JP2021132612A - Method for producing vanillin - Google Patents

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JP2021132612A JP2020033512A JP2020033512A JP2021132612A JP 2021132612 A JP2021132612 A JP 2021132612A JP 2020033512 A JP2020033512 A JP 2020033512A JP 2020033512 A JP2020033512 A JP 2020033512A JP 2021132612 A JP2021132612 A JP 2021132612A
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Yuki Oda
雄貴 小田
一敏 ▲高▼橋
一敏 ▲高▼橋
Kazutoshi Takahashi
立己 柏木
Tatsumi Kashiwagi
立己 柏木
宇乃 田上
Uno Tagami
宇乃 田上
國夫 中田
Kunio Nakada
國夫 中田
明梨 田代
Akari Tashiro
明梨 田代
淳 ▲高▼倉
淳 ▲高▼倉
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啓太 福井
Keita Fukui
啓太 福井
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Abstract

To provide a mutated aromatic carboxylic acid reductase (ACAR) useful for production of vanillin; and a method for producing vanillin using the same.SOLUTION: Vanillin is produced by using a mutated ACAR having mutation in an amino acid residue such as C28, C135, R241, G249, R252, W259, M265, V270, M271, S274, T275, Q278, Q310, V312, I353, S356, I376, E377, G378, Y379, S381, T382, A384, A385, G386, V387, S388, I389, Y467, I574 .SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、バニリン(vanillin)の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing vanillin.

バニリンは、バニラの香りの主要な成分であり、香料として飲食品や香水等に配合して使用されている。バニリンは、主に、天然物からの抽出または化学合成により製造されている。 Vanillin is a main component of the scent of vanilla, and is used as a fragrance in foods and drinks, perfumes, and the like. Vanillin is mainly produced by extraction from natural products or chemical synthesis.

また、生物工学的手法によりバニリンを製造する試みもなされている。例えば、Corynebacterium glutamicum等の微生物を利用してバニリン酸等のバニリン前駆体からバニリンを製造することができる。 Attempts have also been made to produce vanillin by bioengineering techniques. For example, a microorganism such as Corynebacterium glutamicum can be used to produce vanillin from a vanillin precursor such as vanillic acid.

バニリンは、プロトカテク酸を中間体として生成し得る。すなわち、プロトカテク酸は、O−メチルトランスフェラーゼ(O-methyltransferase;OMT)の作用によりバニリン酸(vanillic acid)へと変換され得る。バニリン酸は、芳香族カルボン酸レダクターゼ(aromatic carboxylic acid reductase;ACAR)の作用によりバニリンへと変換され得る。
加えて、イソバニリン(isovanillin)が、プロトカテク酸を中間体として副生物として
生成し得る。すなわち、プロトカテク酸は、OMTの作用によりイソバニリン酸(isovanillic acid)へと変換され得る。イソバニリン酸は、ACARの作用によりイソバニリンへと変
換され得る。
Vanillin can produce protocatechuic acid as an intermediate. That is, protocatechuic acid can be converted to vanillic acid by the action of O-methyltransferase (OMT). Vanillic acid can be converted to vanillin by the action of aromatic carboxylic acid reductase (ACAR).
In addition, isovanillin can be produced as a by-product with protocatechuic acid as an intermediate. That is, protocatechuic acid can be converted to isovanillic acid by the action of OMT. Isovanillic acid can be converted to isovanillin by the action of ACAR.

本発明は、バニリンの生産に有用な変異型ACARおよびそれを用いたバニリンの製造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 mutant ACAR useful for the production of vanillin and a method for producing vanillin using the mutant ACAR.

本発明者らは、ACARのバニリン酸に対する基質特異性を向上させる変異を見出し、本発明を完成させた。 The present inventors have found a mutation that improves the substrate specificity of ACAR for vanillic acid, and completed the present invention.

すなわち、本発明は以下の通り例示できる。
[1]
野生型芳香族カルボン酸レダクターゼのアミノ酸配列において特定の変異を有し、且つ、バニリン生成活性を有する、変異型芳香族カルボン酸レダクターゼであって、
前記特定の変異が、下記より選ばれる1つまたはそれ以上のアミノ酸残基における変異である、変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ:
C28、C135、R241、G249、R252、W259、M265、V270、M271、S274、T275、Q278、Q310、V312、I353、S356、I376、E377、G378、Y379、S381、T382、A384、A385、G386、V387、S388、I389、Y467、I574。
[2]
前記特定の変異が、G386における変異を含む、前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ。
[3]
前記特定の変異が、下記より選ばれる1つまたはそれ以上の変異を含む、前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ:
C28A、C135(A, V)、R241(K, Q)、G249(N, S, T)、R252(K, Q, T)、W259(F, Y)、M265(I, V)、V270(A, I)、M271(A, G, H, I, L, N, Q, R, S, T, V, Y)、S274
(A, N)、T275S、Q278D、Q310L、V312(A, C, D, F, G, I, L, M, P, Q, S, T, Y)、I353(L, V)、S356(A, T)、I376(F, L, V)、E377D、G378D、Y379(F, L)、S381(A, T)、T382S、A384(C, F, G, H, I, K, L, N, Q, S, T)、A385(D, E, K, P, R)、G386(C, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, Y)、V387I、S388(M, T)、I389V、Y467(F, H, W)、I574(A, C, F, G, L, L, M, N, P, T, V)。
[4]
前記特定の変異が、G386Nを含む、前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ。
[5]
前記特定の変異が、下記のいずれかの変異を含む、前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ:
G386M/M271Y、G386M/S274N、G386M/I353F、G386M/I353L、G386N/M271Y、G386N/V312A、G386N/V312F、G386N/V312I、G386N/I353F、G386N/I353L、G386N/A384S、G386N/A385M、G386N/A385V、G386N/V387I、G386N/I574A、G386N/I574M、G386N/I574T。
[6]
前記野生型芳香族カルボン酸レダクターゼが、ゴルドニア(Gordonia)属細菌の芳香族カルボン酸レダクターゼである、前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ。
[7]
前記野生型芳香族カルボン酸レダクターゼが、下記のいずれかのタンパク質である、前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ:
(a)配列番号2に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(b)配列番号2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むタンパク質;
(c)配列番号2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むタンパク質。
[8]
イソバニリン副生率が、1.0%以下である、前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ。
[9]
バニリンの製造方法であって、
前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼを利用してバニリン酸をバニリンに変換すること
を含む、方法。
[10]
前記変換が、バニリン酸を含有する培地で前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼを有する微生物を培養し、バニリンを該培地中に生成蓄積させることを含む、前記方法。
[11]
前記変換が、前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼを反応液中のバニリン酸に作用させ、バニリンを該反応液中に生成蓄積させることを含む、前記方法。
[12]
前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼが、該変異型芳香族カルボン酸レダクターゼを有する微生物の菌体の形態で利用される、前記方法。
[13]
前記菌体が、前記微生物の培養液、該培養液から回収した菌体、それらの処理物、またはそれらの組み合わせの形態で用いられる、前記方法。
[14]
前記微生物が、細菌または酵母である、前記方法。
[15]
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。
[16]
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。
[17]
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。
[18]
前記微生物が、ホスホパンテテイニルトランスフェラーゼの活性が非改変株と比較して増大するように改変されている、前記方法。
[19]
前記微生物が、バニリン酸デメチラーゼおよび/またはアルコールデヒドロゲナーゼの活性が非改変株と比較して低下するように改変されている、前記方法。
[20]
さらに、バニリンを回収することを含む、前記方法。
[21]
前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼをコードする遺伝子。
[22]
前記遺伝子を搭載するベクター。
[23]
前記遺伝子を有する微生物。
[24]
細菌または酵母である、前記微生物。
[25]
コリネ型細菌または腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の細菌である、前記微生物。
[26]
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、前記微生物。
[27]
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、前記微生物。
[28]
ホスホパンテテイニルトランスフェラーゼの活性が非改変株と比較して増大するように改変されている、前記微生物。
[29]
バニリン酸デメチラーゼおよび/またはアルコールデヒドロゲナーゼの活性が非改変株と比較して低下するように改変されている、前記微生物。
That is, the present invention can be exemplified as follows.
[1]
A mutant aromatic carboxylic acid reductase having a specific mutation in the amino acid sequence of the wild-type aromatic carboxylic acid reductase and having vanillin-producing activity.
Mutant aromatic carboxylic acid reductase: The particular mutation is a mutation at one or more amino acid residues selected from:
C28, C135, R241, G249, R252, W259, M265, V270, M271, S274, T275, Q278, Q310, V312, I353, S356, I376, E377, G378, Y379, S381, T382, A384, A385, G386, V387, S388, I389, Y467, I574.
[2]
The mutant aromatic carboxylic acid reductase, wherein the particular mutation comprises a mutation in G386.
[3]
The mutant aromatic carboxylic acid reductase, wherein the particular mutation comprises one or more mutations selected from:
C28A, C135 (A, V), R241 (K, Q), G249 (N, S, T), R252 (K, Q, T), W259 (F, Y), M265 (I, V), V270 ( A, I), M271 (A, G, H, I, L, N, Q, R, S, T, V, Y), S274
(A, N), T275S, Q278D, Q310L, V312 (A, C, D, F, G, I, L, M, P, Q, S, T, Y), I353 (L, V), S356 ( A, T), I376 (F, L, V), E377D, G378D, Y379 (F, L), S381 (A, T), T382S, A384 (C, F, G, H, I, K, L, N, Q, S, T), A385 (D, E, K, P, R), G386 (C, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, Y), V387I, S388 (M, T), I389V, Y467 (F, H, W), I574 (A, C, F, G, L, L, M, N, P , T, V).
[4]
The mutant aromatic carboxylic acid reductase, wherein the particular mutation comprises G386N.
[5]
The mutant aromatic carboxylic acid reductase, wherein the particular mutation comprises one of the following:
G386M / M271Y, G386M / S274N, G386M / I353F, G386M / I353L, G386N / M271Y, G386N / V312A, G386N / V312F, G386N / V312I, G386N / I353F, G386N / I353L, G386N / A384S, G386N A385V, G386N / V387I, G386N / I574A, G386N / I574M, G386N / I574T.
[6]
The mutant aromatic carboxylic acid reductase, wherein the wild aromatic carboxylic acid reductase is an aromatic carboxylic acid reductase of a bacterium belonging to the genus Gordonia.
[7]
The mutant aromatic carboxylic acid reductase, wherein the wild-type aromatic carboxylic acid reductase is one of the following proteins:
(A) A protein containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2;
(B) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, a protein containing an amino acid sequence containing substitutions, deletions, insertions, and / or additions of 1 to 10 amino acid residues;
(C) A protein containing an amino acid sequence having 90% or more identity with respect to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
[8]
The mutant aromatic carboxylic acid reductase having an isovanillin by-product rate of 1.0% or less.
[9]
It ’s a method of making vanillin.
A method comprising converting vanillic acid to vanillin utilizing the mutant aromatic carboxylic acid reductase.
[10]
The method comprising culturing a microorganism having the mutant aromatic carboxylic acid reductase in a medium containing vanillic acid to produce and accumulate vanillin in the medium.
[11]
The method, wherein the conversion comprises causing the mutant aromatic carboxylic acid reductase to act on vanillic acid in the reaction solution to produce and accumulate vanillin in the reaction solution.
[12]
The method as described above, wherein the variant aromatic carboxylic acid reductase is utilized in the form of bacterial cells of a microorganism having the variant aromatic carboxylic acid reductase.
[13]
The method as described above, wherein the cells are used in the form of a culture solution of the microorganism, cells recovered from the culture solution, processed products thereof, or a combination thereof.
[14]
The method, wherein the microorganism is a bacterium or yeast.
[15]
The method, wherein the microorganism is a Coryneform bacterium or a bacterium of the Enterobacteriaceae family.
[16]
The method as described above, wherein the microorganism is a Corynebacterium bacterium or an Escherichia bacterium.
[17]
The method as described above, wherein the microorganism is Corynebacterium glutamicum or Escherichia coli.
[18]
The method, wherein the microorganism has been modified to increase the activity of phosphopantetinyl transferase as compared to an unmodified strain.
[19]
The method, wherein the microorganism has been modified such that the activity of vanillate demethylase and / or alcohol dehydrogenase is reduced compared to an unmodified strain.
[20]
The method, further comprising recovering vanillin.
[21]
A gene encoding the mutant aromatic carboxylic acid reductase.
[22]
A vector carrying the gene.
[23]
A microorganism having the above gene.
[24]
The microorganism, which is a bacterium or yeast.
[25]
The microorganism, which is a coryneform bacterium or a bacterium of the family Enterobacteriaceae.
[26]
The microorganism, which is a bacterium of the genus Corynebacterium or a bacterium of the genus Escherichia.
[27]
The microorganism, which is Corynebacterium glutamicum or Escherichia coli.
[28]
Said microorganisms that have been modified to increase the activity of phosphopantetinyl transferase as compared to unmodified strains.
[29]
Said microorganisms that have been modified to reduce the activity of vanillate demethylase and / or alcohol dehydrogenase as compared to unmodified strains.

本発明によれば、バニリンの生産に有用な変異型ACARを提供することができ、当該変異型ACARを利用してバニリンを効率よく製造することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a mutant ACAR useful for the production of vanillin, and vanillin can be efficiently produced by using the mutant ACAR.

<1>変異型ACAR
本発明は、本明細書に記載の「特定の変異」を有する芳香族カルボン酸レダクターゼ(aromatic carboxylic acid reductase;ACAR)を提供する。
<1> Mutant ACAR
The present invention provides an aromatic carboxylic acid reductase (ACAR) having the "specific mutations" described herein.

「芳香族カルボン酸レダクターゼ(aromatic carboxylic acid reductase;ACAR)」とは、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。
“Aromatic carboxylic acid reductase (ACAR)” may mean a protein that has the activity of catalyzing the reaction of reducing an aromatic carboxylic acid to produce the corresponding aromatic aldehyde (EC 1.2). .99.6 etc.). This activity is also called "ACAR activity". The gene encoding ACAR is also called "ACAR gene".

「ACAR活性」とは、具体的には、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意味してよい。電子供与体としては、NADHやNADPHが挙げられる。電子供与体としては、特に、NADPHが挙げられる。
Specifically, "ACAR activity" may mean an activity that catalyzes a reaction that reduces an aromatic carboxylic acid in the presence of an electron donor and ATP to produce the corresponding aromatic aldehyde. Examples of electron donors include NADH and NADPH. Examples of electron donors include NADPH in particular.

芳香族カルボン酸とそれに対応する芳香族アルデヒドの組み合わせとしては、バニリン酸とバニリンの組み合わせや、イソバニリン酸とイソバニリンの組み合わせが挙げられる。バニリン酸が基質となるACAR活性、すなわち、バニリン酸を還元してバニリンを生成する反応を触媒する活性を、「バニリン生成活性」ともいう。「バニリン生成活性」とは、具体的には、電子供与体とATPの存在下でバニリン酸を還元してバニリンを生成する反応
を触媒する活性を意味してよい。イソバニリン酸が基質となるACAR活性、すなわち、イソバニリン酸を還元してイソバニリンを生成する反応を触媒する活性を、「イソバニリン生成活性」ともいう。「イソバニリン生成活性」とは、具体的には、電子供与体とATPの存
在下でイソバニリン酸を還元してイソバニリンを生成する反応を触媒する活性を意味してよい。
Examples of the combination of the aromatic carboxylic acid and the corresponding aromatic aldehyde include a combination of vanillic acid and vanillin and a combination of isovanillic acid and isovanillin. The ACAR activity in which vanillic acid serves as a substrate, that is, the activity of catalyzing the reaction of reducing vanillic acid to produce vanillin is also referred to as "vanillin-producing activity". Specifically, "vanillin-producing activity" may mean an activity that catalyzes a reaction of reducing vanillic acid to produce vanillin in the presence of an electron donor and ATP. The ACAR activity in which isovanillin is used as a substrate, that is, the activity of catalyzing the reaction of reducing isovanillin to produce isovanillin is also referred to as "isovanillin-producing activity". Specifically, "isovanillin-producing activity" may mean an activity that catalyzes a reaction of reducing isovanillin acid to produce isovanillin in the presence of an electron donor and ATP.

ACAR活性(例えば、バニリン生成活性またはイソバニリン生成活性)は、例えば、ATP
およびNADPHの存在下で酵素を基質(例えば、バニリン酸またはイソバニリン酸)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)。「タンパク
質がACAR活性を有する」とは、タンパク質が少なくとも1つの適切な条件下で測定されるACAR活性を有することを意味してよい。本願で言及される他のタンパク質の活性についても同様である。
ACAR activity (eg, vanillin-producing activity or isovanillin-producing activity) is, for example, ATP.
And can be measured by incubating the enzyme with a substrate (eg, vanillic acid or isovanillic acid) in the presence of NADPH and measuring the enzyme and substrate-dependent oxidation of NADPH (J. Biol. Chem. 2007, Vol. 282, No.1, modified the method described on p478-485). "Protein has ACAR activity" may mean that the protein has ACAR activity as measured under at least one suitable condition. The same applies to the activities of other proteins referred to in the present application.

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

「特定の変異」を有しないACARを、「野生型ACAR」ともいう。また、野生型ACARをコードする遺伝子を、「野生型ACAR遺伝子」ともいう。なお、ここでいう「野生型」とは、「野生型」のACARを「変異型」のACARと区別するための便宜上の記載であり、「特定の変異」を有しない限り、天然に得られるものには限定されない。「ACARが「特定の変異」を有しない」とは、ACARが「特定の変異」として選択された変異を有しないことを意味してよい。野生型ACARは、「特定の変異」として選択された変異を有しない限り、「特定の変異」として選択されなかった変異を有していてもよく、いなくてもよい。 ACAR that does not have a "specific mutation" is also called "wild-type ACAR". The gene encoding wild-type ACAR is also referred to as "wild-type ACAR gene". The term "wild type" as used herein is a description for convenience to distinguish the "wild type" ACAR from the "mutant" ACAR, and can be obtained naturally as long as it does not have a "specific mutation". It is not limited to things. "ACAR does not have a" specific mutation "" may mean that ACAR does not have a mutation selected as a "specific mutation". Wild-type ACAR may or may not have a mutation not selected as a "specific mutation" as long as it does not have a mutation selected as a "specific mutation".

或る野生型ACARと或る変異型ACARが「特定の変異」の有無以外は同一である場合、当該野生型ACARを「或る変異型ACARに対応する野生型ACAR」ともいい、当該変異型ACARを「或る野生型ACARに対応する変異型ACAR」ともいう。 When a wild-type ACAR and a mutant ACAR are the same except for the presence or absence of a "specific mutation", the wild-type ACAR is also referred to as a "wild-type ACAR corresponding to a certain mutant ACAR", and the mutant type. ACAR is also called "mutant ACAR corresponding to a certain wild-type ACAR".

以下、野生型ACARについて説明する。 The wild-type ACAR will be described below.

野生型ACARは、それに対応する変異型ACARがバニリン生成活性を有する限り、バニリン生成活性やイソバニリン生成活性等のACAR活性を有していてもよく、有していなくてもよい。野生型ACARは、通常、バニリン生成活性およびイソバニリン生成活性を有していてよい。野生型ACARは、少なくとも、イソバニリン生成活性を有していてよい。 The wild-type ACAR may or may not have ACAR activity such as vanillin-producing activity and isovanillin-producing activity as long as the corresponding mutant ACAR has vanillin-producing activity. Wild-type ACAR may usually have vanillin-producing activity and isovanillin-producing activity. Wild-type ACAR may have at least isovanillin-producing activity.

野生型ACARとしては、ゴルドニア(Gordonia)属細菌のACARが挙げられる(WO2018/079705)。Gordonia属細菌としては、ゴルドニア・エフューサ(Gordonia effusa)が挙げられる。Gordonia effusaのACAR遺伝子の塩基配列を配列番号1に、同遺伝子がコードするACARのアミノ酸配列を配列番号2に示す。すなわち、野生型ACAR遺伝子は、例えば、配列
番号1に示す塩基配列を有する遺伝子であってよい。また、野生型ACARは、例えば、配列番号2に示すアミノ酸配列を有するタンパク質であってよい。なお、「遺伝子またはタンパク質が塩基配列またはアミノ酸配列を有する」という表現は、特記しない限り、遺伝子またはタンパク質が当該塩基配列またはアミノ酸配列を含むことを意味してよく、遺伝子またはタンパク質が当該塩基配列またはアミノ酸配列からなる場合も包含してよい。
Examples of wild-type ACAR include ACAR of the genus Gordonia (WO2018 / 079705). Bacteria of the genus Gordonia include Gordonia effusa. The nucleotide sequence of the ACAR gene of Gordonia effusa is shown in SEQ ID NO: 1, and the amino acid sequence of ACAR encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 2. That is, the wild-type ACAR gene may be, for example, a gene having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1. The wild-type ACAR may be, for example, a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. Unless otherwise specified, the expression "gene or protein has a base sequence or amino acid sequence" may mean that the gene or protein contains the base sequence or amino acid sequence, and the gene or protein has the base sequence or amino acid sequence. The case consisting of an amino acid sequence may also be included.

野生型ACAR遺伝子は、コードするACARが「特定の変異」を有しない限り、上記例示した野生型ACAR遺伝子(例えば、配列番号1に示す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、野生型ACARは、「特定の変異」を有しない限り、上記例示した野生型ACAR(例えば、配列番号2に示す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。すなわち、「野生型ACAR遺伝子」という用語は、上記例示した野生型ACAR遺伝子(例えば、配列番号1に示す塩基配列を有する遺伝子)に加えて、それらのバリアントを包含してよい。同様に、「野生型ACAR」という用語は、上記例示した野生型ACAR(例えば、配列番号2に示すアミノ酸配列を有するタンパク質)に加えて、それらのバリアントを包含してよい。なお、由来する生物種で特定される遺伝子は、当該生物種において見出される遺伝子そのものに限られず、当該生物種において見出される遺伝子の塩基配列を有する遺伝子およびそれらのバリアントを包含するものとする。また、由来する生物種で特定されるタンパク質は、当該生物種において見出されるタンパク質そのものに限られず、当該生物種において見出されるタンパク質のアミノ酸配列を有するタンパク質およびそれらのバリアントを包含するものとする。それらバリアントは、当該生物種において見出されてもよく、見出されなくてもよい。すなわち、例えば、「Gordonia属細菌のACAR」とは、Gordonia属細菌において見出されるACARそのものに限られず、Gordonia属細菌において見出されるACARのアミノ酸配列を有するタンパク質およびそれらのバリアントを包含するものとする。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 wild-type ACAR gene may be a variant of the above-exemplified wild-type ACAR gene (for example, a gene having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1) as long as the encoding ACAR does not have a “specific mutation”. Similarly, wild-type ACAR may be a variant of the above-exemplified wild-type ACAR (eg, protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2) as long as it does not have a "specific mutation". That is, the term "wild-type ACAR gene" may include variants thereof in addition to the above-exemplified wild-type ACAR gene (for example, a gene having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1). Similarly, the term "wild-type ACAR" may include variants thereof in addition to the above-exemplified wild-type ACAR (eg, proteins having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2). The gene specified by the species of origin is not limited to the gene itself found in the species, but includes genes having the base sequence of the gene found in the species and variants thereof. In addition, the protein specified by the species of origin is not limited to the protein itself found in the species, but includes proteins having the amino acid sequence of the protein found in the species and variants thereof. These variants may or may not be found in the species. That is, for example, "ACAR of a bacterium of the genus Gordonia" is not limited to ACAR itself found in a bacterium of the genus Gordonia, but includes proteins having an amino acid sequence of ACAR found in a bacterium of the genus Gordonia and variants thereof. Examples of the variant include homologues and artificial variants of the above-exemplified genes and proteins.

