JP2023528619A - L-アミノ酸を生産する組換え菌株、並びにその構築方法及び使用 - Google Patents
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Abstract
本発明は、SEQ ID NO:3で示されるタンパク質をコードするポリヌクレオチドの発現が向上されていること、及び/又は、SEQ ID NO:31で示されるタンパク質をコードするポリヌクレオチドの発現が向上されていること、及び/又は、SEQ ID NO:57で示されるプロモーター領域における-45bp位及び-47bp位の塩基が突然変異を起こしたことを特徴とする、L-アミノ酸を生産する細菌を提供する。本発明は、さらに、ポリヌクレオチド、当該ポリヌクレオチドによりコードされるタンパク質、当該ポリヌクレオチド配列を含む組換えベクター、組換え菌株、及び、L-アミノ酸を生産する方法を提供している。ただし、当該ポリヌクレオチドは、SEQ ID NO:3で示されるタンパク質をコードし、且つ前記タンパク質の334位のアルギニンがターミネーターで置換されているか、又は、SEQ ID NO:31で示されるタンパク質をコードし、且つ前記タンパク質の592位のチロシンがフェニルアラニンで置換されているか、又は、SEQ ID NO:57で示されるプロモーター領域における-45bp位及び-47bp位の塩基の突然変異により形成されている。【選択図】なし
Description
本出願は、先願である、2020年10月15日に中国国家知識産権局へ出願された特許出願番号が202011105063.5である「L-アミノ酸を生産する組換え菌株及びその構築方法と使用」と題する特許出願、2020年8月7日に中国国家知識産権局へ出願された特許出願番号が202010790887.4である「L-リシンを生産する組換え菌株及びその構築方法と使用」と題する特許出願、及び2020年6月8日に中国国家知識産権局へ出願された特許出願番号が202010514037.1である「lysC遺伝子を組み込んだ組換え菌株、及びその構築方法と使用」と題する特許出願の優先権を主張している。前記3つの先願の全文は、参照により本願に組み込まれる。
本発明は、遺伝子工学及び微生物の技術分野に属し、詳しくは、L-アミノ酸を生産する組換え菌株、及びその構築方法と使用に関する。
本発明は、遺伝子工学及び微生物の技術分野に属し、詳しくは、L-アミノ酸を生産する組換え菌株、及びその構築方法と使用に関する。
L-リシン(L-Lysine)は、医薬品、食品、飼料などの広い範囲に応用されており、ここで、飼料添加物として応用されているL-リシンは、全体の90%以上を占めている。現在、中国はL-リシンの二番目の消費市場であり、一番目のL-リシンの生産国である。
現在、L-リシンは、主に、完備のL-リシンの生合成経路を有する菌株を利用し、廃糖蜜、澱粉加水分解液などを基質とし、好気性発酵により生産する直接発酵法により生産されている。この方法は、現在世界の中でのL-リシンの生産における三分の二を占めており、その工程は既に確立されており、当該方法は、主に酵母、細菌、カビなどの微生物に広く存在するものである。現在、工業的にL-リシンの発酵に用いられる生産菌種としては、コリネバクテリウム属及びブレビバクテリウム属の突然変異育種による変異株が主流である。代謝工学及び遺伝子工学の発展に伴い、遺伝子の突然変異を制御することができるため、代謝工学により出発株を修飾する過程において、代謝過程におけるL-リシンの生成のキーとなる酵素遺伝子を正確に見つけ出し、その後、キー酵素遺伝子の発現を向上させることができることにより、L-リシンの生産量の向上が可能となる。
L-グルタミン酸は、主に味の素や香料の製造、食塩代替物、栄養補助剤、及び生化学試薬等に使用されている。L-グルタミン酸自体は、脳内のタンパク質及び糖の代謝に関与して酸化プロセスを促進する薬剤として用いられる。当該薬剤は、インビボでアンモニアと結合して無毒のグルタミンを形成することにより、血液中のアンモニア濃度を低下させ、肝性昏睡の症状を軽減させることができる。従来、味の素の生産は、小麦の生麩(グルテン)の加水分解により行われていたが、現在、大量生産ではその代わりに微生物発酵法が用いられている。
本発明は、L-アミノ酸を生産する能力を有する新規な菌株を開発し、L-アミノ酸を効率的に生産する方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明者らは、鋭意研究した結果、従来技術において、発酵によるアミノ酸生産能を有することが知られていないNCgl0609遺伝子及び/又はNCgl1575遺伝子が、前記遺伝子を修飾することにより、又は前記遺伝子の発現を向上することにより、効率的にL-アミノ酸生産能を具備することができることを見出した。また、本発明者らは、あるプロモーターの配列を突然変異させることにより、相応な微生物のL-アミノ酸生産能も向上することをさらに見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成されたものである。
本発明は、SEQ ID NO:3のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの発現が向上されていること、及び/又はSEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの発現が向上されていること、及び/又はSEQ ID NO:57で示されるプロモーター領域における-45bp位及び-47bp位の塩基が突然変異を起こしたことを特徴とする、L-アミノ酸を生産する細菌を提供する。本発明は、前記微生物を用いてL-アミノ酸を生産する方法をさらに提供する。
本発明によれば、前記の発現が向上されていることは、前記ポリヌクレオチドの発現が増強されていること、又はSEQ ID NO:3のアミノ酸配列若しくはSEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドが点突然変異を有していること、又はSEQ ID NO:3のアミノ酸配列若しくはSEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドが点突然変異を有し且つその発現が増強されていることを意味する。
本発明の第1の態様は、SEQ ID NO:3のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの発現が向上されていることを特徴とする、L-アミノ酸を生産する細菌を提供する。好ましくは、前記L-アミノ酸は、L-リシン又はL-グルタミン酸である。
前記SEQ ID NO:3のアミノ酸配列は、NCgl0609遺伝子によってコードされるタンパク質である。
前記細菌は、増強されたL-アミノ酸生産能を有する。
L-アミノ酸生産能を有する細菌は、目的とするL-アミノ酸を好ましくは0.5g/L以上、より好ましくは1.0g/L以上の量で培地に蓄積できるものであってもよい。
前記ポリヌクレオチドは、SEQ ID NO:3のアミノ酸配列と約90%以上、約92%以上、約95%以上、約97%以上、約98%以上、又は約99%以上の配列相同性を有するアミノ酸配列をコードすることができる。
本発明の一実施形態において、前記の発現が向上されているポリヌクレオチドは、SEQID NO:1のヌクレオチド配列を含む。
本発明の一実施形態において、前記の発現が向上されていることは、SEQ ID NO:3のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドが点突然変異を有することにより、SEQ ID NO:3のアミノ酸配列の334位のアルギニンがターミネーターに置換されていることを意味する。
本発明によれば、SEQ ID NO:3で示されるアミノ酸配列は、334位のアルギニンがターミネーターで置換された後のアミノ酸配列がSEQ ID NO:4で示される。
本発明の一実施形態において、前記点突然変異を有するポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:1で示されるポリヌクレオチド配列の1000位の塩基が突然変異することによって形成されている。
本発明によれば、前記突然変異は、SEQ ID NO:1で示されるポリヌクレオチド配列の1000位の塩基がシトシン(C)からチミン(T)に突然変異していることを含む。
本発明の一実施形態において、前記点突然変異を有するポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:2で示されるポリヌクレオチド配列を含む。
本発明は、SEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの発現が向上されたL-アミノ酸を生産する細菌をさらに提供するものである。好ましくは、前記L-アミノ酸は、L-リシンである。好ましくは、前記細菌は、コリネバクテリウム属に属する細菌である。
前記SEQ ID NO:31のアミノ酸配列は、NCgl1575遺伝子によってコードされるタンパク質である。
前記微生物は、野生型株又は親株と比較してL-リシン生産能が向上している。
前記ポリヌクレオチドは、SEQ ID NO:31のアミノ酸配列に対して約90%以上、約92%以上、約95%以上、約97%以上、約98%以上、又は約99%以上の配列相同性を有するアミノ酸配列をコードすることができる。
本発明の一実施形態において、前記ポリヌクレオチドは、SEQID NO:29のヌクレオチド配列を含んでもよい。
本発明の一実施形態において、SEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの点突然変異により、SEQ ID NO:31のアミノ酸配列の592位のチロシンが異なるアミノ酸で置換されている。
本発明によれば、好ましくは、592位のチロシンがフェニルアラニンで置換されている。
本発明によれば、SEQ ID NO:31で示されるアミノ酸配列としては、その592位のチロシン(Y)がフェニルアラニン(F)で置換されたアミノ酸配列がSEQ ID NO:32で示される。
本発明の一実施形態において、前記点突然変異を有しているポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:29で示されるポリヌクレオチド配列の1775位の塩基が突然変異することによって形成されている。
本発明によれば、前記突然変異は、SEQ ID NO:29で示されるポリヌクレオチド配列の1775位の塩基がアデニン(A)からチミン(T)に突然変異させることを含む。
本発明の一実施形態において、前記点突然変異を有しているポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:30で示されるポリヌクレオチド配列を含む。
本発明によれば、前記細菌は、コリネバクテリウム属に属する微生物、例えば、Corynebacterium glutamicum、Brevibacterium flavum、Brevibacterium lactofermentum、Corynebacterium ammoniagenes、又はCorynebacterium pekinenseであってもよい。
本発明の一実施形態において、前記コリネバクテリウム属に属する微生物は、Corynebacterium glutamicum YP97158であり、寄託番号:CGMCC No.12856、寄託日:2016年8月16日、寄託単位:中国微生物菌種寄託管理委員会普通微生物センター、北京朝陽区北辰西路1号院3号、電話番号:010-64807355、中国特許出願CN106367432A(出願日2016年9月1日、公開日2017年2月1日)に記載されている。
本発明の一実施形態において、前記コリネバクテリウム属に属する微生物は、Corynebacterium glutamicum ATCC 13869である。
ポリヌクレオチドの発現は、置換又は突然変異による調節配列の発現、ポリヌクレオチド配列への突然変異の導入、染色体の挿入又はベクターの導入によるポリヌクレオチドのコピー数の増加、又はそれらの組み合わせなどによって増強することができる。
ポリヌクレオチドの発現調節配列を修飾することができる。発現調節配列は、それらと作動可能に連結されたポリヌクレオチドの発現を制御し、例えば、プロモーター、ターミネーター、エンハンサー、サイレンサーなどを含むことができる。ポリヌクレオチドは、開始コドンの変化を有することができる。ポリヌクレオチドは、染色体の特定の遺伝子座に組み込まれてコピー数を増加させることができる。本明細書において、特定の遺伝子座は、例えば、トランスポゾン遺伝子座又は遺伝子間遺伝子座を含む場合がある。また、発現ベクターにポリヌクレオチドを組み込み、前記発現ベクターを宿主細胞に導入することにより、コピー数を増加させることできる。
本発明の一実施形態において、ポリヌクレオチド又は点突然変異を有するポリヌクレオチドを、微生物の染色体の特定遺伝子座に組み込むことによりコピー数を増加させる。
本発明の一実施形態において、プロモーター配列を有するポリヌクレオチド、又はプロモーター配列を有する点突然変異を有するポリヌクレオチドを微生物の染色体の特定遺伝子座に組み込むことにより、前記ヌクレオチド配列を過剰発現させる。
本発明の一実施形態において、ポリヌクレオチド又は点突然変異を有するポリヌクレオチドを発現ベクターに組み込み、前記発現ベクターを宿主細胞に導入することにより、コピー数を増加させる。
本発明の一実施形態において、プロモーター配列を有するポリヌクレオチド、又はプロモーター配列を有する点突然変異を有するポリヌクレオチドを発現ベクターに組み込み、前記発現ベクターを宿主細胞に導入することにより、前記アミノ酸配列を過剰発現させる。
本発明の一実施形態において、前記プロモーターは、SEQ ID NO:3のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチド(NCgl0609遺伝子)のプロモーターである。
本発明の一実施形態において、前記プロモーターは、SEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチド(NCgl1575遺伝子)のプロモーターである。
本発明の一実施形態において、使用されるベクターは、pK18mobsacBプラスミド、pXMJ19プラスミドである。
本発明によれば、前記細菌は、L-アミノ酸の生産量の増加に関連する他の改善点を有してもよい。
本発明の第2の態様は、ポリヌクレオチド配列、当該ポリヌクレオチド配列によりコードされるアミノ酸配列、前記ポリヌクレオチド配列を含む組換えベクター、及び前記ポリヌクレオチド配列を含む組換え菌株を提供するものである。
本発明によれば、前記ポリヌクレオチド配列の発現が向上されている。前記の発現が向上されていることは、SEQ ID NO:3で示されるアミノ酸配列を含有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドにおいて前記アミノ酸配列の334位のアルギニンがターミネーターで置換された点突然変異を含むことである。
本発明によれば、SEQ ID NO:3で示されるアミノ酸配列としては、その334位のアルギニンがターミネーターで置換されたアミノ酸配列は、SEQ ID NO:4で示される。
本発明によれば、前記SEQ ID NO:3で示されるアミノ酸配列を含有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、SEQ ID NO:1で示されるポリヌクレオチド配列を含む。
本発明の一実施形態において、本発明により提供される突然変異された後のポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:1で示されるポリヌクレオチド配列の1000位の塩基の突然変異によって形成される。
本発明によれば、前記突然変異は、SEQ ID NO:1で示されるポリヌクレオチド配列の1000位の塩基がシトシン(C)からチミン(T)に突然変異されたことを含む。
本発明の一実施形態において、前記突然変異された後のポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:2で示されるポリヌクレオチド配列を含む。
本発明によれば、前記置換されたアミノ酸配列は、SEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列を含む。
本発明によれば、前記ポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:31で示されるアミノ酸配列を含有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドであって、592位のチロシンが異るアミノ酸で置換されているポリヌクレオチドである。
本発明によれば、好ましくは、592位のチロシンがフェニルアラニンで置換された。
本発明によれば、SEQ ID NO:31で示されるアミノ酸配列としては、592位のチロシン(Y)がフェニルアラニン(F)で置換された後のアミノ酸配列がSEQ ID NO:32で示される。
本発明によれば、好ましくは、前記SEQ ID NO:31で示されるアミノ酸配列を含有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、SEQ ID NO:29で示されるポリヌクレオチド配列を含む。
本発明の一実施形態において、前記ポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:29で示されるポリヌクレオチド配列の1775位の塩基の突然変異により形成された。
本発明によれば、前記突然変異は、SEQ ID NO:29で示されるポリヌクレオチド配列の1775位の塩基がアデニン(A)からチミン(T)に突然変異されたことを含む。
本発明の一実施形態において、前記ポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:30で示されるポリヌクレオチド配列を含む。
本発明によれば、前記アミノ酸配列は、SEQ ID NO:32で示されるアミノ酸配列を含む。
本発明によれば、前記突然変異は、前記部位の塩基/ヌクレオチドが変化することを意味し、前記突然変異の方法は、変異誘発、PCR部位特異的変異導入、及び/又は相同組換えなどの方法から選択される少なくとも1つから選択することできる。本発明において、PCR部位特異的変異導入及び/又は相同組換えを用いることが好ましい。
本発明によれば、前記組換えベクターは、前記ポリヌクレオチド配列をプラスミドに導入して構築される。
本発明の一実施形態において、前記プラスミドは、pK18mobsacBプラスミドである。
本発明の一実施形態において、前記プラスミドは、pXMJ19プラスミドである。
詳しくは、前記ポリヌクレオチド配列及び前記プラスミドを、NEBuider組換え系により組換えベクターとして構築することができる。
本発明によれば、前記組換え菌株は、前記ポリヌクレオチド配列を含む。
本発明の一実施形態において、前記組換え菌株の出発菌は、YP97158である。
本発明の一実施形態において、前記組換え菌株の出発菌は、ATCC 13869である。
本発明の第3の態様は、さらに、L-アミノ酸を生産する組換え菌株の構築方法を提供することにある。
本発明によれば、前記構築方法は、宿主菌株におけるSEQ ID NO:1で示される野生型NCgl0609のポリヌクレオチド配列をその1000位の塩基が突然変異するように修飾し、突然変異されたNCgl0609コード遺伝子を含む組換え菌株を得るステップを含む。
本発明に係る構築方法によれば、前記改造は、変異誘発、PCR部位特異的変異導入、及び/又は相同組換えなどの方法の中での少なくとも1つを含む。
本発明に係る構築方法によれば、前記突然変異は、SEQ ID NO:1における1000位の塩基がシトシン(C)からチミン(T)に突然変異したことを意味し、詳しくは、前記の突然変異されたNCgl0609コード遺伝子を含むポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:2で示される。
さらに、前記構築方法は、
ステップ(1):SEQ ID NO:1で示される野生型NCgl0609遺伝子のヌクレオチド配列をその1000位の塩基が突然変異するように修飾し、突然変異されたNCgl0609遺伝子のポリヌクレオチド配列を得ること;
ステップ(2):前記突然変異されたポリヌクレオチド配列をプラスミドと連結して組換えベクターを構築すること;
ステップ(3):前記組換えベクターを宿主菌株に導入し、前記の突然変異されたNCgl0609コード遺伝子を含む組換え菌株を得ること、を含む。
ステップ(1):SEQ ID NO:1で示される野生型NCgl0609遺伝子のヌクレオチド配列をその1000位の塩基が突然変異するように修飾し、突然変異されたNCgl0609遺伝子のポリヌクレオチド配列を得ること;
ステップ(2):前記突然変異されたポリヌクレオチド配列をプラスミドと連結して組換えベクターを構築すること;
ステップ(3):前記組換えベクターを宿主菌株に導入し、前記の突然変異されたNCgl0609コード遺伝子を含む組換え菌株を得ること、を含む。
本発明に係る構築方法によれば、前記ステップ(1)は、点突然変異されたNCgl0609遺伝子の構築(未修飾菌株のゲノム配列に従って、NCgl0609遺伝子フラグメントを増幅する2対のプライマーP1及びP2、P3及びP4を合成し、PCR部位特異的変異導入により、野生型NCgl0609遺伝子のSEQ ID NO:1に点突然変異を導入して、点突然変異されたNCgl0609遺伝子のヌクレオチド配列SEQ ID NO:2を得て、NCgl0609C1000Tと記載する)を含む。
本発明の一実施形態において、前記未修飾菌株のゲノムは、ATCC13032菌株に由来であってもよく、そのゲノム配列はNCBIウェブサイトから入手可能である。
本発明の一実施形態において、前記ステップ(1)において、前記プライマーは以下の通りである。
P1:5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGGGACGGCAAC GTACATAAC3’ (SEQ ID NO:5)
P2: 5’ GTTGCCGGTGAGTCAAACAGTCATTTTGC 3’ (SEQ ID NO:6)
P3: 5’ GCAAAATGACTGTTTGACTCACCGGCAAC 3’ (SEQ ID NO:7)
P4: 5’ CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCCGCGGCTG GAA ATGTGGAG3’ (SE Q ID NO:8)
P1:5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGGGACGGCAAC GTACATAAC3’ (SEQ ID NO:5)
P2: 5’ GTTGCCGGTGAGTCAAACAGTCATTTTGC 3’ (SEQ ID NO:6)
P3: 5’ GCAAAATGACTGTTTGACTCACCGGCAAC 3’ (SEQ ID NO:7)
P4: 5’ CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCCGCGGCTG GAA ATGTGGAG3’ (SE Q ID NO:8)
本発明の一実施形態において、前記PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長40秒間(30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。
