ° C, 15 to 45 ° C, or 20 to 40 ° C. The reaction time may be, for example, from 5 minutes to 200 hours. In the case of the column method, the flow rate of the reaction solution may be, for example, a speed such that the reaction time falls within the range of the reaction time exemplified above. Further, the conversion reaction can be performed under culture conditions such as ordinary conditions used for culture of microorganisms such as bacteria and yeast. In the conversion reaction, the cells may or may not grow. That is, as for the conversion reaction in the second embodiment of the bioconversion method, the description of the culture in the first embodiment of the bioconversion method applies mutatis mutandis, except that the cells may or may not grow in the second embodiment. it can. In such a case, the culture conditions for obtaining the cells and the conditions for the conversion reaction may or may not be the same. The concentration of the precursor in the reaction solution is converted to the weight of the free form, for example, 0.1 g / L or more, 1 g / L or more, 2 g / L or more, 5 g / L or more, 10 g / L or more , Or 15 g / L or more, 200 g / L or less, 100 g / L or less, 50 g / L or less, or 20 g / L or less, or a combination thereof. Good. The concentration of bacterial cells in the reaction solution may be, for example, 1 or more, 300 or less, or a combination thereof in terms of optical density (OD) at 600 nm.

変換反応の過程において、菌体、前駆体、およびその他の成分を単独で、あるいは任意の組み合わせで、反応液に添加してもよい。例えば、目的物質の生成に伴う前駆体の減少または枯渇に応じて反応液に前駆体を添加してもよい。これらの成分は、1回または複数回添加されてもよく、連続的に添加されてもよい。   In the course of the conversion reaction, cells, precursors, and other components may be added alone or in any combination to the reaction solution. For example, the precursor may be added to the reaction solution in accordance with the decrease or depletion of the precursor due to generation of the target substance. These components may be added one or more times, or may be added continuously.

前駆体等の各種成分を反応液に添加する手段は特に制限されない。これらの成分は、いずれも、反応液に直接添加することにより、反応液に添加することができる。また、例えば、本明細書に記載の微生物と前駆体生産能を有する微生物を共培養することにより、前駆体生産能を有する微生物に前駆体を反応液中に生成させ、以て前駆体を反応液に添加することもできる。また、例えば、ATP、電子供与体、メチル基供与体等の成分は、いずれも、反応液中で生成または再生されてもよく、微生物の菌体内で生成または再生されてもよく、異菌体間共役により生成または再生されてもよい。例えば、微生物の菌体において代謝活性が維持されている場合、炭素源(特に糖)を利用して微生物の菌体内でATP、電子供与体、メチル基供与体等の成分を生成または再生することができる。例えば、具体的には、微生物はSAMを生成または再生する増強された能力を有していてもよく、同微生物により生成または再生されたSAMが変換反応に用いられてもよい。SAMの生成または再生は、SAMを生成または再生する他の手法との組み合わせによってさらに増強され得る。また、ATPを生成または再生する方法としては、例えば、コリネバクテリウム属細菌を利用して炭素源(特に糖)からATPを供給させる方法(Hori, H et al., Appl. Microbiol. Biotechnol. 48(6): 693-698 (1997))、酵母菌体とグルコースを利用してATPを再生する方法(Yamamoto, S et al., Biosci. Biotechnol. Biochem. 69(4): 784-789 (2005))、ホスホエノールピルビン酸とピルビン酸キナーゼを利用してATPを再生する方法(C. Aug’e and Ch. Gautheron, Tetrahedron Lett. 29:789-790 (1988))、ポリリン酸とポリリン酸キナーゼを利用してATPを再生する方法(Murata, K et al., Agric. Biol. Chem. 52(6):
1471-1477 (1988))が挙げられる。「或る成分を反応液に添加する」という場合の「成分」には、反応液中で生成または再生するものも包含されてよい。
Means for adding various components such as a precursor to the reaction solution is not particularly limited. Any of these components can be added to the reaction solution by directly adding it to the reaction solution. In addition, for example, by co-culturing the microorganism described in this specification and a microorganism having a precursor producing ability, a precursor is generated in a reaction solution by the microorganism having the precursor producing ability, thereby reacting the precursor. It can also be added to the liquid. Further, for example, components such as ATP, an electron donor, and a methyl group donor may all be generated or regenerated in a reaction solution, or may be generated or regenerated in the cells of a microorganism, It may be generated or reproduced by interconjugation. For example, when the metabolic activity is maintained in the microbial cells, use a carbon source (especially sugar) to generate or regenerate components such as ATP, an electron donor, and a methyl group donor in the microbial cells. Can be. For example, specifically, a microorganism may have enhanced ability to produce or regenerate a SAM, and SAM produced or regenerated by the microorganism may be used in a conversion reaction. SAM generation or regeneration can be further enhanced by combination with other approaches to generating or reproducing SAM. As a method of producing or regenerating ATP, for example, a method of supplying ATP from a carbon source (especially sugar) using a bacterium belonging to the genus Corynebacterium (Hori, H et al., Appl. Microbiol. Biotechnol. 48 (6): 693-698 (1997)), a method for regenerating ATP using yeast cells and glucose (Yamamoto, S et al., Biosci. Biotechnol. Biochem. 69 (4): 784-789 (2005) )), A method of regenerating ATP using phosphoenolpyruvate and pyruvate kinase (C. Aug'e and Ch. Gautheron, Tetrahedron Lett. 29: 789-790 (1988)), polyphosphate and polyphosphate kinase A method of regenerating ATP using (Murata, K et al., Agric. Biol. Chem. 52 (6):
1471-1477 (1988)). The "component" in the case of "adding a certain component to the reaction solution" may include a component generated or regenerated in the reaction solution.

また、反応条件は、変換反応の開始から終了まで均一であってもよく、変換反応の過程において変化してもよい。「反応条件が変換反応の過程において変化する」ことには、反応条件が時間的に変化することに限られず、反応条件が空間的に変化することも包含されてよい。「反応条件が空間的に変化する」とは、例えば、カラム式で変換反応を実施する場合に、反応温度や菌体密度等の反応条件が流路上の位置に応じて異なっていることを意味してよい。   The reaction conditions may be uniform from the start to the end of the conversion reaction, or may change during the conversion reaction. The phrase "reaction conditions change in the course of the conversion reaction" is not limited to time-dependent changes in reaction conditions, but may also include spatial changes in reaction conditions. "The reaction conditions vary spatially" means that, for example, when a conversion reaction is carried out by a column method, the reaction conditions such as the reaction temperature and the cell density vary depending on the position on the flow path. You may.

このようにして生物変換工程を実施することにより、目的物質が生成する、すなわち、目的物質を含有する培養液または反応液が得られる。目的物質は、具体的には、例えば、培地中、菌体内、またはそれらの組み合わせに蓄積してよい。また、目的物質は、具体的には、例えば、反応液の液画分中、菌体内、またはそれらの組み合わせに蓄積してよい。目的物質が生成したことの確認や目的物質の回収は、いずれも、上述した発酵法と同様に
実施することができる。すなわち、生物変換法は、さらに、回収工程(例えば、培養液(具体的には培地、菌体、またはそれらの組み合わせ)または反応液(具体的には液画分、菌体、またはそれらの組み合わせ)から目的物質を回収する工程)を含んでいてよい。尚、回収される目的物質は、目的物質以外に、例えば、微生物菌体、培地成分、反応液成分、水分、及び微生物の代謝副産物等の他の成分を含んでいてもよい。回収された目的物質の純度は、例えば、30%(w/w)以上、50%(w/w)以上、70%(w/w)以上、80%(w/w)以上、90%(w/w)以上、または95%(w/w)以上であってよい。
By performing the bioconversion process in this way, a target substance is generated, that is, a culture solution or a reaction solution containing the target substance is obtained. The target substance may specifically accumulate, for example, in a medium, in a bacterial cell, or a combination thereof. In addition, the target substance may specifically accumulate in, for example, a liquid fraction of the reaction solution, cells, or a combination thereof. Confirmation of the production of the target substance and recovery of the target substance can be carried out in the same manner as in the fermentation method described above. That is, the bioconversion method further comprises a collection step (for example, a culture solution (specifically, a medium, a cell, or a combination thereof)) or a reaction solution (specifically, a liquid fraction, a cell, or a combination thereof). )) And recovering the target substance from)). The target substance to be collected may contain, in addition to the target substance, other components such as a microbial cell, a medium component, a reaction solution component, water, and a metabolic by-product of a microorganism. The purity of the recovered target substance is, for example, 30% (w / w) or more, 50% (w / w) or more, 70% (w / w) or more, 80% (w / w) or more, 90% (w / w) or more. w / w) or more, or 95% (w / w) or more.

<3−3>バニリンおよび他の目的物質の製造法
本明細書に記載の方法を利用して(すなわち発酵法または生物変換法により)目的物質が製造される場合、製造された目的物質をさらに他の目的物質に変換することができる。すなわち、本発明は、本明細書に記載の方法を利用して(すなわち発酵法または生物変換法により)第1の目的物質を製造する工程、および製造された第1の目的物質を第2の目的物質に変換する工程を含む、第2の目的物質を製造する方法を提供する。
<3-3> Method for producing vanillin and other target substances When the target substance is produced using the method described herein (that is, by a fermentation method or a bioconversion method), the produced target substance is further added. It can be converted to other target substances. That is, the present invention provides a step of producing a first target substance using the method described in the present specification (that is, by a fermentation method or a bioconversion method), and a step of converting the produced first target substance to a second target substance. Provided is a method for producing a second target substance, comprising a step of converting the target substance into a target substance.

例えば、本明細書に記載の方法を利用して(すなわち発酵法または生物変換法により)バニリン酸が製造される場合、製造されたバニリン酸をさらにバニリンに変換することができる。すなわち、本発明は、本明細書に記載の方法を利用して(すなわち発酵法または生物変換法により)バニリン酸を製造する工程、および製造されたバニリン酸をバニリンに変換する工程を含む、バニリンを製造する方法を提供する。同方法を、「バニリン製造法」ともいう。   For example, if vanillic acid is produced utilizing the methods described herein (ie, by fermentation or bioconversion methods), the produced vanillic acid can be further converted to vanillin. That is, the present invention provides a method for producing vanillic acid using the method described herein (ie, by fermentation or bioconversion), and the step of converting the produced vanillic acid to vanillin. And a method for producing the same. This method is also called "vanillin production method".

微生物を利用して製造されたバニリン酸は、そのまま、あるいは、適宜、濃縮、希釈、乾燥、溶解、分画、抽出、精製等の処理に供してから、バニリンへの変換に利用できる。すなわち、バニリン酸としては、例えば、所望の程度に精製された精製品を用いてもよく、バニリン酸を含有する素材を用いてもよい。バニリン酸を含有する素材は、変換を触媒する成分(例えば、微生物や酵素)がバニリン酸を利用できる限り特に制限されない。バニリン酸を含有する素材として、具体的には、例えば、バニリン酸を含有する培養液または反応液、該培養液または反応液から分離した上清、それらの濃縮物(例えば、濃縮液)や乾燥物等の処理物が挙げられる。   Vanillic acid produced by using a microorganism can be used for conversion to vanillin as it is or after being appropriately subjected to processes such as concentration, dilution, drying, dissolution, fractionation, extraction, and purification. That is, as vanillic acid, for example, a purified product purified to a desired degree may be used, or a material containing vanillic acid may be used. The material containing vanillic acid is not particularly limited as long as a component that catalyzes the conversion (for example, a microorganism or an enzyme) can use vanillic acid. As the material containing vanillic acid, specifically, for example, a culture solution or a reaction solution containing vanillic acid, a supernatant separated from the culture solution or the reaction solution, a concentrate thereof (for example, a concentrate) or a dried solution thereof And other processed materials.

バニリン酸をバニリンに変換する手法は特に制限されない。   The method for converting vanillic acid to vanillin is not particularly limited.

バニリン酸は、例えば、ACARを有する微生物を利用した生物変換法によりバニリンに変換することができる。ACARを有する微生物は、糖の資化能が低下するように改変されていてもよく、いなくてもよい。また、ACARを有する微生物は、本明細書に記載のプラスミドを有していてもよく、いなくてもよい。ACARを有する微生物については、同微生物がACARを有しており、糖の資化能が低下するように改変されていてもよく、いなくてもよく、且つ本明細書に記載のプラスミドを有していてもよく、いなくてもよいこと以外は、本明細書に記載の微生物に関する記載を準用できる。ACARを有する微生物は、ACAR、PPT、およびバニリン酸取り込み系の1種またはそれ以上の活性が増大するように改変されていてもよい。また、ACARを有する微生物を利用してバニリン酸をバニリンに変換する生物変換法については、微生物を利用して目的物質を製造する生物変換法に関する記載を準用できる。なお、ACARを有する微生物の培養は、上述したプラスミドを維持する方法に従って実施してもよく、しなくてもよい。   Vanillic acid can be converted to vanillin, for example, by a bioconversion method using a microorganism having ACAR. The microorganism having ACAR may or may not be modified so that the ability to assimilate sugars is reduced. Moreover, the microorganism having ACAR may or may not have the plasmid described herein. With respect to a microorganism having ACAR, the microorganism has ACAR and may or may not be modified so as to have a reduced ability to assimilate sugar, and may have the plasmid described in the present specification. The description of the microorganism described in the present specification can be applied mutatis mutandis except that it may or may not be necessary. A microorganism having an ACAR may be modified to increase the activity of one or more of the ACAR, PPT, and vanillic acid uptake systems. As for the bioconversion method for converting vanillic acid into vanillin using a microorganism having ACAR, the description on the bioconversion method for producing a target substance using a microorganism can be applied mutatis mutandis. The culture of the microorganism having ACAR may or may not be performed according to the method for maintaining the plasmid described above.

また、バニリン酸は、例えば、ACARを利用した酵素法によりバニリンに変換することができる。   Vanillic acid can be converted to vanillin by, for example, an enzymatic method using ACAR.

ACARは、ACAR遺伝子を有する宿主にACAR遺伝子を発現させることにより製造することが
できる。また、ACARは、無細胞タンパク質合成系を利用して製造することができる。
ACAR can be produced by expressing the ACAR gene in a host having the ACAR gene. ACAR can be produced using a cell-free protein synthesis system.