野生型ACAR遺伝子のホモログまたは野生型ACARのホモログは、例えば、上記例示した野生型ACAR遺伝子の塩基配列または上記例示した野生型ACAR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決定することができる。また、野生型ACAR遺伝子のホモログは、例えば、各種生物の染色体を鋳型にして、上記例示した野生型ACAR遺伝子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。 The wild-type ACAR gene homolog or the wild-type ACAR homolog can be obtained from a public database by, for example, a BLAST search or a FASTA search using the nucleotide sequence of the wild-type ACAR gene exemplified above or the amino acid sequence of the wild-type ACAR exemplified above as a query sequence. Can be easily determined from. Further, the homologue of the wild-type ACAR gene can be obtained, for example, by PCR using chromosomes of various organisms as templates and oligonucleotides prepared based on the nucleotide sequence of the wild-type ACAR gene exemplified above as primers. ..

野生型ACAR遺伝子は、コードするACARが「特定の変異」を有しない限り、上記アミノ酸配列(例えば、配列番号2に示すアミノ酸配列)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。 The wild ACAR gene is one or several amino acids at one or several positions in the above amino acid sequence (eg, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2) unless the encoding ACAR has a "specific mutation". May encode a protein having an amino acid sequence substituted, deleted, inserted, and / or added. For example, the encoded protein may have its N-terminus and / or C-terminus extended or shortened. The above "1 or several" differs depending on the position and type of the amino acid residue in the protein structure, 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、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。
Substitutions, deletions, insertions, or additions of one or several amino acids described above are conservative mutations that maintain the original function of the protein. A typical conservative mutation is a conservative substitution. Conservative substitutions are polar amino acids 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 some cases, between Gln and Asn, between Lys, Arg and His if it is a basic amino acid, and between Asp and Glu if it is an acidic amino acid, if it is an amino acid with a hydroxyl group. Is Ser
, Thr are mutations that replace each other. Substitutions that are considered conservative substitutions include, specifically, Ala to Ser or Thr substitutions, Arg to Gln, His or Lys substitutions, 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, Gly to Pro, His to Asn, Lys, Gln, Arg or Tyr, Ile to Leu, Met, Val or Phe, Leu to Ile , Met, Val or Phe replacement, Lys to Asn, Glu, Gln, His or Arg replacement, Met to Ile, Leu, Val or Phe replacement, Phe to Trp, Tyr, Met, Ile or Leu Substitution of, Ser to Thr or Ala, Thr to Ser or Ala, Trp to Phe or Tyr, Tyr to His, Phe or Trp, and Val to Met, Ile or Leu Replacement with. In addition, the above-mentioned amino acid substitutions, deletions, insertions, or additions may be caused by naturally occurring mutations (mutants or variants) such as those based on individual differences or species differences of the organism from which the gene is derived. included.

また、野生型ACAR遺伝子は、コードするACARが「特定の変異」を有しない限り、上記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。
In addition, the wild-type ACAR gene is, for example, 50% or more, 65% or more, 80% or more, 90% or more, 95% of the entire amino acid sequence, unless the encoding ACAR has a "specific mutation". As described above, it may be a gene encoding a protein having an amino acid sequence having 97% or more, or 99% or more identity.

また、野生型ACAR遺伝子は、コードするACARが「特定の変異」を有しない限り、上記塩基配列(例えば、配列番号1に示す塩基配列)から調製され得るプローブ、例えば上記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。
In addition, the wild-type ACAR gene is a probe that can be prepared from the above base sequence (for example, the base sequence shown in SEQ ID NO: 1) as long as the encoded ACAR does not have a "specific mutation", for example, the whole or one of the above base sequences. It may be a complementary sequence to the part, and a gene that hybridizes under stringent conditions, such as DNA. The "stringent condition" may mean a condition in which a so-called specific hybrid is formed and a non-specific hybrid is not formed. To give an example, DNAs with high identity, for example, DNAs having 50% or more, 65% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, or 99% or more identity 60 ° C, 1 × SSC, 0.1% SDS, preferably 60 ° C, 0.1 × SSC, which are conditions under which DNAs that hybridize and have lower identities do not hybridize with each other, or under normal Southern hybridization washing conditions. Conditions can be mentioned for washing once, preferably 2-3 times, at a salt concentration and temperature corresponding to 0.1% SDS, more preferably 68 ° C., 0.1 × SSC, 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、公知の遺伝子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 the complementary sequence of the gene. Such a probe can be prepared by PCR using an oligonucleotide prepared based on a known gene sequence as a primer and a DNA fragment containing the above-mentioned gene as a template. For example, as a probe, a DNA fragment having a length of about 300 bp can be used. When a DNA fragment having a length of about 300 bp is used as the probe, the conditions for washing the 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、野生型ACAR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、野生型ACAR遺伝子は、遺伝コードの縮重による上記例示した野生型ACAR遺伝子のバリアントであってもよい。例えば、野生型ACAR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。コドン最適化された野生型ACAR遺伝子としては、E. coliのコ
ドン使用に応じてコドン最適化されている、配列番号177に示す塩基配列を有するACAR遺伝子が挙げられる。
In addition, since the codon degeneracy differs depending on the host, the wild-type ACAR gene may be a codon in which an arbitrary codon is replaced with an equivalent codon. That is, the wild-type ACAR gene may be a variant of the wild-type ACAR gene exemplified above due to the reduction of the genetic code. For example, the wild-type ACAR gene may be modified to have the optimal codon depending on the codon usage frequency of the host used. Examples of the codon-optimized wild-type ACAR gene include an ACAR gene having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 177, which is codon-optimized according to the codon use of E. coli.

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 Scoring Parameters (Matrix: BLOSUM62; Gap Costs: Presence = 11, Extension = 1; Compositional Adjustments: Conditional compositional score matrix adjustment). It means the identity between the amino acid sequences. In addition, "identity" between base sequences means the identity between base sequences calculated by blastn using the default setting Scoring Parameters (Match / Mismatch Scores = 1, -2; Gap Costs = Linear). do.

以下、変異型ACARについて説明する。 Hereinafter, the mutant ACAR will be described.

変異型ACARは、バニリン生成活性を有する。変異型ACARは、イソバニリン生成活性を有していてもよく、有していなくてもよい。 Mutant ACAR has vanillin-producing activity. The mutant ACAR may or may not have isovanillin-producing activity.

変異型ACARは、野生型ACARのアミノ酸配列において、「特定の変異」を有する。 Mutant ACAR has a "specific mutation" in the amino acid sequence of wild-type ACAR.

すなわち、変異型ACARは、例えば、配列番号2に示すアミノ酸配列において、「特定の変異」を有するアミノ酸配列を有するタンパク質であってよい。また、変異型ACARは、例えば、配列番号2に示すアミノ酸配列において、「特定の変異」を有し、当該「特定の変異」以外の箇所にさらに1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むアミノ酸配列を有し、且つ、バニリン生成活性を有するタンパク質であってよい。 That is, the mutant ACAR may be, for example, a protein having an amino acid sequence having a "specific mutation" in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. In addition, the mutant ACAR has, for example, a "specific mutation" in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, and one or several amino acid substitutions or deletions are made at locations other than the "specific mutation". It may be a protein having an amino acid sequence including insertion and / or addition and having vanillin-producing activity.

また、言い換えると、変異型ACARは、「特定の変異」を有する以外は、野生型ACARと同一のアミノ酸配列を有するタンパク質であってよい。すなわち、変異型ACARは、例えば、「特定の変異」を有する以外は、配列番号2に示すアミノ酸配列を有するタンパク質であってよい。また、変異型ACARは、例えば、「特定の変異」を有する以外は、配列番号2に示すアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むアミノ酸配列を有し、且つ、バニリン生成活性を有するタンパク質であってよい。また、変異型ACARは、例えば、「特定の変異」を有する以外は、配列番号2に示すアミノ酸配列に対して、80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、より
好ましくは97%以上、特に好ましくは99%以上の同一性を有するアミノ酸配列を有し、且つ、バニリン生成活性を有するタンパク質であってよい。
In other words, the mutant ACAR may be a protein having the same amino acid sequence as the wild-type ACAR, except that it has a "specific mutation". That is, the mutant ACAR may be, for example, a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, except that it has a “specific mutation”. In addition, the mutant ACAR is an amino acid sequence containing one or several amino acid substitutions, deletions, insertions, and / or additions in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, except that it has, for example, a “specific mutation”. It may be a protein having a vanillin-producing activity. Moreover, mutant ACAR, for example, except with a "specific mutation", to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, more preferably It may be a protein having an amino acid sequence having 97% or more, particularly preferably 99% or more identity, and having vanillin-producing activity.

変異型ACARは、上記例示したような変異型ACARのアミノ酸配列に加えて、他のアミノ酸配列を含んでいてもよい。当該他のアミノ酸配列を、「付加配列」ともいう。すなわち、変異型ACARは、付加配列との融合タンパク質であってもよい。また、変異型ACARは、例えば、付加配列を含む形態で(すなわち付加配列との融合タンパク質として)発現し、且つ、最終的には当該付加配列の一部または全部を失っていてもよい。「変異型ACARが付加配列を含む」または「変異型ACARが付加配列との融合タンパク質である」とは、特記しない限り、最終的に得られる変異型ACARが付加配列を含むことを意味する。一方、「変異型ACARが付加配列を含む形態で発現する」または「変異型ACARが発現時に付加配列を含む」とは、特記しない限り、変異型ACARが少なくとも発現時に付加配列を含むことを意味し、最終的に得られる変異型ACARが付加配列を含むことを必ずしも意味しない。また、言い換えると、変異型ACAR遺伝子は、上記例示したような変異型ACAR遺伝子の塩基配列に加えて、付加配列をコードする塩基配列を含んでいてもよい。野生型ACARおよび野生型ACAR遺伝子についても同様である。付加配列は、変異型ACARがバニリン生成活性を有する限り、特に制限されない。付加配列は、その利用目的等の諸条件に応じて適宜選択できる。付加配列としては、例えば、ペプチドタグ、シグナルペプチド(シグナル配列ともいう)、プロテアーゼの認識配列が挙げられる。付加配列は、例えば、変異型ACARのN末端、若しくはC末端、またはその両方に連結されてよい。付加配列としては、1種のアミノ酸配列を用いてもよく、2種またはそれ以上のアミノ酸配列を組み合わせて用いてもよい。 The mutant ACAR may contain other amino acid sequences in addition to the amino acid sequence of the mutant ACAR as exemplified above. The other amino acid sequence is also referred to as an "additional sequence". That is, the mutant ACAR may be a fusion protein with an additional sequence. In addition, the mutant ACAR may be expressed, for example, in a form containing an additional sequence (that is, as a fusion protein with the additional sequence), and finally, a part or all of the additional sequence may be lost. "Mutant ACAR contains an addendum" or "mutant ACAR is a fusion protein with an addendum" means that the final mutant ACAR contains an addendum, unless otherwise noted. On the other hand, "mutant ACAR is expressed in a form containing an additional sequence" or "mutant ACAR contains an additional sequence at the time of expression" means that the mutant ACAR contains at least an additional sequence at the time of expression, unless otherwise specified. However, it does not necessarily mean that the finally obtained mutant ACAR contains an additional sequence. In other words, the mutant ACAR gene may contain a base sequence encoding an additional sequence in addition to the base sequence of the mutant ACAR gene as exemplified above. The same is true for wild-type ACAR and wild-type ACAR genes. The addition sequence is not particularly limited as long as the mutant ACAR has vanillin-producing activity. The additional sequence can be appropriately selected according to various conditions such as the purpose of use. Examples of the additional sequence include a peptide tag, a signal peptide (also referred to as a signal sequence), and a protease recognition sequence. The additional sequence may be linked, for example, to the N-terminus, C-terminus, or both of the mutant ACAR. As the additional sequence, one type of amino acid sequence may be used, or two or more types of amino acid sequences may be used in combination.

ペプチドタグとして、具体的には、Hisタグ、FLAGタグ、GSTタグ、Mycタグ、MBP(maltose binding protein)、CBP(cellulose binding protein)、TRX(Thioredoxin)、GFP(green fluorescent protein)、HRP(horseradish peroxidase)、ALP(Alkaline Phosphatase)、抗体のFc領域が挙げられる。Hisタグとしては、6xHisタグが挙げられる。ペ
プチドタグは、例えば、発現した変異型ACARの検出や精製に利用できる。
Specifically, as peptide tags, His tag, FLAG tag, GST tag, Myc tag, MBP (maltose binding protein), CBP (cellulose binding protein), TRX (Thioredoxin), GFP (green fluorescent protein), HRP (horseradish) Peroxidase), ALP (Alkaline Phosphatase), Fc region of antibody. Examples of His tags include 6xHis tags. Peptide tags can be used, for example, for the detection and purification of expressed mutant ACAR.

シグナルペプチドは、変異型ACARを発現させる宿主で機能するものであれば、特に制限されない。シグナルペプチドとしては、Sec系分泌経路で認識されるシグナルペプチドやTat系分泌経路で認識されるシグナルペプチドが挙げられる。Sec系分泌経路で認識される
シグナルペプチドとして、具体的には、コリネ型細菌の細胞表層タンパク質のシグナルペプチドが挙げられる。コリネ型細菌の細胞表層タンパク質のシグナルペプチドとして、具体的には、C. glutamicumのPS1シグナル配列やPS2(CspB)シグナル配列(特表平6-502548)、C. stationisのSlpA(CspA)シグナル配列(特開平10-108675)が挙げられる。Tat
系分泌経路で認識されるシグナルペプチドとして、具体的には、E. coliのTorAシグナル
配列、E. coliのSufIシグナル配列、Bacillus subtilisのPhoDシグナル配列、Bacillus subtilisのLipAシグナル配列、Arthrobacter globiformisのIMDシグナル配列が挙げられる(WO2013/118544)。シグナルペプチドは、例えば、変異型ACARの分泌生産に利用できる
。シグナルペプチドを利用して変異型ACARを分泌生産する場合、分泌時にシグナルペプチドが切断され、シグナルペプチドを有しない変異型ACARが菌体外に分泌され得る。すなわち、典型的には、最終的に得られる変異型ACARはシグナルペプチドを有しなくてよい。
The signal peptide is not particularly limited as long as it functions in a host expressing the mutant ACAR. Examples of the signal peptide include a signal peptide recognized by the Sec secretory pathway and a signal peptide recognized by the Tat secretory pathway. Specific examples of the signal peptide recognized by the Sec system secretory pathway include the signal peptide of the cell surface protein of coryneform bacteria. Specific examples of the signal peptide of the cell surface protein of coryneform bacteria include the PS1 signal sequence of C. glutamicum, the PS2 (CspB) signal sequence (Special Table 6-502548), and the SlpA (CspA) signal sequence of C. stationis. (Japanese Patent Laid-Open No. 10-108675). Tat
Specific signal peptides recognized in the system secret pathway include the TorA signal sequence of E. coli, the SufI signal sequence of E. coli, the PhoD signal sequence of Bacillus subtilis, the LipA signal sequence of Bacillus subtilis, and the IMD of Arthrobacter globiformis. The signal sequence is mentioned (WO2013 / 118544). The signal peptide can be used, for example, for the secretory production of mutant ACAR. When a mutant ACAR is secreted and produced using a signal peptide, the signal peptide is cleaved at the time of secretion, and the mutant ACAR having no signal peptide can be secreted outside the cells. That is, typically, the resulting mutant ACAR does not have to have a signal peptide.

プロテアーゼの認識配列として、具体的には、Factor Xaプロテアーゼの認識配列やproTEVプロテアーゼの認識配列が挙げられる。プロテアーゼの認識配列は、例えば、発現し
た変異型ACARの切断に利用できる。具体的には、例えば、変異型ACARをペプチドタグとの融合タンパク質として発現させる場合、変異型ACARとペプチドタグの連結部にプロテアーゼの認識配列を導入することにより、発現した変異型ACARからプロテアーゼを利用してペプチドタグを切断し、ペプチドタグを有しない変異型ACARを得ることができる。
Specific examples of the protease recognition sequence include a Factor Xa protease recognition sequence and a proTEV protease recognition sequence. The recognition sequence of the protease can be used, for example, to cleave the expressed mutant ACAR. Specifically, for example, when the mutant ACAR is expressed as a fusion protein with a peptide tag, the protease is expressed from the expressed mutant ACAR by introducing a protease recognition sequence into the link between the mutant ACAR and the peptide tag. It can be used to cleave the peptide tag to obtain a mutant ACAR without the peptide tag.

変異型ACAR遺伝子は、上記のような変異型ACARをコードする限り、特に制限されない。なお、本発明において、「遺伝子」という用語は、目的のタンパク質をコードする限り、DNAに限られず、任意のポリヌクレオチドを包含してよい。すなわち、「変異型ACAR遺伝
子」とは、変異型ACARをコードする任意のポリヌクレオチドを意味してよい。変異型ACAR遺伝子は、DNAであってもよく、RNAであってもよく、その組み合わせであってもよい。変異型ACAR遺伝子は、一本鎖であってもよく、二本鎖であってもよい。変異型ACAR遺伝子は、一本鎖DNAであってもよく、一本鎖RNAであってもよい。変異型ACAR遺伝子は、二本鎖DNAであってもよく、二本鎖RNAであってもよく、DNA鎖とRNA鎖からなるハイブリッド鎖であってもよい。変異型ACAR遺伝子は、単一のポリヌクレオチド鎖中に、DNA残基とRNA残基の両方を含んでいてもよい。変異型ACAR遺伝子がRNAを含む場合、上記例示した塩基配列等
のDNAに関する記載は、RNAに合わせて適宜読み替えてよい。変異型ACAR遺伝子の態様は、その利用態様等の諸条件に応じて適宜選択できる。
The mutant ACAR gene is not particularly limited as long as it encodes the above-mentioned mutant ACAR. In the present invention, the term "gene" is not limited to DNA as long as it encodes a protein of interest, and may include any polynucleotide. That is, the "mutant ACAR gene" may mean any polynucleotide encoding the mutant ACAR. The mutant ACAR gene may be DNA, RNA, or a combination thereof. The mutant ACAR gene may be single-stranded or double-stranded. The mutant ACAR gene may be single-stranded DNA or single-stranded RNA. The mutant ACAR gene may be double-stranded DNA, double-stranded RNA, or a hybrid strand consisting of a DNA strand and an RNA strand. The mutant ACAR gene may contain both DNA and RNA residues in a single polynucleotide strand. When the mutant ACAR gene contains RNA, the description regarding DNA such as the above-exemplified base sequence may be appropriately read according to the RNA. The mode of the mutant ACAR gene can be appropriately selected according to various conditions such as the mode of use thereof.

以下、「特定の変異」について説明する。 Hereinafter, the "specific mutation" will be described.

「特定の変異」とは、バニリンの生産に有用な変異を意味する。「特定の変異」とは、具体的には、野生型ACARに導入した際に、バニリンの生成に適した性質を野生型ACARに付与する変異を意味してよい。「特定の変異」としては、ACARのバニリン酸に対する基質特異性を向上させる変異が挙げられる。ACARのバニリン酸に対する基質特異性を向上させる変異としては、ACARのイソバニリン副生率(iVNN副生率)を低下させる変異が挙げられる。すなわち、変異型ACARは、対応する野生型ACARよりも低いiVNN副生率を示してよい。変異型ACARのiVNN副生率は、例えば、対応する野生型ACARのiVNN副生率の、99%以下、97%以下、95%以下、90%以下、85%以下、80%以下、75%以下、70%以下、65%以下、60%以下、55%以下、50%以下、45%以下、40%以下、35%以下、30%以下、25%以下、20%以下、15%以下、10%以下、7%以下、5%以下、3%以下、2%以下、または1%以下であってよい。また、変異型ACARのiVNN副生率は、例えば、5.0%以下、4.5%以下、4.0%以下、3.5%以下、3.0%以下、2.5%以下、2.0%以下、1.5%以下、1.0%以下、0.5%以下、0.3
%以下、0.2%以下、0.1%以下、または0であってよい。これらの範囲のiVNN副生率をもたらす変異としては、実施例においてこれらの範囲のiVNN副生率をもたらした変異が挙げられる。ACARのiVNN副生率の低下は、例えば、ACARのイソバニリン酸に対するKmの増大、ACARのバニリン酸に対するKmの低下、またはそれらの組み合わせにより達成されてよい。ACARのiVNN副生率の低下は、例えば、ACARのイソバニリン生成活性の比活性の低下、ACARのバニリン生成活性の比活性の増大、またはそれらの組み合わせにより達成されてよい。
"Specific mutation" means a mutation useful for the production of vanillin. Specifically, the “specific mutation” may mean a mutation that imparts properties suitable for vanillin production to the wild-type ACAR when introduced into the wild-type ACAR. "Specific mutations" include mutations that improve the substrate specificity of ACAR for vanillic acid. Mutations that improve the substrate specificity of ACAR for vanillic acid include mutations that reduce the isovanillin by-product rate (iVNN by-product rate) of ACAR. That is, mutant ACAR may exhibit a lower iVNN by-product rate than the corresponding wild-type ACAR. The iVNN by-product rate of the mutant ACAR is, for example, 99% or less, 97% or less, 95% or less, 90% or less, 85% or less, 80% or less, 75% of the iVNN by-product rate of the corresponding wild-type ACAR. Below, 70% or less, 65% or less, 60% or less, 55% or less, 50% or less, 45% or less, 40% or less, 35% or less, 30% or less, 25% or less, 20% or less, 15% or less, It may be 10% or less, 7% or less, 5% or less, 3% or less, 2% or less, or 1% or less. The iVNN by-product rate of mutant ACAR is, for example, 5.0% or less, 4.5% or less, 4.0% or less, 3.5% or less, 3.0% or less, 2.5% or less, 2.0% or less, 1.5% or less, 1.0% or less, 0.5% or less, 0.3
It may be% or less, 0.2% or less, 0.1% or less, or 0. Mutations that result in these ranges of iVNN by-product rates include mutations that result in these ranges of iVNN by-product rates in the Examples. A decrease in the iVNN by-product rate of ACAR may be achieved, for example, by an increase in Km of ACAR for isovanillic acid, a decrease of Km of ACAR for vanillic acid, or a combination thereof. A decrease in the iVNN by-product rate of ACAR may be achieved, for example, by a decrease in the specific activity of ACAR's isovanillin-producing activity, an increase in the specific activity of ACAR's vanillin-producing activity, or a combination thereof.

