JP2024052995A - How vanillin is produced - Google Patents

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立己 柏木
宇乃 田上
國夫 中田
明梨 田代
淳 ▲高▼倉
啓太 福井
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Abstract

【課題】バニリンの生産に有用な変異型芳香族カルボン酸レダクターゼ(aromatic carboxylic acid reductase;ACAR)およびそれを用いたバニリンの製造方法を提供する。【解決手段】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等のアミノ酸残基に変異を有する変異型ACARを利用してバニリンを製造する。【選択図】なし[Problem] To provide a mutant aromatic carboxylic acid reductase (ACAR) useful for producing vanillin, and a method for producing vanillin using the same. [Solution] Vanillin is produced using a mutant ACAR having mutations in amino acid residues 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, and I574. [Selected Figures] 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 the main component of vanilla scent and is used as a flavoring in foods, beverages, perfumes, etc. 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。 There have also been attempts to produce vanillin using biotechnological techniques. For example, vanillin can be produced from vanillin precursors such as vanillic acid using microorganisms such as Corynebacterium glutamicum.

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 be produced using 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 using 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。 The objective of the present invention is to provide a mutant ACAR useful for producing 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 discovered 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 a wild-type aromatic carboxylic acid reductase and having vanillin-producing activity,
The mutant aromatic carboxylic acid reductase, wherein the specific mutation is a mutation in one or more amino acid residues selected from the following:
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 as described above, wherein the specific mutation comprises a mutation at G386.
[3]
The mutant aromatic carboxylic acid reductase, 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, 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 as described above, wherein the specific mutation comprises G386N.
[5]
The mutant aromatic carboxylic acid reductase, wherein the specific mutation comprises any one 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/A385M, G386N/A385V, G386N/V387I, G386N/I574A, G386N/I574M, G386N/I574T.
[6]
The mutant aromatic carboxylic acid reductase, wherein the wild-type aromatic carboxylic acid reductase is an aromatic carboxylic acid reductase derived from a bacterium belonging to the genus Gordonia.
[7]
The mutant aromatic carboxylic acid reductase, wherein the wild-type aromatic carboxylic acid reductase is any one of the following proteins:
(a) a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO:2;
(b) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2, which contains a substitution, deletion, insertion, and/or addition of 1 to 10 amino acid residues;
(c) a protein comprising an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2.
[8]
The mutant aromatic carboxylic acid reductase, wherein a by-product rate of isovanillin is 1.0% or less.
[9]
A method for producing vanillin, comprising the steps of:
converting vanillic acid to vanillin using the mutant aromatic carboxylic acid reductase.
[10]
The method, wherein the conversion comprises culturing a microorganism having the mutant aromatic carboxylic acid reductase in a medium containing vanillic acid, and producing and accumulating vanillin in the medium.
[11]
The method, wherein the conversion comprises allowing the mutant aromatic carboxylic acid reductase to act on vanillic acid in a reaction solution to produce and accumulate vanillin in the reaction solution.
[12]
The method as described above, wherein the mutant aromatic carboxylic acid reductase is utilized in the form of a bacterial cell of a microorganism having the mutant aromatic carboxylic acid reductase.
[13]
The method as described above, wherein the bacterial cells are used in the form of a culture medium of the microorganism, bacterial cells recovered from the culture medium, a processed product thereof, or a combination thereof.
[14]
The method, wherein the microorganism is a bacterium or a 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 bacterium of the genus Corynebacterium or Escherichia.
[17]
The method as described above, wherein the microorganism is Corynebacterium glutamicum or Escherichia coli.
[18]
The above method, wherein the microorganism has been modified so that the activity of phosphopantetheinyl transferase is increased as compared to an unmodified strain.
[19]
The above method, wherein the microorganism has been modified so that the activity of vanillic acid demethylase and/or alcohol dehydrogenase is reduced as compared to a non-modified strain.
[20]
The process further comprising recovering the vanillin.
[21]
A gene encoding the mutant aromatic carboxylic acid reductase.
[22]
A vector carrying the gene.
[23]
A microorganism having the gene.
[24]
The microorganism is a bacterium or a yeast.
[25]
The microorganism is a bacterium of the family Coryneform bacteria or Enterobacteriaceae.
[26]
The microorganism is a bacterium of the genus Corynebacterium or Escherichia.
[27]
The microorganism is Corynebacterium glutamicum or Escherichia coli.
[28]
The above microorganism, which has been modified so that the activity of phosphopantetheinyl transferase is increased as compared to a non-modified strain.
[29]
The above microorganism, which has been modified so that the activity of vanillic acid demethylase and/or alcohol dehydrogenase is reduced as compared to a non-modified strain.

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。 The present invention provides a mutant ACAR that is useful for producing vanillin, and vanillin can be efficiently produced 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 aromatic carboxylic acid reductases (ACARs) 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 refer to a protein having an activity that catalyzes a reaction in which an aromatic carboxylic acid is reduced to produce the corresponding aromatic aldehyde (EC 1.2.99.6, etc.). The activity is also referred to as "ACAR activity." A gene encoding ACAR is also referred to as "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, the term "ACAR activity" may refer to the activity of catalyzing the reaction of reducing an aromatic carboxylic acid to the corresponding aromatic aldehyde in the presence of an electron donor and ATP. Examples of the electron donor include NADH and NADPH. Examples of the electron donor include, in particular, NADPH.