本発明の一実施形態において、前記オーバーラップPCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長60秒間(30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。
本発明に係る構築方法によれば、前記ステップ(2)は、分離精製した後のNCgl0609C1000T及びpK18mobsacBプラスミドをNEBuider組み換えシステムにより組み立て組み換えプラスミドを得ることを含む、組み換えプラスミドの構築を含む。
本発明に係る構築方法によれば、前記ステップ(3)は、組換えプラスミドを宿主菌株に形質転換して組換え菌株を得る、組み換え菌株の構築を含む。
本発明の一実施形態において、前記ステップ(3)の形質転換は、電気的形質転換法である。
本発明の一実施形態において、前記宿主菌株は、YP97158である。
本発明の一実施形態において、前記組み換えは、相同組換えにより実現される。
本発明の第4の態様は、さらに、L-アミノ酸を生産する組換え菌株の構築方法を提供することにある。
本発明によれば、前記構築方法は、下記ステップを含む。
NCgl0609遺伝子の上流及び下流のホモロジーアームフラグメント、NCgl0609遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅したか、又は、NCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅した後、さらに、NCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子を相同組換えにより宿主菌株のゲノムに導入することにより、前記菌株にNCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子が過剰発現された。
NCgl0609遺伝子の上流及び下流のホモロジーアームフラグメント、NCgl0609遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅したか、又は、NCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅した後、さらに、NCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子を相同組換えにより宿主菌株のゲノムに導入することにより、前記菌株にNCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子が過剰発現された。
本発明の一実施形態において、上流のホモロジーアームフラグメントを増幅するプライマーは、以下の通りである。
P7: 5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAATGCGTTCTG GACTGAGG 3’ (SEQ ID NO:11)
P8: 5’ GAGATGATCCTCGCAGCTGGTGCACCGAGAACAGATG 3’ (SEQ ID NO:12)
P7: 5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAATGCGTTCTG GACTGAGG 3’ (SEQ ID NO:11)
P8: 5’ GAGATGATCCTCGCAGCTGGTGCACCGAGAACAGATG 3’ (SEQ ID NO:12)
本発明の一実施形態において、下流のホモロジーアームフラグメントを増幅するプライマーは、以下の通りである。
P11: 5’ GGTCAAGGAAGGAGTTGTTGCCAGAATCAGATGGCGCAATTA AATC AAG 3’ (SEQ ID NO:15)
P12: 5’ CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCCGCTATGAC ACCTTCAACGGATC 3’ (SEQ ID NO:16)
P11: 5’ GGTCAAGGAAGGAGTTGTTGCCAGAATCAGATGGCGCAATTA AATC AAG 3’ (SEQ ID NO:15)
P12: 5’ CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCCGCTATGAC ACCTTCAACGGATC 3’ (SEQ ID NO:16)
本発明の一実施形態において、前記遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅するプライマーは、以下の通りである。
P9: 5’ CATCTGTTCTCGGTGCACCAGCTGCGAGGATCATCTC 3’ (SEQ ID NO:13)
P10: 5’ GATTTAATTGCGCCATCTGATTCTGGCAACAACTCCTTCCTTGACC 3’ (SEQ ID NO:14)
P9: 5’ CATCTGTTCTCGGTGCACCAGCTGCGAGGATCATCTC 3’ (SEQ ID NO:13)
P10: 5’ GATTTAATTGCGCCATCTGATTCTGGCAACAACTCCTTCCTTGACC 3’ (SEQ ID NO:14)
本発明の一実施形態において、前述のP7~P12をプライマーとし、増幅により得られた上流のホモロジーアームフラグメント、下流のホモロジーアームフラグメント、及び自身のプロモーターを有するNCgl0609又はNCgl0609R334*の三つのフラグメントの混合物をテンプレートとして増幅することにより、統合されたホモロジーアームフラグメントを取得した。
本発明の一実施形態において、使用したPCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長60秒間(30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。
本発明の一実施形態において、NEBuider組換え系を用い、シャトルプラスミドPK18mobsacBと、上下流のホモロジーアームフラグメント、遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域のフラグメントとを組み立て、統合されたプラスミドを取得した。
本発明の一実施態様において、統合されたプラスミドを宿主菌株にトランスフェクトして、相同組換えによりNCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子を宿主菌株のゲノムに導入する。
本発明の一実施形態において、前記宿主菌株は、YP97158である。
本発明の一実施形態において、前記宿主菌株は、SEQ ID NO: 2で示されるポリヌクレオチド配列を有している菌株である。
本発明の第5の態様は、さらに、L-アミノ酸を生産する組換え菌株の構築方法を提供する。
本発明によれば、前記構築方法は、以下のステップを含む。
NCgl0609遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅したか、又は、NCgl0609R334*遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅したことにより、過剰発現されたプラスミドベクターを構築し、前記ベクターを宿主菌株に導入することにより、前記菌株にNCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子が過剰発現された。
NCgl0609遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅したか、又は、NCgl0609R334*遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅したことにより、過剰発現されたプラスミドベクターを構築し、前記ベクターを宿主菌株に導入することにより、前記菌株にNCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子が過剰発現された。
本発明の一実施形態において、前記遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅するプライマーは、以下の通りである。
P17: 5’GCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAGGATCCCCCAGCTGCGAGG A TCATCTC 3’ (SEQ ID NO:21)
P18: 5’ATCAGGCTGAAAATCTTCTCTCATCCGCCAAAACCAACAACTCCTTCCTTGACC3’ (SEQ ID NO:22)
P17: 5’GCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAGGATCCCCCAGCTGCGAGG A TCATCTC 3’ (SEQ ID NO:21)
P18: 5’ATCAGGCTGAAAATCTTCTCTCATCCGCCAAAACCAACAACTCCTTCCTTGACC3’ (SEQ ID NO:22)
本発明の一実施形態において、前記PCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。前記PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長60秒間(30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。
本発明の一実施形態において、NEBuider組換え系を用い、シャトルプラスミドpXMJ19と、自身のプロモーターを有しているNCgl0609又はNCgl0609R334*のフラグメントとを組み立て、過剰発現されたプラスミドを得た。
本発明の一実施形態において、前記宿主菌株は、YP97158である。
本発明の一実施形態において、前記宿主菌株は、ATCC 13869である。
本発明の一実施形態において、前記宿主菌株は、SEQ ID NO: 2で示されるポリヌクレオチド配列を有している菌株である。
本発明は、さらに、コリネバクテリウムの組換え菌株の構築方法を提供する。
本発明によれば、前記構築方法は、下記ステップを含む。
宿主菌株におけるSEQ ID NO:29で示される野生型NCgl1575のポリヌクレオチド配列をその1775位の塩基が突然変異するように修飾し、突然変異されたNCgl1575コード遺伝子を含むコリネバクテリウムの組換え菌株を得る。
宿主菌株におけるSEQ ID NO:29で示される野生型NCgl1575のポリヌクレオチド配列をその1775位の塩基が突然変異するように修飾し、突然変異されたNCgl1575コード遺伝子を含むコリネバクテリウムの組換え菌株を得る。
本発明に係る構築方法によれば、前記修飾は、変異誘発、PCR部位特異的変異導入、及び/又は相同組換えなどの方法の中での少なくとも1つを含む。
本発明に係る構築方法によれば、前記突然変異されたことは、SEQ ID NO:29における1775位の塩基がアデニン(A)からチミン(T)に突然変異したことを意味し、詳しくは、前記の突然変異されたNCgl1575コード遺伝子を含むポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:30で示される。
さらに、前記構築方法は、
ステップ(1):SEQ ID NO:29で示される野生型NCgl1575遺伝子のヌクレオチド配列をその1775位の塩基が突然変異するように修飾し、突然変異されたNCgl1575遺伝子のポリヌクレオチド配列を得ること;
ステップ(2):前記突然変異されたポリヌクレオチド配列をプラスミドと連結して組換えベクターを構築すること;
ステップ(3):前記組換えベクターを宿主菌株に導入し、前記の突然変異されたNCgl1575コード遺伝子を含むコリネバクテリウムの組換え菌株を得ること、を含む。
ステップ(1):SEQ ID NO:29で示される野生型NCgl1575遺伝子のヌクレオチド配列をその1775位の塩基が突然変異するように修飾し、突然変異されたNCgl1575遺伝子のポリヌクレオチド配列を得ること;
ステップ(2):前記突然変異されたポリヌクレオチド配列をプラスミドと連結して組換えベクターを構築すること;
ステップ(3):前記組換えベクターを宿主菌株に導入し、前記の突然変異されたNCgl1575コード遺伝子を含むコリネバクテリウムの組換え菌株を得ること、を含む。
本発明に係る構築方法によれば、前記ステップ(1)は、点突然変異されたNCgl1575遺伝子の構築(Corynebacterium glutamicumのゲノム配列に従って、NCgl1575遺伝子フラグメントを増幅する2対のプライマーP1’及びP2’、P3’及びP4’を合成し、PCR部位特異的変異導入により、野生型NCgl1575遺伝子のSEQ ID NO:29に点突然変異を導入し、点突然変異されたNCgl1575遺伝子のヌクレオチド配列SEQ ID NO:30を得て、NCgl1575A1775Tと記載されること)を含む。
本発明の一実施形態において、前記Corynebacterium glutamicumのゲノムは、ATCC13032菌株に由来し得、そのゲノム配列はNCBIウェブサイトから入手可能である。
本発明の一実施形態において、前記ステップ(1)において、前記プライマーは以下の通りである。
P1’:5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGTGCGTTCGTCTGCGGTTTCG 3’ (SEQ ID NO:33)
P2’: 5’ ATCGACGCCGCCCCATTCACCCTTCTGATG 3’ (SEQ ID NO:34);
P3’: 5’ CATCAGAAGGGTGAATGGGGCGGCGTCGAT 3’ (SEQ ID NO:35);
P4’:5’CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCCAAGCCTCGACCCCTACATC 3’ (SEQ ID NO:36)
P1’:5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGTGCGTTCGTCTGCGGTTTCG 3’ (SEQ ID NO:33)
P2’: 5’ ATCGACGCCGCCCCATTCACCCTTCTGATG 3’ (SEQ ID NO:34);
P3’: 5’ CATCAGAAGGGTGAATGGGGCGGCGTCGAT 3’ (SEQ ID NO:35);
P4’:5’CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCCAAGCCTCGACCCCTACATC 3’ (SEQ ID NO:36)
本発明の一実施形態において、前記PCR増幅は、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長40秒間(30サイクル)により行われる。
本発明の一実施形態において、前記オーバーラップPCR増幅は、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長90秒間(30サイクル)により行われる。
本発明に係る構築方法によれば、前記ステップ(2)は、分離精製した後のNCgl1575A1775T及びpK18mobsacBプラスミドをNEBuider組み換え系により組み立てて組み換えプラスミドpK18-NCgl1575A1775Tを得ることを含む、組み換えプラスミドの構築を含む。
本発明に係る構築方法によれば、前記ステップ(3)は、組換えプラスミドpK18-NCgl1575A1775Tを宿主菌株に形質転換して組換え菌株を得る、組み換え菌株の構築を含む。
本発明の一実施形態において、前記ステップ(3)の形質転換は、電気的形質転換法である。
本発明の一実施形態において、前記宿主菌株は、YP97158である。
本発明の一実施形態において、前記組み換えは、相同組換えにより行われる。
本発明は、さらに、コリネバクテリウムの組換え菌株の構築方法を提供することにある。
本発明によれば、前記構築方法は、下記ステップを含む。
NCgl1575遺伝子の上下流のホモロジーアームフラグメント、NCgl1575遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅したか、又は、NCgl1575A1775T遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅した後、NCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子を相同組換えにより宿主菌株のゲノムに導入することにより、前記菌株にNCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子が過剰発現されることを実現させる。
NCgl1575遺伝子の上下流のホモロジーアームフラグメント、NCgl1575遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅したか、又は、NCgl1575A1775T遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅した後、NCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子を相同組換えにより宿主菌株のゲノムに導入することにより、前記菌株にNCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子が過剰発現されることを実現させる。
本発明の一実施形態において、上流のホモロジーアームフラグメントを増幅するプライマーは、以下の通りである。
P7’:5’ CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAATG
CGTTCTGGACTGAGG 3’ (SEQ ID NO:39)
P8’:5’ GAAACGGCCTTAAGCTAGGTGCACCGAG AACAGATG 3’ (SEQ ID NO:40)
P7’:5’ CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAATG
CGTTCTGGACTGAGG 3’ (SEQ ID NO:39)
P8’:5’ GAAACGGCCTTAAGCTAGGTGCACCGAG AACAGATG 3’ (SEQ ID NO:40)
本発明の一実施形態において、下流のホモロジーアームフラグメントを増幅するプライマーは、以下の通りである。
P11’:5’ AACCGGGCGG GAAAAGCTTGATGGCGCAATTAAATCAAG 3’ (SEQ ID NO:43)
P12’:5’CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCC GCTAT
GACACCTTCAACGGATC 3’ (SEQ ID NO:44)
P11’:5’ AACCGGGCGG GAAAAGCTTGATGGCGCAATTAAATCAAG 3’ (SEQ ID NO:43)
P12’:5’CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCC GCTAT
GACACCTTCAACGGATC 3’ (SEQ ID NO:44)
本発明の一実施形態において、前記遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅するプライマーは、以下の通りである。
P9’:5’ CATCTGTTCTCGGTGCAC CTAGCTTAAG GCCGTTTC 3’ (SEQ ID NO:41)
P10’:5’ CTTGATTTAATTGCGCCATCAAGCTTTTCC CGCCCGGTT 3’ (SEQ ID NO:42)
P9’:5’ CATCTGTTCTCGGTGCAC CTAGCTTAAG GCCGTTTC 3’ (SEQ ID NO:41)
P10’:5’ CTTGATTTAATTGCGCCATCAAGCTTTTCC CGCCCGGTT 3’ (SEQ ID NO:42)
本発明の一実施形態において、前記P7’/P12’をプライマーとし、増幅により得られた上流のホモロジーアームフラグメント、下流のホモロジーアームフラグメント、及び自身のプロモーターを有しているNCgl1575又はNCgl1575A1775Tの三つのフラグメントの混合物をテンプレートとして増幅することにより、統合されたホモロジーアームフラグメントを取得した。
本発明の一実施形態において、使用したPCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長180秒間(30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。
本発明の一実施形態において、NEBuider組換えシステムを用い、シャトルプラスミドPK18mobsacBと、統合されたホモロジーアームフラグメントとを組み立て、統合されたプラスミドを取得した。
本発明の一実施態様において、統合されたプラスミドを宿主菌株にトランスフェクトして、相同組換えによりNCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子を宿主菌株のゲノムに導入する。
本発明の一実施形態において、前記宿主菌株は、YP97158である。
本発明の一実施形態において、前記宿主菌株は、SEQ ID NO:30で示されるポリヌクレオチド配列を有している菌株である。
本発明は、さらに、コリネバクテリウムの組換え菌株の構築方法を提供することにある。
本発明によれば、前記構築方法は、下記ステップを含む。
NCgl1575遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅したか、又は、NCgl1575A1775T遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅したことにより、過剰発現されたプラスミドベクターを構築し、前記ベクターを宿主菌株に導入することにより、前記菌株にNCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子が過剰発現されることを達成させる。
NCgl1575遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅したか、又は、NCgl1575A1775T遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅したことにより、過剰発現されたプラスミドベクターを構築し、前記ベクターを宿主菌株に導入することにより、前記菌株にNCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子が過剰発現されることを達成させる。
本発明の一実施形態において、前記遺伝子コード領域及びそのプロモーター領域の配列を増幅するプライマーは、以下の通りである。
P17’:5’GCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAGGATCCCC CTAGCT
TAAG GCCGTTTC 3’ (SEQ ID NO:49)
P18’:5’ATCAGGCTGAAAATCTTCTCTCATCCGCCAAAAC AAGCTTT
TCC CGCCCGGTT 3’ (SEQ ID NO:50)
P17’:5’GCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAGGATCCCC CTAGCT
TAAG GCCGTTTC 3’ (SEQ ID NO:49)
P18’:5’ATCAGGCTGAAAATCTTCTCTCATCCGCCAAAAC AAGCTTT