「イソバニリン副生率(iVNN副生率)」とは、バニリン酸とイソバニリン酸の混合物であってバニリン酸含有量:イソバニリン酸含有量がモル比で5:0.68であるものにACARを
作用させた際の、バニリン生成量に対するイソバニリン生成量のモル比を意味する。iVNN副生率は、具体的には、例えば、表3に示す反応バッファーに適切な量のACAR(例えば、同反応バッファー500 μLに対し総タンパク質量として50 μgに相当する無細胞抽出液)
を添加し、反応温度30℃、適切な時間反応(例えば、60分)で酵素反応を実施し、測定することができる。
"Isovanillin by-product rate (iVNN by-product rate)" is a mixture of vanillic acid and isovanillic acid with a vanillic acid content: isovanillic acid content of 5: 0.68 by which ACAR was allowed to act. It means the molar ratio of the amount of isovanillin produced to the amount of vanillin produced. Specifically, the iVNN by-product rate is, for example, ACAR in an appropriate amount for the reaction buffer shown in Table 3 (for example, a cell-free extract corresponding to a total protein amount of 50 μg for 500 μL of the reaction buffer).
The enzyme reaction can be carried out and measured at a reaction temperature of 30 ° C. and an appropriate time reaction (for example, 60 minutes).

「特定の変異」としては、以下のアミノ酸残基における変異が挙げられる:
C28、C135、R241、G249、R252、W259、M265、V270、M271、S274、T275、Q278、Q310、V312、I353、S356、I376、E377、G378、Y379、S381、T382、A384、A385、G386、V387、S388、I389、Y467、I574。
"Specific mutations" include mutations at the following amino acid residues:
C28, C135, R241, G249, R252, W259, M265, V270, M271, S274, T275, Q278, Q310, V312, I353, S356, I376, E377, G378, Y379, S381, T382, A384, A385, G386, V387, S388, I389, Y467, I574.

「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、これらのアミノ酸残基から選択される1つまたはそれ以上のアミノ酸残基における変異を含んでいてよい。「特定の変異」は、例えば、これらのアミノ酸残基から選択される1つのアミノ酸残基における変異であってもよく、これらのアミノ酸残基から選択される2つまたはそれ以上のアミノ酸残基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。 The "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, a "specific mutation" may include, for example, a mutation in one or more amino acid residues selected from these amino acid residues. The "specific mutation" may be, for example, a mutation in one amino acid residue selected from these amino acid residues, and may be a mutation in two or more amino acid residues selected from these amino acid residues. It may be a combination of mutations in amino acid residues.

「特定の変異」としては、特に、G386における変異が挙げられる。すなわち、「特定の変異」は、例えば、G386における変異を含んでいてよい。「特定の変異」は、例えば、G386における変異であってもよく、G386における変異と他の1つまたはそれ以上のアミノ酸残基における変異との組み合わせであってもよい。 "Specific mutations" include, in particular, mutations in G386. That is, the "specific mutation" may include, for example, a mutation in G386. The "specific mutation" may be, for example, a mutation in G386 or a combination of a mutation in G386 and a mutation in one or more other amino acid residues.

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2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2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、それぞれ示す。すなわち、例えば、「G386」とは、配列番号2に示すアミノ酸配列における386位のG(Gly)残基
を示す。
In the above notation for identifying an amino acid residue, the number indicates the position in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, and the character on the left side of the number indicates the amino acid residue at each position in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 (that is, each position). Amino acid residues before modification) are shown respectively. That is, for example, "G386" indicates the G (Gly) residue at position 386 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.

任意の野生型ACARにおいて、これらのアミノ酸残基は、それぞれ、「配列番号2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ACARにおける「G386」とは、配列番号2に示すアミノ酸配列における386位のG(Gly)残基に相当するアミノ酸残基を示す。 In any wild-type ACAR, each of these amino acid residues represents "an amino acid residue corresponding to the amino acid residue in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2". That is, for example, "G386" in any wild-type ACAR indicates an amino acid residue corresponding to the G (Gly) residue at position 386 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.

上記各変異は、アミノ酸残基の置換であってよい。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)、およびQ(Gln)か
ら選択されるアミノ酸残基であって、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、バニリンの生産に有効なもの(例えば、ACARのiVNN副生率を低下させるもの)を選択してよい。
Each of the above mutations may be a substitution of an amino acid residue. In each of the above mutations, the modified amino acid residue may be any amino acid residue other than the unmodified amino acid residue. Specific examples of the modified amino acid residues include K (Lys), R (Arg), H (His), A (Ala), V (Val), L (Leu), I (Ile), and G ( Gly), S (Ser), T (Thr), P (Pro), F (Phe), W (Trp), Y (Tyr), C (Cys), M (Met), D (Asp), E ( Amino acid residues selected from Glu), N (Asn), and Q (Gln) other than the amino acid residues before modification. As the modified amino acid residue, one effective for vanillin production (for example, one that reduces the iVNN by-product rate of ACAR) may be selected.

「特定の変異」として、具体的には、以下の変異が挙げられる:
C28A、C135(A, V)、R241(K, Q)、G249(N, S, T)、R252(K, Q, T)、W259(F, Y)、M265(I, V)、V270(A, I)、M271(A, G, H, I, L, N, Q, R, S, T, V, Y)、S274(A, N)、T275S、Q278D、Q310L、V312(A, C, D, F, G, I, L, M, P, Q, S, T, Y)、I353(L, V)、S356(A, T)、I376(F, L, V)、E377D、G378D、Y379(F, L)、S381(A, T)、T382S、A384(C, F, G, H, I, K, L, N, Q, S, T)、A385(D, E, K, P, R)、G386(C, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, Y)、V387I、S388(M, T)、I389V、Y467(F, H, W)、I574(A, C, F, G, L, L, M, N, P, T, V)。
Specific examples of "specific mutations" include the following mutations:
C28A, C135 (A, V), R241 (K, Q), G249 (N, S, T), R252 (K, Q, T), W259 (F, Y), M265 (I, V), V270 ( A, I), M271 (A, G, H, I, L, N, Q, R, S, T, V, Y), S274 (A, N), T275S, Q278D, Q310L, V312 (A, C) , D, F, G, I, L, M, P, Q, S, T, Y), I353 (L, V), S356 (A, T), I376 (F, L, V), E377D, G378D , Y379 (F, L), S381 (A, T), T382S, A384 (C, F, G, H, I, K, L, N, Q, S, T), A385 (D, E, K, P, R), G386 (C, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, Y), V387I, S388 (M, R) T), I389V, Y467 (F, H, W), I574 (A, C, F, G, L, L, M, N, P, T, V).

すなわち、「特定の変異」は、例えば、これらの変異から選択される1つまたはそれ以上の変異を含んでいてよい。「特定の変異」は、例えば、これらの変異から選択される1つの変異であってもよく、これらの変異から選択される2つまたはそれ以上の変異の組み合わせであってもよい。また、「特定の変異」は、例えば、これらの変異から選択される1つまたはそれ以上の変異と、それ以外のC28、C135、R241、G249、R252、W259、M265、V270、M271、S274、T275、Q278、Q310、V312、I353、S356、I376、E377、G378、Y379、S381、T382、A384、A385、G386、V387、S388、I389、Y467、I574から選択される1つまたは
それ以上のアミノ酸残基における変異との組み合わせであってもよい。
That is, the "specific mutation" may include, for example, one or more mutations selected from these mutations. The "specific mutation" may be, for example, one mutation selected from these mutations, or a combination of two or more mutations selected from these mutations. In addition, "specific mutation" includes, for example, one or more mutations selected from these mutations and other mutations C28, C135, R241, G249, R252, W259, M265, V270, M271, S274, etc. One or more amino acids selected from T275, Q278, Q310, V312, I353, S356, I376, E377, G378, Y379, S381, T382, A384, A385, G386, V387, S388, I389, Y467, I574 It may be a combination with a mutation in the residue.

また、C28、C135、R241、G249、R252、W259、M265、V270、M271、S274、T275、Q278、Q310、V312、I353、S356、I376、E377、G378、Y379、S381、T382、A384、A385、G386、V387、S388、I389、Y467、およびI574における変異は、例えば、それぞれ、C28A、C135(A, V)、R241(K, Q)、G249(N, S, T)、R252(K, Q, T)、W259(F, Y)、M265(I, V)
、V270(A, I)、M271(A, G, H, I, L, N, Q, R, S, T, V, Y)、S274(A, N)、T275S
、Q278D、Q310L、V312(A, C, D, F, G, I, L, M, P, Q, S, T, Y)、I353(L, V)、S356(A, T)、I376(F, L, V)、E377D、G378D、Y379(F, L)、S381(A, T)、T382S、A384(C, F, G, H, I, K, L, N, Q, S, T)、A385(D, E, K, P, R)、G386(C, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, Y)、V387I、S388(M, T)、I389V、Y467(F, H, W)、およびI574(A, C, F, G, L, L, M, N, P, T, V)であってよい。
Also, C28, C135, R241, G249, R252, W259, M265, V270, M271, S274, T275, Q278, Q310, V312, I353, S356, I376, E377, G378, Y379, S381, T382, A384, A385, Mutations in G386, V387, S388, I389, Y467, and I574 are, for example, C28A, C135 (A, V), R241 (K, Q), G249 (N, S, T), R252 (K, Q, respectively). , T), W259 (F, Y), M265 (I, V)
, V270 (A, I), M271 (A, G, H, I, L, N, Q, R, S, T, V, Y), S274 (A, N), T275S
, Q278D, Q310L, V312 (A, C, D, F, G, I, L, M, P, Q, S, T, Y), I353 (L, V), S356 (A, T), I376 ( F, L, V), E377D, G378D, Y379 (F, L), S381 (A, T), T382S, A384 (C, F, G, H, I, K, L, N, Q, S, T ), A385 (D, E, K, P, R), G386 (C, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W , Y), V387I, S388 (M, T), I389V, Y467 (F, H, W), and I574 (A, C, F, G, L, L, M, N, P, T, V) It may be there.

G386における変異としては、特に、G386Nが挙げられる。 Mutations in G386 include, in particular, G386N.

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、「C28A」とは、配列番号2に示すアミノ酸配列における28位のC(Cys)残基がA(Ala)残基に置換される変異を示す。また、例えば、「G386(C, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, Y)」とは、配列番号2に示すアミノ酸配列における386位のG(Gly)残基がC, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, またはY残基に置換される変異を示す。 In the above notation for identifying a mutation, the meanings of the numbers and the letters to the left of them are the same as described above. In the above notation for identifying mutations, the letters to the right of the numbers indicate the modified amino acid residues at each position. That is, for example, "C28A" indicates a mutation in which the C (Cys) residue at position 28 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is replaced with the A (Ala) residue. Further, for example, "G386 (C, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, Y)" is the sequence number 2. The G (Gly) residue at position 386 in the amino acid sequence shown in is C, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, or Indicates a mutation that is replaced by a Y residue.

任意の野生型ACARにおいて、これらの変異は、それぞれ、「配列番号2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。任意の野生型ACARにおいて、「配列番号2に示すアミノ酸配列におけるX位のアミノ酸残基が或るアミノ酸残基に置換される変異に相当する変異」とは、「配列番号2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が或るアミノ酸残基に置換される変異」と読み替えるものとする。すなわち、例えば、任意の野生型ACARにおいて、「G386N」とは、配列番号2に示すアミ
ノ酸配列における386位のG(Gly)残基に相当するアミノ酸残基がN(Asn)残基に置換さ
れる変異を示す。
In any wild-type ACAR, each of these mutations indicates "a mutation corresponding to that mutation in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2". In any wild ACAR, "a mutation corresponding to a mutation in which the amino acid residue at position X in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is replaced with a certain amino acid residue" means "a mutation in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2." It shall be read as "a mutation in which an amino acid residue corresponding to the amino acid residue at position X is replaced with a certain amino acid residue". That is, for example, in any wild-type ACAR, "G386N" means that the amino acid residue corresponding to the G (Gly) residue at position 386 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is replaced with an N (Asn) residue. Indicates a 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は、G386における変異を含む組み合わせが挙げられる。変異の組み合わせとして、具体的には、以下の組み合わせが挙げられる:
G386M/M271Y、G386M/S274N、G386M/I353F、G386M/I353L、G386N/M271Y、G386N/V312A、G386N/V312F、G386N/V312I、G386N/I353F、G386N/I353L、G386N/A384S、G386N/A385M、G386N/A385V、G386N/V387I、G386N/I574A、G386N/I574M、G386N/I574T。
The combination of mutations is not particularly limited. Examples of the combination of mutations include combinations including mutations in G386. Specific examples of mutation combinations include the following combinations:
G386M / M271Y, G386M / S274N, G386M / I353F, G386M / I353L, G386N / M271Y, G386N / V312A, G386N / V312F, G386N / V312I, G386N / I353F, G386N / I353L, G386N / A384S, G386N A385V, G386N / V387I, G386N / I574A, G386N / I574M, G386N / I574T.

変異の組み合わせとしては、特に、以下の組み合わせが挙げられる:
G386M/M271Y、G386M/S274N、G386M/I353F、G386M/I353L、G386N/M271Y、G386N/V312A、G386N/V312F、G386N/V312I、G386N/I353F、G386N/I353L、G386N/A384S、G386N/A385M、G386N/V387I、G386N/I574A、G386N/I574M、G386N/I574T。
Combinations of mutations include, among others:
G386M / M271Y, G386M / S274N, G386M / I353F, G386M / I353L, G386N / M271Y, G386N / V312A, G386N / V312F, G386N / V312I, G386N / I353F, G386N / I353L, G386N / A384S, G386N V387I, G386N / I574A, G386N / I574M, G386N / I574T.

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。 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、「G386M/M271Y」は、G386MとM271Yの二重変異を示す。
In the above notation for specifying the combination, the meanings of the numbers and the letters on the left and right sides thereof are the same as described above. In the above notation for identifying a combination, the combination of two or more mutations separated by "/" indicates a double mutation or a multiple mutation. That is, for example, "G386M / M271Y" indicates a double mutation of G386M and M271Y.

上記各変異で言及されるアミノ酸残基の位置は、改変されるアミノ酸残基を特定するための便宜上の記載であり、野生型ACARにおける絶対的な位置を示す必要はない。すなわち、上記各変異におけるアミノ酸残基の位置は、配列番号2に示すアミノ酸配列に基づく相対的な位置を示すものであって、アミノ酸残基の欠失、挿入、または付加等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2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2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、上記各変異で言及される改変前のアミノ酸残基は、改変されるアミノ酸残基を特定するための便宜上の記載であり、野生型ACARにおいて保存されている必要はない。すなわち、野生型ACARが配列番号2に示すアミノ酸配列を有しない場合、上記各変異で言及される改変前のアミノ酸残基は保存されていないことがある。すなわち、上記各変異には、上記各変異で言及される改変前のアミノ酸残基が保存されていない場合に当該アミノ酸残基が他のアミノ酸残基(例えば、上記各変異で言及される改変後のアミノ酸残基)に置換される変異も包含されてよい。例えば、「G386における変異」には、G386に相当するアミノ酸残基が保存されている(すなわち、G(Gly)残基である)場合に当該アミノ酸残基を他のアミノ酸残基に置換する変異に限られず、G386に相当するアミノ酸残基が保存されていない(すなわち、G(Gly)残基でない)場合に当該アミノ酸残基を他のアミノ酸残基に置換する変異も包含されてよい。改変前および改変後のアミノ酸残基は、互いに同一とならないように選択される。 The position of the amino acid residue referred to in each of the above mutations is a description for convenience to identify the amino acid residue to be modified, and it is not necessary to indicate the absolute position in the wild-type ACAR. That is, the position of the amino acid residue in each of the above mutations indicates a relative position based on the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, and is absolute due to deletion, insertion, addition, etc. of the amino acid residue. The position may move back and forth. For example, in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, when one amino acid residue is deleted or inserted at a position closer to the N-terminal side than the X-position, the original amino acid residue at the X-position is each N-terminal. It is the X-1st or X + 1th amino acid residue counted from, but is regarded as "the amino acid residue corresponding to the X-position amino acid residue of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2". In addition, the amino acid residue before modification referred to in each of the above mutations is a description for convenience for identifying the amino acid residue to be modified, and does not need to be conserved in wild-type ACAR. That is, when the wild-type ACAR does not have the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, the unmodified amino acid residue mentioned in each of the above mutations may not be conserved. That is, in each of the above mutations, when the amino acid residue before modification referred to in each of the above mutations is not conserved, the amino acid residue is another amino acid residue (for example, after modification referred to in each of the above mutations). Mutations that are replaced with amino acid residues) may also be included. For example, "mutation in G386" is a mutation in which an amino acid residue corresponding to G386 is conserved (that is, it is a G (Gly) residue) and the amino acid residue is replaced with another amino acid residue. However, a mutation that replaces the amino acid residue with another amino acid residue when the amino acid residue corresponding to G386 is not conserved (that is, it is not a G (Gly) residue) may be included. The amino acid residues before and after modification are selected so that they are not identical to each other.

任意のACARのアミノ酸配列において、どのアミノ酸残基が「配列番号2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」であるかは、当該任意のACARのアミノ酸配列と配列番号2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 biol
ogy, 198(2), 327-37. 1987)。
In the amino acid sequence of any ACAR, which amino acid residue is "the amino acid residue corresponding to the amino acid residue at position X in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2" is determined by the amino acid sequence and SEQ ID NO of the arbitrary ACAR. It can be determined by aligning with the amino acid sequence shown in 2. 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 biol
ogy, 198 (2), 327-37. 1987).

<2>変異型ACARの製造
変異型ACARは、例えば、変異型ACAR遺伝子を有する宿主に同遺伝子を発現させることにより製造できる。
<2> Production of mutant ACAR The mutant ACAR can be produced, for example, by expressing the same gene in a host having the mutant ACAR gene.

また、変異型ACARは、例えば、変異型ACAR遺伝子を無細胞タンパク質合成系で発現させることによっても製造できる。 The mutant ACAR can also be produced, for example, by expressing the mutant ACAR gene in a cell-free protein synthesis system.

以下、変異型ACAR遺伝子を有する宿主を利用した変異型ACARの製造について詳述する。 Hereinafter, the production of mutant ACAR using a host having the mutant ACAR gene will be described in detail.

<2−1>宿主
変異型ACAR遺伝子を有する宿主は、変異型ACAR遺伝子を適当な宿主に導入することにより取得できる。「変異型ACAR遺伝子を宿主に導入する」ことには、宿主が有する野生型ACAR遺伝子等のACAR遺伝子を変異型ACARをコードするように改変することも包含されてよい。「変異型ACAR遺伝子を有する」ことを、「変異型ACARを有する」ともいう。
<2-1> Host A host having a mutant ACAR gene can be obtained by introducing the mutant ACAR gene into an appropriate host. "Introducing a mutant ACAR gene into a host" may also include modifying an ACAR gene such as a wild-type ACAR gene possessed by the host to encode a mutant ACAR. "Having a mutant ACAR gene" is also referred to as "having a mutant ACAR".

宿主は、機能する変異型ACARを発現できるものであれば特に制限されない。宿主としては、微生物、植物細胞、昆虫細胞、動物細胞が挙げられる。宿主としては、特に、微生物が挙げられる。微生物としては、細菌や酵母が挙げられる。微生物としては、特に、細菌が挙げられる。 The host is not particularly limited as long as it can express a functional mutant ACAR. Hosts include microorganisms, plant cells, insect cells and animal cells. Hosts include, in particular, microorganisms. Examples of microorganisms include bacteria and yeast. Microorganisms include, in particular, bacteria.

細菌としては、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)に属する細菌、コリネ型細菌、バチルス属細菌が挙げられる。 Bacteria include bacteria belonging to the family Enterobacteriaceae, coryneform bacteria, and Bacillus 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。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。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。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。エルビニア属細菌としては、例えば、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、例えば、クレブシ
エラ・プランティコーラ(Klebsiella planticola)が挙げられる。
Bacteria belonging to the family Enterobacteriaceae include Escherichia, Enterobacter, Pantoea, Klebsiella, Serratia, Erwinia, and Photolabdas. Bacteria belonging to the genus (Photorhabdus), Providencia, Salmonella, Morganella and the like can be mentioned. Specifically, according to the taxonomy 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 Department of Enterobacteriaceae can be used. The bacterium belonging to the genus Escherichia is not particularly limited, and examples thereof include bacteria classified into the genus Escherichia according to a classification known to microbiology experts. Examples of Escherichia bacteria include the books of 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). Bacteria of the genus Escherichia include, for example, Escherichia coli. Escherichia coli includes, for example, Escherichia coli K-12 strain such as W3110 strain (ATCC 27325) and MG1655 strain (ATCC 47076); Escherichia coli K5 strain (ATCC 23506); Escherichia strain such as BL21 (DE3) strain. Kori B strains; and their derivatives. As an Enterobacter bacterium,
For example, Enterobacter agglomerans and Enterobacter aerogenes. Examples of Pantoea bacteria include Pantoea ananatis, Pantoea stewartii, Pantoea agglomerans, and Pantoea citrea. Examples of the bacterium of the genus Erwinia include Erwinia amylovora and Erwinia carotovora. Examples of the bacterium belonging to the genus Klebsiella 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 coryneform bacteria 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) (Brevibacterium)
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 the coryneform bacterium 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 belonging to the genus Corynebacterium were previously classified into the genus Brevibacterium, but bacteria currently integrated into the genus Corynebacterium (Int. J. Syst. Bacteriol., 41, 255 (1991)) are also included. included. In addition, Corynebacterium stationis includes bacteria that were previously classified as Corynebacterium ammoniagenes, but have been reclassified into Corynebacterium stationis by 16S rRNA nucleotide sequence analysis, etc. (Int. J). . Syst. Evol. Microbiol., 60, 874-879 (2010)).

バチルス属細菌としては、例えば、バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis)、バ
チルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、バチルス・プミルス(Bacillus pumilus)、バチルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)、バチルス・メガテリウム(Bacillus megaterium)、バチルス・ブレビス(Bacillus brevis)、バチルス・ポリミキサ(Bacillus polymixa)、バチルス・ステアロサーモフィラス(Bacillus stearothermophilus)が挙げられる。バチルス・サブチリスとして、具体的には、例えば、バチルス・サブチリス168 Marburg株(ATCC 6051)やバチルス・サブチリスPY79株(Plasmid, 1984, 12, 1-9)が挙げられる。バチルス・アミロリケファシエンスとして、具体的には、例えば、バチルス・アミロリケファシエンスT株(ATCC 23842)やバチ
ルス・アミロリケファシエンスN株(ATCC 23845)が挙げられる。
Examples of Bacillus bacteria include Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus pumilus, Bacillus licheniformis, and Bacillus licheniformis. , Bacillus brevis, Bacillus polymixa, Bacillus stearothermophilus. Specific examples of the Bacillus subtilis include the Bacillus subtilis 168 Marburg strain (ATCC 6051) and the Bacillus subtilis PY79 strain (Plasmid, 1984, 12, 1-9). Specific examples of the Bacillus amyloliquefaciens include Bacillus amyloliquefaciens T strain (ATCC 23842) and Bacillus amyloliquefaciens N strain (ATCC 23845).