ACAR遺伝子を有する宿主を、「ACARを有する宿主」ともいう。ACAR遺伝子を有する宿主は、本来的にACAR遺伝子を有するものであってもよく、ACAR遺伝子を有するように改変されたものであってもよい。本来的にACAR遺伝子を有する宿主としては、上記例示したACARが由来する生物が挙げられる。ACAR遺伝子を有するように改変された宿主としては、ACAR遺伝子が導入された宿主が挙げられる。また、本来的にACAR遺伝子を有する宿主を、ACAR遺伝子の発現が増大するように改変してもよい。ACAR遺伝子の発現に利用する宿主は、機能するACARを発現できる限り、特に制限されない。宿主としては、例えば、細菌や酵母(真菌)等の微生物、植物細胞、昆虫細胞、動物細胞が挙げられる。   The host having the ACAR gene is also referred to as “the host having ACAR”. The host having the ACAR gene may have the ACAR gene in nature, or may have been modified to have the ACAR gene. Hosts that inherently have an ACAR gene include organisms from which the above-described ACARs are derived. The host modified to have the ACAR gene includes a host into which the ACAR gene has been introduced. Further, a host originally having the ACAR gene may be modified so that the expression of the ACAR gene is increased. The host used for the expression of the ACAR gene is not particularly limited as long as a functional ACAR can be expressed. Examples of the host include microorganisms such as bacteria and yeast (fungi), plant cells, insect cells, and animal cells.

ACAR遺伝子は、ACAR遺伝子を有する宿主を培養することにより発現させることができる。培養方法は、ACAR遺伝子を有する宿主が増殖してACARを発現できる限り、特に制限されない。ACAR遺伝子を有する宿主の培養については、発酵法の培養に関する記載を準用できる。必要により、ACAR遺伝子の発現を誘導できる。培養により、ACARを含有する培養液が得られる。ACARは、宿主細胞および/または培地中に蓄積し得る。   The ACAR gene can be expressed by culturing a host having the ACAR gene. The culture method is not particularly limited as long as the host having the ACAR gene can grow and express ACAR. As for the culture of the host having the ACAR gene, the description of the culture in the fermentation method can be applied mutatis mutandis. If necessary, the expression of the ACAR gene can be induced. By culturing, a culture solution containing ACAR is obtained. ACARs can accumulate in host cells and / or media.

宿主細胞や培地中に存在するACARは、そのまま酵素反応に用いてもよく、そこから精製して酵素反応に用いてもよい。精製は、所望の程度に実施することができる。すなわち、ACARとしては、精製されたACARを用いてもよく、ACARを含有する画分を用いてもよい。そのような画分は、ACARがバニリン酸に作用できるように含有される限り、特に制限されない。そのような画分としては、ACAR遺伝子を有する宿主(すなわちACARを有する宿主)の培養液、同培養物から回収した菌体、同菌体の処理物(例えば、菌体破砕物、菌体溶解物、菌体抽出物、アクリルアミドやカラギーナン等で固定化した固定化菌体)、同培養物から回収した培養上清、それらの部分精製物(すなわち粗精製物)、それらの組み合わせが挙げられる。これらの画分は、単独で、あるいは精製されたACARと組み合わせて、利用できる。   ACAR present in the host cell or medium may be used as it is in the enzyme reaction, or may be purified therefrom and used in the enzyme reaction. Purification can be performed to the desired degree. That is, as ACAR, purified ACAR may be used, or a fraction containing ACAR may be used. Such a fraction is not particularly limited as long as ACAR is contained so as to act on vanillic acid. Examples of such a fraction include a culture solution of a host having an ACAR gene (that is, a host having an ACAR), cells recovered from the culture, and a processed product of the cells (eg, a crushed cell, a cell lysate). Products, cell extracts, immobilized cells immobilized with acrylamide, carrageenan, etc.), culture supernatants recovered from the culture, partially purified products thereof (ie, crude products), and combinations thereof. These fractions can be used alone or in combination with purified ACAR.

酵素反応は、ACARをバニリン酸に作用させることにより実施できる。酵素反応条件は、バニリンが生成する限り、特に制限されない。酵素反応は、例えば、酵素や微生物菌体(例えば、静止菌体)を利用した物質変換に用いられる通常の条件で実施することができる。バニリン製造法における酵素反応については、例えば、生物変換法の第2の態様における変換反応に関する記載を準用できる。   The enzymatic reaction can be performed by allowing ACAR to act on vanillic acid. The enzyme reaction conditions are not particularly limited as long as vanillin is produced. The enzymatic reaction can be carried out, for example, under ordinary conditions used for substance conversion using enzymes or microbial cells (for example, quiescent cells). For the enzyme reaction in the vanillin production method, for example, the description of the conversion reaction in the second embodiment of the bioconversion method can be applied mutatis mutandis.

このようにして変換を実施することにより、バニリンを含有する反応液が得られる。バニリンが生成したことの確認やバニリンの回収は、いずれも、上述した発酵法と同様に実施することができる。すなわち、バニリン製造法は、さらに、反応液からバニリンを回収する工程を含んでいてよい。尚、回収されるバニリンは、バニリン以外に、例えば、微生物菌体、培地成分、反応液成分、ACAR、水分、及び微生物の代謝副産物等の他の成分を含んでいてもよい。回収されたバニリンの純度は、例えば、30%(w/w)以上、50%(w/w)以上、70%(w/w)以上、80%(w/w)以上、90%(w/w)以上、または95%(w/w)以上であってよい。   By carrying out the conversion in this manner, a reaction solution containing vanillin is obtained. Confirmation of the production of vanillin and recovery of vanillin can be carried out in the same manner as in the fermentation method described above. That is, the method for producing vanillin may further include a step of recovering vanillin from the reaction solution. The recovered vanillin may contain, in addition to vanillin, other components such as microbial cells, medium components, reaction solution components, ACAR, moisture, and metabolic by-products of microorganisms. The purity of the recovered vanillin is, for example, 30% (w / w) or more, 50% (w / w) or more, 70% (w / w) or more, 80% (w / w) or more, 90% (w / w). / w) or more, or 95% (w / w) or more.

バニリン酸は、例えば、VDCを有する微生物を利用した生物変換法により、またはVDCを利用した酵素法により、グアイアコールに変換することもできる。フェルラ酸は、例えば、FDCを有する微生物を利用した生物変換法により、またはFDCを利用した酵素法により、4−ビニルグアイアコールに変換することができる。4−ビニルグアイアコールは、例えば、VPRを有する微生物を利用した生物変換法により、またはVPRを利用した酵素法により、4−エチルグアイアコールに変換することができる。フェルラ酸は、これらの方法の組み合わせにより、4−エチルグアイアコールに変換することもできる。具体的には、フェ
ルラ酸は、例えば、FDCまたはそれを有する微生物とVPRまたはそれを有する微生物とを、同時に、または個別に、組み合わせて利用することにより、あるいはFDCとVPRの両方を有する微生物を利用することにより、4−エチルグアイアコールに変換することができる。上述したバニリン製造法に関する記載は、他の目的物質を製造する方法にも準用できる。
Vanillic acid can also be converted to guaiacol by, for example, a bioconversion method using a microorganism having VDC or an enzymatic method using VDC. Ferulic acid can be converted to 4-vinylguaiacol by, for example, a bioconversion method using a microorganism having FDC or an enzymatic method using FDC. 4-vinylguaiacol can be converted to 4-ethylguaiacol by, for example, a bioconversion method using a microorganism having VPR or an enzymatic method using VPR. Ferulic acid can also be converted to 4-ethylguaiacol by a combination of these methods. Specifically, ferulic acid can be used, for example, by utilizing FDC or a microorganism having the same and VPR or a microorganism having the same simultaneously or individually, in combination, or by using a microorganism having both FDC and VPR. By utilizing, it can be converted to 4-ethylguaiacol. The above description on the method for producing vanillin can be applied mutatis mutandis to the method for producing other target substances.

以下、実施例によって、本発明をさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

<1>Corynebacterium glutamicumのリボヌクレアーゼIII遺伝子欠損株の取得
C. glutamicum 2256株(ATCC 13869株;以下、2256株もいう)のリボヌクレアーゼIII(RNaseIII)ホモログ遺伝子(以下、rnc遺伝子ともいう)の破壊株を以下のようにして構築した。
<1> Acquisition of Corynebacterium glutamicum ribonuclease III gene-deficient strain
A disrupted strain of the ribonuclease III (RNaseIII) homolog gene (hereinafter also referred to as the rnc gene) of C. glutamicum 2256 strain (ATCC 13869 strain; hereinafter also referred to as 2256 strain) was constructed as follows.

まず、既知のRNaseIIIとのアミノ酸配列の相同性をもとに、遺伝子データベース(GenBank)にて、C. glutamicum 2256(Accession No. AP017557)のゲノム配列情報におけるREGION: 2115207..2115950に存在する領域がrnc遺伝子であると推定した。そこで、その遺伝子を欠損させるために必要な情報として、そのORF(オープンリーディングフレーム)領域と、その上流領域と下流領域の各々約1,000塩基(1kb)ずつのDNA塩基配列情報を遺伝子データベース(GenBank)から取得した。   First, based on the homology of the amino acid sequence with the known RNaseIII, the region present in REGION: 2115207..2115950 in the genome sequence information of C. glutamicum 2256 (Accession No. AP017557) in the gene database (GenBank) Was estimated to be the rnc gene. Therefore, as information necessary for deletion of the gene, the ORF (open reading frame) region and DNA base sequence information of about 1,000 bases (1 kb) each of its upstream region and downstream region are stored in a gene database (GenBank). Obtained from.

次に、2256株の菌体から、DNeasy Blood & Tissue Kit(QIAGEN製)を用いてゲノムDNAを取得し、これを鋳型として、配列番号193と194のプライマーを用いてrnc遺伝子の上流約1kb分のDNA断片を、また、配列番号195と196のプライマーを用いてrnc遺伝子の下流約1kb分のDNA断片を、PrimeSTAR GXL DNA Polymerase(TAKARA BIO製)にてそれぞれPCR増幅して取得した。なお、PCR条件はメーカー推奨プロトコルに準じた。続いて、これらのDNA断片を、sacB遺伝子を搭載するプラスミドpBS4S(WO2005/113745及びWO2005/113744;C. glutamicumにおいては複製能を持たない)に以下の手順で連結した。具体的には、pBS4Sを鋳型とし、配列番号197と198のプライマーを用いて、PrimeSTAR GXL DNA PolymeraseにてPCR増幅を行い、pBS4Sの増幅断片を取得した。次いで、上記で取得したrnc遺伝子上流域と下流域の両DNA断片とpBS4Sの増幅断片とを混合し、In-Fusion HD Cloning Kit(クロンテック製)を使用してそれら3つの断片の連結を行った(図1)。そして、その反応液を用いて、エシェリヒア・コリJM109株のコンピテントセル(TAKARA BIO製)を形質転換し、カナマイシン25μg/mlを含むLB寒天培地上に塗布した。37℃で一晩、培養後、寒天培地上に出現したコロニーから単一コロニーを分離し、カナマイシン耐性となった形質転換体を得た。得られた形質転換体よりプラスミドを常法により抽出し、構造解析により、rnc遺伝子の上流域と下流域のDNA断片を含むプラスミドを確認した。そして、これをpBS4SΔrncと命名した(図1)。   Next, genomic DNA was obtained from the cells of the 2256 strain using the DNeasy Blood & Tissue Kit (manufactured by QIAGEN), and using this as a template, the primers of SEQ ID NOs: 193 and 194 were used to obtain about 1 kb upstream of the rnc gene. And a DNA fragment of about 1 kb downstream of the rnc gene was amplified by PCR using PrimeSTAR GXL DNA Polymerase (TAKARA BIO) using the primers of SEQ ID NOs: 195 and 196, respectively. In addition, PCR conditions followed the protocol recommended by the manufacturer. Subsequently, these DNA fragments were ligated to a plasmid pBS4S (WO2005 / 113745 and WO2005 / 113744; which has no replication ability in C. glutamicum) carrying the sacB gene by the following procedure. Specifically, PCR amplification was performed with PrimeSTAR GXL DNA Polymerase using pBS4S as a template and primers of SEQ ID NOs: 197 and 198 to obtain an amplified fragment of pBS4S. Next, both the upstream and downstream DNA fragments of the rnc gene obtained above were mixed with the amplified fragment of pBS4S, and the three fragments were ligated using an In-Fusion HD Cloning Kit (Clontech). (FIG. 1). Then, using the reaction solution, competent cells of Escherichia coli JM109 strain (manufactured by TAKARA BIO) were transformed, and applied to an LB agar medium containing 25 μg / ml of kanamycin. After culturing overnight at 37 ° C., a single colony was separated from the colony that appeared on the agar medium, and a transformant which became kanamycin resistant was obtained. Plasmids were extracted from the resulting transformants by a conventional method, and plasmids containing DNA fragments in the upstream and downstream regions of the rnc gene were identified by structural analysis. This was named pBS4SΔrnc (FIG. 1).

このプラスミドはコリネ型細菌内で自律複製できないため、本プラスミドをコリネ型細菌へ導入した場合、極めて低頻度であるが、本プラスミドが遺伝的相同組換え反応により染色体に組み込まれ、カナマイシン耐性を示す形質転換株が出現する。そこで、2256株を電気パルス法により高濃度の上記プラスミドpBS4Δrncを用いて形質転換し、カナマイシン25μg/mlを含むCM-Dex寒天培地(グルコース 5g/L、ポリペプトン 10g/L、イーストエキストラクト 10g/L、KH2PO4 1g/L、MgSO4・7H2O 0.4g/L、FeSO4・7H2O 0.01g/L、MnSO4・7H2O 0.01g/L、尿素 3g/L、大豆加水分解物 1.2g/L、pH7.5(KOHにて調整)、寒天20g/L)に塗布し30℃で一晩培養した。その結果、数コロニーが出現した。この培地上に生育してきた株は、該プラスミドのrnc遺伝子の近傍(上流域かあるいは下流域)のDNA配列断片と2256株のゲノム上の同遺伝子近傍の領域との間で相同組換えを起こした結果、同ゲノム中に該プラスミドに由来するカナマイシン耐性遺伝子およびsacB遺伝子が挿入されている株、いわゆる一回組み換え株となる。 Since this plasmid cannot replicate autonomously in coryneform bacteria, the frequency of this plasmid is extremely low when introduced into coryneform bacteria, but the plasmid is integrated into the chromosome by genetic homologous recombination and exhibits kanamycin resistance. Transformants appear. Therefore, the 2256 strain was transformed with the above plasmid pBS4Δrnc at a high concentration by the electric pulse method, and CM-Dex agar medium containing 25 μg / ml of kanamycin (glucose 5 g / L, polypeptone 10 g / L, yeast extract 10 g / L) , KH 2 PO 4 1g / L , MgSO 4 · 7H 2 O 0.4g / L, FeSO 4 · 7H 2 O 0.01g / L, MnSO 4 · 7H 2 O 0.01g / L, urea 3 g / L, soybean hydrolyzate 1.2 g / L, pH 7.5 (adjusted by KOH), agar 20 g / L) and cultured at 30 ° C. overnight. As a result, several colonies appeared. The strain grown on this medium undergoes homologous recombination between the DNA sequence fragment of the plasmid near the rnc gene (upstream or downstream) and the region of the 2256 strain genome near the same gene. As a result, a strain in which the kanamycin resistance gene and sacB gene derived from the plasmid are inserted into the same genome, that is, a so-called single recombinant strain is obtained.