TCC CGCCCGGTT 3’ (SEQ ID NO:50)
本発明の一実施形態において、前記PCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長120秒間(30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。
本発明の一実施形態において、NEBuider組換え系を用い、シャトルプラスミドpXMJ19と、自身のプロモーターを有するNCgl1575又はNCgl1575A1775Tのフラグメントとを組み立て、過剰発現されたプラスミドを取得した。
本発明の一実施形態において、前記宿主菌株は、YP97158である。
本発明の一実施形態において、前記宿主菌株は、SEQ ID NO:30で示されるポリヌクレオチド配列を有している菌株である。
本発明のもう一つの態様は、SEQ ID NO:57で示されるプロモーター領域における-45bp位及び-47bp位の塩基を突然変異させることにより形成されたヌクレオチド配列を含む、プロモーターのヌクレオチド配列を提供することにある。
本発明によれば、SEQ ID NO:57で示されるプロモーター領域の-45bp位のヌクレオチドであるグアニン(G)がアデニン(A)に突然変異しており、-47bp位のヌクレオチドであるグアニン(G)がチミン(T)に突然変異したことが確認された。
本発明によれば、前記プロモーターのヌクレオチド配列は、以下の通りである。
(a)SEQ ID NO:58で示されるヌクレオチド配列、又は
(b)SEQ ID NO:58で示されるヌクレオチド配列と90%以上、好ましくは95%以上、98%以上の同一性を有し、且つ(a)に係るプロモーターの増強活性を保留し、且つ-45bp位にアデニン(A)、-47bp位にチミン(T)を維持されているヌクレオチド配列。
(a)SEQ ID NO:58で示されるヌクレオチド配列、又は
(b)SEQ ID NO:58で示されるヌクレオチド配列と90%以上、好ましくは95%以上、98%以上の同一性を有し、且つ(a)に係るプロモーターの増強活性を保留し、且つ-45bp位にアデニン(A)、-47bp位にチミン(T)を維持されているヌクレオチド配列。
本発明は、さらに、前記プロモーター、及び前記プロモーターの後に操作可能に連結されるコード配列を含む、前記プロモーターを含む発現カセットを提供することにある。本発明の一実施形態において、前記コード配列は、lysC遺伝子のコード配列である。
本発明は、さらに、本発明のプロモーターのヌクレオチド配列を含む、組換えベクターを提供することにある。
本発明によれば、本発明のプロモーターのヌクレオチド配列をシャトルプラスミドと連結して前記組換えベクターを構築しており、本発明の一実施形態において、前記シャトルプラスミドは、pK18mobsacBプラスミドである。
本発明は、さらに、前記プロモーターのヌクレオチド配列又は前記組換えベクターを含む、組換え菌株を提供することにある。
本発明による組換え菌株は、SEQ ID NO:58で示されるヌクレオチド配列を含む。前記SEQ ID NO:58で示されるヌクレオチド配列は、lysC遺伝子のプロモーター区域である。さらに、前記SEQ ID NO:58で示されるヌクレオチド配列がlysC遺伝子をコードする配列に連結されている。詳しくは、前記組換え菌株は、本発明の前記発現カセット又は前記組換えベクターを含んでもよい。詳しくは、本発明の組換え菌株は、発現カセット又は組換えベクターから形質転換して得られた。本発明による組換え菌株は、上記突然変異されたプロモーターのヌクレオチド配列を宿主菌株に導入して組換えて形成された。前記宿主菌株は、当技術分野で公知のL-アミノ酸、特にL-リシンを生産する菌株から選択されてもよく、例えば、コリネ型細菌(Corynebacteriaceae)の中での少なくとも一つから選択されてもよい。前記コリネ型細菌は、Corynebacterium glutamicum、Brevibacterium flavum、Corynebacterium crenatum、又はCorynebacterium pekinenseであってもよい。好ましくは、Corynebacterium glutamicumである。本発明の一実施形態において、前記宿主菌株は、YP97158である。
本発明による組み換え菌株は、pK18mobsacBプラスミドをベクターとした。
本発明による組み換え菌株は、他の修飾をさらに含んでもよい。
本発明は、さらに、下記ステップ(1)を含む、L-リシン酸を生産する組換え菌株の構築方法を提供する。
ステップ(1):SEQ ID NO:57で示されるプロモーター領域をその-45bp位及び-47bp位の塩基が突然変異するように修飾し、突然変異されたプロモーター領域を含むヌクレオチド配列を得る。
ステップ(1):SEQ ID NO:57で示されるプロモーター領域をその-45bp位及び-47bp位の塩基が突然変異するように修飾し、突然変異されたプロモーター領域を含むヌクレオチド配列を得る。
本発明によれば、前記突然変異されたことは、SEQ ID NO:57で示されるプロモーター領域における-45bp位のヌクレオチドであるグアニン(G)がアデニン(A)に突然変異しており、-47bp位のヌクレオチドであるグアニン(G)がチミン(T)に突然変異したことを意味する。詳しくは、前記の突然変異されたプロモーター領域のヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:58で示される。さらに、前記構築方法は、下記ステップ(2)及びステップ(3)をさらに含む。
ステップ(2):前記突然変異されたプロモーター領域のヌクレオチド配列をプラスミドと連結して組換えベクターを構築すること、
ステップ(3):前記組換えベクターを宿主菌株に導入し、前記の突然変異されたプロモーター領域を含む、L-リシン酸を生産する組換え菌株を得ること。
ステップ(2):前記突然変異されたプロモーター領域のヌクレオチド配列をプラスミドと連結して組換えベクターを構築すること、
ステップ(3):前記組換えベクターを宿主菌株に導入し、前記の突然変異されたプロモーター領域を含む、L-リシン酸を生産する組換え菌株を得ること。
本発明によれば、前記ステップ(1)において、前記突然変異を生じさせる方法は、変異誘発、PCR部位特異的変異導入又は相同組換えを含み、好ましくは、相同組換えである。
本発明によれば、前記ステップ(1)は、lysC遺伝子のプロモーター領域を増幅する2対のプライマーを設計し、さらに、突然変異されたプロモーター領域のヌクレオチド配列をPCR技術により得ることを、含む。
本発明の一実施形態において、前記ステップ(1)におけるプライマーは、以下の通りである。
P1’’: 5’ CCGGAATTCG ACCAAGGATG AGGGCTTTG 3’(EcoR I) (SEQ ID NO:59)
P2’’: 5’ AGTTACCCGC TCAATTATAC CTTTATAAAC 3’ (SEQ ID NO:60)
P3’’: 5’ GTTTATAAAG GTATAATTGA GCGGGTAACT 3’ (SEQ ID NO:61)
P4’’: 5’ ACATGCATGC GCGTACGCGA AGTGGCACAT 3’(Sph I) (SEQ ID NO:62)
P1’’: 5’ CCGGAATTCG ACCAAGGATG AGGGCTTTG 3’(EcoR I) (SEQ ID NO:59)
P2’’: 5’ AGTTACCCGC TCAATTATAC CTTTATAAAC 3’ (SEQ ID NO:60)
P3’’: 5’ GTTTATAAAG GTATAATTGA GCGGGTAACT 3’ (SEQ ID NO:61)
P4’’: 5’ ACATGCATGC GCGTACGCGA AGTGGCACAT 3’(Sph I) (SEQ ID NO:62)
本発明の一実施形態において、前記ステップ(1)は、Corynebacterium glutamicum ATCC13032をテンプレートとし、プライマーP1’’及びP2’’、P3’’及びP4’’をそれぞれ用いてPCR増幅を行い、2本のDNA含有フラグメントを得るステップと、前記2本のDNAフラグメントをテンプレートとし、P1’’及びP4’’をプライマーとし、オーバーラップPCR(Overlap PCR)により増幅を行い、本発明のプロモーター領域のヌクレオチド配列(SEQ ID NO:58)を含むDNAフラグメントを得るステップと、を含む。
本発明によれば、前記ステップ(1)において、オーバーラップPCR(Overlap PCR)により増幅を行って得られたDNAフラグメントは、両端にそれぞれEcoR I制限酵素切断部位及びSph I制限酵素切断部位を有している。
本発明によれば、前記ステップ(2)は、オーバーラップPCR反応によって増幅された産物に対してアガロースゲル電気泳動及び分離精製を行い、フラグメントを二つ酵素(EcoR I/Sph I)で切断した後、同じように二つ酵素(EcoR I/Sph I)で切断した後のシャトルプラスミドと連結して対立遺伝子置換による組換えベクターを得ることを含む。
本発明によれば、前記シャトルプラスミドは、pK18mobsacBプラスミドであり、前記構築された組換えベクターは、pK18-Plys C(G(-45)A,G(-47)T)である。
本発明の一実施形態において、前記組換えプラスミドはカナマイシン耐性マーカーを有する。
本発明の一実施形態において、前記ステップ(3)における形質転換は、電気的形質転換法である。例としては、前記ステップ(3)において、組換えベクターを菌株YP97158に形質転換させた。
本発明により得られた上記のそれぞれの組換え菌株は、単独でL-アミノ酸の発酵生産に適用することもできるし、混合することもできるし、他のL-アミノ酸を生産する細菌と混合してL-アミノ酸の発酵生産に適用することもできる。
本発明の別の態様は、前記細菌を培養し培養物からL-アミノ酸を取得することを含む、L-アミノ酸を生産する方法を提供することにある。
細菌の培養は、当該技術分野において公知の培養条件下で好適な培地において行うことができる。培地は、炭素源、窒素源、微量元素、及びこれらの組み合わせを含んでもよい。培養中、培養物のpHを調整することができる。また、培養時に、気泡の発生を防止すること、例えば、消泡剤を用いて気泡の発生を防止することを含んでもよい。また、培養時に、培養物に気体を注入することを含んでもよい。気体は、培養物の好気性条件を維持することができる任意の気体を含んでもよい。培養の際、培養物の温度は、20~45℃であってもよい。培養物から、生成したL-アミノ酸を回収し、即ち、硫酸又は塩酸等で培養物を処理した後、続いて、陰イオン交換クロマトグラフィー、濃縮、結晶及び等電点沈殿等の方法を組み合わせて行うことができる。
本発明においては、以下の通りである。
SEQ ID NO:1:NCgl0609野生型ORF配列
GTGTCACACACCGCGTCCACACCGACGCCAGAGGAATACTCCGCGCAGCAACCCAGCACCCAGGGCACTCGCGTTGAGTTCCGCGGCATAACCAAAGTCTTTAGCAACAATAAATCTGCTAAAACCACCGCGCTTGATAATGTCACTCTCACCGTAGAACCCGGTGAGGTAATCGGCATCATCGGTTACTCTGGCGCCGGCAAGTCCACTCTTGTCCGCC TCATCAATGG CCTTGACTCCCCCACGAGCGGTTCGTTGCTGCTCAACGGCACCGACATCGTCGGAATGCCCGAGTCTAAGCTGCGTAAACTGCGCAGTAATATCGGCATGATTTTCCAGCAGTTCAACCTGTTCCAGTCGCGTACTGCGGCTGGAAATGTGGAGTACCCGCTGGAAGTTGCCAAGATGGACAAGGCAGCTCGTAAAGCTCGCGTGCAAGAAATGCTCGAGTTCGTCGGCCTGGGCGACAAAGGCAAAAACTACCCCGAGCAGCTGTCGGGCGGCCAGAAGCAGCGCGTCG GCATTGCCCGTGCACTGGCCACCAATCCAACGCTTTTGCTTGCCGACGAAGCCACCTCCGCTTTGGACCCAGAAACCACCCATGAAGTTCTGGAGCTGCTGCGCAAGGTAAACCGCGAACTGGGCATCACCATCGTTGTGATCACCCACGAAATGGAAGTTGTGCGTTCCATCGCAGACAAGGTTGCTGTGATGGAATCCGGCAAAGTTGTGGAATACGGCAGCGTCTACGAGGTGTTCT CCAATCCACA AACACAGGTTGCTCAAAAGT TCGTGGCCAC CGCGCTGCGT AACACCCCAGACCAAGTGGAATCGGAAGATCTGCTTAGCCATGAGGGACGTCTGTTCACCATTGATCTGACTGAAACGTCCGGCTTCTTTGCAGCAACCGCTCGTGCTGCCGAACAAGGTGCTTTTGTCAACATCGTTCACGGTGGCGTGACCACCTTGCAACGCCAATCATTTGGCAAAATGACTGTTCGACTCACCGGCAACACCGCTGCGATTGAAGAGTTCTATCAAACCTTGACC AAGACCACGA CCATCAAGGA GATCACCCGATGA
SEQ ID NO:2:NCgl0609R334* ORF配列
GTGTCACACA CCGCGTCCAC ACCGACGCCA GAGGAATACT CCGCGCAGCA ACCCAGCACCCAGGGCACTCGCGTTGAGTTCCGCGGCATAACCAAAGTCTTTAGCAACAATAAATCTGCTAAAACCACCGCGCTTGATAATGTCACTCTCACCGTAGAACCCGGTGAGGTAATCGGCATCATCGGTTACTCTGGCGCCGGCAAGTCCACTCTTGTCCGCCTCATCAATGGCCTTGACTCCCCCACGAGCGGTTCGTTGCTGCTCAACGGCACCGACATCGTCGGAATGCCCGAGTCTAAGCTGCGTAAACTGCGCAGTAATATCGGCATGATTTTCCAGCAGTTCAACCTGTTCCAGTCGCGTACTGCGGCTGGAAATGTGGAGTACCCGCTGGAAGTTGCCAAGATGGACAAGGCAGCTCGTAAAGCTCGCGTGCAAGAAATGCTCGAGTTCGTCGGCCTGGGCGACAAAGGCAAAAACTACCCCGAGCAGCTGTCGGGCGGCCAGAAGCAGCGCGTCGGCATTGCCCGTGCACTGGCCACCAATCCAACGCTTTTGCTTGCCGACGAAGCCACCTCCGCTTTGGACCCAGAAACCACCCATGAAGTTCTGGAGCTGCTGCGCAAGGTAAACCGCGAACTGGGCATCACCATCGTTGTGATCACCCACGAAATGGAAGTTGTGCGTTCCATCGCAGACAAGGTTGCTGTGATGGAATCCGGCAAAGTTGTGGAATACGGCAGCGTCTACGAGGTGTTCTCCAATCCACAAACACAGGTTGCTCAAAAGTTCGTGGCCACCGCGCTGCGTAACACCCCAGACCAAGTGGAATCGGAAGATCTGCTTAGCCATGAGGGACGTCTGTTCACCATTGATCTGACTGAAACGTCCGGCTTCTTTGCAGCAACCGCTCGTGCTGCCGAACAAGGTGCTTTTGTCAACATCGTTCACGGTGGCGTGACCACCTTGCAACGCCAATCATTTGGCAAAATGACTGTTTGACTCACCGGCAACACCGCTGCGATTGAAGAGTTCTATCA AACCTTGACC AAGACCACGA CCATCAAGGA GATCACCCGATGA
SEQ ID NO:3:NCgl0609野生型コードタンパク質のアミノ酸配列
MSHTASTPTPEEYSAQQPSTQGTRVEFRGITKVFSNNKSAKTTALDNVTLTVEPGEVIGIIGYSGAGKSTLVRLINGLDSPTSGSLLLNGTDIVGMPESKLRKLRSNIGMIFQQFNLFQSRTAAGNVEYPLEVAKMDKAARKARVQEMLEFVGLGDKGKNYPEQLSGGQKQRVGIARALATNPTLLLADEATSALDPETTHEVLELLRKVNRELGITIVVITHEMEVVRSIADKVAVMESGKVVEYGSVYEVFSNPQTQVAQKFVATALRNTPDQVESEDLLSHEGRLFTIDLTETSGFFAATARAAEQG AFVNIVHGGV TTLQRQSFGK MTVRLTGNTA AIEEFYQTLT KTTTIKEITR
SEQ ID NO:4:NCgl0609R334*コードタンパク質のアミノ酸配列
MSHTASTPTPEEYSAQQPSTQGTRVEFRGITKVFSNNKSAKTTALDNVTLTVEPGEVIGIIGYSGAGKSTLVRLINGLDSPTSGSLLLNGTDIVGMPESKLRKLRSNIGMIFQQFNLFQSRTAAGNVEYPLEVAKMDKAARKARVQEMLEFVGLGDKGKNYPEQLSGGQKQRVGIARALATNPTLLLADEATSALDPETTHEVLELLRKVNRELGITIVVITHEMEVVRSIADKVAVMESGKVVEYGSVYEVFSNPQTQVAQKFVATALRNTPDQVESEDLLSHEGRLFTIDLTETSGFFAATARAAEQG AFVNIVHGGV TTLQRQSFGK MTV
SEQ ID NO:29:NCgl1575野生型ORF配列
ATGGCAGAATCAAACGCTATGGACCGGGCACAAATCTCTGCACTGCTAGATAGAGCACAGCACACAATCAACCTTGCCGAACAAGCAAACAACGTGCTCCGACTGTTGAAAACACCCGGAACGGCCACAGTAGGGGACAACGGGACACTCGGCACCGATACCTATCTGATCCCATCCCGCAACATCACCTGGCCTGACAACCTGTATGTCAACGTCTTTCTAGACGGCATGAATGCAGAAGCCACCCTTACCGATTACGTCGCATCAGTCGCTTCGATCCCACGCCTATGCCAGATCATCAACGAGGGCCAAGGCGGCATGTTCCGCAGACTATTCAACCCCACCAAGGTCCAAGCCGGCGACCAAGCTGTCTTCGACCTCATGGTCAAACTCGACGAGATTTCATCTACCACCCACGAAGTCTCCCGCATGCTCGAGGGCGTCCACGCTGCCCGCACCCGCCAACAACAAGGCGTTGCACTTTTCCCAGGTATTCATGGAGTGGGAGAGCGCTACATCGAACGCGCACAACAGGTACTCGCCTCAGCCCTCGGTATCGCTGGATTCGGTGCCGAACCCTGGGACGGACATACCCTTGCCCAAGCGCGCCGGGTAGTCCAACGCTACGCCCAAGATCCTAACTCCGAATACCGGCTGAAAAGCGAAGCCGAGAAACACCTCACATCCATCAACGAGCTCCGCGTACAGATACTCCTCGAACAACTCCCCGTTGATGCCCTACGCATGGCTACCGACCACCGCCTGCGCTTTGGATCCCTCGATTCCATCCACGTCGCAACCGTCGCCGACGTCCTAAAAACACACACCTCCATCCTCACCACCGTGCAAGGTATCGGCGCCCAAACCGCGGGGCGGATGAAAGCCGCAGCAGAAACACTCAAACAAGAAGCACTACGCCGCCAAAACACCTCCATCGGCGACGAACCTACCCAACCCGCCATGCGTCTAATCAACGTGCTGGCCCGCTTCGACCAAACCGAAACCATCACGCCCGAAGAACGCGCCCGCCGCACCCGCGTCATCGACTACGTAGAACACATACCCCCAAGCCTCGACCCCTACATCGTCATCAACCCAGCAACGCCTGAGTTCAACAACTTCACCGACGACCTCCGCTGGATCGACGCAA ACCCCAACCT CTTCCACCCACAAACAATCACCACCCCACCCGCCGACATCTGGGACGACTACATCTCCCGTCCCGCTCACTACCAAGGCCTGCTAGCCACGCTGCTCGGCCGCGACATCGAAGGCGCAGACGAACTCCTCGACGCCACCACCCTCCAAAAAATCAGAGACCTCACCCTCGACAAAACTCA TCTCACCGACCTCCACCTCC GCGGATACCA ATCATTCGGCGCCCGCTTCG CCATCATCCAAAAGAAAACCCTCCTCGGCGACGACATGGGACTCGGCAAAACAGTCCAAGCCCTCTCCGCAGCTGCACACCTTGCCGCCACCGAAAAAGACTTCCGCACCCTCGTCGTCGTACCCGCATCCGTCATTGTTAACTGGACCCGCGAATGCAAACGCTTCCTCAACCTCCCCGTATTCATCGCCCACGGAGACAACAAACAAGACGCCATCAACGCCTGGTCTAACACCAACGGAATCGCAATCTGCACCTACGACGGCGTCCGCACCATGGACATCCCCGCGCCGGGTCTGGTCATTGCCGATGAAGCCCACCTGATCAAAAACCCCTCCACCAAACGCACCCAAGCACTGCGCAAACTTATCGACGCCGCCCCATACACCCTTCTGATGACCGGCACACCACTAGAAAACAAAGTGGAAGAGTTTGTAAATCTCGTGCGCTACATCCAACCGGAGCTGATCACCCGTGGCATGTCCAAAATGCAGGCCGAGAATTTCCGCGAGCGCATCGCACCAGCCTATCTGCGCAGAAATCAAGCTGATGTGCTTGACGAACTCCCAGAGCGCACCGACTCCATCGACTGGATCGACCTCACCCCAGAAGACCGCAGCGCCTACGACGACCAAGTCCGCCAAGGCAGCTGGATGGGCATGCGCCGCTCCGCCATGCTCTCACCAACACCACGCCTAACTTCCGCAAAAATGCAACGCATCCTAGAACTCTTCGAAGAAGCAGAAGAACACGGCCGCAAAGCCCTCATCTTCACCTACTTCCTCGACGTCCTCGACGAACTGGAAAAGCATCTAGGCGAGCGCGTCATCGGCCGCATTTCCGGCGACGTGCCAGCCACCAAGCGCCAATTGCTTGTCGACGCCCTGTCCCACTCCAAACCCGGATCCGCCCTCATTGCCCAAATCACCGCCGGGGGAGTAGGCCTAAACATCCAATCCGCGAGCCTATGCATTATTTGTGAACCTCAAGTAAAGCCAACCATCGAACAGCAGGCCGTCGCCCGAGTCCACCGCATGGGCCAAACCGCCACCGTCCAAGTCCACCGACTCATCGGCGACGAAACCGCAGACGAACGCATGCTAGAAATCCTGGCAGGCAAAACTCACGTCTTCGACGTCTACGCCCGGCTATCTGAAACCGCAGAGATTCCAGATGCTGTGGATATCACTGAATCACAGCTGGCAGCACGGGTTATTGATGAGGAGCGTGCACGGTTAGGGCTTACTGAATCCACTGGCCCTAAAGATGAAGAAACGGCC TTAAGCTAG
SEQ ID NO:30:NCgl1575A1775T ORF配列