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 combinations of aromatic carboxylic acids and corresponding aromatic aldehydes include a combination of vanillic acid and vanillin, and a combination of isovanillic acid and isovanillin. ACAR activity in which vanillic acid is a substrate, i.e., activity that catalyzes the reaction of reducing vanillic acid to produce vanillin, is also referred to as "vanillin-producing activity". "Vanillin-producing activity" may specifically mean activity that catalyzes the reaction of reducing vanillic acid to produce vanillin in the presence of an electron donor and ATP. ACAR activity in which isovanillic acid is a substrate, i.e., activity that catalyzes the reaction of reducing isovanillic acid to produce isovanillin, is also referred to as "isovanillin-producing activity". "Isovanillin-producing activity" may specifically mean activity that catalyzes the reaction of reducing isovanillic 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 (e.g., vanillin-producing activity or isovanillin-producing activity) can be determined by, for example, ATP
The ACAR activity can be measured by incubating the enzyme with a substrate (e.g., vanillic acid or isovanillic acid) in the presence of ATP and NADPH, and measuring the enzyme- and substrate-dependent oxidation of NADPH (modified from the method described in J. Biol. Chem. 2007, Vol. 282, No.1, p478-485). "A protein has ACAR activity" may mean that the protein has ACAR activity measured under at least one appropriate condition. The same applies to the activity of other proteins mentioned in this 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。 ACAR with a "specific mutation" is also called "mutant ACAR." The gene encoding mutant ACAR is also called "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。 An ACAR that does not have a "specific mutation" is also referred to as a "wild-type ACAR." The gene encoding wild-type ACAR is also referred to as a "wild-type ACAR gene." Note that "wild-type" here is a convenient description to distinguish "wild-type" ACAR from "mutant" ACAR, and is not limited to those that are obtained naturally, so long as they do not have a "specific mutation." "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 that was not selected as a "specific mutation," so 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 identical except for the presence or absence of a "specific mutation," the wild-type ACAR is also called "the wild-type ACAR corresponding to a mutant ACAR," and the mutant ACAR is also called "the mutant ACAR corresponding to a wild-type ACAR."

以下、野生型ACARについて説明する。 The following describes wild-type ACAR.

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。 Wild-type ACAR may or may not have ACAR activity such as vanillin-producing activity or isovanillin-producing activity, so long as the corresponding mutant ACAR has vanillin-producing activity. Wild-type ACAR may typically 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。 An example of a wild-type ACAR is ACAR from bacteria of the genus Gordonia (WO2018/079705). An example of a Gordonia bacterium is Gordonia effusa. The nucleotide sequence of the ACAR gene from 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. The expression "a gene or protein has a nucleotide sequence or an amino acid sequence" may mean that a gene or protein contains the nucleotide sequence or the amino acid sequence, unless otherwise specified, and may also include a case where a gene or protein consists of the nucleotide sequence or the amino acid sequence.

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 wild-type ACAR gene exemplified above (e.g., a gene having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1) as long as the ACAR it encodes does not have a "specific mutation". Similarly, the wild-type ACAR may be a variant of the wild-type ACAR gene exemplified above (e.g., a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2) as long as the ACAR it encodes does not have a "specific mutation". That is, the term "wild-type ACAR gene" may include the wild-type ACAR gene exemplified above (e.g., a gene having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1) as well as variants thereof. Similarly, the term "wild-type ACAR" may include the wild-type ACAR gene exemplified above (e.g., a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2) as well as variants thereof. Note that the gene identified in the derived biological species is not limited to the gene itself found in the biological species, but includes genes having the nucleotide sequence of the gene found in the biological species and variants thereof. Also, the protein identified in the derived biological species is not limited to the protein itself found in the biological species, but includes proteins having the amino acid sequence of the protein found in the biological species and variants thereof. These variants may or may not be found in the organism. That is, for example, "ACAR of Gordonia bacteria" is not limited to ACAR itself found in Gordonia bacteria, but includes proteins having the amino acid sequence of ACAR found in Gordonia bacteria and variants thereof. Variants include, for example, homologs and artificially modified forms of the genes and proteins exemplified above.

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。 A homologue of the wild-type ACAR gene or a homologue of wild-type ACAR can be easily determined from a public database, for example, by a BLAST search or a FASTA search using the base 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. In addition, a homologue of the wild-type ACAR gene can be obtained, for example, by PCR using the chromosomes of various organisms as a template and oligonucleotides prepared based on the base 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。 A wild-type ACAR gene may encode a protein having an amino acid sequence in which one or several amino acids at one or several positions in the above amino acid sequence (e.g., the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2) have been substituted, deleted, inserted, and/or added, as long as the ACAR it encodes does not have a "specific mutation." For example, the encoded protein may have an extended or shortened N-terminus and/or C-terminus. Note that the above "one or several" may vary depending on the position and type of amino acid residue in the three-dimensional structure of the protein, and may specifically be, for example, 1 to 50, 1 to 40, 1 to 30, 1 to 20, 1 to 10, 1 to 5, or 1 to 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。 The above substitution, deletion, insertion, or addition of one or several amino acids is a conservative mutation that maintains the original function of the protein. A typical conservative mutation is a conservative substitution. A conservative substitution is a mutation in which Phe, Trp, and Tyr are substituted with each other when the substitution site is an aromatic amino acid, Leu, Ile, and Val are substituted with each other when the substitution site is a hydrophobic amino acid, Gln and Asn are substituted with each other when the substitution site is a polar amino acid, Lys, Arg, and His are substituted with each other when the substitution site is a basic amino acid, Asp and Glu are substituted with each other when the substitution site is an acidic amino acid, and Ser and Thr are substituted with each other when the substitution site is an amino acid with a hydroxyl group. Specific examples of substitutions that are considered to be conservative substitutions include substitutions of Ala to Ser or Thr, substitutions of Arg to Gln, His, or Lys, substitutions of Asn to Glu, Gln, Lys, His, or Asp, substitutions of Asp to Asn, Glu, or Gln, substitutions of Cys to Ser or Ala, substitutions of Gln to Asn, Glu, Lys, His, Asp, or Arg, substitutions of Glu to Gly, Asn, Gln, Lys, or Asp, substitutions of Gly to Pro, substitutions of His to Asn, Lys, Gln, Arg, or Tyr, substitutions of Il Examples of substitutions include substitutions of Lys with Leu, Met, Val, or Phe, substitutions of Leu with Ile, Met, Val, or Phe, substitutions of Lys with Asn, Glu, Gln, His, or Arg, substitutions of Met with Ile, Leu, Val, or Phe, substitutions of Phe with Trp, Tyr, Met, Ile, or Leu, substitutions of Ser with Thr or Ala, substitutions of Thr with Ser or Ala, substitutions of Trp with Phe or Tyr, substitutions of Tyr with His, Phe, or Trp, and substitutions of Val with Met, Ile, or Leu. The above-mentioned amino acid substitutions, deletions, insertions, or additions also include those that occur due to naturally occurring mutations (mutants or variants), such as those based on individual differences or species differences in the organism from which the gene is derived.

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, a wild-type ACAR gene may be a gene encoding a protein having an amino acid sequence that is, for example, 50% or more, 65% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, or 99% or more identical to the entire amino acid sequence described above, so long as the ACAR it encodes does not have a "specific mutation."