次に、これらの一回組換え体を、カナマイシンを含まないCM-Dex液体培地(寒天を含まないこと以外はCM-Dex寒天培地と同一の組成)にて30℃で一晩培養し、適当に希釈した後に、カナマイシンを含まない10%(w/v)スクロース含有Dex-S10寒天培地(スクロース 10g/L、ポリペプトン 10g/L、イーストエキストラクト 10g/L、KH2PO4 1g/L、MgSO4・7H2O 0.4g/L、FeSO4・7H2O 0.01g/L、MnSO4・4H2O 0.01g/L、尿素 3g/L、大豆加水分解物 1.2g/L、ビオチン 10μg/L、pH7.5(KOHにて調整)、寒天20g/L)に塗布し、30℃にて一晩培養した。その結果、数個のコロニーが出現したが、これらは、2回目の相同組み換えによりsacB遺伝子が脱落することでスクロース非感受性となった株と考えられた。この様にして得られた株の中には、そのrnc遺伝子が欠損型に置き換わったものと野生型に戻ったものが含まれる。そこで、出現したコロニーをKOD FX NEO(TOYOBO製)を使用したコロニーPCR反応に供し、rnc遺伝子欠損株の選別を行った。配列番号199と200のプライマーを用いて、それらの株のrnc遺伝子領域の長さをPCR増幅にて分析した結果、2256株(野生型)のゲノムDNAを鋳型にしたものよりもPCR増幅でのDNA断片の長さが短いものがあった。そこで、その内の一つの株をrnc遺伝子欠損株として選抜し、2256Δrnc株と命名した。なお、野生型のままのrnc遺伝子である場合のPCR増幅DNA断片の長さは約3 kbpであり、一方、rnc遺伝子欠損の場合のPCR増幅DNA断片の長さは約2 kbpである(図2)。 Next, these single recombinants were cultured overnight at 30 ° C. in CM-Dex liquid medium without kanamycin (same composition as CM-Dex agar medium except that no agar was contained), and After dilution, Kanamycin-free Dex-S10 agar medium containing 10% (w / v) sucrose (sucrose 10 g / L, polypeptone 10 g / L, yeast extract 10 g / L, KH 2 PO 4 1 g / L, MgSO 4 · 7H 2 O 0.4g / L , FeSO 4 · 7H 2 O 0.01g / L, MnSO 4 · 4H 2 O 0.01g / L, urea 3 g / L, soybean hydrolyzate 1.2 g / L, biotin 10 [mu] g / L , PH 7.5 (adjusted with KOH), agar 20 g / L) and cultured at 30 ° C overnight. As a result, several colonies appeared. These were considered to be sucrose-insensitive strains due to the loss of the sacB gene by the second homologous recombination. The strains thus obtained include those in which the rnc gene has been replaced with a defective type and those in which the rnc gene has returned to the wild type. Therefore, the emerged colonies were subjected to a colony PCR reaction using KOD FX NEO (manufactured by TOYOBO) to select rnc gene-deficient strains. Using the primers of SEQ ID NOs: 199 and 200, the length of the rnc gene region of those strains was analyzed by PCR amplification. As a result, it was found that the genomic DNA of 2256 strains (wild type) was used as a template in PCR amplification. Some DNA fragments were short in length. Therefore, one of them was selected as a rnc gene-deficient strain and named 2256Δrnc strain. The length of the PCR-amplified DNA fragment in the case of the wild-type rnc gene is about 3 kbp, while the length of the PCR-amplified DNA fragment in the case of the rnc gene deletion is about 2 kbp (FIG. 2).

<2>内在性プラスミドのキュアリング
2256株は、内在性プラスミドとしてpAM330を有する(Yamaguchi, Ryuji, et al. "Determination of the complete nucleotide sequence of Brevibacterium lactofermentum plasmid pAM330 and analysis of its genetic information." Agricultural and biological chemistry 50.11 (1986): 2771-2778.)。pAM330とエシェリヒア・コリ用汎用ベクターであるpHSG399(TAKARA BIO製)とのコンポジットプラスミドpVC7(特開1997-070291)にsacB遺伝子を搭載したpVC7-sacBを作製した。具体的には、pBS4Sプラスミドを鋳型として、配列番号201と202のプライマーを使用し、PrimeSTAR GXL DNA PolymeraseにてPCR増幅し、sacB遺伝子の増幅断片を得た。また、pVC7プラスミドを鋳型として、配列番号203と204のプライマーを使用し、KOD FX NEO(TOYOBO製)にてPCR増幅し、pVC7ベクターの増幅断片を得た。このようにして得た増幅断片を混合し、In-Fusion HD Cloning Kit(クロンテック製)使用して互いに連結した。次に、この反応溶液を用いて、エシェリヒア・コリJM109株のコンピテントセル(TAKARA BIO製)を形質転換し、クロラムフェニコール25μg/mlを含むLB寒天培地上に塗布して37℃で一晩培養した。その後、出現したコロニーから単一コロニーを分離した。こうして得られた形質転換体から常法によりプラスミドDNAを抽出し、DNA配列の解読により目的とするプラスミドを確認し、これをpVC7-sacBと命名した(図3)。2256株及び2256Δrnc株にpVC7-sacBを電気パルス法により導入し、クロラムフェニコール5μg/mlを含むCM-Dex寒天培地に塗布し30℃で一晩培養後、2256/pVC7-sacB株及び2256Δrnc/pVC7-sacB株の形質転換体をそれぞれ複数個取得した。続いて、その中から、内在性プラスミドpAM330が除去された、2256ΔpAM330/pVC7-sacB株及び2256ΔrncΔpAM330/pVC7-sacB株を取得した。さらに、これらの株をDex-S10寒天培地に塗布し、30℃にて一晩培養することで、pVC7-sacBが脱落しスクロース非感受性となった、2256ΔpAM330株(以下、2256LΔrnc株ともいう)及び2256ΔrncΔpAM330株(以下、2256L株ともいう)を取得した。
<2> Curing of endogenous plasmid
The 2256 strain has pAM330 as an endogenous plasmid (Yamaguchi, Ryuji, et al. "Determination of the complete nucleotide sequence of Brevibacterium lactofermentum plasmid pAM330 and analysis of its genetic information." Agricultural and biological chemistry 50.11 (1986): 2771- 2778.). pVC7-sacB was prepared by mounting the sacB gene on pVC7 (JP-A-1997-070291), a composite plasmid of pAM330 and pHSG399 (manufactured by TAKARA BIO), a general vector for Escherichia coli. Specifically, PCR amplification was performed with PrimeSTAR GXL DNA Polymerase using the pBS4S plasmid as a template and primers of SEQ ID NOs: 201 and 202 to obtain an amplified fragment of the sacB gene. In addition, PCR amplification was performed with KOD FX NEO (manufactured by TOYOBO) using the pVC7 plasmid as a template and the primers of SEQ ID NOs: 203 and 204 to obtain an amplified fragment of the pVC7 vector. The amplified fragments thus obtained were mixed and ligated to each other using an In-Fusion HD Cloning Kit (Clontech). Next, using this reaction solution, competent cells of Escherichia coli JM109 strain (manufactured by TAKARA BIO) were transformed, spread on an LB agar medium containing 25 μg / ml of chloramphenicol, and incubated at 37 ° C. Cultured overnight. Thereafter, a single colony was separated from the emerged colony. Plasmid DNA was extracted from the thus obtained transformant by a conventional method, and the target plasmid was confirmed by decoding the DNA sequence, and this was named pVC7-sacB (FIG. 3). Introduced pVC7-sacB to the 2256 strain and 2256Δrnc strain by the electric pulse method, applied to a CM-Dex agar medium containing 5 μg / ml of chloramphenicol, and cultured at 30 ° C. overnight, followed by 2256 / pVC7-sacB strain and 2256Δrnc. A plurality of transformants of the / pVC7-sacB strain were obtained. Subsequently, 2256ΔpAM330 / pVC7-sacB strain and 2256ΔrncΔpAM330 / pVC7-sacB strain from which the endogenous plasmid pAM330 had been removed were obtained. Furthermore, by applying these strains to Dex-S10 agar medium and culturing at 30 ° C. overnight, pVC7-sacB was dropped off and became sucrose-insensitive, 2256ΔpAM330 strain (hereinafter, also referred to as 2256LΔrnc strain) and 2256ΔrncΔpAM330 strain (hereinafter, also referred to as 2256L strain) was obtained.

<3>Corynebacterium glutamicumのpfkA遺伝子欠損株の構築
C. glutamicum 2256ΔrncΔpAM330株およびC. glutamicum 2256ΔpAM330株のpfkA遺伝子の破壊株を以下のようにして構築した。
<3> Construction of Corynebacterium glutamicum pfkA gene-deficient strain
The pfkA gene-disrupted strains of C. glutamicum 2256ΔrncΔpAM330 strain and C. glutamicum 2256ΔpAM330 strain were constructed as follows.

まず、遺伝子データベース(GenBank)にて、C. glutamicum 2256(Accession No. AP017557)のゲノム配列情報におけるREGION: 1421394..1422434に存在する領域がpfkA遺伝子であり、その遺伝子を欠損させるために必要な情報として、そのORF(オープンリーデ
ィングフレーム)領域と、その上流領域と下流領域の各々約1,000塩基(1 kb)ずつのDNA塩基配列情報を遺伝子データベース(GenBank)から取得した。
First, in the gene database (GenBank), the region present in REGION: 1421394..1422434 in the genome sequence information of C. glutamicum 2256 (Accession No. AP017557) is the pfkA gene, which is necessary for deletion of that gene. As information, the ORF (open reading frame) region, and DNA base sequence information of about 1,000 bases (1 kb) each of the upstream region and the downstream region thereof were obtained from the gene database (GenBank).

次に、2256株の菌体から、DNeasy Blood & Tissue Kit(QIAGEN製)を用いてゲノムDNAを取得し、これを鋳型として、配列番号205と206のプライマーを用いてpfkA遺伝子の上流約1 kb分のDNA断片を、また、配列番号207と208のプライマーを用いてpfkA遺伝子の下流約1 kb分のDNA断片を、PrimeSTAR Max DNA Polymerase(TAKARA BIO製)にてそれぞれPCR増幅して取得した。なお、PCR条件はメーカー推奨プロトコルに準じた。続いて、これらのDNA断片を、sacB遺伝子を搭載するプラスミドpBS4S(WO2005/113745及びWO2005/113744;C. glutamicumにおいては複製能を持たない)に以下の手順で連結した。具体的には、pBS4Sを制限酵素BamHI及びPstIにより切断した後、上記で取得したpfkA遺伝子上流域と下流域の両DNA断片とpBS4Sの増幅断片とを混合し、In-Fusion HD Cloning Kit(クロンテック製)を使用してそれら3つの断片の連結を行った(図4)。そして、その反応液を用いて、エシェリヒア・コリJM109株のコンピテントセル(TAKARA BIO製)を形質転換し、カナマイシン50μg/mlを含むLB寒天培地上に塗布した。37℃で一晩、培養後、寒天培地上に出現したコロニーから単一コロニーを分離し、カナマイシン耐性となった形質転換体を得た。得られた形質転換体よりプラスミドを常法により抽出し、構造解析により、pfkA遺伝子の上流域と下流域のDNA断片を含むプラスミドを確認した。そして、これをpBS4SΔpfkAと命名した(図4)。   Next, genomic DNA was obtained from the cells of the 2256 strain using a DNeasy Blood & Tissue Kit (manufactured by QIAGEN), and using this DNA as a template, primers of SEQ ID NOS: 205 and 206 were used to obtain about 1 kb upstream of the pfkA gene A DNA fragment of about 1 kb downstream of the pfkA gene was obtained by PCR amplification using PrimeSTAR Max DNA Polymerase (TAKARA BIO) using the primers of SEQ ID NOs: 207 and 208, respectively. In addition, PCR conditions followed the protocol recommended by the manufacturer. Subsequently, these DNA fragments were ligated to a plasmid pBS4S (WO2005 / 113745 and WO2005 / 113744; which has no replication ability in C. glutamicum) carrying the sacB gene by the following procedure. Specifically, after pBS4S was cleaved with restriction enzymes BamHI and PstI, both the upstream and downstream DNA fragments of the pfkA gene obtained above were mixed with the amplified fragment of pBS4S, and the mixture was mixed with an In-Fusion HD Cloning Kit (Clontech). Was used to ligate the three fragments (FIG. 4). Then, using the reaction solution, competent cells of Escherichia coli JM109 strain (manufactured by TAKARA BIO) were transformed, and applied to LB agar medium containing 50 μg / ml of kanamycin. After culturing overnight at 37 ° C., a single colony was separated from the colony that appeared on the agar medium, and a transformant which became kanamycin resistant was obtained. Plasmids were extracted from the resulting transformants by a conventional method, and plasmids containing DNA fragments in the upstream and downstream regions of the pfkA gene were identified by structural analysis. This was named pBS4SΔpfkA (FIG. 4).

このプラスミドはコリネ型細菌内で自律複製できないため、本プラスミドをコリネ型細菌へ導入した場合、極めて低頻度であるが、本プラスミドが遺伝的相同組換え反応により染色体に組み込まれ、カナマイシン耐性を示す形質転換株が出現する。そこで、2256LΔrnc株および2256L株を電気パルス法により高濃度の上記プラスミドpBS4SΔpfkAを用いて形質転換し、カナマイシン25μg/mlを含むCM-Dex寒天培地(グルコース 5g/L、ポリペプトン 10g/L、イーストエキストラクト 10g/L、KH2PO4 1g/L、MgSO4・7H2O 0.4g/L、FeSO4・7H2O 0.01g/L、MnSO4・7H2O 0.01g/L、尿素 3g/L、大豆加水分解物 1.2g/L、pH7.5(KOHにて調整)、寒天20g/L)に塗布し30℃で一晩培養した。その結果、数コロニーが出現した。この培地上に生育してきた株は、該プラスミドのpfkA遺伝子の近傍(上流域かあるいは下流域)のDNA配列断片と2256株のゲノム上の同遺伝子近傍の領域との間で相同組換えを起こした結果、同ゲノム中に該プラスミドに由来するカナマイシン耐性遺伝子およびsacB遺伝子が挿入されている株、いわゆる一回組み換え株となる。 Since this plasmid cannot replicate autonomously in coryneform bacteria, the frequency of this plasmid is extremely low when introduced into coryneform bacteria, but the plasmid is integrated into the chromosome by genetic homologous recombination and exhibits kanamycin resistance. Transformants appear. Therefore, the 2256LΔrnc strain and the 2256L strain were transformed using the above-mentioned plasmid pBS4SΔpfkA at a high concentration by the electric pulse method, and a CM-Dex agar medium containing 25 μg / ml of kanamycin (glucose 5 g / L, polypeptone 10 g / L, yeast extract) was used. 10g / L, KH 2 PO 4 1g / L, MgSO 4 · 7H 2 O 0.4g / L, FeSO 4 · 7H 2 O 0.01g / L, MnSO 4 · 7H 2 O 0.01g / L, urea 3 g / L, The soybean hydrolyzate was applied to 1.2 g / L, pH 7.5 (adjusted with KOH), agar 20 g / L) and cultured at 30 ° C. overnight. As a result, several colonies appeared. The strain grown on this medium undergoes homologous recombination between the DNA sequence fragment of the plasmid near the pfkA gene (upstream or downstream) and the region near the same gene on the genome of the 2256 strain. As a result, a strain in which the kanamycin resistance gene and the sacB gene derived from the plasmid are inserted into the same genome, that is, a so-called single recombinant strain is obtained.