ATGGCAGAATCAAACGCTATGGACCGGGCACAAATCTCTGCACTGCTAGATAGAGCACAGCACACAATCAACCTTGCCGAACAAGCAAACAACGTGCTCCGACTGTTGAAAACACCCGGAACGGCCACAGTAGGGGACAACGGGACACTCGGCACCGATACCTATCTGATCCCATCCCGCAACATCACCTGGCCTGACAACCTGTATGTCAACGTCTTTCTAGACGGCATGAATGCAGAAGCCACCCTTACCGATTACGTCGCATCAGTCGCTTCGATCCCACGCCTATGCCAGATCATCAACGAGGGCCAAGGCGGCATGTTCCGCAGACTATTCAACCCCACCAAGGTCCAAGCCGGCGACCAAGCTGTCTTCGACCTCATGGTCAAACTCGACGAGATTTCATCTACCACCCACGAAGTCTCCCGCATGCTCGAGGGCGTCCACGCTGCCCGCACCCGCCAACAACAAGGCGTTGCACTTTTCCCAGGTATTCATGGAGTGGGAGAGCGCTACATCGAACGCGCACAACAGGTACTCGCCTCAGCCCTCGGTATCGCTGGATTCGGTGCCGAACCCTGGGACGGACATACCCTTGCCCAAGCGCGCCGGGTAGTCCAACGCTACGCCCAAGATCCTAACTCCGAATACCGGCTGAAAAGCGAAGCCGAGAAACACCTCACATCCATCAACGAGCTCCGCGTACAGATACTCCTCGAACAACTCCCCGTTGATGCCCTACGCATGGCTACCGACCACCGCCTGCGCTTTGGATCCCTCGATTCCATCCACGTCGCAACCGTCGCCGACGTCCTAAAAACACACACCTCCATCCTCACCACCGTGCAAGGTATCGGCGCCCAAACCGCGGGGCGGATGAAAGCCGCAGCAGAAACACTCAAACAAGAAGCACTACGCCGCCAAAACACCTCCATCGGCGACGAACCTACCCAACCCGCCATGCGTCTAATCAACGTGCTGGCCCGCTTCGACCAAACCGAAACCATCACGCCCGAAGAACGCGCCCGCCGCACCCGCGTCATCGACTACGTAGAACACATACCCCCAAGCCTCGACCCCTACATCGTCATCAACCCAGCAACGCCTGAGTTCAACAACTTCACCGACGACCTCCGCTGGATCGACGCAA ACCCCAACCT CTTCCACCCACAAACAATCACCACCCCACCCGCCGACATCTGGGACGACTACATCTCCCGTCCCGCTCACTACCAAGGCCTGCTAGCCACGCTGCTCGGCCGCGACATCGAAGGCGCAGACGAACTCCTCGACGCCACCACCCTCCAAAAAATCAGAGACCTCACCCTCGACAAAACTCA TCTCACCGACCTCCACCTCC GCGGATACCA ATCATTCGGCGCCCGCTTCG CCATCATCCAAAAGAAAACCCTCCTCGGCGACGACATGGGACTCGGCAAAACAGTCCAAGCCCTCTCCGCAGCTGCACACCTTGCCGCCACCGAAAAAGACTTCCGCACCCTCGTCGTCGTACCCGCATCCGTCATTGTTAACTGGACCCGCGAATGCAAACGCTTCCTCAACCTCCCCGTATTCATCGCCCACGGAGACAACAAACAAGACGCCATCAACGCCTGGTCTAACACCAACGGAATCGCAATCTGCACCTACGACGGCGTCCGCACCATGGACATCCCCGCGCCGGGTCTGGTCATTGCCGATGAAGCCCACCTGATCAAAAACCCCTCCACCAAACGCACCCAAGCACTGCGCAAACTTATCGACGCCGCCCCATTCACCCTTCTGATGACCGGCACACCACTAGAAAACAAAGTGGAAGAGTTTGTAAATCTCGTGCGCTACATCCAACCGGAGCTGATCACCCGTGGCATGTCCAAAATGCAGGCCGAGAATTTCCGCGAGCGCATCGCACCAGCCTATCTGCGCAGAAATCAAGCTGATGTGCTTGACGAACTCCCAGAGCGCACCGACTCCATCGACTGGATCGACCTCACCCCAGAAGACCGCAGCGCCTACGACGACCAAGTCCGCCAAGGCAGCTGGATGGGCATGCGCCGCTCCGCCATGCTCTCACCAACACCACGCCTAACTTCCGCAAAAATGCAACGCATCCTAGAACTCTTCGAAGAAGCAGAAGAACACGGCCGCAAAGCCCTCATCTTCACCTACTTCCTCGACGTCCTCGACGAACTGGAAAAGCATCTAGGCGAGCGCGTCATCGGCCGCATTTCCGGCGACGTGCCAGCCACCAAGCGCCAATTGCTTGTCGACGCCCTGTCCCACTCCAAACCCGGATCCGCCCTCATTGCCCAAATCACCGCCGGGGGAGTAGGCCTAAACATCCAATCCGCGAGCCTATGCATTATTTGTGAACCTCAAGTAAAGCCAACCATCGAACAGCAGGCCGTCGCCCGAGTCCACCGCATGGGCCAAACCGCCACCGTCCAAGTCCACCGACTCATCGGCGACGAAACCGCAGACGAACGCATGCTAGAAATCCTGGCAGGCAAAACTCACGTCTTCGACGTCTACGCCCGGCTATCTGAAACCGCAGAGATTCCAGATGCTGTGGATATCACTGAATCACAGCTGGCAGCACGGGTTATTGATGAGGAGCGTGCACGGTTAGGGCTTACTGAATCCACTGGCC CTAAAGATGA AGAAACGGCC TTAAGCTAG
SEQ ID NO:31:NCgl1575野生型コードタンパク質の配列
MAESNAMDRAQISALLDRAQHTINLAEQANNVLRLLKTPGTATVGDNGTLGTDTYLIPSRNITWPDNLYVNVFLDGMNAEATLTDYVASVASIPRLCQIINEGQGGMFRRLFNPTKVQAGDQAVFDLMVKLDEISSTTHEVSRMLEGVHAARTRQQQGVALFPGIHGVGERYIERAQQVLASALGIAGFGAEPWDGHTLAQARRVVQRYAQDPNSEYRLKSEAEKHLTSINELRVQILLEQLPVDALRMATDHRLRFGSLDSIHVATVADVLKTHTSILTTVQGIGAQTAGRMKAAAETLKQEALRRQNTSIGDEPTQPAMRLINVLARFDQTETITPEERARRTRVIDYVEHIPPSLDPYIVINPATPEFNNFTDDLRWIDANPNLFHPQTITTPPADIWDDYISRPAHYQGLLATLLGRDIEGADELLDATTLQKIRDLTLDKTHLTDLHLRGYQSFGARFAIIQKKTLLGDDMGLGKTVQALSAAAHLAATEKDFRTLVVVPASVIVNWTRECKRFLNLPVFIAHGDNKQDAINAWSNTNGIAICTYDGVRTMDIPAPGLVIADEAHLIKNPSTKRTQALRKLIDAAPYTLLMTGTPLENKVEEFVNLVRYIQPELITRGMSKMQAENFRERIAPAYLRRNQADVLDELPERTDSIDWIDLTPEDRS AYDDQVRQGSWMGMRRSAMLSPTPRLTSAKMQRILELFEE AEEHGRKALIFTYFLDVLDE LEKHLGERVIGRISGDVPATKRQLLVDALSHSKPGSALIAQITAGGVGLNIQSASLCIICEPQVKPTIEQQAVARVHRMGQTATVQVHRLIGDETADERMLEILAGKTHVFDVYARLSETAEIPDAVDIT ESQLAARVID EERARLGLTE STGPKDEETA LS
SEQ ID NO:32:NCgl1575 Y592Fコードタンパク質の配列
MAESNAMDRAQISALLDRAQHTINLAEQANNVLRLLKTPGTATVGDNGTLGTDTYLIPSRNITWPDNLYVNVFLDGMNAEATLTDYVASVASIPRLCQIINEGQGGMFRRLFNPTKVQAGDQAVFDLMVKLDEISSTTHEVSRMLEGVHAARTRQQQGVALFPGIHGVGERYIERAQQVLASALGIAGFGAEPWDGHTLAQARRVVQRYAQDPNSEYRLKSEAEKHLTSINELRVQILLEQLPVDALRMATDHRLRFGSLDSIHVATVADVLKTHTSILTTVQGIGAQTAGRMKAAAETLKQEALRRQNTSIGDEPTQPAMRLINVLARFDQTETITPEERARRTRVIDYVEHIPPSLDPYIVINPATPEFNNFTDDLRWIDANPNLFHPQTITTPPADIWDDYISRPAHYQGLLATLLGRDIEGADELLDATTLQKIRDLTLDKTHLTDLHLRGYQSFGARFAIIQKKTLLGDDMGLGKTVQALSAAAHLAATEKDFRTLVVVPASVIVNWTRECKRFLNLPVFIAHGDNKQDAINAWSNTNGIAICTYDGVRTMDIPAPGLVIADEAHLIKNPSTKRTQALRKLIDAAPFTLLMTGTPLENKVEEFVNLVRYIQPELITRGMSKMQAE NFRERIAPAY LRRNQADVLD ELPERTDSIDWIDLTPEDRS AYDDQVRQGSWMGMRRSAMLSPTPRLTSAKMQRILELFEE AEEHGRKALIFTYFLDVLDE LEKHLGERVIGRISGDVPATKRQLLVDALSHSKPGSALIAQITAGGVGLNIQSASLCIICEPQVKPTIEQQAVARVHRMGQTATVQVHRLIGDETADERMLEILAGKTHVFDVYARLSETAEIPDAVDIT ESQLAARVID EERARLGLTE STGPKDEETA LS
SEQ ID NO:57:野生型プロモーター配列
ttcagggtag ttgactaaag agttgctcgc gaagtagcac ctgtcacttt tgtctcaaatattaaatcga atatcaatat atggtctgtt tattggaacg cgtcccagtg gctgagacgcatccgctaaa gccccaggaa ccctgtgcag aaagaaaaca ctcctctggc taggtagacacagtttataa aggtagagtt gagcgggtaa ctgtcagcac gtagatcgaa aggtgcacaaag
SEQ ID NO:58:突然変異された後のプロモーター配列
ttcagggtag ttgactaaag agttgctcgc gaagtagcac ctgtcacttt tgtctcaaatattaaatcga atatcaatat atggtctgtt tattggaacg cgtcccagtg gctgagacgcatccgctaaa gccccaggaa ccctgtgcag aaagaaaaca ctcctctggc taggtagacacagtttataa aggtataatt gagcgggtaa ctgtcagcac gtagatcgaa aggtgcacaaag
SEQ ID NO:1:NCgl0609野生型ORF配列
GTGTCACACACCGCGTCCACACCGACGCCAGAGGAATACTCCGCGCAGCAACCCAGCACCCAGGGCACTCGCGTTGAGTTCCGCGGCATAACCAAAGTCTTTAGCAACAATAAATCTGCTAAAACCACCGCGCTTGATAATGTCACTCTCACCGTAGAACCCGGTGAGGTAATCGGCATCATCGGTTACTCTGGCGCCGGCAAGTCCACTCTTGTCCGCC TCATCAATGG CCTTGACTCCCCCACGAGCGGTTCGTTGCTGCTCAACGGCACCGACATCGTCGGAATGCCCGAGTCTAAGCTGCGTAAACTGCGCAGTAATATCGGCATGATTTTCCAGCAGTTCAACCTGTTCCAGTCGCGTACTGCGGCTGGAAATGTGGAGTACCCGCTGGAAGTTGCCAAGATGGACAAGGCAGCTCGTAAAGCTCGCGTGCAAGAAATGCTCGAGTTCGTCGGCCTGGGCGACAAAGGCAAAAACTACCCCGAGCAGCTGTCGGGCGGCCAGAAGCAGCGCGTCG GCATTGCCCGTGCACTGGCCACCAATCCAACGCTTTTGCTTGCCGACGAAGCCACCTCCGCTTTGGACCCAGAAACCACCCATGAAGTTCTGGAGCTGCTGCGCAAGGTAAACCGCGAACTGGGCATCACCATCGTTGTGATCACCCACGAAATGGAAGTTGTGCGTTCCATCGCAGACAAGGTTGCTGTGATGGAATCCGGCAAAGTTGTGGAATACGGCAGCGTCTACGAGGTGTTCT CCAATCCACA AACACAGGTTGCTCAAAAGT TCGTGGCCAC CGCGCTGCGT AACACCCCAGACCAAGTGGAATCGGAAGATCTGCTTAGCCATGAGGGACGTCTGTTCACCATTGATCTGACTGAAACGTCCGGCTTCTTTGCAGCAACCGCTCGTGCTGCCGAACAAGGTGCTTTTGTCAACATCGTTCACGGTGGCGTGACCACCTTGCAACGCCAATCATTTGGCAAAATGACTGTTCGACTCACCGGCAACACCGCTGCGATTGAAGAGTTCTATCAAACCTTGACC AAGACCACGA CCATCAAGGA GATCACCCGATGA
SEQ ID NO:2:NCgl0609R334* ORF配列
GTGTCACACA CCGCGTCCAC ACCGACGCCA GAGGAATACT CCGCGCAGCA ACCCAGCACCCAGGGCACTCGCGTTGAGTTCCGCGGCATAACCAAAGTCTTTAGCAACAATAAATCTGCTAAAACCACCGCGCTTGATAATGTCACTCTCACCGTAGAACCCGGTGAGGTAATCGGCATCATCGGTTACTCTGGCGCCGGCAAGTCCACTCTTGTCCGCCTCATCAATGGCCTTGACTCCCCCACGAGCGGTTCGTTGCTGCTCAACGGCACCGACATCGTCGGAATGCCCGAGTCTAAGCTGCGTAAACTGCGCAGTAATATCGGCATGATTTTCCAGCAGTTCAACCTGTTCCAGTCGCGTACTGCGGCTGGAAATGTGGAGTACCCGCTGGAAGTTGCCAAGATGGACAAGGCAGCTCGTAAAGCTCGCGTGCAAGAAATGCTCGAGTTCGTCGGCCTGGGCGACAAAGGCAAAAACTACCCCGAGCAGCTGTCGGGCGGCCAGAAGCAGCGCGTCGGCATTGCCCGTGCACTGGCCACCAATCCAACGCTTTTGCTTGCCGACGAAGCCACCTCCGCTTTGGACCCAGAAACCACCCATGAAGTTCTGGAGCTGCTGCGCAAGGTAAACCGCGAACTGGGCATCACCATCGTTGTGATCACCCACGAAATGGAAGTTGTGCGTTCCATCGCAGACAAGGTTGCTGTGATGGAATCCGGCAAAGTTGTGGAATACGGCAGCGTCTACGAGGTGTTCTCCAATCCACAAACACAGGTTGCTCAAAAGTTCGTGGCCACCGCGCTGCGTAACACCCCAGACCAAGTGGAATCGGAAGATCTGCTTAGCCATGAGGGACGTCTGTTCACCATTGATCTGACTGAAACGTCCGGCTTCTTTGCAGCAACCGCTCGTGCTGCCGAACAAGGTGCTTTTGTCAACATCGTTCACGGTGGCGTGACCACCTTGCAACGCCAATCATTTGGCAAAATGACTGTTTGACTCACCGGCAACACCGCTGCGATTGAAGAGTTCTATCA AACCTTGACC AAGACCACGA CCATCAAGGA GATCACCCGATGA
SEQ ID NO:3:NCgl0609野生型コードタンパク質のアミノ酸配列
MSHTASTPTPEEYSAQQPSTQGTRVEFRGITKVFSNNKSAKTTALDNVTLTVEPGEVIGIIGYSGAGKSTLVRLINGLDSPTSGSLLLNGTDIVGMPESKLRKLRSNIGMIFQQFNLFQSRTAAGNVEYPLEVAKMDKAARKARVQEMLEFVGLGDKGKNYPEQLSGGQKQRVGIARALATNPTLLLADEATSALDPETTHEVLELLRKVNRELGITIVVITHEMEVVRSIADKVAVMESGKVVEYGSVYEVFSNPQTQVAQKFVATALRNTPDQVESEDLLSHEGRLFTIDLTETSGFFAATARAAEQG AFVNIVHGGV TTLQRQSFGK MTVRLTGNTA AIEEFYQTLT KTTTIKEITR
SEQ ID NO:4:NCgl0609R334*コードタンパク質のアミノ酸配列
MSHTASTPTPEEYSAQQPSTQGTRVEFRGITKVFSNNKSAKTTALDNVTLTVEPGEVIGIIGYSGAGKSTLVRLINGLDSPTSGSLLLNGTDIVGMPESKLRKLRSNIGMIFQQFNLFQSRTAAGNVEYPLEVAKMDKAARKARVQEMLEFVGLGDKGKNYPEQLSGGQKQRVGIARALATNPTLLLADEATSALDPETTHEVLELLRKVNRELGITIVVITHEMEVVRSIADKVAVMESGKVVEYGSVYEVFSNPQTQVAQKFVATALRNTPDQVESEDLLSHEGRLFTIDLTETSGFFAATARAAEQG AFVNIVHGGV TTLQRQSFGK MTV
SEQ ID NO:29:NCgl1575野生型ORF配列
ATGGCAGAATCAAACGCTATGGACCGGGCACAAATCTCTGCACTGCTAGATAGAGCACAGCACACAATCAACCTTGCCGAACAAGCAAACAACGTGCTCCGACTGTTGAAAACACCCGGAACGGCCACAGTAGGGGACAACGGGACACTCGGCACCGATACCTATCTGATCCCATCCCGCAACATCACCTGGCCTGACAACCTGTATGTCAACGTCTTTCTAGACGGCATGAATGCAGAAGCCACCCTTACCGATTACGTCGCATCAGTCGCTTCGATCCCACGCCTATGCCAGATCATCAACGAGGGCCAAGGCGGCATGTTCCGCAGACTATTCAACCCCACCAAGGTCCAAGCCGGCGACCAAGCTGTCTTCGACCTCATGGTCAAACTCGACGAGATTTCATCTACCACCCACGAAGTCTCCCGCATGCTCGAGGGCGTCCACGCTGCCCGCACCCGCCAACAACAAGGCGTTGCACTTTTCCCAGGTATTCATGGAGTGGGAGAGCGCTACATCGAACGCGCACAACAGGTACTCGCCTCAGCCCTCGGTATCGCTGGATTCGGTGCCGAACCCTGGGACGGACATACCCTTGCCCAAGCGCGCCGGGTAGTCCAACGCTACGCCCAAGATCCTAACTCCGAATACCGGCTGAAAAGCGAAGCCGAGAAACACCTCACATCCATCAACGAGCTCCGCGTACAGATACTCCTCGAACAACTCCCCGTTGATGCCCTACGCATGGCTACCGACCACCGCCTGCGCTTTGGATCCCTCGATTCCATCCACGTCGCAACCGTCGCCGACGTCCTAAAAACACACACCTCCATCCTCACCACCGTGCAAGGTATCGGCGCCCAAACCGCGGGGCGGATGAAAGCCGCAGCAGAAACACTCAAACAAGAAGCACTACGCCGCCAAAACACCTCCATCGGCGACGAACCTACCCAACCCGCCATGCGTCTAATCAACGTGCTGGCCCGCTTCGACCAAACCGAAACCATCACGCCCGAAGAACGCGCCCGCCGCACCCGCGTCATCGACTACGTAGAACACATACCCCCAAGCCTCGACCCCTACATCGTCATCAACCCAGCAACGCCTGAGTTCAACAACTTCACCGACGACCTCCGCTGGATCGACGCAA ACCCCAACCT CTTCCACCCACAAACAATCACCACCCCACCCGCCGACATCTGGGACGACTACATCTCCCGTCCCGCTCACTACCAAGGCCTGCTAGCCACGCTGCTCGGCCGCGACATCGAAGGCGCAGACGAACTCCTCGACGCCACCACCCTCCAAAAAATCAGAGACCTCACCCTCGACAAAACTCA TCTCACCGACCTCCACCTCC GCGGATACCA ATCATTCGGCGCCCGCTTCG CCATCATCCAAAAGAAAACCCTCCTCGGCGACGACATGGGACTCGGCAAAACAGTCCAAGCCCTCTCCGCAGCTGCACACCTTGCCGCCACCGAAAAAGACTTCCGCACCCTCGTCGTCGTACCCGCATCCGTCATTGTTAACTGGACCCGCGAATGCAAACGCTTCCTCAACCTCCCCGTATTCATCGCCCACGGAGACAACAAACAAGACGCCATCAACGCCTGGTCTAACACCAACGGAATCGCAATCTGCACCTACGACGGCGTCCGCACCATGGACATCCCCGCGCCGGGTCTGGTCATTGCCGATGAAGCCCACCTGATCAAAAACCCCTCCACCAAACGCACCCAAGCACTGCGCAAACTTATCGACGCCGCCCCATACACCCTTCTGATGACCGGCACACCACTAGAAAACAAAGTGGAAGAGTTTGTAAATCTCGTGCGCTACATCCAACCGGAGCTGATCACCCGTGGCATGTCCAAAATGCAGGCCGAGAATTTCCGCGAGCGCATCGCACCAGCCTATCTGCGCAGAAATCAAGCTGATGTGCTTGACGAACTCCCAGAGCGCACCGACTCCATCGACTGGATCGACCTCACCCCAGAAGACCGCAGCGCCTACGACGACCAAGTCCGCCAAGGCAGCTGGATGGGCATGCGCCGCTCCGCCATGCTCTCACCAACACCACGCCTAACTTCCGCAAAAATGCAACGCATCCTAGAACTCTTCGAAGAAGCAGAAGAACACGGCCGCAAAGCCCTCATCTTCACCTACTTCCTCGACGTCCTCGACGAACTGGAAAAGCATCTAGGCGAGCGCGTCATCGGCCGCATTTCCGGCGACGTGCCAGCCACCAAGCGCCAATTGCTTGTCGACGCCCTGTCCCACTCCAAACCCGGATCCGCCCTCATTGCCCAAATCACCGCCGGGGGAGTAGGCCTAAACATCCAATCCGCGAGCCTATGCATTATTTGTGAACCTCAAGTAAAGCCAACCATCGAACAGCAGGCCGTCGCCCGAGTCCACCGCATGGGCCAAACCGCCACCGTCCAAGTCCACCGACTCATCGGCGACGAAACCGCAGACGAACGCATGCTAGAAATCCTGGCAGGCAAAACTCACGTCTTCGACGTCTACGCCCGGCTATCTGAAACCGCAGAGATTCCAGATGCTGTGGATATCACTGAATCACAGCTGGCAGCACGGGTTATTGATGAGGAGCGTGCACGGTTAGGGCTTACTGAATCCACTGGCCCTAAAGATGAAGAAACGGCC TTAAGCTAG