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 may be a gene, e.g., DNA, that hybridizes under stringent conditions with a probe that can be prepared from the above-mentioned base sequence (e.g., the base sequence shown in SEQ ID NO: 1), e.g., a complementary sequence to the entire or partial base sequence, as long as the ACAR it encodes does not have a "specific mutation.""Stringentconditions" may mean conditions under which a so-called specific hybrid is formed and a non-specific hybrid is not formed. One example of such a condition includes conditions under which DNAs with high identity, for example, DNAs with an identity of 50% or more, 65% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, or 99% or more, hybridize with each other, but DNAs with lower identity do not hybridize with each other, or conditions for washing once, preferably 2 to 3 times, at a salt concentration and temperature equivalent to 60°C, 1 x SSC, 0.1% SDS, preferably 60°C, 0.1 x SSC, 0.1% SDS, and more preferably 68°C, 0.1 x SSC, 0.1% SDS, which are the washing conditions for conventional Southern hybridization.

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 in 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, a DNA fragment of about 300 bp in length can be used as the probe. When a DNA fragment of about 300 bp in length is used as the probe, washing conditions for hybridization include 50°C, 2×SSC, and 0.1% SDS.

また、宿主によってコドンの縮重性が異なるので、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 degeneracy of codons differs depending on the host, the wild-type ACAR gene may be one in which any codon has been 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 degeneracy of the genetic code. For example, the wild-type ACAR gene may be modified to have an optimal codon according to the codon usage frequency of the host used. An example of a codon-optimized wild-type ACAR gene is an ACAR gene having the base sequence shown in SEQ ID NO: 177, which is codon-optimized according to the codon usage 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 refers to the identity between amino acid sequences calculated by blastp using the default scoring parameters (Matrix: BLOSUM62; Gap Costs: Existence = 11, Extension = 1; Compositional Adjustments: Conditional compositional score matrix adjustment). The "identity" between base sequences refers to the identity between base sequences calculated by blastn using the default scoring parameters (Match/Mismatch Scores = 1, -2; Gap Costs = Linear).

以下、変異型ACARについて説明する。 Below, we explain mutant ACAR.

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。 The 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 with a "specific mutation" in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. The mutant ACAR may also be, for example, a protein having an amino acid sequence with a "specific mutation" in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, which further includes substitution, deletion, insertion, and/or addition of one or several amino acids at a position other than the "specific mutation", and which has 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, mutant ACAR may be a protein having the same amino acid sequence as wild-type ACAR, except for the "specific mutation". That is, mutant ACAR may be, for example, a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, except for the "specific mutation". Mutant ACAR may be, for example, a protein having an amino acid sequence including one or several amino acid substitutions, deletions, insertions, and/or additions in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, except for the "specific mutation", and having vanillin-producing activity. Mutant ACAR may be, for example, a protein having an amino acid sequence having 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, more preferably 97% or more, and particularly preferably 99% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, except for the "specific mutation", 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. The mutant ACAR may be expressed, for example, in a form containing an additional sequence (i.e., as a fusion protein with an additional sequence), and may ultimately lose part or all of the additional sequence. "The mutant ACAR contains an additional sequence" or "The mutant ACAR is a fusion protein with an additional sequence" means that the mutant ACAR finally obtained contains the additional sequence, unless otherwise specified. On the other hand, "The mutant ACAR is expressed in a form containing an additional sequence" or "The mutant ACAR contains an additional sequence at the time of expression" means that the mutant ACAR contains the additional sequence at least at the time of expression, unless otherwise specified, and does not necessarily mean that the mutant ACAR finally obtained contains the additional sequence. In other words, the mutant ACAR gene may contain a base sequence encoding the additional sequence in addition to the base sequence of the mutant ACAR gene as exemplified above. The same applies to wild-type ACAR and the wild-type ACAR gene. The additional sequence is not particularly limited as long as the mutant ACAR has vanillin-producing activity. The additional sequence can be appropriately selected depending on various conditions such as the purpose of use. Examples of the additional sequence include a peptide tag, a signal peptide (also called a signal sequence), and a recognition sequence for a protease. The additional sequence may be linked, for example, to the N-terminus or C-terminus of the mutant ACAR, or both. 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。
Specific examples of peptide tags include His tags, FLAG tags, GST tags, Myc tags, maltose binding protein (MBP), cellulose binding protein (CBP), thioredoxin (TRX), green fluorescent protein (GFP), horseradish peroxidase (HRP), alkaline phosphatase (ALP), and Fc regions of antibodies. Examples of His tags include 6xHis tags. Peptide tags can be used, for example, to detect and purify 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 in which the mutant ACAR is expressed. Examples of the signal peptide include signal peptides recognized by the Sec secretory pathway and signal peptides recognized by the Tat secretory pathway. Specific examples of the signal peptides recognized by the Sec secretory pathway include signal peptides of cell surface proteins of coryneform bacteria. Specific examples of the signal peptides of cell surface proteins of coryneform bacteria include the PS1 signal sequence and PS2 (CspB) signal sequence of C. glutamicum (JP Patent Publication No. 6-502548) and the SlpA (CspA) signal sequence of C. stationis (JP Patent Publication No. 10-108675). Specific examples of signal peptides recognized by the Tat secretion 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 signal sequence of Arthrobacter globiformis (WO2013/118544). Signal peptides can be used, for example, for secretion production of mutant ACAR. When a mutant ACAR is secreted using a signal peptide, the signal peptide is cleaved during secretion, and a mutant ACAR without a signal peptide can be secreted outside the bacterial cell. That is, typically, the mutant ACAR finally obtained does not need 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 protease recognition sequences include the recognition sequence for Factor Xa protease and the recognition sequence for proTEV protease. The recognition sequence for a protease can be used, for example, to cleave an expressed mutant ACAR. Specifically, for example, when a mutant ACAR is expressed as a fusion protein with a peptide tag, a protease recognition sequence can be introduced at the junction between the mutant ACAR and the peptide tag, allowing the peptide tag to be cleaved from the expressed mutant ACAR using a protease to obtain a mutant ACAR that does not have a 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 mutant ACAR as described above. In the present invention, the term "gene" is not limited to DNA, and may include any polynucleotide as long as it encodes a protein of interest. That is, the "mutant ACAR gene" may mean any polynucleotide encoding a 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 chain consisting of a DNA chain and an RNA chain. The mutant ACAR gene may contain both DNA residues and RNA residues in a single polynucleotide chain. When the mutant ACAR gene contains RNA, the description of DNA such as the exemplified base sequence may be appropriately interpreted according to RNA. The form of the mutant ACAR gene can be appropriately selected according to various conditions such as its mode of use.