次に、これらの一回組換え体を、カナマイシンを含まないCM-Dex液体培地(寒天を含まないこと以外はCM-Dex寒天培地と同一の組成)にて30℃で一晩培養し、適当に希釈した後に、カナマイシンを含まない10%(w/v)スクロース含有Dex-S10寒天培地(スクロース 10g/L、ポリペプトン 10g/L、イーストエキストラクト 10g/L、KH2PO4 1g/L、MgSO4・7H2O 0.4g/L、FeSO4・7H2O 0.01g/L、MnSO4・4H2O 0.01g/L、尿素 3g/L、大豆加水分解物 1.2g/L、ビオチン 10μg/L、pH7.5(KOHにて調整)、寒天20g/L)に塗布し、30℃にて一晩培養した。その結果、数個のコロニーが出現したが、これらは、2回目の相同組み換えによりsacB遺伝子が脱落することでスクロース非感受性となった株と考えられた。この様にして得られた株の中には、そのpfkA遺伝子が欠損型に置き換わったものと野生型に戻ったものが含まれる。そこで、出現したコロニーをKOD FX NEO(TOYOBO製)を使用したコロニーPCR反応に供し、pfkA遺伝子欠損株の選別を行った。配列番号209と210のプライマーを用いて、それらの株の遺伝子領域の長さをPCR増幅にて分析した結果、2256株(野生型)のゲノムDNAを鋳型にしたものよりもPCR増幅でのDNA断片の長さが短いものがあった。そこで、その内のそれぞれ一つの株をpfkA遺伝子欠損株として選抜し、2256LΔrncΔpfkA株および2256LΔpfkA株と命名した。なお、野生型のままのpfkA遺伝子である場合のPCR増幅DNA断片の長さは約3 kbpであり、一方、pfkA遺伝子欠損の場合のPCR増幅DNA断片の長さは約2 kbpである(図5)。 Next, these single recombinants were cultured overnight at 30 ° C. in CM-Dex liquid medium without kanamycin (same composition as CM-Dex agar medium except that no agar was contained), and After dilution, Kanamycin-free Dex-S10 agar medium containing 10% (w / v) sucrose (sucrose 10 g / L, polypeptone 10 g / L, yeast extract 10 g / L, KH 2 PO 4 1 g / L, MgSO 4 · 7H 2 O 0.4g / L , FeSO 4 · 7H 2 O 0.01g / L, MnSO 4 · 4H 2 O 0.01g / L, urea 3 g / L, soybean hydrolyzate 1.2 g / L, biotin 10 [mu] g / L , PH 7.5 (adjusted with KOH), agar 20 g / L) and cultured at 30 ° C overnight. As a result, several colonies appeared. These were considered to be sucrose-insensitive strains due to the loss of the sacB gene by the second homologous recombination. The strains thus obtained include those in which the pfkA gene has been replaced by a defective type and those in which the pfkA gene has returned to the wild type. Therefore, the emerged colonies were subjected to a colony PCR reaction using KOD FX NEO (manufactured by TOYOBO) to select pfkA gene-deficient strains. The length of the gene region of these strains was analyzed by PCR amplification using the primers of SEQ ID NOs: 209 and 210, and as a result, the DNA in the PCR amplification was smaller than that obtained by using genomic DNA of 2256 strain (wild type) as a template. Some fragments were short in length. Therefore, one of them was selected as a pfkA gene-deficient strain, and named 2256LΔrncΔpfkA strain and 2256LΔpfkA strain. The length of the PCR-amplified DNA fragment in the case of the wild-type pfkA gene is about 3 kbp, while the length of the PCR-amplified DNA fragment in the case of the deletion of the pfkA gene is about 2 kbp (see FIG. 5).

<4>pfkA遺伝子およびdsRNAの共発現プラスミドの構築
<4−1>双方向転写用プラスミドpVC7-Pf1-Hv-iap-Pf1revの構築
ニジュウヤホシテントウ由来のアポトーシス阻害因子IAPをコードするiap遺伝子由来cDNAの部分配列であるHv-iap(配列番号211)のDNA断片を、WO2010/140675に記載の情報をもとに、人工遺伝子合成により取得した。F1プロモーターを含む配列番号212のDNA断片を、人工遺伝子合成により取得した。F1プロモーターは、コリネ型細菌に感染するバクテリオファージBFK20由来のプロモーター配列である(Koptides, M., et al., (1992).
Characterization of bacteriophage BFK20 from Brevibacterium flavum. Microbiology, 138(7), 1387-1391.)。F1プロモーターの塩基配列を、配列番号213に示す。そして、F1プロモーターの直後にHv-iap配列を連結したDNA配列を含むプラスミドの構築を以下のように実施した(6)。まず、pVC7を鋳型として配列番号214と215のプライマーを使用し、KOD FX NEO(TOYOBO製)にてPCR増幅し、pVC7ベクター領域のDNA断片を得た。また、配列番号212のDNA断片を鋳型とし、配列番号216と217のプライマーを使用し、PrimeSTAR HS(TAKARA BIO製)にてPCR増幅し、F1プロモーター配列を含むDNA断片を得た。また、配列番号211のDNA断片を鋳型として、配列番号218と219のプライマーを使用し、PrimeSTAR HS(TAKARA BIO製)にてPCR増幅し、Hv-iap配列のDNA断片を得た。そして、これら3種の断片を混合し、In-Fusion HD Cloning Kit(クロンテック製)にて、DNA断片を連結した。次に、この反応溶液を用いて、エシェリヒア・コリJM109株のコンピテントセル(TAKARA BIO製)を形質転換し、クロラムフェニコール25μg/mlの耐性株を取得し、得られた形質転換体から常法によりプラスミドDNAを抽出した。それらのDNA配列を解読し、目的とするプラスミドであることを確認し、そのうちの一つをpVC7-Pf1-Hv-iapと命名した(図6)。
<4> Construction of plasmid for co-expression of pfkA gene and dsRNA <4-1> Construction of plasmid pVC7-Pf1-Hv-iap-Pf1rev for bidirectional transcription A DNA fragment of Hv-iap (SEQ ID NO: 211), which is a partial sequence of cDNA, was obtained by artificial gene synthesis based on the information described in WO2010 / 140675. The DNA fragment of SEQ ID NO: 212 containing the F1 promoter was obtained by artificial gene synthesis. The F1 promoter is a promoter sequence from bacteriophage BFK20 that infects coryneform bacteria (Koptides, M., et al., (1992).
Characterization of bacteriophage BFK20 from Brevibacterium flavum. Microbiology, 138 (7), 1387-1391.). The nucleotide sequence of the F1 promoter is shown in SEQ ID NO: 213. Then, a plasmid containing a DNA sequence in which an Hv-iap sequence was ligated immediately after the F1 promoter was constructed as follows (6). First, PCR amplification was performed using KOD FX NEO (manufactured by TOYOBO) using pVC7 as a template and primers of SEQ ID NOs: 214 and 215 to obtain a DNA fragment of the pVC7 vector region. Further, PCR amplification was performed using PrimeSTAR HS (manufactured by TAKARA BIO) using the DNA fragment of SEQ ID NO: 212 as a template and primers of SEQ ID NOs: 216 and 217 to obtain a DNA fragment containing the F1 promoter sequence. In addition, PCR amplification was performed with PrimeSTAR HS (manufactured by TAKARA BIO) using the DNA fragment of SEQ ID NO: 211 as a template and primers of SEQ ID NOs: 218 and 219 to obtain a DNA fragment of the Hv-iap sequence. Then, these three types of fragments were mixed, and the DNA fragments were ligated with an In-Fusion HD Cloning Kit (manufactured by Clontech). Next, using this reaction solution, competent cells of Escherichia coli JM109 strain (manufactured by TAKARA BIO) were transformed to obtain a resistant strain of chloramphenicol 25 μg / ml, and from the resulting transformant, Plasmid DNA was extracted by a conventional method. The DNA sequence was decoded to confirm that it was the target plasmid, and one of them was named pVC7-Pf1-Hv-iap (FIG. 6).

pVC7を鋳型とし配列番号214と220のプライマーを使用し、KOD FX NEO(TOYOBO製)にてPCR増幅し、pVC7ベクターのDNA断片を得た。また、配列番号212のDNA断片を鋳型とし、配列番号221と222のプライマーを使用し、PrimeSTAR HS(TAKARA BIO製)にてPCR増幅し、F1プロモーター配列の増幅断片を得た。このようにして得た両DNA断片を混合し、In-Fusion HD Cloning Kit(クロンテック製)にて連結した。次に、この反応溶液を用いて、エシェリヒア・コリJM109株のコンピテントセル(TAKARA BIO製)を形質転換し、クロラムフェニコール25μg/mlを含むLB寒天培地上に塗布して37℃で一晩培養した。その後、出現したコロニーから単一コロニーを分離し、得られた形質転換体から常法によりプラスミドDNAを抽出した。DNA配列決定により目的とするプラスミドであることを確認し、これをpVC7-Pf1revと命名した(図7)。   Using pVC7 as a template and primers of SEQ ID NOs: 214 and 220, PCR amplification was performed using KOD FX NEO (manufactured by TOYOBO) to obtain a pVC7 vector DNA fragment. In addition, PCR amplification was performed with PrimeSTAR HS (manufactured by TAKARA BIO) using the DNA fragment of SEQ ID NO: 212 as a template and the primers of SEQ ID NOs: 221 and 222 to obtain an amplified fragment of the F1 promoter sequence. Both DNA fragments thus obtained were mixed and ligated with an In-Fusion HD Cloning Kit (Clontech). Next, using this reaction solution, competent cells of Escherichia coli JM109 strain (manufactured by TAKARA BIO) were transformed, spread on an LB agar medium containing 25 μg / ml of chloramphenicol, and incubated at 37 ° C. Cultured overnight. Thereafter, a single colony was separated from the emerged colonies, and plasmid DNA was extracted from the obtained transformant by a conventional method. The plasmid was confirmed to be the target plasmid by DNA sequencing, and was named pVC7-Pf1rev (FIG. 7).

次に、pVC7-Pf1revのF1プロモーターの下流に制限酵素サイトKpnIサイトおよびXhoIサイトを導入する為、pVC7-Pf1revを鋳型として、配列番号214と223のプライマーを使用し、KOD-Plus- Mutagenesis Kit(TOYOBO製)を用いてインバースPCRを実施後に、DpnI処理、リン酸化反応、およびセルフライゲーション反応を実施して増幅DNA断片を環状化し、エシェリヒア・コリJM109株のコンピテントセル(TAKARA BIO製)に導入した。それらの菌体をクロラムフェニコール25μg/mlを含むLB寒天培地上に塗布して37℃で一晩培養した。その後、出現したコロニーから単一コロニーを分離し、得られた形質転換体から常法によりプラスミドDNAを抽出した。DNA配列決定により目的とするプラスミドであることを確認し、これをpVC7-KpnI-XhoI-Pf1revと命名した(図7)。   Next, in order to introduce the restriction enzyme sites KpnI site and XhoI site downstream of the F1 promoter of pVC7-Pf1rev, the KOD-Plus-Mutagenesis Kit (using pVC7-Pf1rev as a template and primers of SEQ ID NOs: 214 and 223) was used. After performing inverse PCR using TOYOBO), the amplified DNA fragment is circularized by performing DpnI treatment, phosphorylation reaction, and self-ligation reaction, and introduced into competent cells of Escherichia coli JM109 strain (TAKARA BIO). did. The cells were spread on an LB agar medium containing 25 μg / ml of chloramphenicol and cultured at 37 ° C. overnight. Thereafter, a single colony was separated from the emerged colonies, and plasmid DNA was extracted from the obtained transformant by a conventional method. It was confirmed that the plasmid was the target plasmid by DNA sequencing, and was named pVC7-KpnI-XhoI-Pf1rev (FIG. 7).

続いて、pVC7-Pf1-Hv-iapを鋳型として、配列番号224と225のプライマーを使用し、PrimeSTAR HS(TAKARA BIO製)にてPCRを行い、KpnI制限酵素サイト―F1プロモーター領域―Hv-iap領域―XhoI制限酵素サイトの並びとなるDNA断片を取得した。そして、本DNA断片と、pVC7-KpnI-XhoI-Pf1revの各々に対し、制限酵素KpnI及びXhoIによる切断を行った後、MinElute PCR Purification Kit(キアゲン製)で精製を行い、両精製産物を混
合し、Ligation high Ver.2(TOYOBO製)でライゲーション反応を実施することで、両DNA断片を連結した。次に、この反応溶液を用いて、エシェリヒア・コリJM109株のコンピテントセル(TAKARA BIO製)を形質転換し、クロラムフェニコール25μg/mlの耐性菌株を取得した。得られた形質転換体から常法によりプラスミドDNAを抽出し、DNA配列決定により目的とするプラスミドであることを確認し、これをpVC7-Pf1-Hv-iap-Pf1revと命名した(図7)。同プラスミドによれば、Hv-iap由来のdsRNAが転写される。
Subsequently, using pVC7-Pf1-Hv-iap as a template and primers of SEQ ID NOs: 224 and 225, PCR was performed using PrimeSTAR HS (manufactured by TAKARA BIO) to obtain a KpnI restriction enzyme site-F1 promoter region-Hv-iap A DNA fragment having a sequence of the region-XhoI restriction enzyme site was obtained. The DNA fragment and each of pVC7-KpnI-XhoI-Pf1rev were digested with restriction enzymes KpnI and XhoI, and then purified using MinElute PCR Purification Kit (manufactured by Qiagen). By performing a ligation reaction using Ligation high Ver. 2 (manufactured by TOYOBO), both DNA fragments were ligated. Next, using this reaction solution, competent cells (manufactured by TAKARA BIO) of Escherichia coli JM109 strain were transformed to obtain a resistant strain of chloramphenicol at 25 μg / ml. Plasmid DNA was extracted from the obtained transformant by a conventional method, and the plasmid was confirmed to be the target plasmid by DNA sequencing, and named pVC7-Pf1-Hv-iap-Pf1rev (FIG. 7). According to the plasmid, dsRNA derived from Hv-iap is transcribed.