SEQ ID NO:30:NCgl1575A1775T ORF配列
ATGGCAGAATCAAACGCTATGGACCGGGCACAAATCTCTGCACTGCTAGATAGAGCACAGCACACAATCAACCTTGCCGAACAAGCAAACAACGTGCTCCGACTGTTGAAAACACCCGGAACGGCCACAGTAGGGGACAACGGGACACTCGGCACCGATACCTATCTGATCCCATCCCGCAACATCACCTGGCCTGACAACCTGTATGTCAACGTCTTTCTAGACGGCATGAATGCAGAAGCCACCCTTACCGATTACGTCGCATCAGTCGCTTCGATCCCACGCCTATGCCAGATCATCAACGAGGGCCAAGGCGGCATGTTCCGCAGACTATTCAACCCCACCAAGGTCCAAGCCGGCGACCAAGCTGTCTTCGACCTCATGGTCAAACTCGACGAGATTTCATCTACCACCCACGAAGTCTCCCGCATGCTCGAGGGCGTCCACGCTGCCCGCACCCGCCAACAACAAGGCGTTGCACTTTTCCCAGGTATTCATGGAGTGGGAGAGCGCTACATCGAACGCGCACAACAGGTACTCGCCTCAGCCCTCGGTATCGCTGGATTCGGTGCCGAACCCTGGGACGGACATACCCTTGCCCAAGCGCGCCGGGTAGTCCAACGCTACGCCCAAGATCCTAACTCCGAATACCGGCTGAAAAGCGAAGCCGAGAAACACCTCACATCCATCAACGAGCTCCGCGTACAGATACTCCTCGAACAACTCCCCGTTGATGCCCTACGCATGGCTACCGACCACCGCCTGCGCTTTGGATCCCTCGATTCCATCCACGTCGCAACCGTCGCCGACGTCCTAAAAACACACACCTCCATCCTCACCACCGTGCAAGGTATCGGCGCCCAAACCGCGGGGCGGATGAAAGCCGCAGCAGAAACACTCAAACAAGAAGCACTACGCCGCCAAAACACCTCCATCGGCGACGAACCTACCCAACCCGCCATGCGTCTAATCAACGTGCTGGCCCGCTTCGACCAAACCGAAACCATCACGCCCGAAGAACGCGCCCGCCGCACCCGCGTCATCGACTACGTAGAACACATACCCCCAAGCCTCGACCCCTACATCGTCATCAACCCAGCAACGCCTGAGTTCAACAACTTCACCGACGACCTCCGCTGGATCGACGCAA ACCCCAACCT CTTCCACCCACAAACAATCACCACCCCACCCGCCGACATCTGGGACGACTACATCTCCCGTCCCGCTCACTACCAAGGCCTGCTAGCCACGCTGCTCGGCCGCGACATCGAAGGCGCAGACGAACTCCTCGACGCCACCACCCTCCAAAAAATCAGAGACCTCACCCTCGACAAAACTCA TCTCACCGACCTCCACCTCC GCGGATACCA ATCATTCGGCGCCCGCTTCG CCATCATCCAAAAGAAAACCCTCCTCGGCGACGACATGGGACTCGGCAAAACAGTCCAAGCCCTCTCCGCAGCTGCACACCTTGCCGCCACCGAAAAAGACTTCCGCACCCTCGTCGTCGTACCCGCATCCGTCATTGTTAACTGGACCCGCGAATGCAAACGCTTCCTCAACCTCCCCGTATTCATCGCCCACGGAGACAACAAACAAGACGCCATCAACGCCTGGTCTAACACCAACGGAATCGCAATCTGCACCTACGACGGCGTCCGCACCATGGACATCCCCGCGCCGGGTCTGGTCATTGCCGATGAAGCCCACCTGATCAAAAACCCCTCCACCAAACGCACCCAAGCACTGCGCAAACTTATCGACGCCGCCCCATTCACCCTTCTGATGACCGGCACACCACTAGAAAACAAAGTGGAAGAGTTTGTAAATCTCGTGCGCTACATCCAACCGGAGCTGATCACCCGTGGCATGTCCAAAATGCAGGCCGAGAATTTCCGCGAGCGCATCGCACCAGCCTATCTGCGCAGAAATCAAGCTGATGTGCTTGACGAACTCCCAGAGCGCACCGACTCCATCGACTGGATCGACCTCACCCCAGAAGACCGCAGCGCCTACGACGACCAAGTCCGCCAAGGCAGCTGGATGGGCATGCGCCGCTCCGCCATGCTCTCACCAACACCACGCCTAACTTCCGCAAAAATGCAACGCATCCTAGAACTCTTCGAAGAAGCAGAAGAACACGGCCGCAAAGCCCTCATCTTCACCTACTTCCTCGACGTCCTCGACGAACTGGAAAAGCATCTAGGCGAGCGCGTCATCGGCCGCATTTCCGGCGACGTGCCAGCCACCAAGCGCCAATTGCTTGTCGACGCCCTGTCCCACTCCAAACCCGGATCCGCCCTCATTGCCCAAATCACCGCCGGGGGAGTAGGCCTAAACATCCAATCCGCGAGCCTATGCATTATTTGTGAACCTCAAGTAAAGCCAACCATCGAACAGCAGGCCGTCGCCCGAGTCCACCGCATGGGCCAAACCGCCACCGTCCAAGTCCACCGACTCATCGGCGACGAAACCGCAGACGAACGCATGCTAGAAATCCTGGCAGGCAAAACTCACGTCTTCGACGTCTACGCCCGGCTATCTGAAACCGCAGAGATTCCAGATGCTGTGGATATCACTGAATCACAGCTGGCAGCACGGGTTATTGATGAGGAGCGTGCACGGTTAGGGCTTACTGAATCCACTGGCC CTAAAGATGA AGAAACGGCC TTAAGCTAG
SEQ ID NO:31:NCgl1575野生型コードタンパク質の配列
MAESNAMDRAQISALLDRAQHTINLAEQANNVLRLLKTPGTATVGDNGTLGTDTYLIPSRNITWPDNLYVNVFLDGMNAEATLTDYVASVASIPRLCQIINEGQGGMFRRLFNPTKVQAGDQAVFDLMVKLDEISSTTHEVSRMLEGVHAARTRQQQGVALFPGIHGVGERYIERAQQVLASALGIAGFGAEPWDGHTLAQARRVVQRYAQDPNSEYRLKSEAEKHLTSINELRVQILLEQLPVDALRMATDHRLRFGSLDSIHVATVADVLKTHTSILTTVQGIGAQTAGRMKAAAETLKQEALRRQNTSIGDEPTQPAMRLINVLARFDQTETITPEERARRTRVIDYVEHIPPSLDPYIVINPATPEFNNFTDDLRWIDANPNLFHPQTITTPPADIWDDYISRPAHYQGLLATLLGRDIEGADELLDATTLQKIRDLTLDKTHLTDLHLRGYQSFGARFAIIQKKTLLGDDMGLGKTVQALSAAAHLAATEKDFRTLVVVPASVIVNWTRECKRFLNLPVFIAHGDNKQDAINAWSNTNGIAICTYDGVRTMDIPAPGLVIADEAHLIKNPSTKRTQALRKLIDAAPYTLLMTGTPLENKVEEFVNLVRYIQPELITRGMSKMQAENFRERIAPAYLRRNQADVLDELPERTDSIDWIDLTPEDRS AYDDQVRQGSWMGMRRSAMLSPTPRLTSAKMQRILELFEE AEEHGRKALIFTYFLDVLDE LEKHLGERVIGRISGDVPATKRQLLVDALSHSKPGSALIAQITAGGVGLNIQSASLCIICEPQVKPTIEQQAVARVHRMGQTATVQVHRLIGDETADERMLEILAGKTHVFDVYARLSETAEIPDAVDIT ESQLAARVID EERARLGLTE STGPKDEETA LS
SEQ ID NO:32:NCgl1575 Y592Fコードタンパク質の配列
MAESNAMDRAQISALLDRAQHTINLAEQANNVLRLLKTPGTATVGDNGTLGTDTYLIPSRNITWPDNLYVNVFLDGMNAEATLTDYVASVASIPRLCQIINEGQGGMFRRLFNPTKVQAGDQAVFDLMVKLDEISSTTHEVSRMLEGVHAARTRQQQGVALFPGIHGVGERYIERAQQVLASALGIAGFGAEPWDGHTLAQARRVVQRYAQDPNSEYRLKSEAEKHLTSINELRVQILLEQLPVDALRMATDHRLRFGSLDSIHVATVADVLKTHTSILTTVQGIGAQTAGRMKAAAETLKQEALRRQNTSIGDEPTQPAMRLINVLARFDQTETITPEERARRTRVIDYVEHIPPSLDPYIVINPATPEFNNFTDDLRWIDANPNLFHPQTITTPPADIWDDYISRPAHYQGLLATLLGRDIEGADELLDATTLQKIRDLTLDKTHLTDLHLRGYQSFGARFAIIQKKTLLGDDMGLGKTVQALSAAAHLAATEKDFRTLVVVPASVIVNWTRECKRFLNLPVFIAHGDNKQDAINAWSNTNGIAICTYDGVRTMDIPAPGLVIADEAHLIKNPSTKRTQALRKLIDAAPFTLLMTGTPLENKVEEFVNLVRYIQPELITRGMSKMQAE NFRERIAPAY LRRNQADVLD ELPERTDSIDWIDLTPEDRS AYDDQVRQGSWMGMRRSAMLSPTPRLTSAKMQRILELFEE AEEHGRKALIFTYFLDVLDE LEKHLGERVIGRISGDVPATKRQLLVDALSHSKPGSALIAQITAGGVGLNIQSASLCIICEPQVKPTIEQQAVARVHRMGQTATVQVHRLIGDETADERMLEILAGKTHVFDVYARLSETAEIPDAVDIT ESQLAARVID EERARLGLTE STGPKDEETA LS
SEQ ID NO:57:野生型プロモーター配列
ttcagggtag ttgactaaag agttgctcgc gaagtagcac ctgtcacttt tgtctcaaatattaaatcga atatcaatat atggtctgtt tattggaacg cgtcccagtg gctgagacgcatccgctaaa gccccaggaa ccctgtgcag aaagaaaaca ctcctctggc taggtagacacagtttataa aggtagagtt gagcgggtaa ctgtcagcac gtagatcgaa aggtgcacaaag
SEQ ID NO:58:突然変異された後のプロモーター配列
ttcagggtag ttgactaaag agttgctcgc gaagtagcac ctgtcacttt tgtctcaaatattaaatcga atatcaatat atggtctgtt tattggaacg cgtcccagtg gctgagacgcatccgctaaa gccccaggaa ccctgtgcag aaagaaaaca ctcctctggc taggtagacacagtttataa aggtataatt gagcgggtaa ctgtcagcac gtagatcgaa aggtgcacaaag
用語の定義は、以下の通りである。
本発明において、「L-アミノ酸生産能を有する細菌」という用語は、細菌が培地で培養される時にL-アミノ酸を生産する細菌を収集できるように、培地及び/又は細菌の細胞内に目的のL-アミノ酸を生成し蓄積する能力を有する細菌を指す。L-アミノ酸生産能を有する細菌は、培地及び/又は細菌の細胞内部に、未修飾菌株よりも多くの量で、目的のL-アミノ酸を蓄積することができる細菌であってもよい。
本発明において、「L-アミノ酸生産能を有する細菌」という用語は、細菌が培地で培養される時にL-アミノ酸を生産する細菌を収集できるように、培地及び/又は細菌の細胞内に目的のL-アミノ酸を生成し蓄積する能力を有する細菌を指す。L-アミノ酸生産能を有する細菌は、培地及び/又は細菌の細胞内部に、未修飾菌株よりも多くの量で、目的のL-アミノ酸を蓄積することができる細菌であってもよい。
L-アミノ酸の例としては、L-リシン、L-オルニチン、L-アルギニン、L-ヒスチジン及びL-シトルリンなどの塩基性アミノ酸;L-イソロイシン、L-アラニン、L-バリン、L-ロイシン、グリシンなどの脂肪族アミノ酸;L-トレオニン及びL-セリンなどのヒドロキシ-モノアミノカルボン酸のアミノ酸;L-プロリンなどの環状アミノ酸;L-フェニルアラニン、L-チロシン、L-トリプトファンなどの芳香族アミノ酸;L-システイン、L-シスチン、L-メチオニンなどの含硫アミノ酸;L-グルタミン酸、L-アスパラギン酸などの酸性アミノ酸;並びに、L-グルタミン及びL-アスパラギンなどの側鎖にアミド基を有するアミノ酸が挙げられる。L-アミノ酸の具体的な例としては、L-グルタミン酸、L-リシン、L-トレオニン、L-アルギニン、L-ヒスチジン、L-イソロイシン、L-バリン、L-ロイシン、L-フェニルアラニン、L-チロシン、L-トリプトファン、L-システインが挙げられる。L-アミノ酸のより具体的な例としては、L-グルタミン酸、L-リシン、L-トレオニン、及びL-トリプトファンが挙げられる。L-アミノ酸のより具体的な例としては、L-グルタミン酸、L-リシンが挙げられる。
本発明において、特に断らない限り、「アミノ酸」という用語はL-アミノ酸を指す。本発明において、特に断らない限り、用語「L-アミノ酸」は、遊離形態のL-アミノ酸、その塩、又はそれらの混合物を指す。
「未修飾菌株」という用語は、所定の特徴を有するように修飾されていない対照菌株を指す。即ち、未修飾菌株の例としては、野生型菌株及び親本菌株が挙げられる。
「相同性」という用語は、2つの種類のポリヌクレオチド又は2つの種類のポリペプチドモジュールの間のパーセント同一性を意味する。1つの種類のモジュールと他の1つの種類のモジュールとの間の配列相同性は、当該技術分野で既知の方法を用いて決定することができる。例えば、このような配列相同性は、BLAST計算方法によって決定することができる。
「操作可能に連結される」という用語は、調節配列とポリヌクレオチド配列との間の機能的な連結を意味し、それにより、調節配列はポリヌクレオチド配列の転写及び/又は翻訳を制御する。調節配列は、ポリヌクレオチドの発現レベルを高めることができる強いプロモーターであってもよい。調節配列は、コリネバクテリウム属に属する微生物に由来するプロモーターであってもよいし、他の微生物に由来するプロモーターであってもよい。例えば、プロモーターは、trcプロモーター、gapプロモーター、tacプロモーター、T7プロモーター、lacプロモーター、trpプロモーター、araBADプロモーター、又はcj7プロモーターであってもよい。
「ベクター」という用語は、遺伝子の調節配列及び遺伝子の配列を含み、且つ適切な宿主細胞中で標的遺伝子を発現するように構築されるポリヌクレオチド構築物を指す。又は、ベクターは、相同組換えに有用な配列を含むポリヌクレオチド構築物も指すことができ、それにより、宿主細胞に導入されるベクターのために、宿主細胞のゲノムにおける内因性遺伝子の調節配列を変更したり、発現可能な標的遺伝子を宿主のゲノムの特定部位に挿入したりすることができる。この点で、本発明で使用されるベクターは、宿主細胞へのベクターの導入、又は宿主細胞の染色体へのベクターの挿入を決定するための、選択マーカーをさらに含むことができる。選択マーカーは、薬物耐性、栄養欠陥型、細胞毒剤に対する耐性、又は表面タンパク質の発現などの選択可能な表現型を付与するマーカーを含むことができる。このような選択剤で処理される環境において、選択マーカーを発現する細胞のみは、生きることができるか、異なる表現型形質を示すことができるかので、形質転換された細胞を選択することができる。
本明細書で使用されるように、用語「形質転換」は、ポリヌクレオチドを宿主細胞に導入することにより、ポリヌクレオチドをゲノム以外の要素とするか、又は宿主細胞のゲノムに挿入して複製することができることを意味する。本発明で使用されるベクターを形質転換する方法は、核酸を細胞に導入する方法を含むことができる。また、関連技術に開示されているように、宿主細胞に基づいて電気パルス法を実施することができる。
[有利な効果]
本発明によれば、NCgl0609遺伝子又はNCgl1575遺伝子を弱化する又はノックアウトすることにより、前記遺伝子がコードする産物がアミノ酸生産能へ影響を与えている。コード配列に点突然変異を導入するか、又は当該遺伝子のコピー数を増加するか、又は過剰発現することにより組換え菌株を獲得し、獲得した菌株は野生型菌株と比べて高濃度のアミノ酸の生産に有利である。一方、lysC遺伝子のプロモーター領域に点突然変異を導入し、組換え体菌株を獲得し、獲得した菌株は突然変異されていない菌株と比べてL-リシンの生産量も大幅に向上させ、さらに生産率を向上させ、生産コストが低減下げ、その応用は容易になった。
本発明によれば、NCgl0609遺伝子又はNCgl1575遺伝子を弱化する又はノックアウトすることにより、前記遺伝子がコードする産物がアミノ酸生産能へ影響を与えている。コード配列に点突然変異を導入するか、又は当該遺伝子のコピー数を増加するか、又は過剰発現することにより組換え菌株を獲得し、獲得した菌株は野生型菌株と比べて高濃度のアミノ酸の生産に有利である。一方、lysC遺伝子のプロモーター領域に点突然変異を導入し、組換え体菌株を獲得し、獲得した菌株は突然変異されていない菌株と比べてL-リシンの生産量も大幅に向上させ、さらに生産率を向上させ、生産コストが低減下げ、その応用は容易になった。
以下、具体的な実施例と結び付けて本発明の技術態様をさらに詳しく説明する。以下の実施形態は、本発明を例示的に説明し、理解するためのものに過ぎず、本発明の権利範囲の制限として解釈されるべきではない。本発明の上記内容に基づいて実現される技術のすべては、本発明の権利範囲内に含まれる。特に断らない限り、以下の実施例で使用される原料及び試薬は市販品であるか、又は既知の方法で製造することができる。操作は、すべて当該技術分野で知られているか、市販品のユーザーズマニュアルに従って行われる。
以下の実施例において前記菌株を培養するために用いられる基礎培地の組成は同じであり、これに対応する必要なスクロース、カナマイシン又はクロラムフェニコールなどを添加した。即ち、基礎培地の組成は以下の通りである。
実施例1 点突然変異されたNCgl0609遺伝子コード領域を含む形質転換用ベクターpk18-NCgl0609R334*を構築すること
NCBIより開示されているCorynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、NCgl0609遺伝子コード領域の配列を増幅する2対のプライマーを設計して合成し、対立遺伝子置換の方式で、菌株YP97158[寄託番号:CGMCC No.12856、寄託日:2016年8月16日、寄託単位:中国微生物菌種寄託管理委員会普通微生物センター、北京朝陽区北辰西路1号院3号、電話番号:010-64807355、中国特許出願CN106367432A(出願日2016年9月1日、公開日2017年2月1日)、当該菌株の染色体に野生型NCgl0609遺伝子が残存していることがシーケンシングにより確認された]の背景中のNCgl0609遺伝子コード領域(SEQIDNO:1、対応するコードタンパク質のアミノ酸配列はSEQIDNO:3である)に点突然変異を導入し、NCgl0609遺伝子のヌクレオチド配列の1000位のCをT(SEQ ID NO:2)に変更させ、対応するコードタンパク質のアミノ酸配列の334位のアルギニンをターミネーター(SEQ ID NO:4:NCgl0609R334*)に変更させた。プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P1: 5’ CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGGGACGGCAAC GTACATAAC3’ (SEQ ID NO:5)
P2: 5’ GTTGCCGGTGAGTCAAACAGTCATTTTGC 3’ (SEQ ID NO:6)
P3: 5’ GCAAAATGACTGTTTGACTCACCGGCAAC 3’ (SEQ ID NO:7)
P4: 5’ CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCCGCGGCTG GAA ATGTGGAG3’ (SEQ ID NO:8)
NCBIより開示されているCorynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、NCgl0609遺伝子コード領域の配列を増幅する2対のプライマーを設計して合成し、対立遺伝子置換の方式で、菌株YP97158[寄託番号:CGMCC No.12856、寄託日:2016年8月16日、寄託単位:中国微生物菌種寄託管理委員会普通微生物センター、北京朝陽区北辰西路1号院3号、電話番号:010-64807355、中国特許出願CN106367432A(出願日2016年9月1日、公開日2017年2月1日)、当該菌株の染色体に野生型NCgl0609遺伝子が残存していることがシーケンシングにより確認された]の背景中のNCgl0609遺伝子コード領域(SEQIDNO:1、対応するコードタンパク質のアミノ酸配列はSEQIDNO:3である)に点突然変異を導入し、NCgl0609遺伝子のヌクレオチド配列の1000位のCをT(SEQ ID NO:2)に変更させ、対応するコードタンパク質のアミノ酸配列の334位のアルギニンをターミネーター(SEQ ID NO:4:NCgl0609R334*)に変更させた。プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P1: 5’ CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGGGACGGCAAC GTACATAAC3’ (SEQ ID NO:5)
P2: 5’ GTTGCCGGTGAGTCAAACAGTCATTTTGC 3’ (SEQ ID NO:6)
P3: 5’ GCAAAATGACTGTTTGACTCACCGGCAAC 3’ (SEQ ID NO:7)
P4: 5’ CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCCGCGGCTG GAA ATGTGGAG3’ (SEQ ID NO:8)