以下、「特定の変異」について説明する。 The following explains "specific mutations."

「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 that is useful for the production of vanillin. Specifically, "specific mutation" may mean a mutation that, when introduced into wild-type ACAR, confers properties suitable for the production of vanillin to the wild-type ACAR. "Specific mutation" includes a mutation that improves the substrate specificity of ACAR for vanillic acid. An example of a mutation that improves the substrate specificity of ACAR for vanillic acid is a mutation that reduces the isovanillin by-production rate (iVNN by-production rate) of ACAR. In other words, the mutant ACAR may exhibit a lower iVNN by-production rate than the corresponding wild-type ACAR. The iVNN by-production rate of mutant ACAR may be, for example, 99% or less, 97% or less, 95% or less, 90% or less, 85% or less, 80% or less, 75% or less, 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, 10% or less, 7% or less, 5% or less, 3% or less, 2% or less, or 1% or less of the iVNN by-production rate of the corresponding wild-type ACAR. In addition, the iVNN by-production rate of mutant ACAR may be, 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% or less, 0.2% or less, 0.1% or less, or 0. Mutations that result in iVNN by-production rates in these ranges include the mutations that result in iVNN by-production rates in these ranges in the Examples. A decrease in the iVNN by-production rate of ACAR may be achieved, for example, by increasing the Km of ACAR for isovanillic acid, by decreasing the Km of ACAR for vanillic acid, or a combination thereof. A decrease in the iVNN by-production rate of ACAR may be achieved, for example, by decreasing the specific activity of the isovanillin-producing activity of ACAR, by increasing the specific activity of the vanillin-producing activity of ACAR, 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-production rate (iVNN by-production rate)" refers to the molar ratio of the amount of isovanillin produced to the amount of vanillin produced when ACAR is allowed to act on a mixture of vanillic acid and isovanillic acid in which the vanillic acid content:isovanillic acid content is 5:0.68 in molar ratio. Specifically, the iVNN by-production rate can be calculated by, for example, adding an appropriate amount of ACAR to the reaction buffer shown in Table 3 (for example, a cell-free extract equivalent to 50 μg of total protein per 500 μL of the reaction buffer).
The enzyme reaction can be carried out at a reaction temperature of 30° C. for an appropriate reaction time (for example, 60 minutes) and then measured.

「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。 A "specific mutation" may be a mutation in one amino acid residue, or a combination of mutations in 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. A "specific mutation" may be, for example, a mutation in one amino acid residue selected from these amino acid residues, or a combination of mutations in two or more amino acid residues selected from these 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" particularly include a mutation at G386. That is, "specific mutations" may include, for example, a mutation at G386. "Specific mutations" may be, for example, a mutation at G386, or a combination of a mutation at G386 and a mutation at 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 amino acid residues, the numbers indicate positions in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2, and the letters to the left of the numbers indicate the amino acid residues at each position in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2 (i.e., the amino acid residues at each position before modification). 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, these amino acid residues each represent "the amino acid residue corresponding to the corresponding amino acid residue in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2." That is, for example, "G386" in any wild-type ACAR represents the 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 amino acid residue before modification. Specific examples of the modified amino acid residue include amino acid residues selected from K (Lys), R (Arg), H (His), A (Ala), V (Val), L (Leu), I (Ile), G (Gly), S (Ser), T (Thr), P (Pro), F (Phe), W (Trp), Y (Tyr), C (Cys), M (Met), D (Asp), E (Glu), N (Asn), and Q (Gln), other than the amino acid residue before modification. The modified amino acid residue may be one that is effective for vanillin production (for example, one that reduces the rate of iVNN by-production of ACAR).

「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:
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).

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. The "specific mutation" may also be, for example, a combination of one or more mutations selected from these mutations and one or more other 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, and I574.

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。 In addition, mutations at 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, and I574 are, for example, 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), and I574 (A, C, F, G, L, L, M, N, P, T, V).

G386における変異としては、特に、G386Nが挙げられる。 A particular example of a mutation at G386 is 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 mutations, the numbers and the letters to the left of them have the same meanings as described above. In the above notation for identifying mutations, the letters to the right of the numbers indicate the amino acid residues after modification 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 an A (Ala) residue. Also, for example, "G386 (C, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, Y)" indicates a mutation in which the G (Gly) residue at position 386 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is replaced with a C, D, E, F, H, I, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, or 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, these mutations each indicate "a mutation corresponding to the mutation in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2." In any wild-type 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" is to be read as "a mutation in which 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 replaced with a certain amino acid residue." That is, for example, in any wild-type ACAR, "G386N" indicates a mutation in which 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.

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 a combination that includes a mutation at G386. Specific examples of the combination of mutations 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/A385M, 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, in particular, 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/A385M, 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, a "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 meaning of the number and the letters on the left and right of the number are the same as above. In the above notation for specifying the combination, the combination of two or more mutations separated by "/" indicates a double mutation or multiple mutations. 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 positions of the amino acid residues mentioned in each of the above mutations are merely a description for convenience in identifying the amino acid residues to be modified, and do not necessarily indicate their absolute positions in wild-type ACAR. That is, the positions of the amino acid residues in each of the above mutations are relative positions based on the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2, and the absolute positions may vary due to deletion, insertion, or addition of amino acid residues. For example, in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2, if one amino acid residue is deleted or inserted at a position N-terminal to position X, the original amino acid residue at position X becomes the X-1 or X+1 amino acid residue counting from the N-terminus, respectively, but is considered to be the "amino acid residue corresponding to the amino acid residue at position X in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2." In addition, the amino acid residues before modification mentioned in each of the above mutations are merely a description for convenience in identifying the amino acid residues to be modified, and do not necessarily have to be conserved in wild-type ACAR. That is, if wild-type ACAR does not have the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2, the amino acid residues before modification mentioned in each of the above mutations may not be conserved. That is, each of the above mutations may also include a mutation in which the amino acid residue before modification mentioned in each of the above mutations is replaced with another amino acid residue (e.g., the modified amino acid residue mentioned in each of the above mutations) when the amino acid residue before modification is not preserved. For example, a "mutation at G386" is not limited to a mutation in which the amino acid residue corresponding to G386 is replaced with another amino acid residue when the amino acid residue corresponding to G386 is preserved (i.e., it is a G (Gly) residue), but may also include a mutation in which the amino acid residue corresponding to G386 is replaced with another amino acid residue when the amino acid residue is not preserved (i.e., it is not a G (Gly) residue). 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 biology, 198(2), 327-37. 1987)。 In the amino acid sequence of any ACAR, which amino acid residue is "the amino acid residue at position X in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2" can be determined by aligning the amino acid sequence of the any ACAR with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2. The alignment can be performed, for example, using known gene analysis software. Specific examples of the software include DNASIS made by Hitachi Solutions and GENETYX made by Genetyx (Elizabeth C. Tyler et al., Computers and Biomedical Research, 24(1), 72-96, 1991; Barton GJ et al., Journal of molecular biology, 198(2), 327-37. 1987).