酵母としては、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)等のサッカロミセス属、キャンディダ・ユティリス(Candida utilis)等のキャンディダ属、ピヒア・パストリス(Pichia pastoris)等のピヒア属、ハンゼヌラ・ポリモルファ(Hansenula
polymorpha)等のハンゼヌラ属、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)等のシゾサッカロミセス属等の属に属する酵母が挙げられる。
Yeasts include Saccharomyces cerevisiae and other Saccharomyces cerevisiae, Candida utilis and other Candida genus, Pichia pastoris and other Pichia genus, and Hansenula polymorpha (Hansenula).
Examples thereof include yeasts belonging to the genus Hansenula such as polymorpha) and the genus Schizosaccharomyces pombe such as Schizosaccharomyces pombe.

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できる。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できる(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 sold, for example, from the American Type Culture Collection (Address 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852 PO Box 1549, Manassas, VA 20108, United States of America). That is, a registration number corresponding to each strain is assigned, and this registration number can be used for distribution (see http://www.atcc.org/). The registration number for each strain can be found in the American Type Culture Collection catalog. In addition, these strains can be obtained, for example, from the depositary institution where each strain was deposited.

変異型ACAR遺伝子は、例えば、野生型ACAR遺伝子を、コードされるACAR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ACAR遺伝子は、例えば、野生型ACAR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。また、変異型ACAR遺伝子は、野生型ACAR遺伝子を介さずに取得することもできる。変異型ACAR遺伝子は、例えば、化学合成により直接取得してもよい。取得した変異型ACAR遺伝子は、そのまま、あるいはさらに改変して利用してもよい。例えば、或る態様の変異型ACAR遺伝子を改変することにより別の態様の変異型ACAR遺伝子を取得してもよい。 The mutant ACAR gene can be obtained, for example, by modifying the wild-type ACAR gene so that the encoded ACAR has a "specific mutation". The wild-type ACAR gene that is the source of the modification can be obtained, for example, by cloning from an organism having the wild-type ACAR gene, or by chemical synthesis. The mutant ACAR gene can also be obtained without the intervention of the wild-type ACAR gene. The mutant ACAR gene may be obtained directly, for example, by chemical synthesis. The obtained mutant ACAR gene may be used as it is or further modified. For example, a mutant ACAR gene of another embodiment may be obtained by modifying the mutant ACAR gene of one embodiment.

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。
The gene can be modified by a known method. For example, a site-specific mutation method can be used to introduce a desired mutation into a target site of DNA. That is, for example, site-specific mutagenesis can modify the coding region of a gene such that the encoded protein comprises substitutions, deletions, insertions, and / or additions of amino acid residues 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 methods using phage (Kramer, W. and Frits, HJ, Meth. In Enzymol., 154, 350 (1987); Kunkel, TA et al., Meth. In Enzymol., 154, 367 ( 1987)).

変異型ACAR遺伝子を宿主に導入する手法は特に制限されない。変異型ACAR遺伝子は、発現可能に宿主に保持されていればよい。変異型ACAR遺伝子は、「タンパク質の活性を増大させる手法」において後述する遺伝子の導入と同様にして宿主に導入することができる。 The method for introducing the mutant ACAR gene into the host is not particularly limited. The mutant ACAR gene may be retained in the host so that it can be expressed. The mutant ACAR gene can be introduced into the host in the same manner as the gene transfer described later in "Method for increasing protein activity".

また、宿主が染色体等に既に野生型ACAR遺伝子等のACAR遺伝子を有している場合、当該ACAR遺伝子を変異型ACARをコードするように改変することにより、変異型ACAR遺伝子を有するように宿主を改変することもできる。染色体等に存在するACAR遺伝子の改変は、例えば、自然変異、変異処理、または遺伝子工学により実施できる。 In addition, when the host already has an ACAR gene such as a wild-type ACAR gene on the chromosome or the like, the host is modified so as to have the mutant ACAR gene by modifying the ACAR gene so as to encode the mutant ACAR gene. It can also be modified. Modification of the ACAR gene present on the chromosome or the like can be carried out by, for example, natural mutation, mutation treatment, or genetic engineering.

宿主は、変異型ACARを製造できる限り、任意の性質を有していてよい。 The host may have any property as long as it can produce the mutant ACAR.

宿主は、例えば、バニリンの生産に有用な性質を有するよう改変されていてよい。宿主は、具体的には、例えば、バニリン酸からのバニリンの生産に有用な性質を有するよう改変されていてよい。そのような改変としては、WO2018/079687、WO2018/079686、WO2018/079685、WO2018/079684、WO2018/079683、WO2017/073701、WO2018/079705、US2018-0334693A、およびUS2019-0161776Aに記載の、バニリン生産能を付与または増強するための改変
が挙げられる。そのような改変として、具体的には、ホスホパンテテイニル化酵素の活性の増強、バニリン酸取り込み系の活性の増強、バニリン酸デメチラーゼ(vanillate demethylase)の活性の低下、アルコールデヒドロゲナーゼ(alcohol dehydrogenase;ADH)
の活性の低下が挙げられる。そのような改変としては、特に、ホスホパンテテイニル化酵素の活性の増強、バニリン酸デメチラーゼの活性の低下、アルコールデヒドロゲナーゼの活性の低下が挙げられる。これらの改変は、単独で、あるいは適宜組み合わせて、用いることができる。宿主を構築するための改変の順序は特に制限されない。
The host may be modified, for example, to have properties useful for the production of vanillin. Specifically, the host may be modified to have properties useful for the production of vanillin from, for example, vanillic acid. Such modifications include vanillin productivity as described in WO2018 / 099687, WO2018 / 079686, WO2018 / 079685, WO2018 / 079684, WO2018 / 079683, WO2017 / 073701, WO2018 / 079705, US2018-0334693A, and US2019-0161776A. Modifications to grant or enhance. Such modifications include, specifically, enhanced activity of phosphopantetinylating enzyme, enhanced activity of vanillate uptake system, decreased activity of vanillate demethylase, alcohol dehydrogenase (ADH). )
There is a decrease in the activity of. Such modifications include, in particular, enhanced activity of the phosphopantetinylating enzyme, reduced activity of vanillate demethylase, and reduced activity of alcohol dehydrogenase. These modifications can be used alone or in combination as appropriate. The order of modification for constructing the host is not particularly limited.

宿主は、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。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。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。
The host may be modified to increase the activity of the phosphopantetinylating enzyme. ACAR can become an active enzyme by being phosphopantetinylated (J. Biol. Chem.
2007, Vol. 282, No.1, p478-485). Therefore, the activity of ACAR can be increased by increasing the activity of an enzyme that catalyzes the phosphopantetinylation of proteins (also referred to as "phosphopantetinylation enzyme"). Examples of the phosphopantetheinyl transferase 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。EntDタンパク質等のPPTとしては、各種生物のものが挙げられ
る。PPTとして、具体的には、E. coli K-12 MG1655株等のE. coliのEntDタンパク質が挙
げられる。E. coli K-12 MG1655株のentD遺伝子の塩基配列を配列番号3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4に、それぞれ示す。また、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)、C. glutamicumのPPT(App. Env.
Microbiol. 2009, Vol.75, No.9, pp.2765-2774)も挙げられる。C. glutamicumとして
は、C. glutamicum ATCC 13032株やATCC 13869株等の上記例示した株が挙げられる。
By "phosphopantetheinyl transferase (PPT)" may mean a protein having the activity of catalyzing the reaction of phosphopantethenylizing ACAR in the presence of a phosphopantetheinyl group donor. This activity is also called "PPT activity". The gene encoding PPT is also referred to as the "PPT gene". Examples of the phosphopantetinyl group donor include coenzyme A (CoA). As PPT, EntD encoded by the entD gene
Examples include proteins. Examples of PPTs such as EntD protein include those of various organisms. Specific examples of PPT include E. coli EntD protein such as E. coli K-12 MG1655 strain. The nucleotide sequence of the entD gene of the E. coli K-12 MG1655 strain is shown in SEQ ID NO: 3, and the amino acid sequence of the EntD protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 4. Specifically, the PPTs are Nocardia brasiliensis PPT, Nocardia farcinica IFM10152 PPT (J. Biol. Chem. 2007, Vol. 282, No.1, pp.478-485), and C. glutamicum PPT (PPT). App. Env.
Microbiol. 2009, Vol.75, No.9, pp.2765-2774) can also be mentioned. Examples of C. glutamicum include the above-exemplified strains such as C. glutamicum ATCC 13032 strain and ATCC 13869 strain.

宿主は、バニリン酸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。「バニリン酸取り込み系」とは、バニリン酸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、「バニリン酸取り込み活性」ともいう。バニリン酸取り込み系をコードする遺伝子を、「バニリン酸取り込み系遺伝子」ともいう。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)。VanKタンパク質等のバニリン酸取り
込み系やとしては、コリネ型細菌等の各種生物のものが挙げられる。バニリン酸取り込み系として、具体的には、C. glutamicum ATCC 13032株やATCC 13869株等のC. glutamicum
のVanKタンパク質が挙げられる。
The host may be modified to increase the activity of the vanillic acid uptake system. The "vanillic acid uptake system" may mean a protein having a function of taking up vanillic acid from the outside of the cell into the intracellular. This activity is also referred to as "vanillic acid uptake activity". A gene encoding a vanillic acid uptake system is also referred to as a "vanillic acid uptake system gene". 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). Examples of the vanillic acid uptake system such as VanK protein include those of various organisms such as coryneform bacteria. As a vanillic acid uptake system, specifically, C. glutamicum such as C. glutamicum ATCC 13032 strain and ATCC 13869 strain.
VanK protein is mentioned.

宿主は、バニリン酸デメチラーゼ(vanillate demethylase)の活性が低下するように
改変されていてよい。「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、「vanillate demethylase活性」ともいう。vanillate demethylaseをコードする遺伝子を、「vanillate demethylase遺伝子」ともいう。vanillate demethylase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、vanillate demethylaseのサブユニットAおよびサブユニットBをコードする。vanillate demethylase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。VanABタンパク質等のvanillate demethylaseとしては、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の細菌やコリネ型細菌等の各種生物のものが挙げられる。vanillate demethylaseとして、具体的には、C. glutamicum ATCC 13032株やATCC 13869株等のC. glutamicumのVanABタンパク質が挙げられる。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、vanillate demethylase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、宿主細胞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遺伝子を導入してもよい。
The host may be modified to reduce the activity of vanillate demethylase. "Vanillate demethylase" may mean 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 "vanillate demethylase activity". The gene encoding vanillate demethylase is also referred to as "vanillate demethylase gene". Vanillate demethylase includes the VanAB protein encoded by the 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 reducing the vanillate demethylase activity, for example, both vanAB genes may be disrupted, or only one of them may be disrupted. Examples of vanillate demethylase such as VanAB protein include those of various organisms such as bacteria of Enterobacteriaceae and coryneform bacteria. Specific examples of the vanillate demethylase include the VanAB protein of C. glutamicum such as the C. glutamicum ATCC 13032 strain and the ATCC 13869 strain. The vanAB gene usually constitutes the vanK gene and the vanABK operon. Therefore, the vanABK operons may be collectively destroyed (for example, deleted) in order to reduce the vanillate demethylase activity. In that case, the vanK gene may be introduced into the host again. For example, when vanillic acid existing outside the host cell is used and the vanABK operon is collectively destroyed (for example, deleted), the vanK gene may be introduced again.

宿主は、アルコールデヒドロゲナーゼ(alcohol dehydrogenase;ADH)の活性が低下するように改変されていてよい。「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。電子供与体としては、NADHやNADPHが挙げられる。
The host may be modified to reduce the activity of alcohol dehydrogenase (ADH). "Alcohol dehydrogenase
"ADH)" may mean a protein that has the activity of catalyzing the reaction of reducing aldehydes to produce alcohols in the presence of electron donors (EC 1.1.1.1, EC 1.1.1.2, EC 1.1. 1.71 etc.). This activity is also called "ADH activity". The gene encoding ADH is also referred to as the "ADH gene". Examples of electron donors include NADH and NADPH.

ADHとしては、特に、電子供与体の存在下でバニリンを還元してバニリルアルコールを
生成する反応を触媒する活性を有するものが挙げられる。同活性を、特に、「バニリルアルコールデヒドロゲナーゼ(vanillyl alcohol dehydrogenase)活性」ともいう。また、vanillyl alcohol dehydrogenase活性を有するADHを、特に、「バニリルアルコールデヒ
ドロゲナーゼ(vanillyl alcohol dehydrogenase)」ともいう。
ADHs include those having an activity of catalyzing a reaction of reducing vanillin to produce vanillyl alcohol in the presence of an electron donor. This activity is also particularly referred to as "vanillyl alcohol dehydrogenase activity". ADH having vanillyl alcohol dehydrogenase activity is also particularly referred to as "vanillyl alcohol dehydrogenase".

ADHとしては、yqhD遺伝子、NCgl0324遺伝子、NCgl0313遺伝子、NCgl2709遺伝子、NCgl0
219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。このようなADHとしては、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)
の細菌やコリネ型細菌等の各種生物のものが挙げられる。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、および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。すなわち、ADHとして、具体的には、E. coli
K-12 MG1655株等のE. coliのYqhDタンパク質が挙げられる。また、ADHとして、具体的には、C. glutamicum ATCC 13032株やATCC 13869株等のC. glutamicumの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。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タンパク質の内の1種またはそれ以上の活性を低下させてよい。特に、少なくとも、NCgl0324タンパク質の活性を低下させてもよい。
As ADH, yqhD gene, NCgl0324 gene, NCgl0313 gene, NCgl2709 gene, NCgl0
Examples thereof include YqhD protein, NCgl0324 protein, NCgl0313 protein, NCgl2709 protein, NCgl0219 protein, and NCgl2382 protein encoded by the 219 gene and the NCgl2382 gene, respectively. Both the yqhD gene and the NCgl0324 gene encode vanillyl alcohol dehydrogenase. Such ADH includes Enterobacteriaceae.
Bacteria of various organisms such as coryneform bacteria and coryneform bacteria can be mentioned. The yqhD gene can be found, for example, in bacteria of the Enterobacteriaceae family, such as E. coli. The NCgl0324 gene, NCgl0313 gene, NCgl2709 gene, NCgl0219 gene, and NCgl2382 gene can be found in coryneform bacteria such as C. glutamicum, for example. That is, as ADH, specifically, E. coli
Examples include the YqhD protein of E. coli such as K-12 MG1655 strain. Specific examples of ADH include NCgl0324 protein, NCgl0313 protein, NCgl2709 protein, NCgl0219 protein, and NCgl2382 protein of C. glutamicum such as C. glutamicum ATCC 13032 strain and ATCC 13869 strain. 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 of the NCgl0324, NCgl2709, and NCgl0313 proteins may be reduced. In particular, at least the activity of the NCgl0324 protein may be reduced.

宿主の改変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、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であってよい。また、宿主の改変に使用される遺伝子およびタンパク質は、それぞれ、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。「保存的バリアント」とは、元の機能が維持されたバリアントを意味してよい。具体的には、例えば、宿主の改変に使用される遺伝子は、元の機能(すなわち、酵素活性等)が維持されている限り、タンパク質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遺伝子であってもよい。各タンパク質の活性は、例えば、WO2018/079687、WO2018/079686、WO2018/079685、WO2018/079684、WO2018/079683、WO2017/073701、WO2018/079705、US2018-0334693A、またはUS2019-0161776Aに記載の方法により測定することが
できる。このような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、上述したACAR遺伝子およびACARのバリアントに関する記載を準用できる。
The gene and protein used to modify the host may be, for example, a gene and protein having a known base sequence and amino acid sequence, respectively. In addition, the gene and protein used to modify the host may be conservative variants of the gene and protein having a known base sequence and amino acid sequence, respectively. "Conservative variant" may mean a variant that retains its original function. Specifically, for example, a gene used to modify a host can be used at one or several positions in a known amino acid sequence of a protein as long as its original function (ie, enzymatic activity, etc.) is maintained. It may be a gene encoding a protein in which one or several amino acids have a substituted, deleted, inserted, and / or added amino acid sequence. The activity of each protein is measured, for example, by the method described in WO2018 / 099687, WO2018 / 079686, WO2018 / 079685, WO2018 / 099684, WO2018 / 079683, WO2017 / 073701, WO2018 / 079705, US2018-0334693A, or US2019-0161776A. can do. For conservative variants of such genes and proteins, the above description of ACAR genes and variants of ACAR can be applied mutatis mutandis.

<2−2>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(遺伝子を導入する手法も含む)について説明する。
<2-2> Method for increasing protein activity A method for increasing protein activity (including a method for introducing a gene) will be described below.

「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することを意味してよい。「タンパク質の細胞当たりの活性」とは、同タンパク質の活性の細胞当たりの平均値を意味してよい。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、宿主が属する種の基準株(type strain)が挙げられる。また、非改変
株として、具体的には、宿主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(すなわち宿主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。「タンパク質の細胞当たりの分子数」とは、同タンパク質の分子数の細胞当たりの平均値を意味してよい。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 protein activity" may specifically mean that the per-cell activity of the protein is increased relative to the unmodified strain. The "activity of a protein per cell" may mean the average value of the activity of the protein per cell. The term "unmodified strain" as used herein may mean a control strain that has not been modified to increase the activity of the target protein. Examples of the unmodified strain include a wild strain and a parent strain. Specific examples of the unmodified strain include a type strain of the species to which the host belongs. Further, as the unmodified strain, specifically, the strain exemplified in the description of the host can be mentioned. That is, in one embodiment, the activity of the protein may be increased relative to the reference strain (ie, the reference strain of the species to which the host belongs). Also, in another embodiment, the activity of the protein may be increased compared to the C. glutamicum ATCC 13869 strain. Also, in another embodiment, the activity of the protein may be increased compared to the C. glutamicum ATCC 13032 strain. Also, in another embodiment, the activity of the protein may be increased compared to the E. coli K-12 MG1655 strain. It should be noted that "increasing protein activity" is also referred to as "enhancing protein activity". "Increased protein activity" means, more specifically, that the number of molecules of the protein per cell is increased as compared to the unmodified strain, and / or per molecule of the protein. It may mean that the function is increasing. That is, the "activity" in the case of "increasing the activity of a protein" means not only the catalytic activity of the protein but also the transcription amount (mRNA amount) or the translation amount (protein amount) of the gene encoding the protein. You may. The “number of molecules of a protein per cell” may mean the average value of the number of molecules of the protein per cell. In addition, "increasing the activity of a protein" means not only increasing the activity of the protein in a strain that originally has the activity of the target protein, but also that the strain of the protein that originally does not have the activity of the target protein has the same protein. It also includes imparting activity. Further, as long as the activity of the protein is increased as a result, the activity of the target protein originally possessed by the host may be reduced or eliminated, and then the activity of the suitable target protein 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 protein activity is not particularly limited as long as the protein activity is increased as compared with the unmodified strain. The activity of the protein may be increased, for example, 1.2 times or more, 1.5 times or more, 2 times or more, or 3 times or more that 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。「遺伝子の細胞当たりの発現量」とは、同遺伝子の発現量の細胞当たりの平均値を意味してよい。「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。 Modifications that increase the activity of the protein can be achieved, for example, by increasing the expression of the gene encoding the protein. "The expression of a gene is increased" may mean that the expression of the gene is increased as compared with an unmodified strain such as a wild strain or a parent strain. Specifically, "the expression of a gene is increased" may mean that the expression level of the gene per cell is increased as compared with the unmodified strain. The “expression level of a gene per cell” may mean the average value of the expression level of the gene per cell. "Increased gene expression" means, more specifically, an increase in the amount of transcription (mRNA) of a gene and / or an increase in the amount of translation (amount of protein) of a gene. It's okay. It should be noted that "increased gene expression" is also referred to as "enhanced gene expression". The expression of the gene may be increased, for example, 1.2 times or more, 1.5 times or more, 2 times or more, or 3 times or more that of the unmodified strain. In addition, "increasing gene expression" means not only increasing the expression level of the gene in the strain in which the target gene is originally expressed, but also in the 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 carry 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 number of copies 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、バニリン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)。
An increase in the number of copies of a gene can be achieved by introducing the gene into the host chromosome. Gene transfer into chromosomes can be performed, for example, by utilizing homologous recombination (Miller, JH Experiments in Molecular Genetics, 1972, Cold Spring Harbor Laboratory). Examples of gene transfer methods that utilize homologous recombination include the Red-driven integration method (Datsenko, K. A, and Wanner, BL Proc. Natl. Acad. Sci. US A. 97: 6640-6645. (2000)), a method using linear DNA, a method using a plasmid containing a temperature-sensitive replication origin, a method using a conjugation-transmissible plasmid, a method using a suicidal vector having no replication origin that functions in the host, A transmission method using a phage can be mentioned. Only one copy of the gene may be introduced, or two or more copies may be introduced. For example, a large number of copies of a gene can be introduced into a chromosome by performing homologous recombination targeting a sequence having a large number of copies on the chromosome. Sequences in which a large number of copies are present on a chromosome include repetitive DNA sequences and inverted repeats present at both ends of a transposon. In addition, homologous recombination may be performed by targeting an appropriate sequence on the chromosome such as a gene unnecessary for vanillin production. The gene can also be randomly introduced onto the chromosome using a transposon or Mini-Mu (Japanese Patent Laid-Open No. 2-109985, US5,882,888, 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。 To confirm that the target gene was introduced on the chromosome, Southern hybridization using a probe having a sequence complementary to all or part of the gene was used, or a primer prepared based on the sequence of the gene was used. 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。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 Bio)
、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(Agric. 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、pVC7H2等の、pVC7のバリアントも挙げられる(WO2018/179834)。
The increase in the number of copies of a gene can also be achieved by introducing a vector containing the gene into the host. For example, a DNA fragment containing a target gene can be linked to a vector that functions in the host to construct an expression vector for the gene, and the host can be transformed with the expression vector to increase the number of copies of the gene. can. The DNA fragment containing the target gene can be obtained, for example, by PCR using the genomic DNA of the microorganism having the target gene as a template. As the vector, a vector capable of autonomous replication in the cell of the host can be used. The vector may be a multicopy vector. Also, to select transformants, the vector may carry markers such as antibiotic resistance genes. The vector may also include a promoter or terminator for expressing the inserted gene. The vector may be, for example, a vector derived from a bacterial plasmid, a vector derived from a yeast plasmid, a vector derived from a bacteriophage, a cosmid, a phagemid or the like. Specific examples of vectors capable of autonomous replication in enterobacteriaceae bacteria such as Escherichia coli, pUC19, pUC18, pHSG299, pHSG399, pHSG398, pBR322, pSTV29 (all available from Takara Bio Inc.), pACYC184, pMW219 (Nippon Gene), pTrc99A (Pharmacia), pPROK vector (Clontech), pKK233-2 (Clontech), pET vector (Novagen), pQE vector (Qiagen), pCold TF DNA ( Takara Bio)
, PACYC-based vector, broad host range vector RSF1010. Specific examples of vectors capable of autonomous replication in coryneform bacteria include pHM1519 (Agric. Biol. Chem., 48, 2901-2903 (1984)); pAM330 (Agric. Biol. Chem., 48, 2901-). 2903 (1984)); A plasmid having an improved drug resistance gene; pCRY30 (Japanese Patent Laid-Open No. 3-210184); pCRY21, pCRY2KE, pCRY2KX, pCRY31, pCRY3KE, and pCRY3KX (Japanese Patent Laid-Open No. 2-72876, US Pat. No. 5,185,262) PCRY2 and pCRY3 (Japanese Patent Laid-Open No. 1-191686); pAJ655, pAJ611, and pAJ1844 (Japanese Patent Laid-Open No. 58-192900); pCG1 (Japanese Patent Laid-Open No. 57-134500); pCG2 (Japanese Patent Laid-Open No. 58-35197); pCG4 and pCG11 (Japanese Patent Laid-Open No. 57-183799); pPK4 (US Patent No. 6,090,597); pVK4 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-322774); pVK7 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-215883); pVK9 (WO2007 / 046389); pVS7 (WO2013 / 069634) ; PVC7 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-070291) can be mentioned. Further, as a vector capable of autonomous replication in a coryneform bacterium, specifically, a variant of pVC7 such as pVC7H2 can be mentioned (WO2018 / 179834).