<4−2>高コピー数化プラスミドの構築
pVC7およびpVC7-Pf1-Hv-iap-Pf1revの高コピー数化版プラスミドを、以下の手順で構築した。具体的には、pVC7またはpVC7-Pf1-Hv-iap-Pf1revを鋳型として、配列番号226と227のプライマーを使用し、KOD -Plus- Mutagenesis Kit(TOYOBO製)によるインバースPCRを実施した。その後、DpnI処理そしてリン酸化反応、セルフライゲーション反応により各DNA断片を環状化し、エシェリヒア・コリJM109株のコンピテントセル(TAKARA BIO製)を形質転換した。クロラムフェニコール(25μg/ml)を含むLB寒天培地上に塗布して37℃で一晩培養し、出現したコロニーから単一コロニーを分離して形質転換体を得た。得られた形質転換体から常法によりプラスミドDNAを抽出し、DNA配列決定により目的とするプラスミドを確認し、それぞれ、pVC7H2およびpVC7H2-Pf1-Hv-iap-Pf1revと命名した。pVC7H2は、プラスミドのコピー数を高めるC1172T変異を有する。C1172T変異は、pVC7の全塩基配列6679 bpのうち、1172番目(制限酵素HindIIIの切断認識部位の5’末端から2つ目の塩基Aを+1とする)の塩基がシトシン(C)からチミン(T)に置換される変異である。pVC7H2-Pf1-Hv-iap-Pf1revも、pVC7部分にC1172T変異を有する。
<4-2> Construction of high copy number plasmid
High copy number version plasmids of pVC7 and pVC7-Pf1-Hv-iap-Pf1rev were constructed by the following procedure. Specifically, using pVC7 or pVC7-Pf1-Hv-iap-Pf1rev as a template, primers of SEQ ID NOs: 226 and 227 were used to perform inverse PCR using a KOD-Plus-Mutagenesis Kit (TOYOBO). Thereafter, each DNA fragment was circularized by DpnI treatment, phosphorylation reaction, and self-ligation reaction, and a competent cell of Escherichia coli JM109 strain (TAKARA BIO) was transformed. The cells were spread on an LB agar medium containing chloramphenicol (25 μg / ml), cultured at 37 ° C. overnight, and a single colony was separated from the appeared colony to obtain a transformant. Plasmid DNA was extracted from the obtained transformant by a conventional method, and the desired plasmid was confirmed by DNA sequencing, and named pVC7H2 and pVC7H2-Pf1-Hv-iap-Pf1rev, respectively. pVC7H2 has a C1172T mutation that increases the copy number of the plasmid. In the C1172T mutation, of the 6679 bp of the entire nucleotide sequence of pVC7, the 1172th base (the second base A from the 5 'end of the cleavage recognition site of the restriction enzyme HindIII is +1) is a cytosine (C) to thymine ( It is a mutation that is replaced by T). pVC7H2-Pf1-Hv-iap-Pf1rev also has a C1172T mutation in the pVC7 part.

<4−3>pfkA遺伝子発現カセットの導入
プロモーター配列の異なる3種のpfkA遺伝子発現カセットを含む配列番号228〜230のDNA断片を、人工遺伝子合成により取得した。配列番号228のDNA断片(Pbl-pfkAともいう)は、blプロモーター(Bifidobacterium longum株のxfp遺伝子(アクセッション番号AY518215)のプロモーター領域を参考とした)−pfkA遺伝子(ATCC 13869株由来)−T7ターミネーター配列を含む。配列番号229のDNA断片(PmsrA-pfkAともいう)は、msrA遺伝子由来プロモーター(ATCC 13869株由来)−pfkA遺伝子(ATCC 13869株由来)−T7ターミネーター配列を含む。配列番号230のDNA断片(Plac-pfkAともいう)は、lacプロモーター(pHSG299(タカラバイオ)プラスミド上の配列を参考とした)−pfkA遺伝子(ATCC 13869株由来)−T7ターミネーター配列を含む。
<4-3> Introduction of pfkA gene expression cassette DNA fragments of SEQ ID NOs: 228 to 230 containing three types of pfkA gene expression cassettes having different promoter sequences were obtained by artificial gene synthesis. The DNA fragment of SEQ ID NO: 228 (also referred to as Pbl-pfkA) is a bl promoter (with reference to the promoter region of the xfp gene of Bifidobacterium longum strain (accession number AY518215))-pfkA gene (derived from ATCC 13869 strain) -T7 terminator Contains an array. The DNA fragment of SEQ ID NO: 229 (also referred to as PmsrA-pfkA) contains a promoter derived from msrA gene (derived from ATCC 13869 strain) -pfkA gene (derived from ATCC 13869 strain) -T7 terminator sequence. The DNA fragment of SEQ ID NO: 230 (also referred to as Plac-pfkA) contains a lac promoter (with reference to the sequence on the pHSG299 (Takara Bio) plasmid) -pfkA gene (derived from ATCC 13869 strain) -T7 terminator sequence.

pfkA発現カセット配列とpVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1revプラスミドを連結したDNA配列を含むプラスミドの構築を以下のように実施した(図8)。まず、Pbl-pfkA(配列番号228)を鋳型として配列番号231と232のプライマーを使用し、PmsrA-pfkA(配列番号229)を鋳型として配列番号231と233のプライマーを使用し、Plac-pfkA(配列番号230)を鋳型として配列番号231と234のプライマーを使用し、PrimeSTAR Max DNA Polymerase(TAKARA BIO製)にてPCR増幅し、プロモーター配列の異なる3種のpfkA発現カセットのDNA断片を得た。また、pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1revを鋳型とし、配列番号235と236のプライマーを使用し、PrimeSTAR Max DNA Polymerase(TAKARA BIO製)にてPCR増幅し、ベクターDNA断片を得た。各々のDNA断片に対し、MinElute PCR Purification Kit(キアゲン製)で精製を行い、制限酵素DpnIによる鋳型DNA切断を行った後、再びMinElute PCR Purification Kitで精製を行った。pfk遺伝子発現カセットの精製DNA断片3種各々に対して精製ベクターDNA断片を混合し、In-Fusion HD Cloning Kit(クロンテック製)でライゲーション反応を実施することで、DNA断片を連結した。次に、この反応溶液を用いて、エシェリヒア・コリJM109株のコンピテントセル(TAKARA BIO製)を形質転換し、クロラムフェニコール25μg/mlの耐性株を取得した。得られた形質転換体から常法によりプラスミドDNAを抽出した。それらのDNA配列を解読して目的とするプラスミドであることを確認し、そのうちのそれぞれ一つをpVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Pbl-pfkA、pVC7H2-Pf1
-Hviap-Pf1rev-PmsrA-pfkA、およびpVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Plac-pfkAと命名した(図8)。
Construction of a plasmid containing a DNA sequence in which the pfkA expression cassette sequence and the pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev plasmid were linked was carried out as follows (FIG. 8). First, using Pbl-pfkA (SEQ ID NO: 228) as a template and primers of SEQ ID NOs: 231 and 232, and using PmsrA-pfkA (SEQ ID NO: 229) as a template, primers of SEQ ID NOs: 231 and 233 to obtain Plac-pfkA ( Using SEQ ID NO: 230) as a template and primers of SEQ ID NOs: 231 and 234, PCR amplification was performed with PrimeSTAR Max DNA Polymerase (TAKARA BIO) to obtain DNA fragments of three types of pfkA expression cassettes having different promoter sequences. In addition, using pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev as a template and primers of SEQ ID NOs: 235 and 236, PCR amplification was performed with PrimeSTAR Max DNA Polymerase (TAKARA BIO) to obtain a vector DNA fragment. Each DNA fragment was purified using a MinElute PCR Purification Kit (manufactured by Qiagen), digested with a restriction enzyme DpnI, and then purified again using the MinElute PCR Purification Kit. The purified vector DNA fragments were mixed with each of the three purified DNA fragments of the pfk gene expression cassette, and the DNA fragments were ligated by performing a ligation reaction using an In-Fusion HD Cloning Kit (Clontech). Next, using this reaction solution, competent cells (manufactured by TAKARA BIO) of the Escherichia coli JM109 strain were transformed to obtain a resistant strain of chloramphenicol at 25 μg / ml. Plasmid DNA was extracted from the obtained transformant by a conventional method. Decoding these DNA sequences and confirming that the plasmids are of interest, one of each is pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Pbl-pfkA, pVC7H2-Pf1
-Hviap-Pf1rev-PmsrA-pfkA and pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Plac-pfkA (FIG. 8).

<5>目的RNA生産
C. glutamicum 2256LΔrncΔpfkA株に、pVC7H2、pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev、pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Pbl-pfkA、pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-PmsrA-pfkAおよびpVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Plac-pfkAの各々のプラスミドを電気パルス法により導入し、クロラムフェニコール5μg/mlを含むCM-Dex寒天培地上に塗布して、30℃で一晩培養を行った。そして、形質転換体をそれぞれ取得した。
<5> Production of target RNA
C. glutamicum 2256L Δrnc ΔpfkA strain, pVC7H2, pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev, pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Pbl-pfkA, pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-PmsrA-pfkA and pVC1H2-Pp1-fp-A Each plasmid of -pfkA was introduced by an electric pulse method, spread on a CM-Dex agar medium containing 5 μg / ml of chloramphenicol, and cultured at 30 ° C. overnight. Then, each transformant was obtained.

上記で得られた各形質転換体のコロニーを、CM-Dex寒天培地(クロラムフェニコール5μg/mlを含む)にて広げ、30℃で約16時間培養した。次いで、菌体の一部を、試験管培養へと移し、抗生物質を含まないCM-Dex液体培地(2 ml)にて30℃で20時間振とう培養を行った。次いで、培養液200 μlをRNAprotect Bacteria Reagentにより処理し、上清を除去した。次に、そこへ15 mg-リゾチーム(シグマ製)/ml-TE緩衝液225 μlを添加し室温で30分間反応し、更に20 mg/mL proK(TAKARA BIO製) 25 μlを添加して室温で30分間反応した後、TRIzol LS(サーモフィッシャーサイエンティフィック製)を用いてRNA抽出を行い、それをRNaseフリー水50 μlで溶解し、トータルRNA溶液を調製した。得られたトータルRNA溶液について、Novex TBE Gels, 6%(サーモフィッシャーサイエンティフィック製)を用いてトータルRNA分析を実施した。すなわち、各トータルRNA溶液1 μlを、ゲルのレーンへアプライし、非変性条件下でのポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)を実施した。   Colonies of each transformant obtained above were spread on a CM-Dex agar medium (containing 5 μg / ml of chloramphenicol) and cultured at 30 ° C. for about 16 hours. Next, a part of the cells was transferred to a test tube culture, and cultured with shaking at 30 ° C. for 20 hours in a CM-Dex liquid medium (2 ml) containing no antibiotic. Next, 200 μl of the culture solution was treated with RNAprotect Bacteria Reagent, and the supernatant was removed. Next, 225 μl of 15 mg-lysozyme (manufactured by Sigma) / ml-TE buffer was added thereto, and the mixture was reacted at room temperature for 30 minutes. After reacting for 30 minutes, RNA extraction was performed using TRIzol LS (manufactured by Thermo Fisher Scientific), which was dissolved in 50 μl of RNase-free water to prepare a total RNA solution. The obtained total RNA solution was subjected to total RNA analysis using Novex TBE Gels, 6% (manufactured by Thermo Fisher Scientific). That is, 1 μl of each total RNA solution was applied to a gel lane, and polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) was performed under non-denaturing conditions.

その結果、pfkA遺伝子を搭載していないpVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev形質転換体から抽出されたHviap-dsRNAバンドと比較し、pfkA遺伝子を搭載したpVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Pbl-pfkA形質転換体、pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-PmsrA-pfkA形質転換体、pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Plac-pfkA形質転換体から抽出されたHviap-dsRNAバンドは明瞭に観察され、Hviap-dsRNAが多量蓄積していることが分かった(図9)。このことから、抗生物質無添加培養系において目的RNAを生産するために、pfkA遺伝子の欠損とプラスミドによる補完を利用することは有効であることが示された。   As a result, compared with the Hviap-dsRNA band extracted from the pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev transformant not carrying the pfkA gene, pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Pbl-pfkA transformation carrying the pfkA gene Transformant, pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-PmsrA-pfkA transformant, Hviap-dsRNA band extracted from pVC7H2-Pf1-Hviap-Pf1rev-Plac-pfkA transformant was clearly observed, and Hviap-dsRNA was abundant. It was found that it had accumulated (FIG. 9). This indicates that it is effective to utilize the pfkA gene deficiency and plasmid complementation to produce the target RNA in an antibiotic-free culture system.

<6>pfkA遺伝子およびGFPの共発現プラスミドの構築
<6−1>pPK4-dGFPの構築
タンパク質の発現例として、緑色蛍光タンパク質dasher GFP(dGFPともいう、ATUM製)発現ベクターを採用した。まずは、cspB遺伝子プロモーター配列とpfkA遺伝子配列とpPK4プラスミドを連結したDNA配列を含むプラスミドの構築を以下のように実施した(図10)。具体的には、2256株のゲノムDNA配列を鋳型として配列番号237と238のプライマーを使用しcspB遺伝子プロモーター配列を、dasher GFP発現ベクターを鋳型として配列番号239と240のプライマーを使用し、pPK4を鋳型として配列番号241と242のプライマーを使用し、PrimeSTAR Max DNA Polymerase(TAKARA BIO製)にてPCR増幅し、3種のDNA断片を得た。各々のDNA断片に対し、MinElute PCR Purification Kit(キアゲン製)で精製を行い、3種の精製DNA断片を混合し、In-Fusion HD Cloning Kit(クロンテック製)でライゲーション反応を実施することで、DNA断片を連結した。次に、この反応溶液を用いて、エシェリヒア・コリJM109株のコンピテントセル(TAKARA BIO製)を形質転換し、カナマイシン50μg/mlの耐性株を取得した。得られた形質転換体から常法によりプラスミドDNAを抽出した。それらのDNA配列を解読して目的とするプラスミドであることを確認し、そのうちの一つをpPK4-dGFPと命名した(図10)。
<6> Construction of plasmid for co-expression of pfkA gene and GFP <6-1> Construction of pPK4-dGFP As an example of protein expression, a green fluorescent protein dasher GFP (also called dGFP, manufactured by ATUM) was used. First, construction of a plasmid containing a DNA sequence in which the cspB gene promoter sequence, the pfkA gene sequence and the pPK4 plasmid were linked was carried out as follows (FIG. 10). Specifically, using the genomic DNA sequence of the 2256 strain as a template, the cspB gene promoter sequence using the primers of SEQ ID NOs: 237 and 238, and using the dasher GFP expression vector as a template, the primers of SEQ ID NOs: 239 and 240, Using primers of SEQ ID NOs: 241 and 242 as templates, PCR amplification was performed with PrimeSTAR Max DNA Polymerase (TAKARA BIO) to obtain three types of DNA fragments. Each DNA fragment is purified using the MinElute PCR Purification Kit (Qiagen), mixed with three types of purified DNA fragments, and subjected to a ligation reaction using the In-Fusion HD Cloning Kit (Clontech) to perform DNA ligation. The fragments were ligated. Next, using this reaction solution, competent cells of Escherichia coli JM109 strain (manufactured by TAKARA BIO) were transformed to obtain a resistant strain of kanamycin 50 μg / ml. Plasmid DNA was extracted from the obtained transformant by a conventional method. The DNA sequence was decoded to confirm that the plasmid was the target plasmid, and one of them was named pPK4-dGFP (FIG. 10).