<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 Mutant ACAR can be produced, for example, by expressing a mutant ACAR gene in a host carrying the 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。 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。 The production of mutant ACAR using a host carrying a mutant ACAR gene is described in detail below.

<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 a suitable host. "Introducing a mutant ACAR gene into a host" may also include modifying an ACAR gene, such as a wild-type ACAR gene, that the host has so that it encodes mutant ACAR. "Having a mutant ACAR gene" is also referred to as "having 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 is capable of expressing a functional mutant ACAR. Hosts include microorganisms, plant cells, insect cells, and animal cells. Hosts in particular include microorganisms. Microorganisms in particular include bacteria and yeast. Microorganisms in particular include 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。 Examples of bacteria include bacteria belonging to the Enterobacteriaceae family, 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。
Examples of bacteria belonging to the Enterobacteriaceae family include bacteria belonging to the genera Escherichia, Enterobacter, Pantoea, Klebsiella, Serratia, Erwinia, Photorhabdus, Providencia, Salmonella, and Morganella. Specifically, bacteria classified into the Enterobacteriaceae family according to the classification method used in the NCBI (National Center for Biotechnology Information) database (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?id=91347) can be used. Examples of bacteria belonging to the genus Escherichia include, but are not limited to, bacteria classified into the genus Escherichia according to the classification known to microbiology experts. Examples of Escherichia bacteria include those described in the book by Neidhardt et al. (Backmann, BJ 1996. Derivations and Genotypes of some mutant derivatives of Escherichia coli K-12, p.
2460-2488. Table 1. In FD Neidhardt (ed.), Escherichia coli and Salmonella Cellular and Molecular Biology/Second Edition, American Society for Microbiology Press, Washington, DC). Examples of bacteria belonging to the genus Escherichia include Escherichia coli. Examples of Escherichia coli include Escherichia coli K-12 strains such as W3110 strain (ATCC 27325) and MG1655 strain (ATCC 47076); Escherichia coli K5 strain (ATCC 23506); Escherichia coli B strains such as BL21(DE3) strain; and derivatives thereof. Examples of bacteria belonging to the genus Enterobacter include
Examples of bacteria of the genus Pantoea include Enterobacter agglomerans and Enterobacter aerogenes. Examples of bacteria of the genus Pantoea include Pantoea ananatis, Pantoea stewartii, Pantoea agglomerans, and Pantoea citrea. Examples of bacteria of the genus Erwinia include Erwinia amylovora and Erwinia carotovora. Examples of bacteria of 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 coryneform bacteria include the following species:
Corynebacterium acetoacidophilum
Corynebacterium acetoglutamicum
Corynebacterium alkanolyticum
Corynebacterium callunae
Corynebacterium crenatum
Corynebacterium glutamicum
Corynebacterium lilium
Corynebacterium melassecola
Corynebacterium thermoaminogenes (Corynebacterium efficiens)
Corynebacterium herculis
Brevibacterium divaricatum (Corynebacterium glutamicum)
Brevibacterium flavum (Corynebacterium glutamicum)
flavum (Corynebacterium glutamicum)
Brevibacterium immariophilum
Brevibacterium lactofermentum (Corynebacterium glutamicum)
Brevibacterium roseum
Brevibacterium saccharolyticum
Brevibacterium thiogenitalis
Corynebacterium ammoniagenes (Corynebacterium stationis)
Brevibacterium album
Brevibacterium cerinum
Microbacterium ammoniaphilum

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

なお、コリネバクテリウム属細菌には、従来ブレビバクテリウム属に分類されていたが、現在コリネバクテリウム属に統合された細菌(Int. J. Syst. Bacteriol., 41, 255(1991))も含まれる。また、コリネバクテリウム・スタティオニスには、従来コリネバクテリウム・アンモニアゲネスに分類されていたが、16S rRNAの塩基配列解析等によりコリネバクテリウム・スタティオニスに再分類された細菌も含まれる(Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 60, 874-879(2010))。 The genus Corynebacterium also includes bacteria that were previously classified as Brevibacterium but have now been integrated into the genus Corynebacterium (Int. J. Syst. Bacteriol., 41, 255(1991)). Corynebacterium stationis also includes bacteria that were previously classified as Corynebacterium ammoniagenes but have been reclassified as Corynebacterium stationis based on 16S rRNA 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 the Bacillus bacteria include Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus pumilus, Bacillus licheniformis, Bacillus megaterium, Bacillus brevis, Bacillus polymixa, and Bacillus stearothermophilus. Specific examples of Bacillus subtilis include Bacillus subtilis 168 Marburg strain (ATCC 6051) and Bacillus subtilis PY79 strain (Plasmid, 1984, 12, 1-9). Specific examples of 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。
Examples of yeast include those of the genus Saccharomyces such as Saccharomyces cerevisiae, those of the genus Candida such as Candida utilis, those of the genus Pichia such as Pichia pastoris, and those of the genus Hansenula polymorpha.
Examples of yeasts include yeasts belonging to the genus Hansenula, such as Hansenula polymorpha, and yeasts belonging to the genus Schizosaccharomyces, 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 obtained, for example, from the American Type Culture Collection (Address: 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852 P.O. Box 1549, Manassas, VA 20108, United States of America). That is, a registration number corresponding to each strain is assigned, and the strains can be obtained by using this registration number (see http://www.atcc.org/). The registration number corresponding to each strain is listed in the catalog of the American Type Culture Collection. In addition, these strains can be obtained, for example, from the depository 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。 A mutant ACAR gene can be obtained, for example, by modifying a wild-type ACAR gene so that the encoded ACAR has a "specific mutation." The wild-type ACAR gene that is the source of modification can be obtained, for example, by cloning from an organism having a wild-type ACAR gene or by chemical synthesis. A mutant ACAR gene can also be obtained without going through a wild-type ACAR gene. A mutant ACAR gene may be obtained directly, for example, by chemical synthesis. The obtained mutant ACAR gene may be used as is or after further modification. For example, a mutant ACAR gene of a certain embodiment may be modified to obtain a mutant ACAR gene of another 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。
Genetic modification can be performed by known techniques. For example, a desired mutation can be introduced into a target site of DNA by site-specific mutagenesis. That is, for example, a coding region of a gene can be modified by site-specific mutagenesis so that the encoded protein contains substitutions, deletions, insertions, and/or additions of amino acid residues at specific sites. Examples of site-specific mutagenesis include a method using PCR (Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, HA Eds., Stockton press (1989); Carter, P., Meth. in Enzymol., 154, 382 (1987)) and a method using phage (Kramer, W. and Frits, HJ, Meth. in Enzymol., 154, 350 (1987); Kunkel, TA et al., Meth. in Enzymol., 154, 367 (1987)).