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 may be expressed by the host. Specifically, the gene may be retained so as to be expressed under the control of a promoter that functions in the host. "Promoter functioning in a host" may mean a promoter having promoter activity in the host. The promoter may be a host-derived promoter or a heterologous promoter. The promoter may be a promoter unique to the gene to be introduced, or may be a promoter of another gene. As the promoter, for example, a stronger promoter as described herein may be used.

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trp
Aターミネーターが挙げられる。
A terminator for transcription termination can be placed 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 heterogeneous terminator. The terminator may be a unique terminator of the gene to be introduced, or may be a terminator of another gene. As terminators, specifically, for example, T7 terminator, T4 terminator, fd phage terminator, tet terminator, and trp.
A Terminator can be mentioned.

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 Microbiology Course 8 Genetic Engineering, Kyoritsu Shuppan, 1987", and they 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」場合としては、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や、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が挙げられる。 In addition, when introducing two or more genes, each gene may be retained in the host so as to be expressible. For example, each gene may be all retained on a single expression vector or all on a chromosome. In addition, each gene may be separately retained on a plurality of expression vectors, or may be separately retained on a single or a plurality of expression vectors and on a chromosome. In addition, an operon may be composed of two or more genes and introduced. When "introducing two or more genes", a gene encoding two or more proteins (for example, an enzyme) is introduced, or a single protein complex (for example, an enzyme complex) is introduced. There is a case where a gene encoding each of two or more subunits constituting the above is 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 PCR using, for example, a primer designed based on the base sequence of the gene, genomic DNA of an organism having the gene, a plasmid carrying the gene, or the like as a template. Further, the gene to be introduced may be totally synthesized, for example, based on the base sequence of the gene (Gene, 60 (1), 115-127 (1987)). The acquired gene can be used as it is or after being appropriately modified. That is, the variant can be obtained by modifying the gene. The gene can be modified by a known method. For example, a site-specific mutation method can be used to introduce a desired mutation into a target site of DNA. That is, for example, site-specific mutagenesis can modify the coding region of a gene such that the encoded protein comprises substitutions, deletions, insertions, and / or additions of amino acid residues 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 methods using phage (Kramer, W. and Frits, HJ, Meth. In Enzymol., 154, 350 (1987); Kunkel, TA et al., Meth. In Enzymol., 154, 367 ( 1987)). Alternatively, the gene variant 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 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 increased as a result. That is, for example, when increasing the activity of a protein by increasing the expression of a gene, the expression of all the genes encoding each of these subunits may be enhanced, or only a part of the expression may be enhanced. good. Usually, it is preferable to enhance the expression of all genes encoding those subunits. In addition, each subunit constituting the complex may be derived from one organism or two or more different organisms as long as the complex has the function of the target protein. That is, for example, a gene derived from the same organism that encodes a plurality of subunits may be introduced into the host, or a gene derived from a different organism 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 gene expression can be achieved by improving the translation efficiency of the gene. Improvements in gene transcription efficiency and translation efficiency can be achieved, for example, by modifying the expression regulatory sequence. The "expression regulatory sequence" may be a general term for sites that affect gene expression. Examples of the expression regulatory sequence include a promoter and a Shine-Dalgarno (SD) sequence (ribosome binding site (ribosome binding site).
RBS)), and the spacer region between the RBS and the start codon. The expression regulatory sequence can be determined using a promoter search vector or gene analysis software such as GENETYX. These expression regulatory 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(WO2018/179834)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。
Improvements in gene transcription efficiency 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 in which transcription of a gene is improved over a wild-type promoter that originally exists. More potent promoters include, for example, the well-known highly expressed promoters T7 promoter, trp promoter, lac promoter, thr promoter, tac promoter, trc promoter, tet promoter, araBAD promoter, rpoH promoter, msrA promoter, and Pm1 derived from Bifidobacterium. Promoters include promoters, PR promoters, and PL promoters. More potent promoters that can be used in coryneform bacteria include, for example, the artificially redesigned P54-6 promoter (Appl. Microbiol. Biotechnol., 53, 674-679 (2000)) in coryneform bacteria. The pta, aceA, aceB, adh, amyE promoters that can be induced with acetic acid, ethanol, pyruvate, etc., and the cspB, SOD, tuf (EF-Tu) promoters (Journal of), which are strong promoters with high expression levels in coryneform bacteria. 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 Examples include promoters and F1 promoters (WO2018 / 179834). Further, as a stronger promoter, a highly active form of a conventional promoter may be obtained by using various reporter genes. For example, the activity of the promoter can be enhanced by bringing the -35 and -10 regions within the promoter region closer to the consensus sequence (International Publication No. 00/18935). Examples of the highly active promoter include various tac-like promoters (Katashkina JI et al. Russian Federation Patent application 2006134574). Methods for assessing promoter strength and examples of strong promoters are described in Goldstein et al. (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。
Improvements in gene translation efficiency can be achieved, for example, by replacing the Shine-Dalgarno (SD) sequence (also referred to as the ribosome binding site (RBS)) of the gene on the chromosome with a stronger SD sequence. A "stronger SD sequence" may mean an SD sequence in which the translation of mRNA is improved over the originally existing wild-type SD sequence. More potent SD sequences include, for example, the RBS of gene 10 derived from phage T7 (Olins PO et al, Gene,
1988, 73, 227-235). In addition, the substitution, insertion, or deletion of several nucleotides in the spacer region between the RBS and the start codon, especially in the sequence immediately upstream of the start codon (5'-UTR), contributes to mRNA stability and translation efficiency. It is known to have a great effect, and the translation efficiency of genes can be improved by modifying these.

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。
Improvements in gene translation efficiency can also be achieved, for example, by modifying codons. For example, the translation efficiency of a gene can be improved by replacing the rare codon present in the gene with a synonymous codon that is used more frequently. That is, the gene to be introduced may be modified to have an optimum codon according to the codon usage frequency of the host used, for example. Codon substitution can be performed, for example, by a site-specific mutation method that introduces the desired mutation into the target site of DNA. In addition, the gene fragment in which the codon has been replaced may be totally synthesized. The frequency of codon use in various organisms is described in the "Codon Use Database"(http://www.kazusa.or.jp/codon; Nakamura, Y. et al, Nucl. Acids Res., 28, 292 (2000)). It is disclosed in.

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。 Elevated gene expression can also be achieved by amplifying regulators that increase gene expression, or by deleting or weakening regulators that decrease gene expression.

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-mentioned method for increasing gene expression 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、および/また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。
Modifications that increase the activity of the protein can also be achieved, for example, by enhancing the specific activity of the protein. Enhancement of specific activity may also include desensitization to feedback inhibition. That is, when a 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 so that the feedback inhibition is desensitized. Unless otherwise specified, the "desensitization of feedback inhibition" may include a case where the feedback inhibition is completely canceled and a case where the feedback inhibition is reduced. Further, "the feedback inhibition is desensitized" (that is, the feedback inhibition is reduced or canceled) is also referred to as "tolerance to the feedback inhibition". Proteins with enhanced specific activity can be obtained by searching for, for example, various organisms. In addition, a highly active form may be obtained by introducing a mutation into a conventional protein. The mutation introduced may be, for example, one or several amino acids substituted, deleted, inserted, and / or added at one or several positions of the protein. The mutation can be introduced by, for example, the site-specific mutation method as described above. Further, the introduction of the mutation may be carried out by, for example, a mutation treatment. Mutation treatments include X-ray irradiation, UV irradiation, and N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG), ethylmethanesulfonate (EMS), and methylmethanesulfonate (MMS). ) And other treatments with a mutagen. Alternatively, the DNA may be treated directly with hydroxylamine in vitro to induce random mutations. The enhancement of specific activity may be used alone or in combination with the above-mentioned method for enhancing gene expression.

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., 1977. 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, a method of treating recipient cells with calcium chloride to increase DNA permeability, as reported for Escherichia coli K-12 (Mandel, M. and Higa, A., J. Mol. Biol. Methods of preparing competent cells from proliferating cells and introducing DNA (Duncan, CH, Wilson, GA and Young, FE), as reported in 1970, 53, 159-162) and Bacillus subtilis. , 1977. Gene 1: 153-167) can be used. Alternatively, a cell of a DNA-receptive bacterium, as known for Bacillus subtilis, actinomycetes, and yeast.
Easily Incorporating Recombinant DNA A method of introducing recombinant DNA into a DNA receptor bacterium in the state of protoplast or spheroplast (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) Can also be applied. Alternatively, the electric pulse method (Japanese Patent Laid-Open No. 2-207791) as reported for coryneform bacteria can also 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 protein activity 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 protein activity can also be confirmed by confirming that the expression of the gene encoding the protein has increased. The increase in gene expression can be confirmed by confirming that the transcription amount of the gene has increased and that the amount of 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(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。
Confirmation that the transcription amount of the gene is increased can be confirmed by comparing the amount of mRNA transcribed from the gene with an unmodified strain such as a wild-type strain or a parent strain. Methods for evaluating the amount of mRNA include Northern hybridization, RT-PCR, microarray, RNA-seq, etc. (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 (for example, the number of molecules per cell) is 1.2 times or more, 1.5 times that of the unmodified strain, for example.
It may increase more than twice, more than twice, or more than three times.

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(Sambrook, J., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual/Third Edition, 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。
Confirmation of elevated protein levels can be confirmed by Western blotting using antibodies (Sambrook, J., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual / Third Edition, 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, 1.2 times or more, 1.5 times or more, 2 times or more, or 3 times or more 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-mentioned method for increasing the activity of a protein can be used to enhance the activity of an arbitrary protein or the expression of an arbitrary gene.

<2−3>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。
<2-3> Method for reducing protein activity A method 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低下することを意味してよい。「タンパク質の細胞当たりの活性」とは、同タンパク質の活性の細胞当たりの平均値を意味してよい。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、宿主が属する種の基準株(type strain)が挙げられる。また、非改
変株として、具体的には、宿主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(すなわち宿主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。「タンパク質の細胞当たりの分子数」とは、同タンパク質の分子数の細胞当たりの平均値を意味してよい。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。
"Reduced activity of a protein" may mean that the activity of the protein is reduced as compared to an unmodified strain. "Reduced protein activity" may specifically mean that the per-cell activity of the protein is reduced as compared to the unmodified strain. The "activity of a protein per cell" may mean the average value of the activity of the protein per cell. The term "unmodified strain" as used herein may mean a control strain that has not been modified to reduce the activity of the target protein. Examples of the unmodified strain include a wild strain and a parent strain. Specific examples of the unmodified strain include a type strain of the species to which the host belongs. Further, as the unmodified strain, specifically, the strain exemplified in the description of the host can be mentioned. That is, in one embodiment, the activity of the protein may be reduced compared to the reference strain (ie, the reference strain of the species to which the host belongs). Also, in another embodiment, the activity of the protein is C. glutamicum ATCC.
May be reduced compared to 13869 strains. Also, in another embodiment, the activity of the protein is C.I.
May be reduced compared to glutamicum ATCC 13032 strain. Also, in another embodiment, protein activity may be reduced compared to E. coli K-12 MG1655 strain. The "decrease in protein activity" may include the case where the activity of the protein is completely eliminated. More specifically, "reduced protein activity" means that the number of molecules of the protein per cell is reduced as compared with the unmodified strain, and / or per molecule of the protein. It may mean that the function is deteriorated. That is, the "activity" in the case of "reducing the activity of a protein" means not only the catalytic activity of the protein but also the transcription amount (mRNA amount) or the translation amount (protein amount) of the gene encoding the protein. You may. The “number of molecules of a protein per cell” may mean the average value of the number of molecules of the protein per cell. The fact that "the number of molecules of a protein per cell is reduced" may include the case where the protein does not exist at all. In addition, "the function per molecule of the protein is reduced" may include the case where the function per molecule of the protein is completely lost. The degree of decrease in protein activity is not particularly limited as long as the protein activity is decreased 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。「遺伝子の細胞当たりの発現量」とは、同遺伝子の発現量の細胞当たりの平均値を意味してよい。「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。
Modifications that reduce the activity of the protein can be achieved, for example, by reducing the expression of the gene encoding the protein. "The expression of a gene is reduced" may mean that the expression of the gene is reduced as compared with an unmodified strain such as a wild strain or a parent strain. Specifically, "reduced gene expression" may mean that the per-cell expression level of the gene is reduced as compared with the unmodified strain. The “expression level of a gene per cell” may mean the average value of the expression level of the gene per cell. "Reduced gene expression" means, more specifically, a decrease in the transcription amount (mRNA amount) of a gene and / or a decrease in the translation amount (protein amount) of a gene. It's okay. "Reduced expression of a gene" may include the case where the gene is not expressed at all. It should be noted that "decreased gene expression" is also referred to as "weakened gene expression". 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。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。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。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. Decreased gene expression is the modification of expression regulatory sequences such as the gene promoter, Shine-Dalgarno (SD) sequence (also referred to as ribosome binding site (RBS)), and the spacer region between the RBS and the start codon. Can be achieved by. When the expression regulatory sequence is modified, the expression regulatory sequence is modified by 1 or more bases, 2 or more bases, or 3 or more bases. A decrease in gene transcription efficiency can be achieved, for example, by replacing the promoter of the gene on the chromosome with a weaker promoter. A "weaker promoter" may mean a promoter in which transcription of a gene is weaker than the native wild-type promoter. Weaker promoters include, for example, inducible promoters. That is, an inducible promoter can function as a weaker promoter under non-inducible conditions (eg, in the absence of an inducer). Weaker promoters include, for example, the P4 promoter (WO2018 / 079684) and the P8 promoter (WO2018 / 099684). In addition, a part or all of the expression regulatory sequence may be deleted. In addition, a decrease in gene expression can also be achieved by, for example, manipulating factors involved in expression control. Examples of factors involved in expression control include small molecules (inducing substances, inhibitors, etc.), proteins (transcription factors, etc.), nucleic acids (siRNA, etc.) involved in transcription and translation control. The reduction in gene expression can also be achieved, for example, by introducing a mutation into the coding region of the gene that reduces the expression of the gene. For example, gene expression can be reduced by replacing codons in the coding region of a gene with synonymous codons that are used less frequently in the host. Also, for example, gene disruption as described herein can reduce gene expression 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、活性または性質)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。 In addition, modifications that reduce 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. "Do not produce a normally functioning protein" means that no protein is produced from the gene, or that the gene produces a protein whose per-molecule function (eg, activity or property) is reduced or eliminated. 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 (deficient) a gene on the 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 sequences before and after the coding region of the gene on the chromosome. As long as reduced protein activity can be achieved, the regions to be deleted are the N-terminal region (ie, the region encoding the N-terminal side of the protein), the internal region, and the C-terminal region (ie, the region encoding the C-terminal side of the protein). It may be any region such as. In general, the longer the region to be deleted, the more reliable 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 total length of the coding region of the gene. Alternatively, it may be a region having a length of 95% or more. Further, it is preferable that the reading frames of the sequences before and after the region to be deleted do not match. A reading frame mismatch can result in 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))。 Gene disruption can be, for example, by introducing an amino acid substitution (missense mutation) into the coding region of a gene on a chromosome, by introducing a stop codon (nonsense mutation), or by adding or deleting one or two bases (a nonsense mutation). It can also be achieved by introducing a frameshift mutation (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バニリン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 any region of the gene, but the longer the base sequence to be inserted, the more reliable the gene can be inactivated. Further, it is preferable that the reading frames do not match in the arrangement before and after the insertion site. A frameshift can occur downstream of the insertion site due to a mismatch in the leading frames. The other base 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 the production of vanillin.

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。 Gene disruption may be carried out, in particular, so that the amino acid sequence of the encoded protein is deleted. In other words, modifications that reduce the activity of a protein are specifically modified by deleting the amino acid sequence of the protein (a part or all of a region of the amino acid sequence), specifically, one of the amino acid sequences (one of the amino acid sequences). This can be achieved by modifying the gene to encode a protein lacking part or all regions. In addition, "deletion of amino acid sequence of protein" may mean deletion of a part or all region of amino acid sequence of protein. Further, "deletion of the amino acid sequence of a protein" may mean that the original amino acid sequence does not exist in the protein, and may include the case where the original amino acid sequence is changed to another amino acid sequence. That is, for example, a region changed to another amino acid sequence by a frame shift may be regarded as a deleted region. Amino acid sequence deletions typically reduce the overall length of the protein, but the overall length of the protein may not change or may be extended. For example, by deleting a 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. Further, for example, by introducing a stop codon into the coding region of a gene, the region encoded by the region downstream from the introduction site can be deleted in the amino acid sequence of the encoded protein. Further, for example, a frameshift in a gene coding region can cause a region encoded by the frameshift site to be deleted. 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 is, for example, producing a disrupted gene modified so as not to produce a normally functioning protein, and transforming the host with a recombinant DNA containing the disrupted gene. This can be achieved by substituting the wild gene on the chromosome with the disruptive gene by causing homologous recombination between the disruptive gene and the wild gene on the chromosome. At that time, if the recombinant DNA contains a marker gene according to a trait such as auxotrophy of the host, it is easy to operate. Destructive genes include genes lacking part or all of the coding region of a gene, genes with missense mutations, genes with nonsense mutations, genes with frameshift mutations, transposons and marker genes. Examples include the inserted gene. Even if the protein encoded by the disrupted gene is produced, it has a three-dimensional structure different from that of the wild-type protein, and its function is reduced or lost. Gene disruption by gene substitution using such homologous recombination has already been established, and a method called "Red-driven integration" (Datsenko, KA, and Wanner, BL Proc. Natl. Acad. Sci. US A. 97: 6640-6645 (2000)),
Linear chain such as a method combining the Red driven integration method and a λ phage-derived excision system (Cho, EH, Gumport, RI, Gardner, JFJ Bacteriol. 184: 5200-5203 (2002)) (see WO2005 / 010175). There are a method using a morphological DNA, a method using a plasmid containing a temperature-sensitive origin of replication, a method using a plasmid capable of conjugation, and a method using a suicide vector having no origin of replication that functions in the host (US Patent No. 6303383).
No., Japanese Patent Application 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。
In addition, modifications that reduce the activity of the protein may be performed, for example, by mutation treatment. Mutation treatment includes X-ray irradiation, ultraviolet irradiation, and N-methyl-N'.
Treatment with mutant agents such as -nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG), ethyl methanesulfonate (EMS), and methylmethanesulfonate (MMS) can be mentioned.

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 as a result. That is, for example, all of the genes encoding these subunits may be destroyed, or only a part of them may be destroyed. In addition, when a plurality of isozymes are present in a protein, all the activities of those isozymes may be reduced or only a part of the activities may be reduced as long as the activity of the protein is reduced as a result. That is, for example, all of the genes encoding these isozymes may be destroyed, or only a part 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 above-mentioned method for reducing the activity of a protein 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 protein activity 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 protein activity can also be confirmed by confirming that the expression of the gene encoding the protein has decreased. The decrease in gene expression can be confirmed by confirming that the transcription amount of the gene has decreased and that the amount of 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、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 confirmed by comparing the amount of mRNA transcribed from the gene with that of the unmodified strain. Methods for evaluating the amount of mRNA include Northern hybridization, RT-PCR, microarray, RNA-seq and the like (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 is, for example,
It may be reduced 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できる(Sambrook, J., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual/Third Edition, 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。
Confirmation of reduced protein levels can be made by Western blotting using antibodies (Sambrook, J., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual / Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring). Harbor (USA), 2001
). The amount of protein (eg, number of molecules per cell) may be reduced to, for example, 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。 It can be confirmed that the gene is disrupted by determining the base sequence of a part or all of the gene, the restriction enzyme map, the total length, etc., depending on 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-mentioned method for reducing the activity of a protein can be used to reduce the activity of an arbitrary protein or the expression of an arbitrary gene.

<2−4>宿主の培養
変異型ACAR遺伝子を有する宿主を培養することにより、変異型ACARを発現させることができる。
<2-4> Culturing of a host By culturing a host having a mutant ACAR gene, the mutant ACAR can be expressed.

使用する培地は、宿主が増殖でき、機能する変異型ACARが発現する限り、特に制限されない。培地としては、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培地を用いることができる。培地は、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、宿主の種類等の諸条件に応じて適宜設定してよい。 The medium used is not particularly limited as long as the host can proliferate and express a functional mutant ACAR. As the medium, for example, a normal medium used for culturing microorganisms such as bacteria and yeast can be used. The medium may contain a medium component such as a carbon source, a nitrogen source, a phosphoric acid source, a sulfur source, and various other organic components and inorganic components, if necessary. The type and concentration of the medium component may be appropriately set according to various conditions such as the type of host.