<6−2>pfkA遺伝子発現カセットの導入
Pbl-pfkA(配列番号228)を鋳型として配列番号243と244のプライマーを使用
し、Plac-pfkA(配列番号230)を鋳型として配列番号243と245のプライマーを使用し、PrimeSTAR Max DNA Polymerase(TAKARA BIO製)にてPCR増幅し、プロモーター配列の異なる2種のpfkA発現カセットのDNA断片を得た。また、pPK4-dGFPプラスミドを鋳型とし、配列番号242と246のプライマーを使用し、PrimeSTAR Max DNA Polymerase(TAKARA BIO製)にてPCR増幅し、ベクターDNA断片を得た。各々のDNA断片に対し、MinElute PCR Purification Kit(キアゲン製)で精製を行い、制限酵素DpnIによる鋳型DNA切断を行った後、再びMinElute PCR Purification Kitで精製を行った。pfk遺伝子発現カセットの精製DNA断片2種各々に対して精製ベクターDNA断片を混合し、In-Fusion HD Cloning Kit(クロンテック製)でライゲーション反応を実施することで、DNA断片を連結した。次に、この反応溶液を用いて、エシェリヒア・コリJM109株のコンピテントセル(TAKARA BIO製)を形質転換し、カナマイシン50μg/mlの耐性株を取得した。得られた形質転換体から常法によりプラスミドDNAを抽出した。それらのDNA配列を解読し、目的とするプラスミドであることを確認し、そのうちのそれぞれ一つをpPK4-Pbl-pfkA-dGFPおよびpPK4-Plac-pfkA-dGFPと命名した(図10)。
<6-2> Introduction of pfkA gene expression cassette
Using Pbl-pfkA (SEQ ID NO: 228) as a template and primers of SEQ ID NOs: 243 and 244, and using Plac-pfkA (SEQ ID NO: 230) as a template and primers of SEQ ID NOs: 243 and 245, PrimeSTAR Max DNA Polymerase (TAKARA BIO) to obtain DNA fragments of two pfkA expression cassettes having different promoter sequences. In addition, PCR amplification was performed with PrimeSTAR Max DNA Polymerase (TAKARA BIO) using the pPK4-dGFP plasmid as a template and primers of SEQ ID NOs: 242 and 246 to obtain a vector DNA fragment. Each DNA fragment was purified using a MinElute PCR Purification Kit (manufactured by Qiagen), digested with a restriction enzyme DpnI, and then purified again using the MinElute PCR Purification Kit. The purified vector DNA fragments were mixed with each of the two purified DNA fragments of the pfk gene expression cassette, and a ligation reaction was performed with an In-Fusion HD Cloning Kit (manufactured by Clontech) to link the DNA fragments. Next, using this reaction solution, competent cells of Escherichia coli JM109 strain (manufactured by TAKARA BIO) were transformed to obtain a resistant strain of kanamycin 50 μg / ml. Plasmid DNA was extracted from the obtained transformant by a conventional method. These DNA sequences were decoded and confirmed to be the target plasmids, one of which was named pPK4-Pbl-pfkA-dGFP and pPK4-Plac-pfkA-dGFP (FIG. 10).

<7>目的タンパク質生産
C. glutamicum 2256LΔpfkA株に、pPK4-dGFP、pPK4-Pbl-pfkA-dGFP、およびpPK4-Plac-pfkA-dGFPの各々のプラスミドを電気パルス法により導入し、カナマイシン25μg/mlを含むCM-Dex寒天培地上に塗布して、30℃で一晩培養を行った。そして、形質転換体をそれぞれ取得した。
<7> Production of target protein
C. glutamicum 2256L ΔpfkA strain, pPK4-dGFP, pPK4-Pbl-pfkA-dGFP, and each plasmid of pPK4-Plac-pfkA-dGFP introduced by an electric pulse method, CM-Dex agar medium containing kanamycin 25μg / ml It was spread on the plate and cultured at 30 ° C. overnight. Then, each transformant was obtained.

上記で得られた各形質転換体のコロニーを、CM-Dex寒天培地(カナマイシン25μg/mlを含む)にて広げ、30℃で約16時間培養した。次いで、菌体の一部を、試験管培養へと移し、抗生物質を含まないCM-Dex液体培地(2 ml)にて30℃で18時間振とう培養を行った。次いで、培養液500 μlを回収し、遠心分離(14,400 xg, 2 min, 4°C)し上清除去し集菌した。氷冷した20 mM Tris-HCl (pH8.0)で一回洗浄し、800 μlの20 mM Tris-HCl (pH8.0)で懸濁し、0.1 mmガラスビーズによるマルチビーズショッカー(安井器械、2,500 rpm, (ON : OFF = 30s : 30s)×10サイクル、4°C)で破砕処理を実施した。その破砕液を、遠心分離(5,000 xg, 5 min, 4°C)し、上清画分を粗抽出液とした。粗抽出液の総タンパク質濃度は、Pierce BCA Protein Assay Kit(サーモフィッシャー)により決定し、本キット付属のBSAを標準物質として使用した。調製した粗抽出液を、透過型LED光源CyanoView(ATTO製、励起波長505±25 nm)で照射し、オレンジカバー(ATTO製、製品番号2006122)で遮光した蛍光画像を撮影した。また、調製した粗抽出液50 μlを、蛍光測定用白色96穴プレート(Nunc製、FluoroNunc Maxisorp plate)にロードし、マイクロプレートリーダーSpectraMax Me2(モレキュラーデバイス)を使用し、蛍光測定を行った。20 mM Tris-HCl (pH8.0)をブランクとして使用した。プレートリーダー測定条件は、励起波長485 nm、検出波長538 nm(カットオフ 530 nm)とした。その結果、pfkA遺伝子を搭載していないpPK4-dGFP形質転換体からの抽出液と比較し、pfkA遺伝子を搭載したpPK4-Plac-pfkA-dGFP形質転換体およびpPK4-Pbl-pfkA-dGFP形質転換体からの抽出液の緑色蛍光強度は高く、dGFP発現量が高まっていることが分かった(図11)。このことから、抗生物質無添加培養系において目的タンパク質を生産するために、pfkA遺伝子の欠損とプラスミドによる補完を利用することは有効であることが示された。   The colonies of each transformant obtained above were spread on a CM-Dex agar medium (containing kanamycin 25 μg / ml) and cultured at 30 ° C. for about 16 hours. Next, a part of the cells was transferred to a test tube culture, and shake-cultured at 30 ° C. for 18 hours in a CM-Dex liquid medium (2 ml) containing no antibiotic. Next, 500 μl of the culture solution was collected, centrifuged (14,400 × g, 2 min, 4 ° C.), the supernatant was removed, and the cells were collected. Wash once with ice-cold 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), suspend with 800 μl 20 mM Tris-HCl (pH 8.0), and multi-bead shocker with 0.1 mm glass beads (Yasui Kikai, 2,500 rpm , (ON: OFF = 30s: 30s) x 10 cycles, 4 ° C). The crushed liquid was centrifuged (5,000 xg, 5 min, 4 ° C), and the supernatant fraction was used as a crude extract. The total protein concentration of the crude extract was determined by Pierce BCA Protein Assay Kit (Thermo Fisher), and BSA included in this kit was used as a standard substance. The prepared crude extract was irradiated with a transmission-type LED light source CyanoView (manufactured by ATTO, excitation wavelength: 505 ± 25 nm), and a fluorescent image shielded by an orange cover (manufactured by ATTO, product number 2006122) was taken. In addition, 50 μl of the prepared crude extract was loaded on a white 96-well plate for fluorescence measurement (manufactured by Nunc, FluoroNunc Maxisorp plate), and fluorescence measurement was performed using a microplate reader SpectraMax Me2 (Molecular Device). 20 mM Tris-HCl (pH 8.0) was used as a blank. The plate reader measurement conditions were an excitation wavelength of 485 nm and a detection wavelength of 538 nm (cutoff 530 nm). As a result, compared with the extract from the pPK4-dGFP transformant not carrying the pfkA gene, the pPK4-Plac-pfkA-dGFP transformant and the pPK4-Pbl-pfkA-dGFP transformant carrying the pfkA gene It was found that the green fluorescence intensity of the extract from was high and the expression level of dGFP was high (FIG. 11). This indicates that it is effective to utilize pfkA gene deficiency and plasmid complementation to produce the target protein in an antibiotic-free culture system.