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。 There are no particular limitations on the method for introducing the mutant ACAR gene into the host. The mutant ACAR gene only needs to be retained in the host in an expressible manner. The mutant ACAR gene can be introduced into the host in the same manner as the introduction of genes described later in the "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, if the host already has an ACAR gene, such as a wild-type ACAR gene, in a chromosome or the like, the host can be modified to have a mutant ACAR gene by modifying the ACAR gene so that it encodes a mutant ACAR. Modification of the ACAR gene present in a chromosome or the like can be carried out, for example, by 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 properties as long as it is capable of producing 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, for example, to have properties useful for the production of vanillin from vanillic acid. Such modifications include those described in WO2018/079687, WO2018/079686, WO2018/079685, WO2018/079684, WO2018/079683, WO2017/073701, WO2018/079705, US2018-0334693A, and US2019-0161776A for imparting or enhancing vanillin production ability. Specific examples of such modifications include increasing the activity of phosphopantetheinylating enzymes, increasing the activity of the vanillic acid uptake system, decreasing the activity of vanillic acid demethylase, and decreasing the activity of alcohol dehydrogenase (ADH). In particular, such modifications include increasing the activity of phosphopantetheinylating enzymes, decreasing the activity of vanillic acid demethylase, and decreasing the activity of alcohol dehydrogenase. These modifications can be used alone or in appropriate combination. The order of modifications for constructing a 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 a phosphopantetheinylating enzyme. ACAR can become an active enzyme by being phosphopantetheinylated (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 phosphopantetheinylation of proteins (also called a "phosphopantetheinylating enzyme"). An example of a phosphopantetheinylating enzyme is 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。 "Phosphopantetheinyl transferase (PPT)" may refer to a protein having an activity of catalyzing a reaction of phosphopantetheinylating ACAR in the presence of a phosphopantetheinyl group donor. This activity is also referred to as "PPT activity." A gene encoding a PPT is also referred to as a "PPT gene." An example of a phosphopantetheinyl group donor is coenzyme A (CoA). An example of a PPT is the EntD protein encoded by the entD gene. Examples of PPTs such as EntD proteins include those from various organisms. A specific example of a PPT is the EntD protein of E. coli, such as E. coli K-12 MG1655 strain. The nucleotide sequence of the entD gene of 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. Specific examples of PPT include the PPT of Nocardia brasiliensis, the PPT of Nocardia farcinica IFM10152 (J. Biol. Chem. 2007, Vol. 282, No. 1, pp. 478-485), and the PPT of C. glutamicum (App. Env. Microbiol. 2009, Vol. 75, No. 9, pp. 2765-2774). Examples of C. glutamicum include the above-mentioned strains such as the C. glutamicum ATCC 13032 strain and the 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 the function of taking up vanillic acid from outside the cell into the cell. This activity is also called "vanillic acid uptake activity." A gene encoding the vanillic acid uptake system is also called "vanillic acid uptake system gene." An example of the vanillic acid uptake system is the VanK protein encoded by the vanK gene (M. T. Chaudhry, et al., Microbiology, 2007. 153:857-865). Examples of vanillic acid uptake systems such as the VanK protein include those found in various organisms such as coryneform bacteria. A specific example of the vanillic acid uptake system is the VanK protein of C. glutamicum such as C. glutamicum ATCC 13032 strain and ATCC 13869 strain.