炭素源として、具体的には、例えば、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、廃糖蜜、澱粉の加水分解物、バイオマスの加水分解物等の糖類、酢酸、クエン酸、コハク酸、グルコン酸等の有機酸類、エタノール、グリセロール、粗グリセロール等のアルコール類、脂肪酸類が挙げられる。なお、炭素源としては、植物由来原料を好ましく用いることができる。植物としては、例えば、トウモロコシ、米、小麦、大豆、サトウキビ、ビート、綿が挙げられる。植物由来原料としては、例えば、根、茎、幹、枝、葉、花、種子等の器官、それらを含む植物体、それら植物器官の分解産物が挙げられる。植物由来原料の利用形態は特に制限されず、例えば、未加工品、絞り汁、粉砕物、精製物等のいずれの形態でも利用できる。また、キシロース等の5炭糖、グルコース等の6炭糖、またはそれらの混合物は、例えば、植物バイオマスから取得して利用できる。具体的には、これらの糖類は、植物バイオマスを、水蒸気処理、濃酸加水分解、希酸加水分解、セルラーゼ等の酵素による加水分解、アルカリ処理等の処理に供することにより取得できる。なお、ヘミセルロースは一般的にセルロースよりも加水分解されやすいため、植物バイオマス中のヘミセルロースを予め加水分解して5炭糖を遊離させ、次いで、セルロースを加水分解して6炭糖を生成させてもよい。また、キシロースは、例えば、宿主にグルコース等の6炭糖からキシロースへの変換経路を保有させて、6炭糖からの変換により供給してもよい。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。 Specific examples of the carbon source include sugars such as glucose, fructose, sucrose, lactose, galactose, xylose, arabinose, waste sugar honey, starch hydrolyzate, and biomass hydrolyzate, acetic acid, citric acid, and succinic acid. , Organic acids such as fructose, alcohols such as ethanol, glycerol and crude glycerol, and fatty acids. As the carbon source, a plant-derived raw material can be preferably used. Plants include, for example, corn, rice, wheat, soybeans, sugar cane, beets and cotton. Examples of plant-derived raw materials include organs such as roots, stems, trunks, branches, leaves, flowers, and seeds, plants containing them, and decomposition products of those plant organs. The form of use of the plant-derived raw material is not particularly limited, and for example, any form such as an unprocessed product, a squeezed juice, a crushed product, and a refined product can be used. Further, 5-carbon sugar such as xylose, 6-carbon sugar such as glucose, or a mixture thereof can be obtained from, for example, plant biomass and used. Specifically, these saccharides can be obtained by subjecting plant biomass to treatments such as steam treatment, concentrated acid hydrolysis, dilute acid hydrolysis, hydrolysis with enzymes such as cellulase, and alkali treatment. Since hemicellulose is generally more easily hydrolyzed than cellulose, hemicellulose in plant biomass may be hydrolyzed in advance to liberate 5-carbon sugar, and then cellulose may be hydrolyzed to produce 6-carbon sugar. good. Further, xylose may be supplied, for example, by having the host possess a conversion pathway from 6-carbon sugar such as glucose to xylose and converting from 6-carbon sugar. As the carbon source, one type of carbon source may be used, or two or more types of carbon sources may be used in combination.

培地中の炭素源の濃度は、宿主が増殖でき、機能する変異型ACARが発現する限り、特に制限されない。培地中の炭素源の濃度は、例えば、変異型ACARの生産が阻害されない範囲で可能な限り高くしてよい。培地中の炭素源の初発濃度は、例えば、通常5〜30w/v%、好
ましくは10〜20w/v%であってよい。また、適宜、炭素源を培地に追加的に供給してもよい。例えば、培養の進行に伴う炭素源の減少または枯渇に応じて、炭素源を培地に追加的に供給してもよい。最終的に変異型ACARが生産される限り炭素源は一時的に枯渇してもよいが、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、実施するのが好ましい場合がある。
The concentration of the carbon source in the medium is not particularly limited as long as the host can proliferate and express a functional mutant ACAR. The concentration of the carbon source in the medium may be as high as possible, for example, as long as the production of mutant ACAR is not inhibited. The initial concentration of the carbon source in the medium may be, for example, usually 5 to 30 w / v%, preferably 10 to 20 w / v%. In addition, a carbon source may be additionally supplied to the medium as appropriate. For example, additional carbon sources may be supplied to the medium in response to the decrease or depletion of carbon sources as the culture progresses. The carbon source may be temporarily depleted as long as the mutant ACAR is finally produced, but the culture is carried out so that the carbon source is not depleted or the carbon source is not depleted continuously. May be preferable.

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 pyrophosphate. As the phosphoric acid source, one kind of phosphoric acid source may be used, or two or more kinds of phosphoric acid 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 type of sulfur source may be used, or two or more types 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。
As various other organic components and inorganic components, specifically, 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 acids, nicotinic acid amides and vitamin B12; amino acids; nucleic acids; organic components such as peptone, casamino acid, yeast extract and soybean proteolytic products containing these can be mentioned. As the 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、培地にそのような要求される栄養素を補添することが好ましい。 In addition, when an auxotrophic mutant strain that requires nutrients such as amino acids for growth is used, it is preferable to supplement the medium with such required nutrients.

培養条件は、宿主が増殖でき、機能する変異型ACARが発現する限り、特に制限されない。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、宿主の種類等の諸条件に応じて適宜設定してよい。また、必要に応じて、変異型ACAR遺伝子の発現誘導を行うことができる。 The culture conditions are not particularly limited as long as the host can proliferate and a functional mutant ACAR is expressed. Culturing can be carried out under normal conditions used for culturing microorganisms such as bacteria and yeast, for example. The culture conditions may be appropriately set according to various conditions such as the type of host. Moreover, if necessary, the expression of the mutant ACAR gene can be induced.

培養は、液体培地を用いて行うことができる。培養の際には、例えば、宿主を寒天培地等の固体培地で培養したものを直接液体培地に接種してもよく、宿主を液体培地で種培養したものを本培養用の液体培地に接種してもよい。すなわち、培養は、種培養と本培養とに分けて行われてもよい。その場合、種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。変異型ACARは、少なくとも本培養において発現すればよい。培養開始時に培地に含有される宿主の量は特に制限されない。例えば、OD660=4〜100の種培養液を、培養開始時に、本培養用の培地に対して0.1質量%〜100質量%、好ましくは1質量%〜50質量%、添加してよい。 Culturing can be carried out using a liquid medium. At the time of culturing, for example, the host cultured in a solid medium such as an agar medium may be directly inoculated into the liquid medium, or the host is seed-cultured in the liquid medium and inoculated into the liquid medium for main culture. You may. That is, the culture may be divided into a seed culture and a main culture. In that case, the culture conditions of the seed culture and the main culture may or may not be the same. The mutant ACAR may be expressed at least in the main culture. The amount of host contained in the medium at the start of culturing is not particularly limited. For example, a seed culture solution having an OD660 = 4 to 100 may be added at the start of the culture in an amount of 0.1% by mass to 100% by mass, preferably 1% by mass to 50% by mass, based on the medium for main culture.

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。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)に供給する培地を、「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供給することを、「流加」ともいう。なお、培養が種培養と本培養とに分けて行われる場合、種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、種培養と本培養を、共に回分培養で行ってもよく、種培養を回分培養で行い、本培養を流加培養または連続培養で行ってもよい。 Culturing can be carried out by batch culture, fed-batch culture, continuous culture, or a combination thereof. The medium at the start of culturing is also referred to as "initial medium". Further, a medium supplied to a culture system (for example, a fermenter) in fed-batch culture or continuous culture is also referred to as "fed-batch medium". In addition, supplying a fed-batch medium to a culture system in fed-batch culture or continuous culture is also referred to as "fed-batch". When the culture is divided into a seed culture and a main culture, the culture forms of the seed culture and the main culture may or may not be the same. For example, both seed culture and main culture may be carried out in batch culture, seed culture may be carried out in batch culture, and main culture may be carried out in fed-batch culture or continuous culture.

本発明において、炭素源等の各種成分は、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、炭素源等の各種成分を単独で、あるいは任意の組み合わせで、追加的に培地に供給してもよい。これらの成分は、いずれも、1回または複数回供給されてもよく、連続的に供給されてもよい。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。 In the present invention, various components such as a carbon source may be contained in the initial medium, the fed-batch medium, or both. That is, in the process of culturing, various components such as a carbon source may be additionally supplied to the medium alone or in any combination. All of these components may be supplied once or multiple times, or may be supplied continuously. The type of component contained in the initial medium may or may not be the same as the type of component contained in the fed-batch 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 fed-batch medium. In addition, two or more fed-batch media having different types and / or concentrations of the components contained may be used. For example, when multiple feedings are performed intermittently, the type and / or concentration of the components contained in each fed-batch medium may or may not be the same.

培養は、例えば、好気条件で実施できる。「好気条件」とは、培地中の溶存酸素濃度が、0.33ppm以上であることを意味してよく、好ましくは1.5ppm以上であることを意味して
もよい。酸素濃度は、具体的には、例えば、飽和酸素濃度の1〜50%、好ましくは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実施できる。培地のpHは、例えば、pH 3〜10、好ましくは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℃、好ましくは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、培地中の炭素源が消費されるまで、あるいは宿主の活性がなくなるまで、継続してもよい。
The culture can be carried out, for example, under aerobic conditions. The "aerobic condition" may mean that the dissolved oxygen concentration in the medium is 0.33 ppm or more, and preferably 1.5 ppm or more. Specifically, the oxygen concentration may be controlled to, for example, 1 to 50%, preferably about 5% of the saturated oxygen concentration. The culture can be carried out, for example, by aeration culture or shaking culture. The pH of the medium may be, for example, pH 3-10, preferably pH 4.0-9.5. During culturing, the pH of the medium can be adjusted as needed. The pH of the medium is various alkaline or acidic substances such as ammonia gas, aqueous ammonia, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, magnesium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, etc. Can be adjusted using. The culture temperature may be, for example, 20 to 45 ° C, preferably 25 ° C to 37 ° C. The culture period may be, for example, 10 hours to 120 hours. Culturing may continue, for example, until the carbon source in the medium is consumed or until the host becomes inactive.

このようにして宿主を培養することにより、変異型ACARを含有する培養物が得られる。変異型ACARは、例えば、宿主の菌体内に蓄積し得る。「菌体」は、宿主の種類に応じて、適宜「細胞」と読み替えてよい。尚、使用する宿主および/または変異型ACAR遺伝子の設計によっては、ペリプラズムに変異型ACARを蓄積させることや、菌体外に変異型ACARを分泌生産させることも可能であり得る。 By culturing the host in this way, a culture containing the mutant ACAR is obtained. Mutant ACAR can accumulate, for example, in the host cells. The term "cell" may be appropriately read as "cell" depending on the type of host. Depending on the host used and / or the design of the mutant ACAR gene, it may be possible to accumulate the mutant ACAR in the periplasm or secrete and produce the mutant ACAR outside the cells.

変異型ACARは、培養物(具体的には、培地または菌体)に含有されたままバニリンの製造等の所望の用途に用いてもよく、培養物(具体的には、培地または菌体)から精製してバニリンの製造等の所望の用途に用いてもよい。精製は、所望の程度に実施することができる。すなわち、変異型ACARとしては、精製された変異型ACARや、変異型ACARを含有する画分が挙げられる。言い換えると、変異型ACARは、精製酵素の形態で利用されてもよく、そのような画分の形態で(すなわち、そのような画分に含有される形態で)利用されてもよく、それらの組み合わせの形態で利用されてもよい。そのような画分は、変異型ACARがその基質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、変異型ACAR遺伝子を有する宿主(すなわち変異型ACARを有する宿主)の培養物、同培養物から回収した菌体、同培養物から回収した培養上清、それらの処理物(例えば、菌体破砕物、菌体溶解物、菌体抽出物、その他、後述するもの等の、菌体の処理物)、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。なお、「精製された変異型ACAR」には、粗精製物が包含されてもよい。これらの画分は、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 mutant ACAR may be used for desired purposes such as the production of vanillin while still contained in the culture (specifically, the medium or cells), and the culture (specifically, the medium or cells). It may be purified from and used for a desired application such as the production of vanillin. Purification can be carried out to the desired extent. That is, examples of the mutant ACAR include purified mutant ACAR and fractions containing the mutant ACAR. In other words, the mutant ACAR may be utilized in the form of purified enzymes, in the form of such fractions (ie, in the form contained in such fractions), and of those It may be used in the form of a combination. Such a fraction is not particularly limited as long as the mutant ACAR is contained so as to act on the substrate. Such fractions include cultures of hosts carrying the mutant ACAR gene (ie, hosts carrying mutant ACAR), cells recovered from the culture, culture supernatants recovered from the culture, and their treatment. Substances (for example, crushed cells, lysates of cells, extracts of cells, and other processed products of cells, which will be described later), partially purified products thereof (that is, crude purified products), and combinations thereof. Can be mentioned. The "purified mutant ACAR" may include a crude product. These fractions can be used alone or in combination as appropriate.

変異型ACARは、特に、菌体に含有された形態でバニリンの製造等の所望の用途に用いてよい。菌体は、培養物(具体的には、培地)に含有されたままバニリンの製造等の所望の用途に用いてもよく、培養物(具体的には、培地)から回収してバニリンの製造等の所望の用途に用いてもよい。また、菌体は、適宜処理に供してからバニリンの製造等の所望の用途に用いてもよい。すなわち、菌体としては、変異型ACAR遺伝子を有する宿主(すなわち変異型ACARを有する宿主)の培養物、該培養物から回収した菌体、それらの処理物が挙げられる。言い換えると、菌体は、変異型ACAR遺伝子を有する宿主(すなわち変異型ACARを有する宿主)の培養物、該培養物から回収した菌体、それらの処理物、またはそれらの組み合わせの形態で利用されてよい。処理物としては、菌体(例えば、培養物に含有される菌体や、培養物から回収した菌体)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、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 mutant ACAR may be used, in particular, for desired applications such as the production of vanillin in the form contained in the cells. The cells may be used for desired purposes such as production of vanillin while being contained in the culture (specifically, the medium), and may be recovered from the culture (specifically, the medium) to produce vanillin. It may be used for a desired purpose such as. In addition, the cells may be appropriately treated and then used for a desired purpose such as production of vanillin. That is, examples of the bacterial cells include cultures of a host having a mutant ACAR gene (that is, a host having a mutant ACAR), bacterial cells recovered from the culture, and processed products thereof. In other words, the cells are utilized in the form of a culture of a host carrying the mutant ACAR gene (ie, a host having the mutant ACAR), cells recovered from the culture, treatments thereof, or a combination thereof. It's okay. Examples of the treated product include those obtained by subjecting the bacterial cells (for example, the bacterial cells contained in the culture or the bacterial cells recovered from the culture) to the treatment. The cells of these embodiments can be used alone or in combination as appropriate.

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用いることができる。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, natural sedimentation, centrifugation and filtration. Alternatively, a flocculant may be used. These methods can be used alone or in combination as appropriate. The recovered cells can be appropriately washed using an appropriate medium.
In addition, the recovered cells can be appropriately resuspended using an appropriate medium. Examples of the medium that can be used for washing or suspension include an aqueous medium (aqueous solvent) such as water or an aqueous buffer solution.

菌体の処理としては、例えば、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、単独で、あるいは適宜組み合わせて用いることができる。 Examples of the treatment of the cells include an immobilization treatment on a carrier such as acrylamide and carrageenan, a freeze-thaw treatment, and a treatment for increasing the permeability of the membrane. The permeability of the membrane can be enhanced by utilizing, for example, a surfactant or an organic solvent. These treatments can be used alone or in combination as appropriate.

また、変異型ACARは、適宜、希釈または濃縮等してバニリンの製造等の所望の用途に用いてよい。 In addition, the mutant ACAR may be appropriately diluted or concentrated to be used for desired purposes such as production of vanillin.

変異型ACARは、単独で製造してもよく、他のタンパク質とまとめて製造してもよい。変異型ACARは、例えば、PPT等のホスホパンテテイニル化酵素とまとめて製造してもよい。
例えば、変異型ACAR遺伝子とPPT遺伝子を有する宿主にそれらの遺伝子を発現させること
により、変異型ACARとPPTをまとめて製造することができる。
The mutant ACAR may be produced alone or in combination with other proteins. The mutant ACAR may be produced together with, for example, a phosphopantetinylating enzyme such as PPT.
For example, by expressing those genes in a host having a mutant ACAR gene and a PPT gene, the mutant ACAR and PPT can be produced together.

また、変異型ACAR遺伝子を有する宿主を培養することにより、該宿主を変異型ACARとしてバニリンの製造等の所望の用途に利用してもよい。 In addition, by culturing a host having a mutant ACAR gene, the host may be used as a mutant ACAR for a desired purpose such as production of vanillin.

<3>変異型ACARの利用
変異型ACARの用途は、特に制限されない。変異型ACARは、例えば、バニリンの製造に利用できる。バニリンは、例えば、炭素源またはバニリン前駆体から製造できる。バニリン前駆体としては、バニリン酸が挙げられる。すなわち、バニリンは、特に、バニリン酸から製造できる。変異型ACARを利用したバニリンの製造は、例えば、変異型ACARをACARとして利用すること以外は、WO2018/079687、WO2018/079686、WO2018/079685、WO2018/079684、WO2018/079683、WO2017/073701、WO2018/079705、US2018-0334693A、またはUS2019-0161776Aに記載の、ACARを利用したバニリンの製造(例えば、ACARを有する微生物を利用し
たバニリンの製造)と同様に実施できる。
<3> Use of mutant ACAR The use of mutant ACAR is not particularly limited. Mutant ACAR can be used, for example, in the production of vanillin. Vanillin can be produced, for example, from a carbon source or vanillin precursor. Vanillin precursors include vanillic acid. That is, vanillin can be produced, in particular, from vanillic acid. Production of vanillin using mutant ACAR is, for example, WO2018 / 099687, WO2018 / 079686, WO2018 / 079685, WO2018 / 099684, WO2018 / 079683, WO2017 / 073701, WO2018, except that mutant ACAR is used as ACAR. It can be carried out in the same manner as the production of vanillin using ACAR (for example, production of vanillin using a microorganism having ACAR) described in / 079705, US2018-0334693A, or US2019-0161776A.

変異型ACARは、例えば、イソバニリン酸の存在下でのバニリン生産に好適に利用できる。変異型ACARは、特に、イソバニリン酸の存在下でのバニリン酸からのバニリン生産に好適に利用できる。すなわち、変異型ACARを利用することにより、イソバニリン酸からのイソバニリンの副生を低減しつつバニリンを効率よく製造することができる。 The mutant ACAR can be suitably used for vanillin production in the presence of, for example, isovanillinic acid. Mutant ACAR is particularly suitably available for vanillin production from vanillic acid in the presence of isovalinic acid. That is, by using the mutant ACAR, vanillin can be efficiently produced while reducing the by-product of isovanillin from isovanillinic acid.

以下、変異型ACARを利用してバニリン酸からバニリンを製造する方法について例示する。 Hereinafter, a method for producing vanillin from vanillic acid using a mutant ACAR will be illustrated.

本発明は、変異型ACARを利用してバニリン酸からバニリンを製造する工程を含む、バニリンの製造方法を提供する。同工程を、「バニリン製造工程」ともいう。バニリン製造工程は、具体的には、変異型ACARを利用してバニリン酸をバニリンに変換する工程であってよい。 The present invention provides a method for producing vanillin, which comprises a step of producing vanillin from vanillic acid using a mutant ACAR. This process is also referred to as a "vanillin manufacturing process". Specifically, the vanillin production step may be a step of converting vanillic acid into vanillin using a mutant ACAR.

バニリン酸は、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、「バニリン酸」とは、特記しない限り、フリー体のバニリン酸、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、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が挙げられる。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。 Vanillic acid may be used as a free form, as a salt, or as a mixture thereof. That is, "vanillic acid" may mean free vanillic acid, or a salt thereof, or a mixture thereof, unless otherwise specified. Examples of the salt include an ammonium salt, a sodium salt, and a potassium salt. As the salt, one kind of salt may be used, or two kinds or more kinds of salts may be used in combination.

バニリン酸としては、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。バニリン酸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。バニリン酸は、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、バニリン酸は、バニリン酸前駆体からバニリン酸への変換反応を触媒する酵素(「バニリン酸生成酵素」ともいう)を利用して、バニリン酸前駆体から製造することができる。また、例えば、バニリン酸は、バニリン酸生産能を有する微生物を利用して、炭素源またはバニリン酸前駆体から、製造することができる。「バニリン酸生産能を有する微生物」とは、バニリン酸を生産することができる微生物を意味してよい。「バニリン酸生産能を有する微生物」とは、具体的には、炭素源および/またはバニリン酸前駆体からバニリン酸を生産することができる微生物を意味してよい。バニリン酸生産能を有する微生物およびそれを利用したバニリン酸の製造については、例えば、WO2018/079687、WO2018/079686、WO2018/079685、WO2018/079684、WO2018/079683、WO2017/073701、WO2018/079705、US2018-0334693A、またはUS2019-0161776Aに記載されている。バニリン酸は、例えば、プロトカテク酸を前駆体として、O
−メチルトランスフェラーゼ(O-methyltransferase;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により製造することができる(J. Am. CHm. Soc., 1998, Vol.120)。また、バニリン酸は、例えば、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により製造することができる(J. App. Microbiol.,
2013, Vol.116, p903-910)。バニリン酸は、上記のようにして製造されたものであってよい。バニリン酸は、特に、バニリン酸生産能を有する微生物を利用して製造されたものであってよい。バニリンの製造方法は、さらに、バニリン酸を製造する工程を含んでいてもよい。バニリンの製造方法は、具体的には、上記のようにしてバニリン酸を製造する工程を含んでいてもよい。バニリンの製造方法は、特に、バニリン酸生産能を有する微生物を利用してバニリン酸を製造する工程を含んでいてもよい。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、除菌、抽出、精製等の処理に供してから、バニリンの製造に利用できる。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。バニリン酸は、特に、バニリン酸を含有する素材の形態で用いられてもよい。バニリン酸を含有する素材は、変異型ACAR(例えば、変異型ACARを有する微生物)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、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)、希釈物(例えば、希釈液)、乾燥物等の処理物が挙げられる。バニリン酸を含有する素材は、例えば、バニリン酸に加えて、イソバニリン酸を含有していてよい。例えば、プロトカテク酸を前駆体としてOMTまたはそれを有する微生物を
利用してバニリン酸を製造する場合、OMTの基質特異性に応じてイソバニリン酸が副生し
得る。
As the vanillic acid, a commercially available product may be used, or one obtained by appropriately producing the vanillic acid may be used. The method for producing vanillic acid is not particularly limited, and for example, a known method can be used. Vanillic acid can be produced, for example, by a chemical synthesis method, an enzymatic method, a biological conversion method, a fermentation method, an extraction method, or a combination thereof. That is, for example, vanillic acid can be produced from a vanillic acid precursor by utilizing an enzyme (also referred to as "vanillic acid-producing enzyme") that catalyzes the conversion reaction of the vanillic acid precursor to vanillic acid. Further, for example, vanillic acid can be produced from a carbon source or a vanillic acid precursor by utilizing a microorganism capable of producing vanillic acid. The “microorganism capable of producing vanillic acid” may mean a microorganism capable of producing vanillic acid. The "microorganism capable of producing vanillic acid" may specifically mean a microorganism capable of producing vanillic acid from a carbon source and / or a vanillic acid precursor. Regarding microorganisms capable of producing vanillic acid and the production of vanillic acid using them, for example, WO2018 / 099687, WO2018 / 079686, WO2018 / 079685, WO2018 / 099684, WO2018 / 079683, WO2017 / 073701, WO2018 / 079705, US2018 It is described in -0334693A or US2019-0161776A. Vanillic acid is, for example, using protocatechuic acid as a precursor and O
-Enzymatic method using O-methyltransferase (OMT) or OMT
It can be produced by a biological conversion method using a microorganism having (J. Am. CHm. Soc., 1998, Vol.120). In addition, vanillic acid can be produced, for example, by a biological conversion method using Pseudomonas sp. AV 10 strain using ferulic acid as a precursor (J. App. Microbiol.,,
2013, Vol.116, p903-910). Vanillic acid may be produced as described above. Vanillic acid may be produced in particular by utilizing a microorganism capable of producing vanillic acid. The method for producing vanillin may further include a step of producing vanillic acid. Specifically, the method for producing vanillin may include a step of producing vanillic acid as described above. The method for producing vanillin may particularly include a step of producing vanillic acid using a microorganism capable of producing vanillic acid. The produced vanillic acid can be used as it is or after being appropriately subjected to treatments such as concentration, dilution, drying, dissolution, fractionation, sterilization, extraction and purification, and then used for the production of vanillin. That is, as the vanillic acid, for example, a refined product purified to a desired degree may be used, or a material containing vanillic acid may be used. Vanillic acid may be used, in particular, in the form of a material containing vanillic acid. The material containing vanillic acid is not particularly limited as long as the mutant ACAR (for example, a microorganism having the mutant ACAR) can utilize vanillic acid. Specific examples of the material containing vanillic acid include a culture solution or reaction solution containing vanillic acid, a supernatant separated from the culture solution or reaction solution, a concentrate thereof (for example, a concentrate), and a diluted product (for example, a concentrate). For example, a treated product such as a diluted solution) and a dried product can be mentioned. The material containing vanillic acid may contain isovanillic acid in addition to vanillic acid, for example. For example, when vanillic acid is produced by using OMT or a microorganism having the same as a precursor of protocatechuic acid, isovanillic acid can be produced as a by-product depending on the substrate specificity of OMT.