<配列表の説明>
配列番号1:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のptsI遺伝子の塩基配列
配列番号2:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のPtsIタンパク質のアミノ酸配列
配列番号3:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のptsH遺伝子の塩基配列
配列番号4:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のPtsHタンパク質のアミノ酸配列
配列番号5:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のptsG遺伝子の塩基配列
配列番号6:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のPtsGタンパク質のアミノ酸配列
配列番号7:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のptsS遺伝子の塩基配列
配列番号8:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のPtsSタンパク質のアミノ酸配列
配列番号9:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のptsF遺伝子の塩基配列
配列番号10:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のPtsFタンパク質のアミノ酸配列
配列番号11:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のiolT1遺伝子の塩基配列
配列番号12:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のIolT1タンパク質のアミノ酸配列
配列番号13:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のiolT2遺伝子の塩基配列
配列番号14:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のIolT2タンパク質のアミノ酸配列
配列番号15:Escherichia coli MG1655のptsI遺伝子の塩基配列
配列番号16:Escherichia coli MG1655のPtsIタンパク質のアミノ酸配列
配列番号17:Escherichia coli MG1655のptsH遺伝子の塩基配列
配列番号18:Escherichia coli MG1655のPtsHタンパク質のアミノ酸配列
配列番号19:Escherichia coli MG1655のptsG遺伝子の塩基配列
配列番号20:Escherichia coli MG1655のPtsGタンパク質のアミノ酸配列
配列番号21:Escherichia coli MG1655のcrr遺伝子の塩基配列
配列番号22:Escherichia coli MG1655のCrrタンパク質のアミノ酸配列
配列番号23:Salmonella entericaのscrA遺伝子の塩基配列
配列番号24:Salmonella entericaのScrAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号25:Escherichia coli MG1655のfruA遺伝子の塩基配列
配列番号26:Escherichia coli MG1655のFruAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号27:Escherichia coli MG1655のfruB遺伝子の塩基配列
配列番号28:Escherichia coli MG1655のFruBタンパク質のアミノ酸配列
配列番号29:Escherichia coli MG1655のgalP遺伝子の塩基配列
配列番号30:Escherichia coli MG1655のGalPタンパク質のアミノ酸配列
配列番号31:Escherichia coli EC3132のcscB遺伝子の塩基配列
配列番号32:Escherichia coli EC3132のCscBタンパク質のアミノ酸配列
配列番号33:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のglk遺伝子の塩基配列
配列番号34:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のGlkタンパク質のアミノ酸配列
配列番号35:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のpgi遺伝子の塩基配列
配列番号36:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のPgiタンパク質のアミノ酸配列
配列番号37:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のpfk遺伝子の塩基配列
配列番号38:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のPfkタンパク質のアミノ酸配列
配列番号39:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のfbaA遺伝子の塩基配列配列番号40:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のFbaAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号41:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のtpiA遺伝子の塩基配列配列番号42:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のTpiAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号43:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のgapA遺伝子の塩基配列配列番号44:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のGapAタンパク質のアミ
ノ酸配列
配列番号45:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のpgk遺伝子の塩基配列
配列番号46:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のPgkタンパク質のアミノ酸配列
配列番号47:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のgpmA遺伝子の塩基配列配列番号48:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のGpmAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号49:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のgpmM遺伝子の塩基配列配列番号50:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のGpmMタンパク質のアミノ酸配列
配列番号51:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のeno遺伝子の塩基配列
配列番号52:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のEnoタンパク質のアミノ酸配列
配列番号53:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のpykA遺伝子の塩基配列配列番号54:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のPykAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号55:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のpykF遺伝子の塩基配列配列番号56:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のPykFタンパク質のアミノ酸配列
配列番号57:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のaceE遺伝子の塩基配列配列番号58:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のAceEタンパク質のアミノ酸配列
配列番号59:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のaceF遺伝子の塩基配列配列番号60:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のAceFタンパク質のアミノ酸配列
配列番号61:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のlpd遺伝子の塩基配列
配列番号62:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のLpdタンパク質のアミノ酸配列
配列番号63:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のscrB遺伝子の塩基配列配列番号64:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のScrBタンパク質のアミノ酸配列
配列番号65:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のfruK遺伝子の塩基配列配列番号66:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のFruKタンパク質のアミノ酸配列
配列番号67:Escherichia coli MG1655のglk遺伝子の塩基配列
配列番号68:Escherichia coli MG1655のGlkタンパク質のアミノ酸配列
配列番号69:Escherichia coli MG1655のpgi遺伝子の塩基配列
配列番号70:Escherichia coli MG1655のPgiタンパク質のアミノ酸配列
配列番号71:Escherichia coli MG1655のpfkA遺伝子の塩基配列
配列番号72:Escherichia coli MG1655のPfkAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号73:Escherichia coli MG1655のpfkB遺伝子の塩基配列
配列番号74:Escherichia coli MG1655のPfkBタンパク質のアミノ酸配列
配列番号75:Escherichia coli MG1655のfbaA遺伝子の塩基配列
配列番号76:Escherichia coli MG1655のFbaAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号77:Escherichia coli MG1655のtpiA遺伝子の塩基配列
配列番号78:Escherichia coli MG1655のTpiAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号79:Escherichia coli MG1655のgapA遺伝子の塩基配列
配列番号80:Escherichia coli MG1655のGapAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号81:Escherichia coli MG1655のpgk遺伝子の塩基配列
配列番号82:Escherichia coli MG1655のPgkタンパク質のアミノ酸配列
配列番号83:Escherichia coli MG1655のgpmA遺伝子の塩基配列
配列番号84:Escherichia coli MG1655のGpmAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号85:Escherichia coli MG1655のgpmM遺伝子の塩基配列
配列番号86:Escherichia coli MG1655のGpmMタンパク質のアミノ酸配列
配列番号87:Escherichia coli MG1655のeno遺伝子の塩基配列
配列番号88:Escherichia coli MG1655のEnoタンパク質のアミノ酸配列
配列番号89:Escherichia coli MG1655のpykA遺伝子の塩基配列
配列番号90:Escherichia coli MG1655のPykAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号91:Escherichia coli MG1655のpykF遺伝子の塩基配列
配列番号92:Escherichia coli MG1655のPykFタンパク質のアミノ酸配列
配列番号93:Escherichia coli MG1655のaceE遺伝子の塩基配列
配列番号94:Escherichia coli MG1655のAceEタンパク質のアミノ酸配列
配列番号95:Escherichia coli MG1655のaceF遺伝子の塩基配列
配列番号96:Escherichia coli MG1655のAceFタンパク質のアミノ酸配列
配列番号97:Escherichia coli MG1655のlpd遺伝子の塩基配列
配列番号98:Escherichia coli MG1655のLpdタンパク質のアミノ酸配列
配列番号99:Salmonella entericaのscrB遺伝子の塩基配列
配列番号100:Salmonella entericaのScrBタンパク質のアミノ酸配列
配列番号101:Escherichia coli MG1655のfruK遺伝子の塩基配列
配列番号102:Escherichia coli MG1655のFruKタンパク質のアミノ酸配列
配列番号103:Escherichia coli EC3132のcscA遺伝子の塩基配列
配列番号104:Escherichia coli EC3132のCscAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号105:Escherichia coli EC3132のcscK遺伝子の塩基配列
配列番号106:Escherichia coli EC3132のCscKタンパク質のアミノ酸配列
配列番号107:Escherichia coli MG1655のaroG遺伝子の塩基配列
配列番号108:Escherichia coli MG1655のAroGタンパク質のアミノ酸配列
配列番号109:Escherichia coli MG1655のaroB遺伝子の塩基配列
配列番号110:Escherichia coli MG1655のAroBタンパク質のアミノ酸配列
配列番号111:Escherichia coli MG1655のaroD遺伝子の塩基配列
配列番号112:Escherichia coli MG1655のAroDタンパク質のアミノ酸配列
配列番号113:Bacillus thuringiensis BMB171のasbF遺伝子の塩基配列
配列番号114:Bacillus thuringiensis BMB171のAsbFタンパク質のアミノ酸配列
配列番号115:Escherichia coli MG1655のtyrR遺伝子の塩基配列
配列番号116:Escherichia coli MG1655のTyrRタンパク質のアミノ酸配列
配列番号117〜120:Homo sapiensのOMT遺伝子の転写バリアント1〜4の塩基配列
配列番号121:Homo sapiensのOMTアイソフォーム(MB-COMT)のアミノ酸配列
配列番号122:Homo sapiensのOMTアイソフォーム(S-COMT)のアミノ酸配列
配列番号123:Niastella koreensisのOMT遺伝子の塩基配列
配列番号124:Niastella koreensisのOMTタンパク質のアミノ酸配列
配列番号125:Nocardia brasiliensisのACAR遺伝子の塩基配列
配列番号126:Nocardia brasiliensisのACARタンパク質のアミノ酸配列
配列番号127:Nocardia brasiliensisのACAR遺伝子の塩基配列
配列番号128:Nocardia brasiliensisのACARタンパク質のアミノ酸配列
配列番号129:Gordonia effusaのACAR遺伝子の塩基配列
配列番号130:Gordonia effusaのACARタンパク質のアミノ酸配列
配列番号131:Novosphingobium malaysienseのACAR遺伝子の塩基配列
配列番号132:Novosphingobium malaysienseのACARタンパク質のアミノ酸配列
配列番号133:Coccomyxa subellipsoideaのACAR遺伝子の塩基配列
配列番号134:Coccomyxa subellipsoideaのACARタンパク質のアミノ酸配列
配列番号135:Escherichia coli MG1655のentD遺伝子の塩基配列
配列番号136:Escherichia coli MG1655のEntDタンパク質のアミノ酸配列
配列番号137:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のPPT遺伝子の塩基配列
配列番号138:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のPPTタンパク質のアミノ酸配列
配列番号139:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のvanK遺伝子の塩基配列
配列番号140:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のVanKタンパク質のアミノ酸配列
配列番号141:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のpcaK遺伝子の塩基配列
配列番号142:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のPcaKタンパク質のアミノ酸配列
配列番号143:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のvanA遺伝子の塩基配列
配列番号144:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のVanAタンパク質のアミノ酸配列
配列番号145:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のvanB遺伝子の塩基配列
配列番号146:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のVanBタンパク質のアミノ酸配列
配列番号147:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のpcaG遺伝子の塩基配列
配列番号148:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のPcaGタンパク質のアミノ酸配列
配列番号149:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のpcaH遺伝子の塩基配列
配列番号150:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のPcaHタンパク質のアミノ酸配列
配列番号151:Escherichia coli MG1655のyqhD遺伝子の塩基配列
配列番号152:Escherichia coli MG1655のYqhDタンパク質のアミノ酸配列
配列番号153:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のNCgl0324遺伝子の塩基配列
配列番号154:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のNCgl0324タンパク質のアミノ酸配列
配列番号155:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のNCgl0313遺伝子の塩基配列
配列番号156:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のNCgl0313タンパク質のアミノ酸配列
配列番号157:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のNCgl2709遺伝子の塩基配列
配列番号158:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のNCgl2709タンパク質のアミノ酸配列
配列番号159:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のNCgl0219遺伝子の塩基配列
配列番号160:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のNCgl0219タンパク質のアミノ酸配列
配列番号161:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のNCgl2382遺伝子の塩基配列
配列番号162:Corynebacterium glutamicum ATCC 13032のNCgl2382タンパク質のアミノ酸配列
配列番号163:Escherichia coli MG1655のaroE遺伝子の塩基配列
配列番号164:Escherichia coli MG1655のAroEタンパク質のアミノ酸配列
配列番号165:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のcysI遺伝子の塩基配列
配列番号166:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のCysIタンパク質のアミノ酸配列
配列番号167:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のcysX遺伝子の塩基配列
配列番号168:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のCysXタンパク質のアミノ酸配列
配列番号169:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のcysH遺伝子の塩基配列
配列番号170:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のCysHタンパク質のアミノ酸配列
配列番号171:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のcysD遺伝子の塩基配列
配列番号172:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のCysDタンパク質のアミノ酸配列
配列番号173:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のcysN遺伝子の塩基配列
配列番号174:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のCysNタンパク質のアミノ酸配列
配列番号175:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のcysY遺伝子の塩基配列
配列番号176:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のCysYタンパク質のアミノ酸配列
配列番号177:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のcysZ遺伝子の塩基配列
配列番号178:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のCysZタンパク質のアミノ酸配列
配列番号179:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のfpr2遺伝子の塩基配列
配列番号180:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のFpr2タンパク質のアミノ酸配列
配列番号181:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のcysK遺伝子の塩基配列
配列番号182:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のCysKタンパク質のアミノ酸配列
配列番号183:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のcysR遺伝子の塩基配列
配列番号184:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のCysRタンパク質のアミノ酸配列
配列番号185:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のssuR遺伝子の塩基配列
配列番号186:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のSsuRタンパク質のアミノ酸配列
配列番号187:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のNCgl2048遺伝子の塩基配列
配列番号188:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のNCgl2048タンパク質のアミノ酸配列
配列番号189:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のsahH遺伝子の塩基配列
配列番号190:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のSahHタンパク質のアミノ酸配列
配列番号191:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のrnc遺伝子の塩基配列
配列番号192:Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869)のRncタンパク質のアミノ酸配列
配列番号193〜210:プライマー
配列番号211:Hv-iapの塩基配列
配列番号212:F1プロモーターを含むDNA断片の塩基配列
配列番号213:F1プロモーターの塩基配列
配列番号214〜227:プライマー
配列番号228〜230:pfkA遺伝子発現ユニットの塩基配列
配列番号231〜246:プライマー
<Description of Sequence Listing>
SEQ ID NO: 1: Nucleotide sequence of the ptsI gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 2: Amino acid sequence of the PtsI protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 3: Base of the ptsH gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 4: Amino acid sequence of PtsH protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 5: Base sequence of ptsG gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 6: PtsG protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) Amino acid sequence SEQ ID NO: 7: Base sequence of ptsS gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 8: Amino acid sequence of PtsS protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 9: ptsF gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 10: amino acid sequence of PtsF protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) No. 11: Nucleotide sequence of iolT1 gene of Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 SEQ ID NO: 12: Amino acid sequence of IolT1 protein of Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 SEQ ID NO: 13: Nucleotide sequence of iolT2 gene of Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 SEQ ID NO: 14: Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 Amino acid sequence of IolT2 protein SEQ ID NO: 15: Nucleotide sequence of ptsI gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 16: Amino acid sequence of PtsI protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 17: Nucleotide sequence of ptsH gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 18: Escherichia coli Amino acid sequence of MG1655 PtsH protein SEQ ID NO: 19: Nucleotide sequence of ptsG gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 20: Amino acid sequence of PtsG protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 21: Nucleotide sequence of crr gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 22: Escherichia coli MG1655 Crr protein SEQ ID NO: 23: Nucleotide sequence of the ScrA gene of Salmonella enterica SEQ ID NO: 24: Amino acid sequence of the ScrA protein of Salmonella enterica SEQ ID NO: 25: Nucleotide sequence of the fruA gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 26: FruA protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 27: Nucleotide sequence of fruB gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 28: Amino acid sequence of FruB protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 29: Nucleotide sequence of galP gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 30: Escherichia coli MG1655 Amino acid sequence of GalP protein SEQ ID NO: 31: Nucleotide sequence of cscB gene of Escherichia coli EC3132 SEQ ID NO: 32: Amino acid sequence of CscB protein of Escherichia coli EC3132 SEQ ID NO: 33: Nucleotide sequence of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) 34: Glk tamper of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 35: Nucleotide sequence of pgi gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 36: Amino acid sequence of Pgi protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 37: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 38: Amino acid sequence of Pfk protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 39: Nucleotide sequence of fbaA gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) 40: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) ) FbaA protein amino acid sequence SEQ ID NO: 41: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) tpiA gene nucleotide sequence SEQ ID NO: 42: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) TpiA protein amino acid sequence SEQ ID NO: 43: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) base sequence of gapA gene SEQ ID NO: 44: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) Amino acid sequence of GapA protein of SEQ ID NO: 45: Nucleotide sequence of pgk gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 46: Amino acid sequence of Pgk protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 47: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) ) Nucleotide sequence of the gpmA gene SEQ ID NO: 48: amino acid sequence of the GpmA protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 49: nucleotide sequence of the gpmM gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 50: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) GpmM protein amino acid sequence SEQ ID NO: 51: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) eno gene base sequence SEQ ID NO: 52: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) Eno protein amino acid sequence SEQ ID NO: 53: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) ATCC 13869) pykA gene nucleotide sequence SEQ ID NO: 54: Corynebacterium glutamicum 2 256 (ATCC 13869) PykA protein amino acid sequence SEQ ID NO: 55: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) pykF gene nucleotide sequence SEQ ID NO: 56: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) PykF protein amino acid sequence SEQ ID NO: 57: Corynebacterium Nucleotide sequence of aceE gene of glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 58: Amino acid sequence of AceE protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 59: Nucleotide sequence of aceF gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 60 Amino acid sequence of AceF protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 61: Nucleotide sequence of lpd gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 62: Amino acid sequence of Lpd protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) : Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) scrB gene nucleotide sequence SEQ ID NO: 64: Corynebact erium glutamicum 2256 (ATCC 13869) ScrB protein amino acid sequence SEQ ID NO: 65: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) fruK gene nucleotide sequence SEQ ID NO: 66: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) FruK protein amino acid sequence SEQ ID NO: 67 : Escherichia coli MG1655 glk gene SEQ ID NO: 68: Escherichia coli MG1655 Glk protein amino acid sequence SEQ ID NO: 69: Escherichia coli MG1655 pgi gene nucleotide sequence SEQ ID NO: 70: Escherichia coli MG1655 Pgi protein amino acid sequence No. 71: Nucleotide sequence of pfkA gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 72: Amino acid sequence of PfkA protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 73: Nucleotide sequence of pfkB gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 74: Amino acid of PfkB protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 75: Nucleotide sequence of fbaA gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 76: Amino acid sequence of FbaA protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 77: Nucleotide sequence of tpiA gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 78: Amino acid sequence of TpiA protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 79: GapA gene of Escherichia coli MG1655 Nucleotide sequence SEQ ID NO: 80: amino acid sequence of GapA protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 81: nucleotide sequence of pgk gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 82: amino acid sequence of Pgk protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 83: gpmA of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 84: Amino acid sequence of GpmA protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 85: Nucleotide sequence of gpmM gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 86: Amino acid sequence of GpmM protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 87: Escherichia coli MG1655 Nucleotide sequence of the eno gene of Escherichi amino acid sequence SEQ ID NO: 89 of the Eno protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 90: amino acid sequence of the PykA protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 91: nucleotide sequence of the pykF gene of Escherichia coli MG1655 92: amino acid sequence of PykF protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 93: nucleotide sequence of aceE gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 94: amino acid sequence of AceE protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 95: nucleotide sequence of aceF gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 96: Amino acid sequence of AceF protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 97: Nucleotide sequence of lpd gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 98: Amino acid sequence of Lpd protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 99: Base of scrB gene of Salmonella enterica SEQ ID NO: 100: ScrB protein of Salmonella enterica Amino acid sequence SEQ ID NO: 101: nucleotide sequence of fruK gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 102: amino acid sequence of FruK protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 103: nucleotide sequence of cscA gene of Escherichia coli EC3132 SEQ ID NO: 104: CscA of Escherichia coli EC3132 Amino acid sequence of protein SEQ ID NO: 105: Nucleotide sequence of cscK gene of Escherichia coli EC3132 SEQ ID NO: 106: Amino acid sequence of CscK protein of Escherichia coli EC3132 SEQ ID NO: 107: Nucleotide sequence of aroG gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 108: Escherichia coli MG1655 Amino acid sequence of AroG protein of SEQ ID NO: 109: Nucleotide sequence of aroB gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 110: Amino acid sequence of AroB protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 111: Nucleotide sequence of aroD gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 112: Escherichia AroD tan of coli MG1655 Amino acid sequence SEQ ID NO: 113: base sequence of the asbF gene of Bacillus thuringiensis BMB171 SEQ ID NO: 114: amino acid sequence of the AsbF protein of Bacillus thuringiensis BMB171 SEQ ID NO: 115: base sequence of the tyrR gene of Escherichia coli MG1655 116: Escherichia coli Amino acid sequence SEQ ID NOS: 117 to 120 of TyrR protein of MG1655: Nucleotide sequence SEQ ID NO: 121 of transcription variant 1-4 of HMT gene of Homo sapiens: Amino acid sequence SEQ ID NO: 122 of OMT isoform of Homo sapiens (MB-COMT) SEQ ID NO: 122: Homo Amino acid sequence of sapiens OMT isoform (S-COMT) SEQ ID NO: 123: Nucleotide sequence of OMT gene of Niastella koreensis SEQ ID NO: 124: Amino acid sequence of OMT protein of Niastella koreensis SEQ ID NO: 125: Nucleotide sequence of ACAR gene of Nocardia brasiliensis No. 126: Amino acid sequence of ACAR protein of Nocardia brasiliensis SEQ ID NO: 127: Nucleotide sequence of the ACAR gene of Nocardia brasiliensis SEQ ID NO: 128: Amino acid sequence of the ACAR protein of Nocardia brasiliensis SEQ ID NO: 129: Nucleotide sequence of the ACAR gene of Gordonia effusa SEQ ID NO: 130: Amino acid sequence of the ACAR protein of Gordonia effusa 131: nucleotide sequence of the ACAR gene of Novosphingobium malaysiense SEQ ID NO: 132: amino acid sequence of the ACAR protein of Novosphingobium malaysiense SEQ ID NO: 133: nucleotide sequence of the ACAR gene of Coccomyxa subellipsoidea 134: amino acid sequence of the ACAR protein of Coccomyxa subellipsoidea 135: Nucleotide sequence of entD gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 136: Amino acid sequence of EntD protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 137: Nucleotide sequence of PPT gene of Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 SEQ ID NO: 138: PPT protein of Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 Quality amino acid sequence SEQ ID NO: 139: nucleotide sequence of vanK gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 140: amino acid sequence of VanK protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 141: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) Nucleotide sequence of pcaK gene SEQ ID NO: 142: Amino acid sequence of PcaK protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 143: Nucleotide sequence of vanA gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) 144: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) Amino acid sequence of VanA protein of SEQ ID NO: 145: Nucleotide sequence of vanB gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 146: Amino acid sequence of VanB protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 147: pcaG of Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 Nucleotide sequence of the gene SEQ ID NO: 148: Corynebacterium gl Amino acid sequence of PcaG protein of utamicum ATCC 13032 SEQ ID NO: 149: nucleotide sequence of pcaH gene of Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 SEQ ID NO: 150: amino acid sequence of PcaH protein of Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 SEQ ID NO: 151: nucleotide sequence of yqhD gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 152: Amino acid sequence of YqhD protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 153: Nucleotide sequence of NCgl0324 gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 154: Amino acid sequence of NCgl0324 protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) : Nucleotide sequence of NCgl0313 gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 156: amino acid sequence of NCgl0313 protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 157: nucleotide sequence of NCgl2709 gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) 158: Corynebacte amino acid sequence of NCgl2709 protein of rium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 159: nucleotide sequence of NCgl0219 gene of Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 SEQ ID NO: 160: amino acid sequence of NCgl0219 protein of Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 SEQ ID NO: 161: Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 Nucleotide sequence of the NCgl2382 gene SEQ ID NO: 162: Corynebacterium glutamicum Amino acid sequence of the NCgl2382 protein of ATCC 13032 SEQ ID NO: 163: Nucleotide sequence of the aroE gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 164: Amino acid sequence of the AroE protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 165: Corynebacterium Nucleotide sequence of cysI gene of glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 166: Amino acid sequence of CysI protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 167: Nucleotide sequence of cysX gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 168: Corynebacte amino acid sequence of CysX protein of rium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 169: nucleotide sequence of cysH gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 170: amino acid sequence of CysH protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) : Nucleotide sequence number of cysD gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 172: Amino acid sequence number of CysD protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) 173: Nucleotide sequence number of cysN gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) 174: amino acid sequence of CysN protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 175: nucleotide sequence of cysY gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 176: amino acid sequence of CysY protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) No. 177: cysZ gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 178: Amino acid sequence of CysZ protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 179: Nucleotide sequence of fpr2 gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) 180: Fpr2 of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) Amino acid sequence of protein SEQ ID NO: 181: Nucleotide sequence of cysK gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 182: Amino acid sequence of CysK protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 183: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) Nucleotide sequence of cysR gene SEQ ID NO: 184: Amino acid sequence of CysR protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 185: Nucleotide sequence of ssuR gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 186: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) Amino acid sequence of SsuR protein of SEQ ID NO: 187: Corynebact base sequence of NCgl2048 gene of erium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 188: amino acid sequence of NCgl2048 protein of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SEQ ID NO: 189: base sequence of sahH gene of Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) : Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) SahH protein amino acid sequence SEQ ID NO: 191: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) rnc gene nucleotide sequence SEQ ID NO: 192: Corynebacterium glutamicum 2256 (ATCC 13869) Rnc protein amino acid sequence SEQ ID NO: 193 to 210: Primer SEQ ID NO: 211: Hv-iap base sequence SEQ ID NO: 212: Base sequence of DNA fragment containing F1 promoter SEQ ID NO: 213: F1 promoter base sequence SEQ ID NOs: 214 to 227: Primer SEQ ID NOs: 228 to 230: nucleotide sequence SEQ ID NOS: 231 to 246 of pfkA gene expression unit :Primer