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 so that the activity of vanillate demethylase is reduced. "Vanillate demethylase" may refer to a protein having an activity of catalyzing a reaction of demethylating vanillic acid to produce protocatechuic acid. This activity is also referred to as "vanillate demethylase activity." A gene encoding vanillate demethylase is also referred to as "vanillate demethylase gene." Examples of vanillate demethylase include VanAB proteins encoded by vanAB genes (Current Microbiology, 2005, Vol.51, p59-65). The vanA gene and vanB gene encode subunit A and subunit B of vanillate demethylase, respectively. When reducing 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 proteins include those of various organisms such as bacteria of the Enterobacteriaceae family and coryneform bacteria. Specific examples of vanillate demethylase include the VanAB proteins of C. glutamicum such as C. glutamicum ATCC 13032 and ATCC 13869 strains. The vanAB genes usually constitute the vanABK operon together with the vanK gene. Therefore, in order to reduce vanillate demethylase activity, the vanABK operon may be disrupted (e.g., deleted) en masse. In that case, the vanK gene may be introduced again into the host. For example, in the case of utilizing vanillic acid present outside the host cell, when the vanABK operon is disrupted (e.g., deleted) en masse, 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).
"ADH" may refer to a protein having an activity of catalyzing a reaction in which an aldehyde is reduced to produce an alcohol in the presence of an electron donor (EC 1.1.1.1, EC 1.1.1.2, EC 1.1.1.71, etc.). This activity is also called "ADH activity." A gene encoding ADH is also called "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 that have the activity of catalyzing the reaction of reducing vanillin to produce vanillyl alcohol in the presence of an electron donor. This activity is also called "vanillyl alcohol dehydrogenase activity." ADHs that have vanillyl alcohol dehydrogenase activity are also called "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。
ADH includes the yqhD gene, the NCgl0324 gene, the NCgl0313 gene, the NCgl2709 gene, and the NCgl0
Examples of ADH include the YqhD protein, NCgl0324 protein, NCgl0313 protein, NCgl2709 protein, NCgl0219 protein, and NCgl2382 protein, which are encoded by the .219 gene and the NCgl2382 gene, respectively. Both the yqhD gene and the NCgl0324 gene encode vanillyl alcohol dehydrogenase. Examples of such ADH include those from various organisms such as bacteria of the Enterobacteriaceae family and coryneform bacteria. The yqhD gene can be found, for example, in bacteria of the Enterobacteriaceae family, such as E. coli. The NCgl0324 gene, the NCgl0313 gene, the NCgl2709 gene, the NCgl0219 gene, and the NCgl2382 gene can be found, for example, in coryneform bacteria, such as C. glutamicum. Specifically, the ADH may be the YqhD protein of E. coli such as E. coli K-12 MG1655 strain. Specifically, the ADH may be the 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 type of ADH may be reduced, or the activity of two or more types of ADH may be reduced. For example, the activity of one or more types of ADH among the NCgl0324 protein, NCgl2709 protein, and NCgl0313 protein may be reduced. In particular, the activity of at least 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 genes and proteins used to modify the host may be, for example, genes and proteins having known nucleotide and amino acid sequences, respectively. The genes and proteins used to modify the host may also be conservative variants of genes and proteins having known nucleotide and amino acid sequences, respectively. "Conservative variant" may mean a variant that maintains the original function. Specifically, for example, the genes used to modify the host may be genes that encode proteins having an amino acid sequence in which one or several amino acids at one or several positions in the known amino acid sequence of the protein are substituted, deleted, inserted, and/or added, as long as the original function (i.e., enzyme activity, etc.) is maintained. The activity of each protein can be measured by, for example, the methods described in WO2018/079687, WO2018/079686, WO2018/079685, WO2018/079684, WO2018/079683, WO2017/073701, WO2018/079705, US2018-0334693A, or US2019-0161776A. For conservative variants of such genes and proteins, the descriptions regarding the ACAR gene and ACAR variants described above 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> Methods for Increasing Protein Activity Methods for increasing protein activity (including gene introduction methods) are 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。
"The activity of a protein is increased" may mean that the activity of the protein is increased compared to that of a non-modified strain. "The activity of a protein is increased" may mean, specifically, that the activity of the protein per cell is increased compared to that of a non-modified strain. "The activity of a protein per cell" may mean the average activity of the protein per cell. The "non-modified strain" may mean a control strain that has not been modified to increase the activity of a target protein. Examples of non-modified strains include wild-type strains and parent strains. Examples of non-modified strains include type strains of the species to which the host belongs. Examples of non-modified strains include the strains exemplified in the description of the host. That is, in one embodiment, the activity of a protein may be increased compared to a type strain (i.e., a type strain of the species to which the host belongs). In another embodiment, the activity of a protein may be increased compared to the C. glutamicum ATCC 13869 strain. In another embodiment, the activity of a protein may be increased compared to the C. glutamicum ATCC 13032 strain. In another embodiment, the activity of the protein may be increased compared to that of E. coli K-12 MG1655 strain. In addition, "the activity of a protein is increased" is also referred to as "the activity of a protein is enhanced." More specifically, "the activity of a protein is increased" may mean that the number of molecules of the protein per cell is increased and/or the function of the protein per molecule is increased compared to a non-modified strain. That is, the "activity" in "the activity of a protein is increased" may not be limited to the catalytic activity of the protein, but may also mean the transcription amount (mRNA amount) or translation amount (protein amount) of the gene encoding the protein. The "number of molecules of the protein per cell" may mean the average number of molecules of the protein per cell. In addition, "the activity of a protein is increased" includes not only increasing the activity of the target protein in a strain that originally has the activity of the target protein, but also imparting the activity of the protein to a strain that does not originally have the activity of the target protein. Furthermore, as long as the activity of the protein is increased as a result, the activity of a suitable target protein may be imparted after reducing or eliminating the activity of a target protein that the host originally possesses.

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, so long as the activity of the protein is increased compared to that of the unmodified strain. For example, the activity of the protein may be increased by 1.2 times or more, 1.5 times or more, 2 times or more, or 3 times or more compared to that of the unmodified strain. Furthermore, if the unmodified strain does not have the activity of the target protein, the protein may be produced by introducing a gene encoding the protein, and, for example, the protein may be produced to an extent that its activity can be measured.

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。 A modification that increases the activity of a protein can be achieved, for example, by increasing the expression of a gene that codes for the protein. "Gene expression is increased" may mean that the expression of the gene is increased compared to a non-modified strain such as a wild type or a parent strain. "Gene expression is increased" may specifically mean that the expression level of the gene per cell is increased compared to a non-modified strain. "Expression level of the gene per cell" may mean the average expression level of the gene per cell. "Gene expression is increased" may more specifically mean that the transcription level (mRNA level) of the gene is increased and/or the translation level (protein level) of the gene is increased. "Gene expression is increased" is also referred to as "gene expression is enhanced." Gene expression may be increased, for example, by 1.2 times or more, 1.5 times or more, 2 times or more, or 3 times or more compared to a non-modified strain. Furthermore, "increasing gene expression" includes not only increasing the expression level of a target gene in a strain in which the target gene is originally expressed, but also expressing the target gene in a strain in which the target gene is not originally expressed. In other words, "increasing gene expression" may mean, for example, introducing the target gene into a strain that does not harbor the 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。 Increasing gene expression can be achieved, for example, by increasing the copy number of the gene.