変異型ACARは、上述したような任意の形態でバニリンの製造に利用してよい。すなわち、変異型ACARの利用としては、上述したような任意の形態での利用が挙げられる。変異型ACARは、例えば、微生物菌体等の宿主細胞に含有された形態で利用してよい。また、変異型ACARは、例えば、精製酵素等の宿主細胞に含有されない形態で利用してもよい。変異型ACARは、特に、変異型ACARを有する微生物の形態で利用してよい。すなわち、変異型ACARの利用としては、特に、変異型ACARを有する微生物の利用が挙げられる。変異型ACARを有する微生物の利用としては、変異型ACARを有する微生物の培養や、変異型ACARを有する微生物の菌体の利用が挙げられる。すなわち、変異型ACARを有する微生物は、例えば、該微生物を培養することにより変異型ACARとして利用されてよい。また、変異型ACARを有する微生物は、例えば、その菌体が変異型ACARとして利用されてよい。 The mutant ACAR may be utilized in the production of vanillin in any form as described above. That is, as the use of the mutant ACAR, the use in any form as described above can be mentioned. The mutant ACAR may be used, for example, in a form contained in a host cell such as a microbial cell. Further, the mutant ACAR may be used in a form not contained in the host cell such as a purified enzyme. Mutant ACAR may be utilized, in particular, in the form of microorganisms carrying mutant ACAR. That is, as the utilization of the mutant ACAR, in particular, the utilization of a microorganism having the mutant ACAR can be mentioned. Examples of the utilization of the microorganism having the mutant ACAR include the culture of the microorganism having the mutant ACAR and the utilization of the bacterial cells of the microorganism having the mutant ACAR. That is, a microorganism having a mutant ACAR may be utilized as a mutant ACAR by culturing the microorganism, for example. Further, for a microorganism having a mutant ACAR, for example, the cells thereof may be used as the mutant ACAR.

一態様において、バニリン製造工程は、変異型ACARを有する微生物を培養することにより実施できる。この態様を、「バニリンの製造方法の第1の態様」ともいう。すなわち、バニリン製造工程は、例えば、バニリン酸を含有する培地で変異型ACARを有する微生物を
培養し、バニリン酸をバニリンに変換する工程であってよい。バニリン製造工程は、具体的には、バニリン酸を含有する培地で変異型ACARを有する微生物を培養し、バニリンを該培地中に生成蓄積する工程であってもよい。
In one aspect, the vanillin production process can be performed by culturing a microorganism having a mutant ACAR. This aspect is also referred to as "the first aspect of the method for producing vanillin". That is, the vanillin production step may be, for example, a step of culturing a microorganism having a mutant ACAR in a medium containing vanillic acid to convert vanillic acid into vanillin. Specifically, the vanillin production step may be a step of culturing a microorganism having a mutant ACAR in a medium containing vanillic acid to generate and accumulate vanillin in the medium.

使用する培地は、バニリン酸を含有し、変異型ACARを有する微生物が増殖でき、バニリンが生産される限り、特に制限されない。培養条件は、変異型ACARを有する微生物が増殖でき、バニリンが生産される限り、特に制限されない。バニリンの製造方法の第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バニリン酸を含有し、バニリンが生産されること以外は、上述した変異型ACARの製造における宿主の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。 The medium used is not particularly limited as long as it contains vanillic acid, microorganisms having a mutant ACAR can grow, and vanillin is produced. The culture conditions are not particularly limited as long as the microorganism having the mutant ACAR can grow and vanillin is produced. Regarding the culture in the first aspect of the method for producing vanillin, the description of the culture of the host in the production of the above-mentioned mutant ACAR except that the medium contains vanillic acid and vanillin is produced in the same embodiment ( For example, the description of the medium and culture conditions) can be applied mutatis mutandis.

バニリン酸は、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、「バニリン酸を含有する培地で変異型ACARを有する微生物を培養する」とは、バニリン酸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。例えば、バニリン酸は、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。バニリン酸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バニリン酸を添加する。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、変異型ACARを有する微生物が十分に生育してから培地にバニリン酸を添加してもよい。また、いずれの場合にも、適宜、培地にバニリン酸を添加してよい。例えば、バニリンの生成に伴うバニリン酸の減少または枯渇に応じて培地にバニリン酸を添加してもよい。バニリン酸を培地に添加する手段は特に制限されない。例えば、バニリン酸を含有する流加培地を培地に流加することにより、バニリン酸を培地に添加することができる。また、例えば、変異型ACARを有する微生物とバニリン酸生産能を有する微生物を共培養することにより、バニリン酸生産能を有する微生物にバニリン酸を培地中に生成させ、以てバニリン酸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、利用してよい。培地中のバニリン酸濃度は、変異型ACARを有する微生物がバニリン酸をバニリンの原料として利用できる限り、特に制限されない。培地中のバニリン酸濃度は、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。バニリン酸は、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。バニリン酸は、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。培養が種培養と本培養とに分けて行われる場合、バニリンは、少なくとも本培養の期間に生産されればよい。よって、バニリン酸は、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、バニリン酸は、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。 Vanillic acid may be contained in the medium for the entire period of the culture, or may be contained in the medium only for a part of the period of the culture. That is, "culturing a microorganism having a mutant ACAR in a medium containing vanillic acid" does not require that vanillic acid is contained in the medium during the entire culture period. For example, vanillic acid may or may not be contained in the medium from the beginning of the culture. If vanillic acid is not contained in the medium at the start of the culture, vanillic acid is added to the medium after the start of the culture. The timing of addition can be appropriately set according to various conditions such as culture time. For example, vanillic acid may be added to the medium after the microorganism having the mutant ACAR has fully grown. In either case, vanillic acid may be added to the medium as appropriate. For example, vanillic acid may be added to the medium in response to the decrease or depletion of vanillic acid associated with the production of vanillin. The means for adding vanillic acid to the medium is not particularly limited. For example, vanillic acid can be added to the medium by feeding a fed-batch medium containing vanillic acid into the medium. Further, for example, by co-culturing a microorganism having a mutant ACAR and a microorganism having a vanillic acid-producing ability, vanillic acid is generated in the medium by the microorganism having a vanillic acid-producing ability, and thus vanillic acid is added to the medium. You can also do it. The "component" in the case of "adding a certain component to the medium" may also include those produced or regenerated in the medium. These adding means may be used alone or in combination as appropriate. The concentration of vanillic acid in the medium is not particularly limited as long as the microorganism having the mutant ACAR can use vanillic acid as a raw material for vanillin. The vanillic acid concentration in the medium is, 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. Vanillic acid may or may not be contained in the medium at the concentrations illustrated above for the entire duration of the culture. Vanillic acid may be contained in the medium at the above-exemplified concentration at the start of culturing, or may be added to the medium at the above-exemplified concentration after the start of culturing. When the culture is divided into a seed culture and a main culture, vanillin may be produced at least during the main culture period. Therefore, vanillic acid may be contained in the medium at least during the main culture, that is, during the entire period of the main culture or a part of the main culture. That is, vanillic acid may or may not be contained in the medium during the seed culture period. In such a case, the description about the culture (for example, "culture period (culture period)" or "culture start") can be read as that for the main culture.

別の態様において、バニリン製造工程は、変異型ACAR(例えば、変異型ACARを有する微生物の菌体)を利用することにより実施できる。この態様を、「バニリンの製造方法の第2の態様」ともいう。すなわち、バニリン製造工程は、例えば、変異型ACAR(例えば、変異型ACARを有する微生物の菌体)を利用して反応液中のバニリン酸をバニリンに変換する工程であってよい。バニリン製造工程は、具体的には、変異型ACAR(例えば、変異型ACARを有する微生物の菌体)を反応液中のバニリン酸に作用させ、バニリンを該反応液中に生成蓄積する工程であってもよい。バニリンの製造方法の第2の態様におけるバニリン製造工程を、「変換反応」ともいう。変換反応は、特に、変異型ACARを有する微生物の菌体を
利用することにより実施されてよい。
In another embodiment, the vanillin production process can be performed by utilizing a mutant ACAR (eg, a microbial cell of a microorganism having the mutant ACAR). This aspect is also referred to as "a second aspect of the method for producing vanillin". That is, the vanillin production step may be, for example, a step of converting vanillic acid in the reaction solution into vanillin using mutant ACAR (for example, bacterial cells of a microorganism having mutant ACAR). Specifically, the vanillin production step is a step in which a mutant ACAR (for example, a bacterial cell of a microorganism having a mutant ACAR) is allowed to act on vanillic acid in the reaction solution to generate and accumulate vanillin in the reaction solution. You may. The vanillin production step in the second aspect of the vanillin production method is also referred to as a "conversion reaction". The conversion reaction may be carried out, in particular, by utilizing the bacterial cells of the microorganism having the mutant ACAR.

変異型ACARを有する微生物の菌体等の宿主細胞は、代謝活性が維持されていてよい。「代謝活性が維持されている」とは、宿主細胞が炭素源を資化してバニリンの製造に有用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、PPT等のホスホパンテテイニル化酵素が挙げられる。宿主細胞は、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。 A host cell such as a bacterial cell of a microorganism having a mutant ACAR may maintain its metabolic activity. "Maintaining metabolic activity" may mean that the host cell has the ability to assimilate the carbon source to produce or regenerate substances useful for the production of vanillin. Examples of such substances include electron donors such as ATP, NADH and NADP, and phosphopantetinylating enzymes such as PPT. The host cell 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、変異型ACAR(例えば、変異型ACARを有する微生物の菌体)とバニリン酸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、変異型ACAR(例えば、変異型ACARを有する微生物の菌体)とバニリン酸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、固定化菌体等の固定化酵素を充填したカラムにバニリン酸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 carried out in a suitable reaction solution. Specifically, the conversion reaction can be carried out by coexisting mutant ACAR (for example, cells of a microorganism having mutant ACAR) and vanillic acid in an appropriate reaction solution. The conversion reaction may be carried out in a batch manner or in a columnar manner. In the case of the batch type, for example, the conversion reaction can be carried out by mixing the mutant ACAR (for example, the cells of a microorganism having the mutant ACAR) and vanillic acid in the reaction solution in the reaction vessel. The conversion reaction may be carried out by standing still, or may be carried out by stirring or shaking. In the case of the column type, for example, the conversion reaction can be carried out by passing a reaction solution containing vanillic acid through a column packed with an immobilized enzyme such as an immobilized cell. Examples of the reaction solution include an aqueous medium (aqueous solvent) such as water and an aqueous buffer solution.

反応液は、バニリン酸に加えて、バニリン酸以外の成分を必要に応じて含有してよい。バニリン酸以外の成分としては、ATP、NADHやNADPH等の電子供与体、PPT等のホスホパン
テテイニル化酵素、金属イオン、緩衝剤、界面活性剤、有機溶媒、炭素源、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、バニリン酸を含有する培地を反応液として用いてもよい。すなわち、バニリンの製造方法の第2の態様における反応液については、バニリンの製造方法の第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、変異型ACARの性質や利用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 vanillic acid, if necessary, in addition to vanillic acid. Ingredients other than vaniphosphate include electron donors such as ATP, NADH and NADPH, phosphopantetinylating enzymes such as PPT, metal ions, buffers, surfactants, organic solvents, carbon sources, phosphoric acid sources, etc. Various medium components can be mentioned. That is, for example, a medium containing vanillic acid may be used as the reaction solution. That is, with respect to the reaction solution in the second aspect of the vanillin production method, the description of the medium in the first aspect of the vanillin production method 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 properties of the mutant ACAR and the mode of use.

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、バニリンが生成する限り特に制限されない。変換反応は、例えば、酵素を利用した物質変換(例えば、精製酵素を利用した物質変換や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、変異型ACARの性質や利用態様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、0.33 ppm以上、または1.5 ppm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。その際、変異型ACARを有する微生物の菌体等の宿主細胞を利用している場合は、宿主細胞は、生育してもよく、しなくてもよい。すなわち、バニリンの製造方法の第2の態様における変換反応については、同態様においては宿主細胞が生育してもしなくてもよいこと以外は、バニリンの製造方法の第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、宿主細胞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。反応液中のバニリン酸の濃度は、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。反応液中の宿主細胞の濃度は、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, pH of the reaction solution, reaction temperature, reaction time, concentration of various components, etc.) are not particularly limited as long as vanillin is produced. The conversion reaction can be carried out under the usual conditions used for, for example, substance conversion using an enzyme (for example, substance conversion using a purified enzyme or substance conversion using a microbial cell such as a quiescent cell). The conditions of the conversion reaction may be appropriately set according to various conditions such as the properties of the mutant ACAR and the mode of use. The conversion reaction may be carried out under aerobic conditions, for example. The “aerobic condition” may mean a condition in which the dissolved oxygen concentration in the reaction solution is 0.33 ppm or more, or 1.5 ppm or more. Specifically, for example, the oxygen concentration may be controlled to 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 15-50 ° C, 15-45 ° C, or 20-40 ° C. The reaction time may be, for example, 5 minutes to 200 hours. In the case of the column method, the flow rate of the reaction solution may be, for example, a rate such that the reaction time is within the range of the reaction time exemplified above. Further, the conversion reaction can also be carried out under culture conditions such as normal conditions used for culturing microorganisms such as bacteria and yeast. At that time, when a host cell such as a bacterial cell of a microorganism having a mutant ACAR is used, the host cell may or may not grow. That is, the conversion reaction in the second aspect of the vanillin production method describes the culture in the first aspect of the vanillin production method, except that the host cells may or may not grow in the same embodiment. Can be applied mutatis mutandis. In such a case, the culture conditions for obtaining the host cells and the conditions for the conversion reaction may or may not be the same. The concentration of vanillic acid in the reaction solution is, 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 in terms of the weight of the free form. , 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 the host 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、変異型ACAR(例えば、変異型ACARを有する微生物の菌体)、バニリン酸、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、バニリンの生成に伴うバニリン酸の減少または枯渇に応じて反応液にバニリン酸を添加してもよい。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, mutant ACAR (eg, cells of microorganisms carrying mutant ACAR), vanillic acid, and other components may be added to the reaction solution alone or in any combination. For example, vanillic acid may be added to the reaction solution according to the decrease or depletion of vanillic acid accompanying the production of vanillin. These components may be added once or multiple times, or may be added continuously.

バニリン酸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、変異型ACARを有する微生物とバニリン酸生産能を有する微生物を共培養することにより、バニリン酸生産能を有する微生物にバニリン酸を反応液中に生成させ、以てバニリン酸を反応液に添加することもできる。また、例えば、ATPや電子供与体等の成分は、
いずれも、反応液中で生成または再生されてもよく、宿主細胞内で生成または再生されてもよく、細胞間共役により生成または再生されてもよい。例えば、宿主細胞において代謝活性が維持されている場合、炭素源を利用して宿主細胞内で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。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。
The means for adding various components such as vanillic acid to the reaction solution is not particularly limited. All of these components can be added to the reaction solution by adding them directly to the reaction solution. Further, for example, by co-culturing a microorganism having a mutant ACAR and a microorganism having a vanillic acid-producing ability, vanillic acid is generated in the reaction solution by the microorganism having a vanillic acid-producing ability, thereby producing vanillic acid in the reaction solution. It can also be added to. In addition, for example, components such as ATP and electron donors are
Both may be produced or regenerated in the reaction solution, may be produced or regenerated in the host cell, or may be produced or regenerated by intercellular conjugation. For example, when the metabolic activity is maintained in the host cell, a carbon source can be used to generate or regenerate components such as ATP, an electron donor, and a methyl group donor in the host cell. As a method for producing or regenerating ATP, for example, a method of supplying ATP from a carbon source using a bacterium belonging to the genus Corynebacterium (Hori, H et al., Appl. Microbiol. Biotechnol. 48 (6): 693-698 (1997)), Method of regenerating ATP using yeast cells and glucose (Yamamoto, S et al., Biosci. Biotechnol. Biochem. 69 (4): 784-789 (2005)), Phosphorus Method of Regenerating ATP Using Enol Pyruvate and Pyruvate Kinase (C. Aug'e and Ch. Gautheron, Tetrahedron Lett. 29: 789-790 (1988)), Using Polyphosphate and Polyphosphate Kinase Methods for regenerating ATP (Murata, K et al., Agric. Biol. Chem. 52 (6): 1471-1477 (1988)) can be mentioned. The "component" in the case of "adding a certain component to the reaction solution" may also include those produced 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、反応温度や酵素密度(例えば、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。 Further, the reaction conditions may be uniform from the start to the end of the conversion reaction, or may be changed in the process of the conversion reaction. The fact that "the reaction conditions change in the process of the conversion reaction" is not limited to the temporal changes of the reaction conditions, but may also include the spatial changes of the reaction conditions. "The reaction conditions change spatially" means that, for example, when a conversion reaction is carried out by a column type, the reaction conditions such as the reaction temperature and the enzyme density (for example, cell density) depend on the position on the flow path. It may mean that they are different.

このようにしてバニリン製造工程を実施することにより、バニリンを含有する培養液(具体的には培地)または反応液が得られる。 By carrying out the vanillin production step in this manner, a culture solution (specifically, a medium) or a reaction solution containing vanillin can be obtained.

バニリンが生成したことは、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、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、培地または反応液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 vanillin can be confirmed by known techniques used to detect or identify compounds. Such techniques include, for example, HPLC, UPLC, LC / MS, GC / MS, NMR. These methods can be used alone or in combination as appropriate. These techniques can also be used to determine the concentration of various components present in the medium or reaction solution.

生成したバニリンは、適宜回収することができる。すなわち、バニリンの製造方法は、さらに、バニリン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(具体的には培地)または反応液からバニリンを回収する工程であってよい。バニリンの回収は、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。バニリンは、具体的には、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。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 produced vanillin can be appropriately recovered. That is, the method for producing vanillin may further include a step of recovering vanillin. This process is also referred to as a "recovery process". The recovery step may be a step of recovering vanillin from the culture medium (specifically, the medium) or the reaction solution. Vanillin can be recovered by a known method used for separation and purification of compounds. 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. Specifically, vanillin can be recovered by extraction with an organic solvent such as ethyl acetate, or by steam distillation. These methods can be used alone or in combination as appropriate.

また、バニリンが培地または反応液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、培地または反応液中に析出したバニリンは、培地または反応液中に溶解しているバニリンを晶析した後に、併せて単離してもよい。 When vanillin precipitates in the medium or reaction solution, it can be recovered by, for example, centrifugation or filtration. Further, the vanillin precipitated in the medium or the reaction solution may be isolated together after crystallization of the vanillin dissolved in the medium or the reaction solution.

尚、回収されるバニリンは、バニリン以外に、例えば、変異型ACAR(例えば、変異型ACARを有する微生物の菌体)、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。
In addition to vanillin, the recovered vanillin includes, for example, mutant ACAR (for example, bacterial cells of microorganisms having mutant ACAR), medium components, reaction solution components, water, and other components such as metabolic by-products of microorganisms. May include. 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). It may be / w) or more, or 95% (w / w) or more.

以下、非限定的な実施例を参照して、本発明をさらに具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to non-limiting examples.

<1>野生型ACARおよび変異型ACARの発現プラスミドおよび発現株の構築
<1−1>野生型ACARの発現プラスミドpET-28a-GeACAR_entDの構築
野生型ACARの発現プラスミドpET-28a-Ge_ACAR-entDを以下の手順で構築した。同プラスミドにより、Gordonia effusa由来野生型ACAR(Ge_ACAR;配列番号2)とE. coli由来PPT(EntD;配列番号4)を共発現することができる。
<1> Construction of wild-type ACAR and mutant ACAR expression plasmids and expression strains <1-1> Construction of wild-type ACAR expression plasmid pET-28a-GeACAR_entD Wild-type ACAR expression plasmid pET-28a-Ge_ACAR-entD It was constructed by the following procedure. The plasmid allows co-expression of wild-type ACAR (Ge_ACAR; SEQ ID NO: 2) derived from Gordonia effusa and PPT (EntD; SEQ ID NO: 4) derived from E. coli.

プラスミドpVK9::Ptuf*-Ge_ACAR-entD(WO2018/079705)を鋳型として、配列番号5と
6の合成DNAをプライマーとしてPCRを行い、Ge_ACAR遺伝子(E. coliのコドン使用に応じてコドン最適化されている)とentD遺伝子のORF配列を含むPCR産物を得た。次に、このPCR産物をIn Fusion HD cloning lit(Clontech社製)を用いて、NdeIとEcoRIで処理したpET-28a(+)ベクター(Novagen社)に挿入した。このDNAを用いて、E. coli JM109のコンピ
テントセル(Takara Bio)を形質転換し、カナマイシン 50 μg/mLを含むLB寒天培地上に塗布し、一晩培養した。その後、出現したコロニーを釣り上げ、単コロニー分離し、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抽出し、目的のPCR産物が挿入され
ていたものをpET-28a-GeACAR_entDと命名した。
PCR was performed using the plasmid pVK9 :: Ptuf * -Ge_ACAR-entD (WO2018 / 079705) as a template and the synthetic DNA of SEQ ID NOs: 5 and 6 as primers, and the codon was optimized according to the codon usage of the Ge_ACAR gene (E. coli). A PCR product containing the ORF sequence of the entD gene was obtained. This PCR product was then inserted into a pET-28a (+) vector (Novagen) treated with NdeI and EcoRI using an In Fusion HD cloning lit (Clontech). This DNA was used to transform E. coli JM109 competent cells (Takara Bio), applied on LB agar medium containing 50 μg / mL of kanamycin, and cultured overnight. Then, the colonies that appeared were caught and separated into single colonies to obtain transformants. A plasmid was extracted from the obtained transformant, and the one into which the target PCR product was inserted was named pET-28a-GeACAR_entD.