構築方法:Corynebacterium glutamicum ATCC13032をテンプレートとし、それぞれプライマーP1とP2、P3とP4によりPCR増幅する。PCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。前記PCR増幅は、94℃での予備変性5分間、(94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長40秒間、30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行うことにより、NCgl0609遺伝子コード領域を含むサイズがそれぞれ698bpと648bpであるDNAフラグメント(NCgl0609 Up及びNCgl0609 Down)を二本得た。上記二本のDNAフラグメントをアガロースゲル電気泳動により分離精製した後、さらに上記二本のDNAフラグメントをテンプレートとし、P1とP4をプライマーとして、オーバーラップPCRにより長さが1317bpであるフラグメントに増幅させた。
PCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。前記PCR増幅は、94℃予備変性5分間、(94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長60秒間、30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。
このDNAフラグメントにより、YP97158NCgl0609遺伝子コード領域の1000位のシトシン(C)をチミン(T)に変更させ、最終的にコードタンパク質の334位のアミノ酸をアルギニン(R)からターミネーターに変更させた。このDNAフラグメントに対してアガロースゲル電気泳動により精製して得られたものと、二つ酵素で切断した後精製したpK 18mobsacBプラスミド(Addgene社から購入し、それぞれ二つ酵素XbalI/BamHIで切断した)とを、NEBuilder酵素(NEB社から購入する)により50℃で30分間接続した。接続して得られた生成物を形質転換した後に成長してなったモノクローナルに対して、pcr同定を行い、カナマイシン耐性マーカーを含む陽性ベクターpk 18-NCgl0609R334*を得た。正しく酵素切断されたベクターpk 18-NCgl0609R334*をシーケンシング会社へ送って同定し、正しい点突然変異(C-T)を含むベクターpk 18-NCgl0609R334*を保存しておいた。
実施例2 点突然変異されたNCgl0609R334*を含むエンジニアリング菌株を構築すること
構築方法:対立遺伝子置換プラスミドpk 18-NCgl0609R334*を電気ショックによりL-リシンを生産する菌株YP97158に形質転換した(その構築方法は、WO2014112669A1を参照することができる。当該菌株の染色体に野生型NCgl0609遺伝子コード領域が残存していることがシーケンシングにより確認された)。培養して産生した単コロニーをそれぞれプライマーP1と汎用プライマーM13Rにより同定し、陽性菌株である1375bpの大きさのストリップの菌株に増幅することができる。
陽性菌株を、スクロースを15%含む培地で培養し、培養して産生された単コロニーをそれぞれカナマイシン含有培地とカナマイシン非含有培地で培養した。カナマイシン非含有培地で増殖したがカナマイシン含有培地で増殖していなかった菌株に対して、さらに以下のプライマー(上海invitrogen社製)でPCR同定を行った。
P5: 5’ CTAGCCGGTTCCAGTCAG 3’ (SEQ ID NO:9)
P6: 5’ GGACGTCTGTTCACCATTG 3’ (SEQ ID NO:10)
構築方法:対立遺伝子置換プラスミドpk 18-NCgl0609R334*を電気ショックによりL-リシンを生産する菌株YP97158に形質転換した(その構築方法は、WO2014112669A1を参照することができる。当該菌株の染色体に野生型NCgl0609遺伝子コード領域が残存していることがシーケンシングにより確認された)。培養して産生した単コロニーをそれぞれプライマーP1と汎用プライマーM13Rにより同定し、陽性菌株である1375bpの大きさのストリップの菌株に増幅することができる。
陽性菌株を、スクロースを15%含む培地で培養し、培養して産生された単コロニーをそれぞれカナマイシン含有培地とカナマイシン非含有培地で培養した。カナマイシン非含有培地で増殖したがカナマイシン含有培地で増殖していなかった菌株に対して、さらに以下のプライマー(上海invitrogen社製)でPCR同定を行った。
P5: 5’ CTAGCCGGTTCCAGTCAG 3’ (SEQ ID NO:9)
P6: 5’ GGACGTCTGTTCACCATTG 3’ (SEQ ID NO:10)
上記PCR増幅による産物264bpを95℃で高温変性10分間、氷浴5分間を行った後、sscp電気泳動(プラスミドpk 18-NCgl0609R334*増幅フラグメントを陽性対照とし、YP 97158増幅フラグメントを陰性対照とし、水を空白対照とする)を行った。フラグメント構造が異なり、電気泳動の位置が異なったため、フラグメントの電気泳動位置が陰性対照フラグメントの位置と一致せず、陽性対照フラグメント位置と一致している菌株は、対立遺伝子置換が成功した菌株である。再度、プライマーP5/P6により、陽性菌株NCgl0609フラグメントをPCR増幅し、PMD 19-Tベクターに接続してシーケンシングを行った。シーケンス比較により、塩基配列が突然変異(C-T)が起こした菌株は、対立遺伝子置換が成功した陽性菌株であり、YPL-4-041と命名された。
実施例3 ゲノムにNCgl0609とNCgl0609R334*遺伝子を過剰発現させるエンジニアリング菌株を構築すること
NCBIより開示された野生型Corynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、上下流のホモロジーアームフラグメント、並びにNCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子コード領域及びプロモーター領域の配列を増幅する3対のプライマーを設計して合成し、相同組換えの方式で菌株YP97158にNCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子を導入する。
NCBIより開示された野生型Corynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、上下流のホモロジーアームフラグメント、並びにNCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子コード領域及びプロモーター領域の配列を増幅する3対のプライマーを設計して合成し、相同組換えの方式で菌株YP97158にNCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子を導入する。
プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P7: 5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAATGCGTTCTG GACTGAGG 3’ (SEQ ID NO:11)
P8: 5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAATGCGTTCTG GACTGAGG 3’ (SEQ ID NO:12)
P9: 5’ CATCTGTTCTCGGTGCACCAGCTGCGAGGATCATCTC 3’ (SEQ ID NO:13)
P10: 5’ GATTTAATTGCGCCATCTGATTCTGGCAACAACTCCTTCCTTGACC 3’ (SEQ ID NO:14)
P11: 5’ GGTCAAGGAAGGAGTTGTTGCCAGAATCAGATGGCGCAATTA AATC AAG 3’ (SEQ ID NO:15)
P12: 5’ CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCCGCTATGAC ACCTTCAACGGATC 3’ (SEQ ID NO:16)
P7: 5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAATGCGTTCTG GACTGAGG 3’ (SEQ ID NO:11)
P8: 5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAATGCGTTCTG GACTGAGG 3’ (SEQ ID NO:12)
P9: 5’ CATCTGTTCTCGGTGCACCAGCTGCGAGGATCATCTC 3’ (SEQ ID NO:13)
P10: 5’ GATTTAATTGCGCCATCTGATTCTGGCAACAACTCCTTCCTTGACC 3’ (SEQ ID NO:14)
P11: 5’ GGTCAAGGAAGGAGTTGTTGCCAGAATCAGATGGCGCAATTA AATC AAG 3’ (SEQ ID NO:15)
P12: 5’ CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCCGCTATGAC ACCTTCAACGGATC 3’ (SEQ ID NO:16)
構築方法:Corynebacterium glutamicum ATCC13032又はYPL-4-041をそれぞれテンプレートとし、P7/P8、P9/P10、P11/P12をそれぞれプライマーとしてPCR増幅し、上流のホモロジーアームフラグメント768bp、NCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子及びそのプロモーターフラグメント1626bp、及び下流のホモロジーアームフラグメント623bpを得た。PCR反応終了後、増幅した3つのフラグメントに対して、柱状DNAゲル回収キットによりそれぞれ電気泳動回収を行った。回収した3つのフラグメントと、二つ酵素で切断した後精製されたpK 18mobsacBプラスミド(Addgene社から購入し、それぞれ二つ酵素XbalI/BamHIで切断した)とを、NEBuilder酵素(NEB社から購入する)により50℃で30分間接続した。接続して得られた生成物を形質転換した後に成長してなったモノクローナルに対して、pcr同定を行い、統合された陽性プラスミドを得た。当該プラスミドにカナマイシン耐性マーカーを含み、カナマイシンスクリーニングによりプラスミドがゲノムに統合された組換え体(recombinant)を得ることができる。
PCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。前記PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長60秒間(30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。
シーケンシングが正しい統合されたプラスミドを、L-リシンを生産する菌株YP97158に電気的形質転換し、培養して生成された単コロニーをP13/P14プライマーによりPCR同定することにより、サイズ1317bpのフラグメントを含むものを陽性株、フラグメント増幅のないものをプロト菌として同定した。陽性菌株を、スクロースを15%含む培地で培養し、培養して生成された単コロニーをさらにP15/P16プライマーによりPCR同定し、増幅してなった大きさ1352bpの菌は、NCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子がYP97158ゲノムに統合された陽性菌株であり、YPL-4-042(突然変異点を含まない)とYPL-4-043(突然変異点を含む)と命名された。
P13: 5’ TCCAAGGAAGATACACGCC 3’ (SEQ ID NO:17)
P14: 5’ CGAAATGGAAGTTGTGCG 3’ (SEQ ID NO:18)
P15: 5’ CGATGATGCCGATTACCTC 3’ (SEQ ID NO:19)
P16: 5’ CGTTGGAATCTTGCGTTG 3’ (SEQ ID NO:20)
P13: 5’ TCCAAGGAAGATACACGCC 3’ (SEQ ID NO:17)
P14: 5’ CGAAATGGAAGTTGTGCG 3’ (SEQ ID NO:18)
P15: 5’ CGATGATGCCGATTACCTC 3’ (SEQ ID NO:19)
P16: 5’ CGTTGGAATCTTGCGTTG 3’ (SEQ ID NO:20)
実施例4 プラスミドにNCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子を過剰発現させるエンジニアリング菌株を構築すること
NCBIが開示している野生型Corynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、NCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子コード領域及びプロモーター領域の配列を増幅する1対のプライマーを設計して合成する。プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P17: 5’GCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAGGATCCCCCAGCTGCGAGG A TCATCTC 3’ (SEQ ID NO:21)
P18: 5’ATCAGGCTGAAAATCTTCTCTCATCCGCCAAAACCAACAACTCCTTCCTTGACC3’ (SEQ ID NO:22)
NCBIが開示している野生型Corynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、NCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子コード領域及びプロモーター領域の配列を増幅する1対のプライマーを設計して合成する。プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P17: 5’GCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAGGATCCCCCAGCTGCGAGG A TCATCTC 3’ (SEQ ID NO:21)
P18: 5’ATCAGGCTGAAAATCTTCTCTCATCCGCCAAAACCAACAACTCCTTCCTTGACC3’ (SEQ ID NO:22)
構築方法:Corynebacterium glutamicum ATCC13032及びYPL-4-041をそれぞれテンプレートとし、P17/P18をプライマーとしてPCRにより増幅することで、NCgl0609又はNCgl0609R334*遺伝子及びそのプロモーターフラグメント1582bpを得た。増幅した生成物に対して、電気泳動を行い、柱状DNAゲル回収キットにより精製した。回収したDNAラグメントと、酵素EcoR Iで切断して回収されたシャトルプラスミドpXMJ19とを、NEBuilder酵素(NEB社から購入する)により50℃で30分間接続した。接続して得られた生成物を形質転換した後に成長してなったモノクローナルに対して、プライマーM13によりpcr同定し、過剰発現された陽性プラスミドpXMJ19-NCgl0609和pXMJ19-NCgl0609R334*を得た。当該プラスミドをシーケンシングへ送った。プラスミドにクロラムフェニコール耐性マーカーを含んでいるため、プラスミドが菌株に形質転換されるかどうかをクロラムフェニコールによりスクリーニングすることができる。
PCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。前記PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長60秒間(30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。
シーケンシングが正しいpXMJ19-NCgl0609及びpXMJ19-NCgl0609R334*プラスミドを、それぞれL-リシンを生産する菌株YP97158において電気的形質転換し、培養して産生された単コロニーをM13F/P18プライマーによりPCR同定し、PCRにより増幅してなった大きさ1585bpのフラグメントを含むものは、陽性菌株であり、YPL-4-044(突然変異点を含まない)とYPL-4-045(突然変異点を含む)と命名された。
実施例5 ゲノムにNCgl0609遺伝子が欠損しているエンジニアリング菌株を構築すること
NCBIが開示しているCorynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、NCgl0609遺伝子コード領域の両端のフラグメントを増幅する2対のプライマーを設計して合成し、上下流のホモロジーアームフラグメントとした。プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P19: 5’ CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAATGAA TGG GATGGGTCG 3’ (SEQ ID NO:23)
P20: 5’ CATCATCGGTTACTCTGGCCGAAATGGAAGTTGTGCG 3’ (SEQ ID NO:24)
P21: 5’ CGCACAACTTCCATTTCGGCCAGAGTAACCGATGATG 3’ (SEQ ID NO:25)
P22:5’CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCCCAACAACTCCT TCCTTGACC3’ (SEQ ID NO:26)
NCBIが開示しているCorynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、NCgl0609遺伝子コード領域の両端のフラグメントを増幅する2対のプライマーを設計して合成し、上下流のホモロジーアームフラグメントとした。プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P19: 5’ CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAATGAA TGG GATGGGTCG 3’ (SEQ ID NO:23)
P20: 5’ CATCATCGGTTACTCTGGCCGAAATGGAAGTTGTGCG 3’ (SEQ ID NO:24)
P21: 5’ CGCACAACTTCCATTTCGGCCAGAGTAACCGATGATG 3’ (SEQ ID NO:25)
P22:5’CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCCCAACAACTCCT TCCTTGACC3’ (SEQ ID NO:26)
構築方法:Corynebacterium glutamicum ATCC13032をテンプレートとし、P19/P20、及びP21/P22をそれぞれプライマーとしてPCRにより増幅することで、上流のホモロジーアームフラグメント661bp、及び下流のホモロジーアームフラグメント692bpを得た。さらに、プライマーP19/P22でOverlap PCRにより増幅を行ったことで、全体のホモロジーアームフラグメント1334bpを得た。増幅した産物に対して、電気泳動を行い、柱状DNAゲル回収キットにより精製した。回収したDNAフラグメントと、二つ酵素で切断した後精製したpK 18mobsacBプラスミド(Addgene社から購入し、それぞれ二つ酵素XbalI/BamHIで切断した)とを、NEBuilder酵素(NEB社から購入する)により50℃で30分間接続した。接続して得られた生成物を形質転換した後に成長してなったモノクローナルに対して、M13プライマーによりpcr同定を行って、ノックアウトされた陽性ベクターpK18-ΔNCgl0609を得た。当該プラスミドをシーケンシングへ送った。当該プラスミドに、スクリーニングマーカーとしてカナマイシン耐性マーカーが含まれている。
PCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。前記PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長90秒間(30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。
シーケンシングが正しいノックアウトされたpK18-ΔNCgl0609プラスミドを、L-リシンを生産する菌株YP97158において電気的形質転換し、培養して産生された単コロニーに対して下記のプライマー(上海invitrogen社により合成される)によりPCR同定を行った。
P23: 5’ AATGAATGG GATGGGTCG 3’ (SEQ ID NO:27)
P24: 5’ CAACAACT CCT TCCTTGACC 3’ (SEQ ID NO:28)
P23: 5’ AATGAATGG GATGGGTCG 3’ (SEQ ID NO:27)
P24: 5’ CAACAACT CCT TCCTTGACC 3’ (SEQ ID NO:28)
上記PCRにより同時にサイズが1334bp及び1788bpであるのストリップが増幅された菌株は陽性菌株であり、1788bpのストリップのみ増幅された菌株はプロト菌である。陽性菌株を、スクロースを15%含む培地でスクリーニングした後、それぞれカナマイシン含有培地とカナマイシン非含有培地で培養した。カナマイシン非含有培地で増殖したがカナマイシン含有培地で増殖していなかった菌株に対して、さらにP23/P24プライマーを用いてPCR同定を行った。サイズが1334bpであるストリップが増幅された菌株は、NCgl0609遺伝子コード領域がノックアウトされた陽性菌株である。再び、プライマーP23/P24で陽性菌株NCgl0609フラグメントをPCRにより増幅し、PMD 19-Tベクターに接続してシーケンシングを行った。シーケンシングが正しい菌株は、YPL-4-046と命名された。
実施例6 L-リシンの発酵試験
実施例2-5で構築した菌株と原始菌株YP97158をBLBIO-5GC-4-H型式の発酵タンク(Shanghai bailun Bio-Technology Co.,Ltd.から購入する)の中で、表1に示す培地と表2に示す制御プロセスで発酵試験を行った。各菌株を3回繰り返し、その結果を表5に示す。
実施例2-5で構築した菌株と原始菌株YP97158をBLBIO-5GC-4-H型式の発酵タンク(Shanghai bailun Bio-Technology Co.,Ltd.から購入する)の中で、表1に示す培地と表2に示す制御プロセスで発酵試験を行った。各菌株を3回繰り返し、その結果を表5に示す。
結果を表5に示すように、Corynebacterium glutamicumの中で、NCgl0609遺伝子コード領域に対して点突然変異NCgl0609R334*及び過剰発現を行うことにより、L-リシンの産量及び成長速度の向上に役立っているが、遺伝子を弱化或いはノックアウトすることは、L-リシンの蓄積に不利であり、同時に菌株の成長速度を低下させた。
実施例7 グルタミン酸を生産する菌株にNCgl0609遺伝子の過剰発現を導入するか、又はNCgl0609遺伝子コード領域に対して点突然変異NCgl0609R334*及び過剰発現を行い、発酵試験を行うこと