Claims (27)

微生物においてプラスミドを維持する方法であって、
糖を含有する培地でプラスミドを有する微生物を培養する工程を含み、
前記微生物が、前記糖の資化能が非改変株と比較して低下するように改変されており、
前記プラスミドが、前記低下した資化能を補完する第1の塩基配列を含む、方法。
A method of maintaining a plasmid in a microorganism, comprising:
Culturing a microorganism having a plasmid in a medium containing a sugar,
The microorganism has been modified such that the assimilation ability of the sugar is reduced as compared to an unmodified strain,
The method, wherein the plasmid comprises a first nucleotide sequence that complements the reduced assimilation ability.
目的物質の製造方法であって、
糖を含有する培地で目的物質生産能とプラスミドを有する微生物を培養して該目的物質を生成する工程を含み、
前記微生物が、前記糖の資化能が非改変株と比較して低下するように改変されており、
前記プラスミドが、前記低下した資化能を補完する第1の塩基配列と前記目的物質の生産に有効な第2の塩基配列を含む、方法。
A method for producing a target substance,
Culturing a microorganism having a target substance-producing ability and a plasmid in a medium containing a sugar to produce the target substance,
The microorganism has been modified such that the assimilation ability of the sugar is reduced as compared to an unmodified strain,
A method, wherein the plasmid comprises a first nucleotide sequence that complements the reduced assimilation ability and a second nucleotide sequence that is effective for producing the target substance.
前記培地が、さらに、前記目的物質の前駆体を含む、請求項2に記載の方法。   The method according to claim 2, wherein the medium further contains a precursor of the target substance. 目的物質の製造方法であって、
糖を含有する培地で目的物質生産能とプラスミドを有する微生物を培養して該プラスミドを有する菌体を生成する工程、および
前記菌体を利用して前記目的物質の前駆体を該目的物質に変換する工程を含み、
前記微生物が、前記糖の資化能が非改変株と比較して低下するように改変されており、
前記プラスミドが、前記低下した資化能を補完する第1の塩基配列と前記目的物質の生産に有効な第2の塩基配列を含む、方法。
A method for producing a target substance,
Culturing a microorganism having the plasmid with the target substance-producing ability in a medium containing the sugar to produce cells having the plasmid; and converting the precursor of the target substance into the target substance using the cells. Including the step of
The microorganism has been modified such that the assimilation ability of the sugar is reduced as compared to an unmodified strain,
A method, wherein the plasmid comprises a first nucleotide sequence that complements the reduced assimilation ability and a second nucleotide sequence that is effective for producing the target substance.
さらに、前記目的物質を回収することを含む、請求項2〜4のいずれか1項に記載の方法。   The method according to claim 2, further comprising recovering the target substance. 前記資化能が、前記糖の資化に関与するタンパク質P1の活性が低下することにより、低下した、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the assimilation ability is reduced due to a decrease in the activity of protein P1 involved in the assimilation of the sugar. 前記タンパク質P1の活性が、該タンパク質をコードする遺伝子の発現を低下させることにより、または該遺伝子を破壊することにより、低下した、請求項6に記載の方法。   The method according to claim 6, wherein the activity of the protein P1 is reduced by reducing the expression of a gene encoding the protein or by disrupting the gene. 前記タンパク質P1の活性が、該タンパク質のアミノ酸配列の一部または全部の欠失により、低下した、請求項6または7に記載の方法。   The method according to claim 6 or 7, wherein the activity of the protein P1 is reduced by deletion of a part or all of the amino acid sequence of the protein. 前記第1の塩基配列が、前記糖の資化に関与するタンパク質P2をコードする遺伝子である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the first base sequence is a gene encoding a protein P2 involved in assimilation of the sugar. 前記タンパク質P1およびP2が、それぞれ、前記糖の取り込み系および前記糖の代謝酵素から選択されるタンパク質である、請求項9に記載の方法。   The method according to claim 9, wherein the proteins P1 and P2 are proteins selected from the sugar uptake system and the sugar metabolizing enzyme, respectively. 前記タンパク質P1およびP2が、それぞれ、解糖系の酵素から選択されるタンパク質である、請求項9または10に記載の方法。   The method according to claim 9 or 10, wherein the proteins P1 and P2 are proteins selected from glycolytic enzymes, respectively. 前記タンパク質P1およびP2が、それぞれ、6−ホスホフルクトキナーゼである、請求項9〜11のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 9 to 11, wherein the proteins P1 and P2 are each 6-phosphofructokinase. 前記6−ホスホフルクトキナーゼが、それぞれ、下記(a)、(b)、または(c)に記載のタンパク質である、請求項12に記載の方法:
(a)配列番号38、72、または74に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(b)配列番号38、72、または74に示すアミノ酸配列において、1〜10個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むアミノ酸配列を含み、且つ、6−ホスホフルクトキナーゼ活性を有するタンパク質;
(c)配列番号38、72、または74に示す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含み、且つ、6−ホスホフルクトキナーゼ活性を有するタンパク質。
The method according to claim 12, wherein the 6-phosphofructokinase is a protein according to the following (a), (b), or (c), respectively:
(A) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38, 72, or 74;
(B) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 38, 72 or 74, which comprises an amino acid sequence containing substitution, deletion, insertion and / or addition of 1 to 10 amino acid residues, and A protein having an actokinase activity;
(C) a protein comprising an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38, 72, or 74, and having 6-phosphofructokinase activity.
前記第2の塩基配列が、活性の増大により目的物質生産能を付与または増強できるタンパク質をコードする遺伝子および前記目的物質をコードする遺伝子から選択される遺伝子である、請求項2〜13のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 2 to 13, wherein the second base sequence is a gene selected from a gene encoding a protein capable of imparting or enhancing a target substance producing ability by increasing activity and a gene encoding the target substance. Item 2. The method according to item 1. 前記活性の増大により目的物質生産能を付与または増強できるタンパク質が、前記目的物質の生合成酵素である、請求項14に記載の方法。   The method according to claim 14, wherein the protein capable of imparting or enhancing the target substance-producing ability by increasing the activity is a biosynthetic enzyme of the target substance. 前記第2の塩基配列が、芳香族カルボン酸レダクターゼをコードする遺伝子である、請求項2〜15のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 2 to 15, wherein the second base sequence is a gene encoding an aromatic carboxylate reductase. 前記目的物質が、SAM依存性代謝物、アルデヒド、L−アミノ酸、核酸、有機酸、γ−グルタミルペプチド、スフィンゴイド、タンパク質、RNAから選択される、請求項2〜16のいずれか1項に記載の方法。   17. The target substance according to claim 2, wherein the target substance is selected from SAM-dependent metabolites, aldehydes, L-amino acids, nucleic acids, organic acids, γ-glutamyl peptides, sphingoids, proteins, and RNA. the method of. 前記目的物質が、バニリン、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド、バニリン酸、メラトニン、エルゴチオネイン、ムギネ酸、フェルラ酸、ポリアミン、グアイアコール、4−ビニルグアイアコール、4−エチルグアイアコール、クレアチン、L−メチオニンから選択される、請求項2〜17のいずれか1項に記載の方法。   The target substance is selected from vanillin, benzaldehyde, cinnamaldehyde, vanillic acid, melatonin, ergothioneine, mugineic acid, ferulic acid, polyamine, guaiacol, 4-vinylguaiacol, 4-ethylguaiacol, creatine, L-methionine. Item 18. The method according to any one of Items 2 to 17. 前記前駆体が、プロトカテク酸、プロトカテクアルデヒド、バニリン酸、安息香酸、桂皮酸、L−トリプトファン、L−ヒスチジン、L−フェニルアラニン、L−チロシン、L−アルギニン、L−オルニチン、グリシンから選択される、請求項3〜18のいずれか1項に記載の方法。   The precursor is selected from protocatechuic acid, protocatechualdehyde, vanillic acid, benzoic acid, cinnamic acid, L-tryptophan, L-histidine, L-phenylalanine, L-tyrosine, L-arginine, L-ornithine, glycine. The method according to any one of claims 3 to 18. 前記目的物質がバニリン酸である、請求項2〜19のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 2 to 19, wherein the target substance is vanillic acid. 前記目的物質がバニリンであり、前記前駆体がバニリン酸である、請求項3〜19のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 3 to 19, wherein the target substance is vanillin, and the precursor is vanillic acid. 前記糖が、グルコースまたはスクロースである、請求項1〜21のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 21, wherein the sugar is glucose or sucrose. 前記微生物が、細菌または酵母である、請求項1〜22のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 22, wherein the microorganism is a bacterium or a yeast. 前記微生物が、コリネ型細菌または腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の細菌である、請求項1〜23のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 23, wherein the microorganism is a coryneform bacterium or a bacterium of the family Enterobacteriaceae. 前記微生物が、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属細菌またはエシェリヒア(Escherichia)属細菌である、請求項1〜24のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 24, wherein the microorganism is a bacterium belonging to the genus Corynebacterium or a bacterium belonging to the genus Escherichia. 前記微生物が、コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium glutamicum)またはエシェリヒア・コリ(Escherichia coli)である、請求項1〜25のいずれか1項に
記載の方法。
The method according to any one of claims 1 to 25, wherein the microorganism is Corynebacterium glutamicum or Escherichia coli.
前記培地が、抗生物質を実質的に含有しない、請求項1〜26のいずれか1項に記載の方法。   27. The method of any one of claims 1-26, wherein the medium is substantially free of antibiotics.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102377058B1 (en) * 2020-11-04 2022-03-22 경북대학교 산학협력단 O- Catechol O-methyl transferase derived from Niastella Koreensis and variants thereof

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