<1−2>野生型ACARの発現株E. coli pET-28a-GeACAR_entD/BL21(DE3)の構築
プラスミドpET-28a-GeACAR_entDを、電気パルス法にて、E. coli BL21(DE3)株(Novagen社)に導入した。菌体をカナマイシン50 μg/mL含むLB寒天培地上に塗布し、37℃にて培養した。生育してきた株を同寒天培地にて純化し、pET-28a-GeACAR_entD/BL21(DE3)株と
命名した。該株をカナマイシン50 μg/mL含有LB培地2 mLを含む試験管に接種し、37℃で
約18時間振とう培養を行った。得られた培養液0.8 mLを40%グリセロール溶液0.8 mLと混
合し、-80℃で保存した。
<1-2> Construction of wild-type ACAR expression strain E. coli pET-28a-GeACAR_entD / BL21 (DE3) The plasmid pET-28a-GeACAR_entD was subjected to the electric pulse method to the E. coli BL21 (DE3) strain (Novagen). Introduced to the company). The cells were applied on an LB agar medium containing 50 μg / mL of kanamycin and cultured at 37 ° C. The grown strain was purified on the same agar medium and named pET-28a-GeACAR_entD / BL21 (DE3) strain. The strain was inoculated into a test tube containing 2 mL of LB medium containing 50 μg / mL of kanamycin, and shake-cultured at 37 ° C. for about 18 hours. 0.8 mL of the obtained culture solution was mixed with 0.8 mL of a 40% glycerol solution and stored at -80 ° C.

<1−3>変異型ACARの発現プラスミドおよび発現株の構築
プラスミドpET-28a(+)-GeACAR-entDを鋳型にして、表1に示すプライマーを用いて、PCR法により変異が導入されたプラスミドを増幅した。PCRは、KAPA(TM) HiFi HotStart ReadyMixを用い、マニュアルに従い実施した。PCR条件は、(95 ℃, 2 min)→[(98℃, 20 sec)→(60℃, 15 sec)→(72℃, 9.5 min)→(95℃, 2 min)] × 18 times →(72
℃, 5 min)とした。鋳型プラスミドを消化するため、PCR産物に制限酵素DpnIを0.8 μL
添加して攪拌し、37℃で3 hrインキュベートした。反応液でE. coli JM109コンピテント
セルを形質転換し、25 μg/mLのKanamycinを含むLB寒天培地にプレーティングした。得られた形質転換体のコロニーを、25 μg/mL のKanamycinを含むLB培地3 mLに植菌し、培養
した(120 rpm, 37℃, overnight)。培養液2 mLを取り、QIAprep Spin Miniprep Kitを
用いてプラスミドを抽出した。プラスミドの塩基配列をユーロフィンジェノミクス社に依頼して決定し、正しい変異が導入されたものを変異型ACARの発現プラスミドとした。これ
らのプラスミドにより、変異型ACARとPPTを共発現することができる。これらのプラスミ
ドでE. coli BL21(DE3)コンピテントセルを形質転換し、表1に示す変異型ACARの発現株
を得た。
<1-3> Construction of expression plasmid and expression strain of mutant ACAR A plasmid into which the mutation was introduced by the PCR method using the plasmid pET-28a (+)-GeACAR-entD as a template and the primers shown in Table 1. Was amplified. PCR was performed using KAPA (TM) HiFi HotStart ReadyMix according to the manual. The PCR conditions are (95 ° C, 2 min) → [(98 ° C, 20 sec) → (60 ° C, 15 sec) → (72 ° C, 9.5 min) → (95 ° C, 2 min)] × 18 times → ( 72
℃, 5 min). 0.8 μL of restriction enzyme DpnI in the PCR product to digest the template plasmid
Add, stir and incubate at 37 ° C for 3 hr. E. coli JM109 competent cells were transformed with the reaction solution and plated on LB agar medium containing 25 μg / mL Kanamycin. The obtained transformant colonies were inoculated into 3 mL of LB medium containing 25 μg / mL Kanamycin and cultured (120 rpm, 37 ° C., overnight). 2 mL of the culture solution was taken and the plasmid was extracted using the QIAprep Spin Miniprep Kit. The nucleotide sequence of the plasmid was determined by requesting Eurofin Genomics, Inc., and the plasmid into which the correct mutation was introduced was used as the expression plasmid for mutant ACAR. These plasmids allow co-expression of mutant ACAR and PPT. E. coli BL21 (DE3) competent cells were transformed with these plasmids to obtain mutant ACAR expression strains shown in Table 1.

同様に、プラスミドpET-28a(+)-GeACAR-entDを鋳型にして、適宜設計したプライマーを用いて、他の変異(M271G、M271N、M271R、M271S、M271T、V312C、V312M、V312P、V312Q
、V312Y、A384C、A384F、A384G、A384H、A384I、A384K、A384L、A384N、A384Q、A384S、A384T、A385D、A385E、A385K、A385R、I574C、またはI574P)を有する変異型ACARの発現プラスミドを構築し、それら変異型ACARの発現株を得た。これらの変異によるコドン変化を表2に示す。
Similarly, using the plasmid pET-28a (+)-GeACAR-entD as a template and using appropriately designed primers, other mutations (M271G, M271N, M271R, M271S, M271T, V312C, V312M, V312P, V312Q)
, V312Y, A384C, A384F, A384G, A384H, A384I, A384K, A384L, A384N, A384Q, A384S, A384T, A385D, A385E, A385K, A385R, I574C, or I574P) Strains expressing these mutant ACARs were obtained. Table 2 shows the codon changes caused by these mutations.

同様に、上記で構築したG386NまたはG386Mの変異型ACARの発現プラスミドを鋳型にして、表1に示すプライマーまたは適宜設計したプライマーを用いて、二重変異(G386M/M271Y、G386M/S274N、G386M/I353F、G386M/I353L、G386N/M271Y、G386N/V312A、G386N/V312F
、G386N/V312I、G386N/I353F、G386N/I353L、G386N/A384S、G386N/A385M、G386N/A385V、G386N/V387I、G386N/I574A、G386N/I574M、またはG386N/I574T)を有する変異型ACARの発現プラスミドを構築し、二重変異を有する変異型ACARの発現株を得た。I353F、A385M、およびA385Vによるコドン変化を表2に示す。
Similarly, using the G386N or G386M mutant ACAR expression plasmid constructed above as a template, and using the primers shown in Table 1 or appropriately designed primers, double mutations (G386M / M271Y, G386M / S274N, G386M / I353F, G386M / I353L, G386N / M271Y, G386N / V312A, G386N / V312F
, G386N / V312I, G386N / I353F, G386N / I353L, G386N / A384S, G386N / A385M, G386N / A385V, G386N / V387I, G386N / I574A, G386N / I574M, or G386N / I574T) Was constructed to obtain a mutant ACAR expression strain having a double mutation. Table 2 shows the codon changes due to I353F, A385M, and A385V.

Figure 2021132612
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Figure 2021132612
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<2>野生型ACARおよび変異型ACARの基質特異性の解析
<2−1>野生型ACARおよび変異型ACARの粗酵素液の調製
各変異型ACARの発現株のコロニーを、25 μg/mLのKanamycinを含むLB培地2 mLに植菌し、前培養した(200 rpm, 37℃, overnight)。50 mLファルコンチューブに張り込んだ25 μg/mLのKanamycinを含むLB培地8 mLに、前培養液を160 μL植菌した。ファルコンチューブの蓋を固く閉め、OD660 = 1.0になるまで培養した(200 rpm, 37℃)。IPTGを終濃度 0.1 mMとなるよう添加して変異型ACARの発現を誘導し、培養を継続した(200 rpm, 16℃, 18〜20 hr)。2 mLビオラモマイクロチューブに培養液を2 mLずつ分注し、遠心(6,800 g, 4℃, 3 min)により集菌した。得られた菌体を300 μLの1×PBSで懸濁後、300 μL分を破砕用チューブに取り超音波破砕した(HIGHモード、10 min、30 sec破砕毎に30 secインターバル)。破砕物を遠心し(15,000 g, 4℃, 15 min)、上清を変異型ACARの粗酵素液
とした。同様に、野生型ACARの発現株E. coli pET-28a-GeACAR_entD/BL21(DE3)を培養し
、野生型ACARの粗酵素液を得た。粗酵素液のタンパク質濃度をQuick Start(TM) Bradford
Protein Assay(Bio-Rad社)を用いたBradford法により測定した。タンパク質濃度測定
時の標準液にはQuick Start BSA Standard Set(Bio-Rad社)を使用した。
<2> Analysis of substrate specificity of wild-type ACAR and mutant ACAR <2-1> Preparation of crude enzyme solution of wild-type ACAR and mutant ACAR 25 μg / mL of colonies of each mutant ACAR-expressing strain The cells were inoculated into 2 mL of LB medium containing Kanamycin and precultured (200 rpm, 37 ° C, overnight). 160 μL of preculture was inoculated into 8 mL of LB medium containing 25 μg / mL kanamycin placed in a 50 mL falcon tube. Falcon tubes were closed tightly and cultured until OD 660 = 1.0 (200 rpm, 37 ° C). IPTG was added to a final concentration of 0.1 mM to induce the expression of mutant ACAR, and the culture was continued (200 rpm, 16 ° C., 18 to 20 hr). 2 mL of the culture solution was dispensed into 2 mL violamo microtubes and collected by centrifugation (6,800 g, 4 ° C, 3 min). The obtained cells were suspended in 300 μL of 1 × PBS, and 300 μL of the cells was placed in a crushing tube and ultrasonically crushed (HIGH mode, 10 min, 30 sec interval every 30 sec crushing). The crushed material was centrifuged (15,000 g, 4 ° C, 15 min), and the supernatant was used as a crude enzyme solution of mutant ACAR. Similarly, a wild-type ACAR expression strain E. coli pET-28a-GeACAR_entD / BL21 (DE3) was cultured to obtain a crude enzyme solution of wild-type ACAR. Quick Start (TM) Bradford for protein concentration of crude enzyme solution
It was measured by the Bradford method using the Protein Assay (Bio-Rad). The Quick Start BSA Standard Set (Bio-Rad) was used as the standard solution for protein concentration measurement.

<2−2>野生型ACARおよび変異型ACARを用いた酵素反応
表3に示す反応バッファーを1.5 mLエッペンドルフチューブに500 μL分注した。反応
バッファーを30℃のヒートブロックあるいはウォーターバスにて10 minインキュベートした。タンパク質量として50 μgに相当する量の野生型ACARまたは変異型ACARの粗酵素液を反応バッファーに添加し、インキュベートを継続した。添加から60 min後に10 % TFAを混合液に50 μL添加して混合し、酵素反応を停止した。混合液を遠心し(15,000 g, 15 min, 4℃)、上清中のバニリンおよびイソバニリンを定量した。バニリンおよびイソバニリ
ンの定量は、表4に示す条件でのUHPLC分析により実施した。バニリンおよびイソバニリ
ンの量から、バニリン量に対するイソバニリン量の比率を算出し、イソバニリン副生率(iVNN副生率)とした。
<2-2> Enzyme reaction using wild-type ACAR and mutant ACAR 500 μL of the reaction buffer shown in Table 3 was dispensed into a 1.5 mL Eppendorf tube. The reaction buffer was incubated for 10 min in a heat block or water bath at 30 ° C. A crude enzyme solution of wild-type ACAR or mutant ACAR corresponding to 50 μg of protein was added to the reaction buffer, and the incubation was continued. 60 min after the addition, 50 μL of 10% TFA was added to the mixed solution and mixed to stop the enzymatic reaction. The mixture was centrifuged (15,000 g, 15 min, 4 ° C.) and vanillin and isovanillin in the supernatant were quantified. The quantification of vanillin and isovanillin was performed by UHPLC analysis under the conditions shown in Table 4. From the amounts of vanillin and isovanillin, the ratio of the amount of isovanillin to the amount of vanillin was calculated and used as the isovanillin by-product rate (iVNN by-product rate).

Figure 2021132612
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Figure 2021132612
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結果を表5および6に示す。野生型ACARと比較してiVNN副生率が低下した(すなわち、バニリン酸に対する基質特異性が向上した)変異型ACARが見出された。 The results are shown in Tables 5 and 6. Mutant ACARs were found with reduced iVNN by-product rates (ie, improved substrate specificity for vanillic acid) compared to wild-type ACARs.

Figure 2021132612
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Figure 2021132612
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<配列表の説明>
配列番号1:Gordonia effusaのACAR遺伝子の塩基配列
配列番号2:Gordonia effusaのACARタンパク質のアミノ酸配列
配列番号3:Escherichia coli MG1655のentD遺伝子の塩基配列
配列番号4:Escherichia coli MG1655のEntDタンパク質のアミノ酸配列
配列番号5〜176:プライマー
配列番号177:E. coliのコドン使用に応じてコドン最適化したGordonia effusaのACAR遺伝子の塩基配列
<Explanation of sequence listing>
SEQ ID NO: 1: Nucleotide sequence of ACAR gene of Gordonia effusa SEQ ID NO: 2: Amino acid sequence of ACAR protein of Gordonia effusa SEQ ID NO: 3: Nucleotide sequence of entD gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 4: Amino acid sequence of EntD protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 5-176: Primer SEQ ID NO: 177: Nucleotide sequence of ACAR gene of Gordonia effusa codon-optimized according to codon usage of E. coli

Claims (29)

野生型芳香族カルボン酸レダクターゼのアミノ酸配列において特定の変異を有し、且つ、バニリン生成活性を有する、変異型芳香族カルボン酸レダクターゼであって、
前記特定の変異が、下記より選ばれる1つまたはそれ以上のアミノ酸残基における変異である、変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ:
C28、C135、R241、G249、R252、W259、M265、V270、M271、S274、T275、Q278、Q310、V312、I353、S356、I376、E377、G378、Y379、S381、T382、A384、A385、G386、V387、S388、I389、Y467、I574。
A mutant aromatic carboxylic acid reductase having a specific mutation in the amino acid sequence of the wild-type aromatic carboxylic acid reductase and having vanillin-producing activity.
Mutant aromatic carboxylic acid reductase: The particular mutation is a mutation at one or more amino acid residues selected from:
C28, C135, R241, G249, R252, W259, M265, V270, M271, S274, T275, Q278, Q310, V312, I353, S356, I376, E377, G378, Y379, S381, T382, A384, A385, G386, V387, S388, I389, Y467, I574.
前記特定の変異が、G386における変異を含む、請求項1に記載の変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ。 The mutant aromatic carboxylic acid reductase according to claim 1, wherein the specific mutation comprises a mutation in G386. 前記特定の変異が、下記より選ばれる1つまたはそれ以上の変異を含む、請求項1または2に記載の変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ:
C28A、C135(A, V)、R241(K, Q)、G249(N, S, T)、R252(K, Q, T)、W259(F, Y)、M265(I, V)、V270(A, I)、M271(A, G, H, I, L, N, Q, R, S, T, V, Y)、S274(A, N)、T275S、Q278D、Q310L、V312(A, C, D, F, G, I, L, M, P, Q, S, T, Y)、I353(L, V)、S356(A, T)、I376(F, L, V)、E377D、G378D、Y379(F, L)、S381(A, T)、T382S、A384(C, F, G, H, I, K, L, N, Q, S, T)、A385(D, E, K, P, R)、G386(C, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, Y)、V387I、S388(M, T)、I389V、Y467(F, H, W)、I574(A, C, F, G, L, L, M, N, P, T, V)。
The mutant aromatic carboxylic acid reductase according to claim 1 or 2, wherein the specific mutation comprises one or more mutations selected from the following:
C28A, C135 (A, V), R241 (K, Q), G249 (N, S, T), R252 (K, Q, T), W259 (F, Y), M265 (I, V), V270 ( A, I), M271 (A, G, H, I, L, N, Q, R, S, T, V, Y), S274 (A, N), T275S, Q278D, Q310L, V312 (A, C) , D, F, G, I, L, M, P, Q, S, T, Y), I353 (L, V), S356 (A, T), I376 (F, L, V), E377D, G378D , Y379 (F, L), S381 (A, T), T382S, A384 (C, F, G, H, I, K, L, N, Q, S, T), A385 (D, E, K, P, R), G386 (C, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, Y), V387I, S388 (M, R) T), I389V, Y467 (F, H, W), I574 (A, C, F, G, L, L, M, N, P, T, V).
前記特定の変異が、G386Nを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の変異型芳香族
カルボン酸レダクターゼ。
The mutant aromatic carboxylic acid reductase according to any one of claims 1 to 3, wherein the specific mutation comprises G386N.
前記特定の変異が、下記のいずれかの変異を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ:
G386M/M271Y、G386M/S274N、G386M/I353F、G386M/I353L、G386N/M271Y、G386N/V312A、G386N/V312F、G386N/V312I、G386N/I353F、G386N/I353L、G386N/A384S、G386N/A385M、G386N/A385V、G386N/V387I、G386N/I574A、G386N/I574M、G386N/I574T。
The mutant aromatic carboxylic acid reductase according to any one of claims 1 to 4, wherein the specific mutation comprises any of the following mutations:
G386M / M271Y, G386M / S274N, G386M / I353F, G386M / I353L, G386N / M271Y, G386N / V312A, G386N / V312F, G386N / V312I, G386N / I353F, G386N / I353L, G386N / A384S, G386N A385V, G386N / V387I, G386N / I574A, G386N / I574M, G386N / I574T.
前記野生型芳香族カルボン酸レダクターゼが、ゴルドニア(Gordonia)属細菌の芳香族カルボン酸レダクターゼである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ。 The mutant aromatic carboxylic acid reductase according to any one of claims 1 to 5, wherein the wild aromatic carboxylic acid reductase is an aromatic carboxylic acid reductase of a bacterium belonging to the genus Gordonia. 前記野生型芳香族カルボン酸レダクターゼが、下記のいずれかのタンパク質である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ:
(a)配列番号2に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(b)配列番号2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むタンパク質;
(c)配列番号2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むタンパク質。
The mutant aromatic carboxylic acid reductase according to any one of claims 1 to 6, wherein the wild-type aromatic carboxylic acid reductase is any of the following proteins:
(A) A protein containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2;
(B) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, a protein containing an amino acid sequence containing substitutions, deletions, insertions, and / or additions of 1 to 10 amino acid residues;
(C) A protein containing an amino acid sequence having 90% or more identity with respect to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
イソバニリン副生率が、1.0%以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ。 The mutant aromatic carboxylic acid reductase according to any one of claims 1 to 7, wherein the isovanillin by-product rate is 1.0% or less. バニリンの製造方法であって、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の変異型芳香族カルボン酸レダクターゼを利用してバニリン酸をバニリンに変換すること
を含む、方法。
It ’s a method of making vanillin.
A method comprising converting vanillic acid to vanillin using the mutant aromatic carboxylic acid reductase according to any one of claims 1-8.
前記変換が、バニリン酸を含有する培地で前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼを有する微生物を培養し、バニリンを該培地中に生成蓄積させることを含む、請求項9に記載の方法。 The method of claim 9, wherein the conversion comprises culturing the microorganism having the mutant aromatic carboxylic acid reductase in a medium containing vanillic acid to produce and accumulate vanillin in the medium. 前記変換が、前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼを反応液中のバニリン酸に作用させ、バニリンを該反応液中に生成蓄積させることを含む、請求項9に記載の方法。 The method according to claim 9, wherein the conversion comprises causing the mutant aromatic carboxylic acid reductase to act on vanillic acid in the reaction solution to generate and accumulate vanillin in the reaction solution. 前記変異型芳香族カルボン酸レダクターゼが、該変異型芳香族カルボン酸レダクターゼを有する微生物の菌体の形態で利用される、請求項11に記載の方法。 11. The method of claim 11, wherein the variant aromatic carboxylic acid reductase is utilized in the form of bacterial cells of a microorganism having the variant aromatic carboxylic acid reductase. 前記菌体が、前記微生物の培養液、該培養液から回収した菌体、それらの処理物、またはそれらの組み合わせの形態で用いられる、請求項12に記載の方法。 The method according to claim 12, wherein the cells are used in the form of a culture solution of the microorganism, cells recovered from the culture solution, processed products thereof, or a combination thereof. 前記微生物が、細菌または酵母である、請求項12または13に記載の方法。 The method of claim 12 or 13, wherein the microorganism is a bacterium or 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12〜14のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 12 to 14, 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12〜15のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 12 to 15, 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12〜16のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 12 to 16, wherein the microorganism is Corynebacterium glutamicum or Escherichia coli. 前記微生物が、ホスホパンテテイニルトランスフェラーゼの活性が非改変株と比較して増大するように改変されている、請求項12〜17のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 12 to 17, wherein the microorganism is modified so that the activity of phosphopantetinyl transferase is increased as compared with the unmodified strain. 前記微生物が、バニリン酸デメチラーゼおよび/またはアルコールデヒドロゲナーゼの活性が非改変株と比較して低下するように改変されている、請求項12〜18のいずれか1項に記載の方法。 The method of any one of claims 12-18, wherein the microorganism has been modified to reduce the activity of vanillate demethylase and / or alcohol dehydrogenase as compared to an unmodified strain. さらに、バニリンを回収することを含む、請求項9〜19のいずれか1項に記載の方法。 The method of any one of claims 9-19, further comprising recovering vanillin. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の変異型芳香族カルボン酸レダクターゼをコードする遺伝子。 A gene encoding the mutant aromatic carboxylic acid reductase according to any one of claims 1 to 8. 請求項21に記載の遺伝子を搭載するベクター。 A vector carrying the gene according to claim 21. 請求項21に記載の遺伝子を有する微生物。 A microorganism having the gene according to claim 21. 細菌または酵母である、請求項23に記載の微生物。 The microorganism according to claim 23, which is a bacterium or yeast. コリネ型細菌または腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の細菌である、請求項23または24に記載の微生物。 The microorganism according to claim 23 or 24, which is a coryneform bacterium or a bacterium of the family Enterobacteriaceae. 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23〜25のいずれか1項に記載の微生物。
The microorganism according to any one of claims 23 to 25, which is a bacterium belonging to the genus Corynebacterium or a bacterium belonging to the genus Escherichia.
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23〜26のいずれか1項に記載の微生物。 The microorganism according to any one of claims 23 to 26, which is Corynebacterium glutamicum or Escherichia coli. ホスホパンテテイニルトランスフェラーゼの活性が非改変株と比較して増大するように改変されている、請求項23〜27のいずれか1項に記載の微生物。 The microorganism according to any one of claims 23 to 27, wherein the activity of the phosphopantetinyl transferase is modified to increase as compared with the unmodified strain. バニリン酸デメチラーゼおよび/またはアルコールデヒドロゲナーゼの活性が非改変株と比較して低下するように改変されている、請求項23〜28のいずれか1項に記載の微生物。 The microorganism according to any one of claims 23 to 28, wherein the activity of vanillate demethylase and / or alcohol dehydrogenase is modified to be reduced as compared with the unmodified strain.
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