実施例1-5の方法に従って、同じプライマーと試験条件を用いて、Corynebacterium glutamicum ATCC 13869を出発菌とし、ATCC 13869の菌を発現菌として、点突然変異されたNCgl0609R334*を含むグルタミン酸生産エンジニアリング菌株YPG-013、ゲノム上でNCgl0609とNCgl0609R334*遺伝子を過剰発現されたグルタミン酸生産エンジニアリング菌株YPG-014とYPG-015、プラスミド上でNCgl0609とNCgl0609R334*遺伝子を過剰発現されたグルタミン酸生産エンジニアリング菌株YPG-016とYPG-017、及びゲノム上でNCgl0609遺伝子を欠損されたグルタミン酸生産エンジニアリング菌株YPG-018を得た。
実施例1-5の方法に従って、同じプライマーと試験条件を用いて、Corynebacterium glutamicum ATCC 13869を出発菌とし、ATCC 13869の菌を発現菌として、点突然変異されたNCgl0609R334*を含むグルタミン酸生産エンジニアリング菌株YPG-013、ゲノム上でNCgl0609とNCgl0609R334*遺伝子を過剰発現されたグルタミン酸生産エンジニアリング菌株YPG-014とYPG-015、プラスミド上でNCgl0609とNCgl0609R334*遺伝子を過剰発現されたグルタミン酸生産エンジニアリング菌株YPG-016とYPG-017、及びゲノム上でNCgl0609遺伝子を欠損されたグルタミン酸生産エンジニアリング菌株YPG-018を得た。
実施例で構築した菌株と原始菌株は、ATCC13869の菌を発現菌とし、BLBIO-5GC-4-H型式の発酵タンク(Shanghai bailun Bio-Technology Co.,Ltd.から購入する)の中で、表3に示す培地と表4に示す制御プロセスで発酵試験を行った。各菌株を3回繰り返し、その結果を表6に示す。
結果を表6に示すように、Corynebacterium glutamicumの中で、NCgl0609遺伝子コード領域に対して点突然変異NCgl0609R334*及び過剰発現を行うことにより、L-グルタミン酸の産量及び成長速度の向上に役立っているが、遺伝子を弱化或いはノックアウトすることは、L-グルタミン酸の蓄積に不利で、同時に菌株の成長速度を低下させた。
実施例8 点突然変異されたNCgl1575遺伝子コード領域を含む形質転換ベクターpK18-NCgl1575A1775Tを構築すること
NCBIより開示された野生型Corynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、NCgl1575遺伝子コード領域の配列を増幅する2対のプライマーを設計して合成し、対立遺伝子置換の方式で菌株YP97158(当該菌株の染色体に野生型NCgl1575遺伝子が残存していることがシーケンシングにより確認された)の背景中のNCgl1575遺伝子コード領域(SEQ ID NO:29)に点突然変異を導入し、対応するコードタンパク質のアミノ酸配列は、SEQ ID NO:31であり、NCgl1575遺伝子のヌクレオチド配列の1775位のAをT(SEQ ID NO:30:NCgl1575A1775T)に変更させ、対応するコードタンパク質のアミノ酸配列の592位のチロシンをフェニルアラニン(SEQ ID NO:32:NCgl1575 Y592F)に変更させた。
NCBIより開示された野生型Corynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、NCgl1575遺伝子コード領域の配列を増幅する2対のプライマーを設計して合成し、対立遺伝子置換の方式で菌株YP97158(当該菌株の染色体に野生型NCgl1575遺伝子が残存していることがシーケンシングにより確認された)の背景中のNCgl1575遺伝子コード領域(SEQ ID NO:29)に点突然変異を導入し、対応するコードタンパク質のアミノ酸配列は、SEQ ID NO:31であり、NCgl1575遺伝子のヌクレオチド配列の1775位のAをT(SEQ ID NO:30:NCgl1575A1775T)に変更させ、対応するコードタンパク質のアミノ酸配列の592位のチロシンをフェニルアラニン(SEQ ID NO:32:NCgl1575 Y592F)に変更させた。
プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P1’:5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAG TGCGTTCGTCTGCGGTTTCG 3’ (SEQ ID NO:33)
P2’: 5’ ATCGACGCCGCCCCATTCACCCTTCTGATG 3’ (SEQ ID NO:34)
P3’: 5’ CATCAGAAGGGTGAATGGGGCGGCGTCGAT 3’ (SEQ ID NO:35)
P4’:5’CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCC AAGCCTCGACCCCTACATC 3’ (SEQ ID NO:36)
P1’:5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAG TGCGTTCGTCTGCGGTTTCG 3’ (SEQ ID NO:33)
P2’: 5’ ATCGACGCCGCCCCATTCACCCTTCTGATG 3’ (SEQ ID NO:34)
P3’: 5’ CATCAGAAGGGTGAATGGGGCGGCGTCGAT 3’ (SEQ ID NO:35)
P4’:5’CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCC AAGCCTCGACCCCTACATC 3’ (SEQ ID NO:36)
構築方法:Corynebacterium glutamicum ATCC13032をテンプレートとし、P1’とP2’、P3’とP4’をそれぞれプライマーとしてPCRにより増幅する。
PCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。前記PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長40秒間(30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。これにより、サイズがそれぞれ766bpと759bpであり、NCgl1575遺伝子コード領域を含むDNAフラグメント(NCgl1575 Up及びNCgl1575 Down)を2本得た。
上記2本のDNAフラグメントをアガロースゲル電気泳動により分離精製した後、さらに上記2本のDNAフラグメントをテンプレートとし、P1’とP4’をプライマーとして、オーバーラップPCRで増幅し、長さが1495bpあるフラグメントを生育させた。
PCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。前記PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長90秒間(30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。
このDNAフラグメント(NCgl1575A1775T)により、YP97158NCgl1575遺伝子コード領域の1775位のアデニン(A)をチミン(T)に変更させ、最終的にコードタンパク質の592位のアミノ酸をチロシン(Y)からフェニルアラニン(F)に変更させた。
アガロースゲル電気泳動により分離精製した後のNCgl1575A1775Tと、酵素Xba Iで切断して回収されたpK 18mobsacBプラスミド(Addgene社から購入する)とを、NEBuilder組み換え系より組み立て、ベクターpK18-NCgl1575A1775Tを得た。当該プラスミド上でカナマイシン耐性マーカーを含んでいる。ベクターpK18-NCgl1575A1775Tをシーケンシング会社へ送って同定し、正しい点突然変異(A-T)を含むベクターpK18-NCgl1575A1775Tを保存しておく。
実施例9 点突然変異されたNCgl1575A1775Tを含むエンジニアリング菌株を構築すること
構築方法:対立遺伝子置換プラスミドpK18-NCgl1575A1775Tを電気ショックによりL-リシンを生産する菌株YP97158に形質転換した。培養して産生した単コロニーをそれぞれプライマーP1’と汎用プライマーM13Rにより同定し、1502bpの大きさのストリップが増幅される菌株は、陽性菌株である。陽性菌株を、スクロースを15%含む培地で培養し、培養して産生された単コロニーをそれぞれカナマイシン含有培地とカナマイシン非含有培地で培養した。カナマイシン非含有培地で増殖したがカナマイシン含有培地で増殖していなかった菌株は、さらに以下のプライマー(上海invitrogen社製)を用いてPCR同定を行った。
P5’: 5’ CACATC AGCTTGATTT CTGC 3’ (SEQ ID NO:37)
P6’: 5’ GGTCATTGCC GATGAAGCCC 3’ (SEQ ID NO:38)
構築方法:対立遺伝子置換プラスミドpK18-NCgl1575A1775Tを電気ショックによりL-リシンを生産する菌株YP97158に形質転換した。培養して産生した単コロニーをそれぞれプライマーP1’と汎用プライマーM13Rにより同定し、1502bpの大きさのストリップが増幅される菌株は、陽性菌株である。陽性菌株を、スクロースを15%含む培地で培養し、培養して産生された単コロニーをそれぞれカナマイシン含有培地とカナマイシン非含有培地で培養した。カナマイシン非含有培地で増殖したがカナマイシン含有培地で増殖していなかった菌株は、さらに以下のプライマー(上海invitrogen社製)を用いてPCR同定を行った。
P5’: 5’ CACATC AGCTTGATTT CTGC 3’ (SEQ ID NO:37)
P6’: 5’ GGTCATTGCC GATGAAGCCC 3’ (SEQ ID NO:38)
上記PCR増幅による産物256bpに対して、高温変性、氷浴を行った後、sscp電気泳動(プラスミドpK18-NCgl1575A1775T増幅フラグメントを陽性対照とし、YP97158増幅フラグメントを陰性対照とし、水を空白対照とする)を行った。フラグメント構造が異なり、電気泳動の位置が異なったため、フラグメントの電気泳動の位置が陰性対照フラグメントの位置と一致せず、陽性対照フラグメント位置と一致している菌株は、対立遺伝子置換が成功した菌株である。再度、P5’及びP6’をプライマーとし、PCRにより対立遺伝子置換が成功した菌株の目的フラグメントを増幅し、PMD 19-Tベクターに接続してシーケンシングを行った。シーケンス比較により、塩基配列が突然変異を起こした菌株は、対立遺伝子置換が成功した菌株であり、YPL-4-023と命名された。
実施例10 ゲノムにNCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子を過剰発現させるエンジニアリング菌株を構築すること
NCBIが開示している野生型Corynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、上下流のホモロジーアームフラグメント、並びにNCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子コード領域及びプロモーター領域の配列を増幅する3対のプライマーを設計して合成し、相同組換えの方式で菌株YP97158にNCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子を導入する。
NCBIが開示している野生型Corynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、上下流のホモロジーアームフラグメント、並びにNCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子コード領域及びプロモーター領域の配列を増幅する3対のプライマーを設計して合成し、相同組換えの方式で菌株YP97158にNCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子を導入する。
プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P7’:5’ CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAATG
CGTTCTGGACTGAGG 3’ (SEQ ID NO:39)
P8’:5’ GAAACGGCCTTAAGCTAGGTGCACCGAG AACAGATG 3’ (SEQ ID NO:40)
P9’:5’ CATCTGTTCTCGGTGCAC CTAGCTTAAG GCCGTTTC 3’ (SEQ ID NO:41)
P10’:5’ CTTGATTTAATTGCGCCATCAAGCTTTTCC CGCCCGGTT 3’ (SEQ ID NO:42)
P11’:5’ AACCGGGCGG GAAAAGCTTGATGGCGCAATTAAATCAAG 3’ (SEQ ID NO:43)
P12’:5’CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCC GCTAT
GACACCTTCAACGGATC 3’ (SEQ ID NO:44)
P7’:5’ CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAATG
CGTTCTGGACTGAGG 3’ (SEQ ID NO:39)
P8’:5’ GAAACGGCCTTAAGCTAGGTGCACCGAG AACAGATG 3’ (SEQ ID NO:40)
P9’:5’ CATCTGTTCTCGGTGCAC CTAGCTTAAG GCCGTTTC 3’ (SEQ ID NO:41)
P10’:5’ CTTGATTTAATTGCGCCATCAAGCTTTTCC CGCCCGGTT 3’ (SEQ ID NO:42)
P11’:5’ AACCGGGCGG GAAAAGCTTGATGGCGCAATTAAATCAAG 3’ (SEQ ID NO:43)
P12’:5’CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCC GCTAT
GACACCTTCAACGGATC 3’ (SEQ ID NO:44)
構築方法:Corynebacterium glutamicum ATCC13032又はYPL-4-023をそれぞれテンプレートとし、P7’/P8’,P9’/P10’,P11’/P12’をそれぞれプライマーとしてPCRにより増幅することで、上流のホモロジーアームフラグメント802bp、NCgl1575遺伝子及びそのプロモーターフラグメント2737bp、又はNCgl1575A1775T遺伝子及びそのプロモーターフラグメント2737bp、及び下流のホモロジーアームフラグメント647bpを得た。さらに、P7’/P12’をプライマーとし、上記の増幅された三つのフラグメント(上流のホモロジーアームフラグメント、NCgl1575遺伝子及びそのプロモーターフラグメント、下流のホモロジーアームフラグメント、又は、上流のホモロジーアームフラグメント、NCgl1575A1775T遺伝子及びそのプロモーターフラグメント、下流のホモロジーアームフラグメント)の混合物をテンプレートとして増幅することで、統合されたホモロジーアームフラグメント4111bpを得た。
PCR反応終了後、増幅した産物に対して、電気泳動回収を行った。柱状DNAゲル回収キット(TIANGEN)により、要求される4111bpのDNAフラグメントを回収した。NEBuilder組み換え系を用いて酵素XbalIで切断して回収されたシャトルプラスミドpK 18mobsacBと接続したことで、統合されたプラスミドpK 18mobsacB-NCgl1575又はPK18mobsacB-NCgl1575A1775Tを得た。当該プラスミドにカナマイシン耐性マーカーを含み、カナマイシンスクリーニングによりプラスミドがゲノムに統合された組換え体を得ることができる。
PCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。前記PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長180秒間(30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。
二つの統合されたプラスミドを、それぞれ、L-リシンを生産する菌株YP97158に電気的形質転換し、培養して産生された単コロニーをP13’/P14’プライマーによりPCR同定し、PCRにより増幅してなった大きさ1778bpのフラグメントを含むものが陽性菌株であり、フラグメントまで増幅していないものがプロト菌である。陽性菌株を、スクロースを15%含む培地でスクリーニングした後、それぞれカナマイシン含有培地とカナマイシン非含有培地で培養した。カナマイシン非含有培地で増殖したがカナマイシン含有培地で増殖していなかった菌株に対して、さらにプライマーP15’/P16’を用いてPCR同定を行った。1756bpが増幅された菌は、NCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子がYP97158ゲノムに統合された菌株であり、YPL-4-024(突然変異点を含まない)とYPL-4-025(突然変異点を含む)と命名された。
P13’: 5’ TCCAAGGAAGATACACGCC 3’ (SEQ ID NO:45)
P14’: 5’ CTTCTGATGA CCGGCACACC 3’ (SEQ ID NO:46)
P15’: 5’ TAGTCGATGA CGCGGGTGCG 3’ (SEQ ID NO:47)
P16’: 5’ CGTTGGAATCTTGCGTTG 3’ (SEQ ID NO:48)
P14’: 5’ CTTCTGATGA CCGGCACACC 3’ (SEQ ID NO:46)
P15’: 5’ TAGTCGATGA CGCGGGTGCG 3’ (SEQ ID NO:47)
P16’: 5’ CGTTGGAATCTTGCGTTG 3’ (SEQ ID NO:48)
実施例11 プラスミドにNCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子を過剰発現させるエンジニアリング菌株を構築すること
NCBIより開示された野生型Corynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、NCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子コード領域及びプロモーター領域の配列を増幅する1対のプライマーを設計して合成した。プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P17’:5’GCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAGGATCCCC CTAGCT
TAAG GCCGTTTC 3’ (SEQ ID NO:49)
P18’:5’ATCAGGCTGAAAATCTTCTCTCATCCGCCAAAAC AAGCTTT
TCC CGCCCGGTT 3’ (SEQ ID NO:50)
NCBIより開示された野生型Corynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、NCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子コード領域及びプロモーター領域の配列を増幅する1対のプライマーを設計して合成した。プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P17’:5’GCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGAGGATCCCC CTAGCT
TAAG GCCGTTTC 3’ (SEQ ID NO:49)
P18’:5’ATCAGGCTGAAAATCTTCTCTCATCCGCCAAAAC AAGCTTT
TCC CGCCCGGTT 3’ (SEQ ID NO:50)
構築方法:ATCC13032及びYPL-4-023をそれぞれテンプレートとし、P17’/P18’をプライマーとしてPCRにより増幅することで、NCgl1575又はNCgl1575A1775T遺伝子及びそのプロモーターフラグメント2749bpを得た。増幅した産物に対して電気泳動回収を行い、柱状DNAゲル回収キットにより、要求される2749bpのDNAフラグメントを回収した。NEBuilder組み換え系を用いて酵素EcoR Iで切断して回収されたシャトルプラスミドpXMJ19と接続したことで、過剰発現されたプラスミドpXMJ19-NCgl1575とpXMJ19-NCgl1575A1775Tを得た。当該プラスミドにクロラムフェニコール耐性マーカーを含んでいるため、プラスミドが菌株において形質転換されるかどうかをクロラムフェニコールによりスクリーニングすることができる。
PCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。前記PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長120秒間(30サイクル)、72℃過剰伸長10分間により行われる。
プラスミドpXMJ19-NCgl1575とpXMJ19-NCgl1575A1775Tを、それぞれL-リシンを生産する菌株YP97158において電気的形質転換し、培養して産生された単コロニーをM13(-48)とP18’プライマーによりPCR同定し、PCRにより増幅してなった大きさ2752bpのフラグメントを含むものは、形質転換された菌株であり、YPL-4-026(突然変異点を含まない)とYPL-4-027(突然変異点を含む)と命名された。
実施例12 ゲノムにNCgl1575遺伝子が欠損しているエンジニアリング菌株を構築すること
NCBIより開示されたCorynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、NCgl1575遺伝子コード領域の両端のフラグメントを増幅する2対のプライマーを合成し、上下流のホモロジーアームフラグメントとした。プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P19’:5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGACCG
GCGCAG ATGCCAACGC 3’ (SEQ ID NO:51)
P20’:CCCAGAACTGAAGGTCTAATTGCCTAAGG CCGGAATT 3’ (SEQ ID NO:52)
P21’:AATTCCGGCCTTAGGCAATTAGACCTTC AGTTCTGGG 3’ (SEQ ID NO:53)
P22’:5’ CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCC GCT
TGATGAA GGCTCCAG 3’ (SEQ ID NO:54)
NCBIより開示されたCorynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、NCgl1575遺伝子コード領域の両端のフラグメントを増幅する2対のプライマーを合成し、上下流のホモロジーアームフラグメントとした。プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P19’:5’CAGTGCCAAGCTTGCATGCCTGCAGGTCGACTCTAGACCG
GCGCAG ATGCCAACGC 3’ (SEQ ID NO:51)
P20’:CCCAGAACTGAAGGTCTAATTGCCTAAGG CCGGAATT 3’ (SEQ ID NO:52)
P21’:AATTCCGGCCTTAGGCAATTAGACCTTC AGTTCTGGG 3’ (SEQ ID NO:53)
P22’:5’ CAGCTATGACCATGATTACGAATTCGAGCTCGGTACCC GCT
TGATGAA GGCTCCAG 3’ (SEQ ID NO:54)
Corynebacterium glutamicum ATCC13032をテンプレートとし、P19’/P20’及びP21’/P22’をそれぞれプライマーとしてPCRにより増幅することで、上流のホモロジーアームフラグメント775bp、及び下流のホモロジーアームフラグメント807bpを得た。さらに、プライマーP19’/P22’を用いてOverlap PCRにより増幅を行ったことで、全体のホモロジーアームフラグメント1545bpを得た。PCR反応終了後、増幅した産物に対して電気泳動回収を行い、柱状DNAゲル回収キットにより、要求される1545bpのDNAフラグメントを回収した。さらに、NEBuilder組み換え系を用いて酵素Xba Iで切断して回収されたシャトルプラスミドpk18mobsacBと接続したことで、ノックアウトされたプラスミドを得た。当該プラスミドにカナマイシン耐性マーカーが含まれている。
ノックアウトされたプラスミドをL-リシンを生産する菌株YP97158において電気的形質転換し、培養して産生された単コロニーを下記プライマー(上海invitrogen社により合成される)によりPCR同定した。
P23’: 5’ ACCGGCGCAG ATGCCAACGC 3’ (SEQ ID NO:55)
P24’: 5’ GCTTGATGAA GGCTCCAG 3’ (SEQ ID NO:56)
P23’: 5’ ACCGGCGCAG ATGCCAACGC 3’ (SEQ ID NO:55)
P24’: 5’ GCTTGATGAA GGCTCCAG 3’ (SEQ ID NO:56)
上記のPCRによりサイズが1471bp及び4150bpであるストリップが増幅された菌株は、陽性菌株であり、4150bpのストリップのみ増幅された菌株はプロト菌である。陽性菌株を、スクロースを15%含む培地でスクリーニングした後、それぞれカナマイシン含有培地とカナマイシン非含有培地で培養した。カナマイシン非含有培地で増殖したがカナマイシン含有培地で増殖していなかった菌株は、さらにP23’/P24’プライマーを用いてPCR同定を行った。サイズが1471bpであるストリップが増幅された菌株は、NCgl1575遺伝子コード領域がノックアウトされた遺伝子工学菌株であり、YPL-4-028と命名された。
実施例13 L-リシンの発酵試験
実施例9-12で構築した菌株と原始菌株YP97158をBLBIO-5GC-4-H型式の発酵タンク(Shanghai bailun Bio-Technology Co.,Ltd.から購入する)の中で、表1に示す培地と表2に示す制御プロセスで発酵試験を行った。各菌株を3回繰り返し、その結果を表7に示す。
実施例9-12で構築した菌株と原始菌株YP97158をBLBIO-5GC-4-H型式の発酵タンク(Shanghai bailun Bio-Technology Co.,Ltd.から購入する)の中で、表1に示す培地と表2に示す制御プロセスで発酵試験を行った。各菌株を3回繰り返し、その結果を表7に示す。
結果を表7に示すように、Corynebacterium glutamicumの中で、NCgl1575遺伝子に対して過剰発現を行うか、又は、NCgl1575遺伝子コード領域に対して点突然変異NCgl1575A1775T及び過剰発現を行うことにより、L-リシンの産量の向上に役立っているが、遺伝子を弱化或いはノックアウトすることは、L-リシンの蓄積に不利である。
実施例14 点突然変異されたlysC遺伝子プロモーター領域を含む形質転換用ベクターpK18-PlysC(G(-45)A,G(-47)T)
NCBIより開示されたCorynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、lysC遺伝子プロモーター領域の配列を増幅する2対のプライマーを設計して合成し、対立遺伝子置換の方式で菌株YP97158の背景中のlysC遺伝子プロモーター領域(SEQ ID NO:57)に点突然変異を導入し、lysC遺伝子プロモーター領域のヌクレオチド配列の-45bp位GをAに変更させ、-47bp位GをTに変更された(SEQ ID NO:58)。
NCBIより開示されたCorynebacterium glutamicum ATCC13032ゲノム配列に従って、lysC遺伝子プロモーター領域の配列を増幅する2対のプライマーを設計して合成し、対立遺伝子置換の方式で菌株YP97158の背景中のlysC遺伝子プロモーター領域(SEQ ID NO:57)に点突然変異を導入し、lysC遺伝子プロモーター領域のヌクレオチド配列の-45bp位GをAに変更させ、-47bp位GをTに変更された(SEQ ID NO:58)。
プライマーの設計は、以下の通りである(上海invitrogen社により合成される)。
P1’’: 5’ CCGGAATTCG ACCAAGGATG AGGGCTTTG 3’(EcoR I) (SEQ ID NO:59)
P2’’: 5’ AGTTACCCGC TCAATTATAC CTTTATAAAC 3’ (SEQ ID NO:60)
P3’’: 5’ GTTTATAAAG GTATAATTGAGCGGGTAACT 3’ (SEQ ID NO:61)
P4’’: 5’ ACATGCATGCGCGTACGCGAAGTGGCACAT 3’(Sph I) (SEQ ID NO:62)。
P1’’: 5’ CCGGAATTCG ACCAAGGATG AGGGCTTTG 3’(EcoR I) (SEQ ID NO:59)
P2’’: 5’ AGTTACCCGC TCAATTATAC CTTTATAAAC 3’ (SEQ ID NO:60)
P3’’: 5’ GTTTATAAAG GTATAATTGAGCGGGTAACT 3’ (SEQ ID NO:61)
P4’’: 5’ ACATGCATGCGCGTACGCGAAGTGGCACAT 3’(Sph I) (SEQ ID NO:62)。
構築方法:Corynebacterium glutamicum ATCC13032をテンプレートとし、P1’’とP2’’、P3’’とP4’’をそれぞれプライマーとしてPCRにより増幅した。PCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。前記PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長40秒間、30サイクル、72℃過剰伸長10分間により行われる。これにより、点突然変異を含む、長さがそれぞれ729bp、760bpであるDNAフラグメント(lysCプロモーター Upフラグメント及びlysCプロモーター Downフラグメント)を2本得た。上記2本のDNAフラグメントをアガロースゲル電気泳動により分離精製した後、さらに精製した後の2本のDNAフラグメントをテンプレートとし、P1’’とP4’’をプライマーとして、オーバーラップPCRにより長さが1459bpあるフラグメント(Up-Downフラグメント)に増幅させた。PCRシステム:10×Ex Taq Buffer 5μL、dNTP Mixture(各2.5mM)4μL、Mg2+(25mM)4μL、プライマー(10pM)各2μL、Ex Taq(5U/μL)0.25μL、総体積50μLである。前記PCR増幅は、94℃予備変性5分間、94℃変性30秒間、52℃アニーリング30秒間、72℃伸長90秒間、30サイクル、72℃過剰伸長10分間により行われる。上記述Up-Downフラグメントをアガロースゲル電気泳動により分離精製した。当該フラグメントは、lysC遺伝子プロモーター領域及びその上下流の配列を含み、当該フラグメントの両端にそれぞれEcoR I制限酵素切断部位及びSph I制限酵素切断部位を有している。このDNAフラグメントにより、YP97158 lysC遺伝子プロモーター領域における-45bp位のヌクレオチドであるグアニン(G)をアデニン(A)に変更させ、-47bp位のヌクレオチドであるグアニン(G)をチミン(T)に変更された。フラグメントを二つ酵素(EcoR I/Sph I)で切断して回収した後、同じように二つ酵素(EcoR I/Sph I)で切断した後のシャトルプラスミドpK18mobsacB(Addgene社から購入する)と連結することで、対立遺伝子置換によるプラスミドpK18-PlysC(G(-45)A,G(-47)T)を得て、当該プラスミドにカナマイシン耐性マーカーが含まれている。ベクターpK18-PlysC(G(-45)A,G(-47)T)をシーケンシング会社へ送って同定し、正しい点突然変異を含むベクターpK18-PlysC(G(-45)A,G(-47)T)を保存しておく。
実施例15 点突然変異されたPlysC(G(-45)A,G(-47)T)を含むエンジニアリング菌株を構築すること
対立遺伝子置換によるプラスミドpK18-PlysC(G(-45)A,G(-47)T)を電気ショックによりL-リシンを生産する菌株YP97158へ形質転換した。培養して産生した単コロニーをそれぞれプライマーP1’’と汎用プライマーM13Fにより同定し、1500bpの大きさのストリップが増幅された菌株は、陽性菌株である。陽性菌株を、スクロースを15%含む培地で培養し、培養して産生された単コロニーをそれぞれカナマイシン含有培地とカナマイシン非含有培地で培養した。カナマイシン非含有培地で増殖したがカナマイシン含有培地で増殖していなかった菌株は、さらに以下のプライマー(上海invitrogen社製)を用いてPCR同定を行った。
P5’’: 5’ ATCAATATATGGTCTGTTTA 3’ (SEQ ID NO:63)
P6’’: 5’ CTTGGTGGCAACGATCCGTT 3’ (SEQ ID NO:64)
対立遺伝子置換によるプラスミドpK18-PlysC(G(-45)A,G(-47)T)を電気ショックによりL-リシンを生産する菌株YP97158へ形質転換した。培養して産生した単コロニーをそれぞれプライマーP1’’と汎用プライマーM13Fにより同定し、1500bpの大きさのストリップが増幅された菌株は、陽性菌株である。陽性菌株を、スクロースを15%含む培地で培養し、培養して産生された単コロニーをそれぞれカナマイシン含有培地とカナマイシン非含有培地で培養した。カナマイシン非含有培地で増殖したがカナマイシン含有培地で増殖していなかった菌株は、さらに以下のプライマー(上海invitrogen社製)を用いてPCR同定を行った。
P5’’: 5’ ATCAATATATGGTCTGTTTA 3’ (SEQ ID NO:63)
P6’’: 5’ CTTGGTGGCAACGATCCGTT 3’ (SEQ ID NO:64)
上記PCR増幅による産物に対して、高温変性、氷浴を行った後、sscp電気泳動(プラスミドpK18-PlysC(G(-45)A,G(-47)T)増幅フラグメントを陽性対照とし、YP 97158増幅フラグメントを陰性対照とし、水を空白対照とする)を行った。フラグメント構造が異なり、電気泳動の位置が異なったため、フラグメントの電気泳動の位置が陰性対照フラグメントの位置と一致せず、陽性対照フラグメント位置と一致している菌株は、対立遺伝子置換が成功した菌株である。再び、PCRにより陽性菌株の目的フラグメントを増幅し、PMD 19-Tベクターに接続してシーケンシングを行った。シーケンス比較により、塩基配列が突然変異を起こした菌株は、対立遺伝子置換が成功した菌株であり、YPL-4-009と命名された。
実施例16 L-リシンの発酵試験
実施例15で構築した菌株YPL-4-009と原始菌株YP97158をBLBIO-5GC-4-H型式の発酵タンク(Shanghai bailun Bio-Technology Co.,Ltd.から購入する)の中で、表1に示す培地と表2に示す制御プロセスで発酵試験を行った。各菌株を3回繰り返し、その結果を表8に示す。
実施例15で構築した菌株YPL-4-009と原始菌株YP97158をBLBIO-5GC-4-H型式の発酵タンク(Shanghai bailun Bio-Technology Co.,Ltd.から購入する)の中で、表1に示す培地と表2に示す制御プロセスで発酵試験を行った。各菌株を3回繰り返し、その結果を表8に示す。
結果を表8に示すように、Corynebacterium glutamicumの中で、lysC遺伝子プロモーターに対して点突然変異PlysC(G(-45)A,G(-47)T)を行うことにより、L-リシンの産量の向上に役立っている。
以上、本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の思想及び原理内に行われたいかなる修正、均等な置換、並びに改良等は、全て本発明の特許請求の範囲の権利範囲内に含まれるべきである。
Claims (17)
- SEQ ID NO:3のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの発現が向上されていること、及び/又はSEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの発現が向上されていること、及び/又はSEQ ID NO:57で示されるプロモーター領域における-45bp位及び-47bp位の塩基に突然変異があることを特徴とする、L-アミノ酸を生産する細菌であって、
好ましくは、前記SEQ ID NO:3のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの発現が向上されていることは、SEQ ID NO:3のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの発現が増強されていること、又はSEQ ID NO:3のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドが点突然変異を有していること、又はSEQ ID NO:3のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドが点突然変異を有し且つその発現が増強されていることであり、
好ましくは、前記SEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの発現が向上されていることは、SEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの発現が増強されていること、又はSEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドが点突然変異を有していること、又はSEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドが点突然変異を有し且つその発現が増強されていることである、細菌。 - SEQ ID NO:3のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの点突然変異により、SEQ ID NO:3のアミノ酸配列の334位のアルギニンがターミネーターで置換されているか、又はSEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドの点突然変異により、SEQ ID NO:31のアミノ酸配列の592位のチロシンが異なっているアミノ酸で置換されており、好ましくは、592位のチロシンがフェニルアラニンで置換されていることを特徴とする、請求項1に記載の細菌。
- SEQ ID NO:3のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドは、SEQ ID NO:1のヌクレオチド配列を含むか、又はSEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドは、SEQ ID NO:29のヌクレオチド配列を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の細菌。
- 前記SEQ ID NO:3のアミノ酸配列をコードする、点突然変異を有しているポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:1で示されるポリヌクレオチド配列の1000位の塩基の突然変異により形成されており、好ましくは、前記突然変異は、SEQ ID NO:1で示されるポリヌクレオチド配列の1000位の塩基がシトシン(C)からチミン(T)に突然変異することを含み、好ましくは、前記点突然変異を有しているポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:2で示されるポリヌクレオチド配列を含むか、又は
前記SEQ ID NO:31のアミノ酸配列をコードする、点突然変異を有しているポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:29で示されるポリヌクレオチド配列の1775位の塩基の突然変異により形成されており、好ましくは、前記突然変異は、SEQ ID NO:29で示されるポリヌクレオチド配列の1775位の塩基がアデニン(A)からチミン(T)に突然変異することを含み、好ましくは、前記点突然変異を有しているポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:30で示されるポリヌクレオチド配列を含むことを特徴とする、
請求項1から3のいずれか一項に記載の細菌。 - SEQ ID NO:57で示されるプロモーター領域における-45bp位のヌクレオチドであるグアニン(G)がアデニン(A)に突然変異しており、-47bp位のヌクレオチドであるグアニン(G)がチミン(T)に突然変異しており、
好ましくは、前記プロモーターのヌクレオチド配列は、
(a)SEQ ID NO:58で示されるヌクレオチド配列、又は
(b)SEQ ID NO:58で示されるヌクレオチド配列と90%以上の同一性、好ましくは95%以上、98%以上の同一性を有し、且つ(a)に係るプロモーターの活性が向上し、且つ-45bp位にアデニン(A)、-47bp位にチミン(T)を維持されたヌクレオチド配列を含むことを特徴とする、
請求項1から4のいずれか一項に記載の細菌。 - 前記微生物がCorynebacterium glutamicumであり、好ましくは、YP97158又はATCC13869であることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の細菌。
- SEQ ID NO:3で示されるアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドであって、334位のアルギニンがターミネーターで置換されたポリヌクレオチドを含み、
好ましくは、前記ポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:4で示されるアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドを含み、
好ましくは、前記ポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:1で示されるポリヌクレオチド配列の1000位の塩基の突然変異により形成されており、
好ましくは、前記突然変異は、SEQ ID NO:1で示されるポリヌクレオチド配列の485位の塩基がシトシン(C)からチミン(T)に突然変異があることを含み、
好ましくは、前記ポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:2で示されるポリヌクレオチド配列を含むことを特徴とする、
ポリヌクレオチド配列。 - SEQ ID NO:31で示されるアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドであって、592位のチロシンが異なっているアミノ酸で置換されたポリヌクレオチドを含み、好ましくは、592位のチロシンがフェニルアラニンで置換されており、
好ましくは、前記ポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:32で示されるアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドを含み、
前記ポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:29で示されるポリヌクレオチド配列の1775位の塩基の突然変異により形成されており、好ましくは、前記突然変異は、SEQ ID NO:29で示されるポリヌクレオチド配列の1775位の塩基がアデニン(A)からチミン(T)に突然変異があることであり、
好ましくは、前記ポリヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:30で示されるポリヌクレオチド配列を含むことを特徴とする、
ポリヌクレオチド配列。 - SEQ ID NO:4又はSEQ ID NO:32で示されることを特徴とする、アミノ酸配列。
- 請求項7又は8に記載のポリヌクレオチド配列を含むことを特徴とする、組換えベクター。
- 請求項7又は8に記載のポリヌクレオチド配列を含むことを特徴とする、組換え菌株。
- SEQ ID NO:57で示されるプロモーター領域における-45bp位及び-47bp位の塩基が突然変異して形成されたヌクレオチド配列を含み、
好ましくは、SEQ ID NO:57で示されるプロモーター領域における-45bp位のヌクレオチドであるグアニン(G)がアデニン(A)に突然変異しており、-47bp位のヌクレオチドであるグアニン(G)がチミン(T)に突然変異したことを特徴とする、
プロモーターのヌクレオチド配列。 - (a)SEQ ID NO:58で示されるヌクレオチド配列、又は
(b)SEQ ID NO:58で示されるヌクレオチド配列と90%以上の同一性、好ましくは95%以上、98%以上の同一性を有し、且つ(a)に係るプロモーターの増強活性を保留し、且つ-45bp位にアデニン(A)、-47bp位にチミン(T)を維持されているヌクレオチド配列を含むことを特徴とする、
請求項12に記載のプロモーターのヌクレオチド配列。 - 請求項12又は13に記載のプロモーターのヌクレオチド配列、及び前記プロモーターのヌクレオチド配列の後に操作可能に連結されるコード配列を含み、好ましくは、前記コード配列はlysC遺伝子のコード配列であることを特徴とする、発現カセット。
- 請求項12又は13に記載のプロモーターのヌクレオチド配列を含み、好ましくは、前記プロモーターのヌクレオチド配列は、シャトルプラスミドと連結して前記組換えベクターを構築し、好ましくは、前記シャトルプラスミドはpK18mobsacBプラスミドであることを特徴とする、組換えベクター。
- 請求項12若しくは13に記載のプロモーターのヌクレオチド配列、又は請求項15に記載の組換えベクターを含み、好ましくは、SEQ ID NO:58で示されるヌクレオチド配列を含み、好ましくは、SEQ ID NO:58で示されるヌクレオチド配列にlysC遺伝子のコード配列が連結されていることを特徴とする、組換え菌株。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載の細菌、又は請求項11若しくは16に記載の組換え菌株を培養し、前記培養物からL-アミノ酸を回収することを含むことを特徴とする、L-アミノ酸を生産する方法。
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