遺伝子のコピー数の増加は、宿主の染色体へ同遺伝子を導入することにより達成できる。染色体への遺伝子の導入は、例えば、相同組み換えを利用して行うことができる(Miller, J. H. Experiments in Molecular Genetics, 1972, Cold Spring Harbor Laboratory)。相同組み換えを利用する遺伝子導入法としては、例えば、Redドリブンインテグレーション(Red-driven integration)法(Datsenko, K. A, and Wanner, B. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 97:6640-6645 (2000))等の直鎖状DNAを用いる方法、温度感受性複製起点を含むプラスミドを用いる方法、接合伝達可能なプラスミドを用いる方法、宿主内で機能する複製起点を持たないスイサイドベクターを用いる方法、ファージを用いたtransduction法が挙げられる。遺伝子は、1コピーのみ導入されてもよく、2コピーまたはそれ以上導入されてもよい。例えば、染色体上に多数のコピーが存在する配列を標的として相同組み換えを行うことで、染色体へ遺伝子の多数のコピーを導入することができる。染色体上に多数のコピーが存在する配列としては、反復DNA配列(repetitive DNA)、トランスポゾンの両端に存在するインバーテッド・リピートが挙げられる。また、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)。 The copy number of a gene can be increased by introducing the gene into a host chromosome. The introduction of a gene into a chromosome can be achieved, for example, by using homologous recombination (Miller, J. H. Experiments in Molecular Genetics, 1972, Cold Spring Harbor Laboratory). Examples of gene introduction methods using homologous recombination include a method using linear DNA such as the Red-driven integration method (Datsenko, K. A, and Wanner, B. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97:6640-6645 (2000)), a method using a plasmid containing a temperature-sensitive replication origin, a method using a conjugatively transferable plasmid, a method using a suicide vector that does not have a replication origin that functions in the host, and a transduction method using a phage. Only one copy of a gene may be introduced, or two or more copies may be introduced. For example, multiple copies of a gene can be introduced into a chromosome by performing homologous recombination targeting a sequence that has multiple copies on a chromosome. Examples of sequences that exist in multiple copies on a chromosome include repetitive DNA sequences and inverted repeats at both ends of a transposon. Homologous recombination may also be performed by targeting an appropriate sequence on a chromosome, such as a gene that is not necessary for vanillin production. Genes can also be randomly introduced onto a chromosome using a transposon or Mini-Mu (JP Patent Publication 2-109985, US Pat. No. 5,882,888, EP805867B1).

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

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 copy number of a gene can also be increased by introducing a vector containing the gene into a host. For example, a DNA fragment containing a target gene is linked to a vector that functions in a host to construct an expression vector for the gene, and the host is transformed with the expression vector, thereby increasing the copy number of the gene. A DNA fragment containing a target gene can be obtained, for example, by PCR using the genomic DNA of a microorganism having the target gene as a template. A vector capable of autonomously replicating in the host cell can be used as the vector. The vector may be a multicopy vector. In addition, the vector may have a marker such as an antibiotic resistance gene in order to select a transformant. The vector may also have a promoter or a 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, or a phagemid. Specific examples of vectors capable of autonomously replicating in bacteria of the Enterobacteriaceae family, such as Escherichia coli, include pUC19, pUC18, pHSG299, pHSG399, pHSG398, pBR322, pSTV29 (all available from Takara Bio), pACYC184, pMW219 (Nippon Gene), pTrc99A (Pharmacia), pPROK-based vectors (Clontech), pKK233-2 (Clontech), pET-based vectors (Novagen), pQE-based vectors (Qiagen), pCold TF DNA (Takara Bio), pACYC-based vectors, and 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)); plasmids having drug resistance genes improved from these; pCRY30 (JP Patent Publication No. 3-210184); pCRY21, pCRY2KE, pCRY2KX, pCRY31, pCRY3KE, and pCRY3KX (JP Patent Publication No. 2-72876, U.S. Patent No. 5,185,262); pCRY2 and pCRY 3 (JP Patent Publication No. 1-191686); pAJ655, pAJ611, and pAJ1844 (JP Patent Publication No. 58-192900); pCG1 (JP Patent Publication No. 57-134500); pCG2 (JP Patent Publication No. 58-35197); pCG4 and pCG11 (JP Patent Publication No. 57-183799); pPK4 (U.S. Pat. No. 6,090,597); pVK4 (JP Patent Publication No. 9-322774); pVK7 (JP Patent Publication No. 10-215883); pVK9 (WO2007/046389); pVS7 (WO2013/069634); and pVC7 (JP Patent Publication No. 9-070291). Furthermore, specific examples of vectors capable of autonomously replicating in coryneform bacteria include pVC7 variants such as pVC7H2 (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 a gene is introduced, the gene may be expressed by the host. Specifically, the gene may be maintained so that it is expressed under the control of a promoter that functions in the host. A "promoter that functions in the host" may mean a promoter that has promoter activity in the host. The promoter may be a promoter derived from the host or a heterologous promoter. The promoter may be a promoter specific to the gene to be introduced or a promoter of another gene. For example, a stronger promoter as described in this specification may be used as the promoter.

遺伝子の下流には、転写終結用のターミネーターを配置することができる。ターミネーターは、宿主において機能するものであれば特に制限されない。ターミネーターは、宿主由来のターミネーターであってもよく、異種由来のターミネーターであってもよい。ターミネーターは、導入する遺伝子の固有のターミネーターであってもよく、他の遺伝子のターミネーターであってもよい。ターミネーターとして、具体的には、例えば、T7ターミネーター、T4ターミネーター、fdファージターミネーター、tetターミネーター、およびtrpAターミネーターが挙げられる。 A terminator for terminating transcription can be placed downstream of the gene. There are no particular limitations on the terminator, so long as it functions in the host. The terminator may be a terminator derived from the host or a terminator derived from a heterologous species. The terminator may be a terminator inherent to the gene to be introduced or a terminator of another gene. Specific examples of terminators include the T7 terminator, T4 terminator, fd phage terminator, tet terminator, and trpA terminator.

各種微生物において利用可能なベクター、プロモーター、ターミネーターに関しては、例えば「微生物学基礎講座8 遺伝子工学、共立出版、1987年」に詳細に記載されており、それらを利用することが可能である。 Vectors, promoters, and terminators that can be used in various microorganisms are described in detail in, for example, "Basic Microbiology Lectures 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。 When introducing two or more genes, each gene only needs to be retained in the host in an expressible manner. For example, all of the genes may be retained on a single expression vector, or all of the genes may be retained on a chromosome. The genes may be retained separately on multiple expression vectors, or may be retained separately on a single or multiple expression vectors and on a chromosome. Two or more genes may be introduced as an operon. Examples of "introducing two or more genes" include introducing genes that each code for two or more proteins (e.g., enzymes) and introducing genes that each code for two or more subunits that make up a single protein complex (e.g., an enzyme complex).

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 gene derived from the host or a gene derived from a heterologous species. The gene to be introduced can be obtained by PCR, for example, using primers designed based on the base sequence of the gene and using the genomic DNA of an organism having the gene or a plasmid carrying the gene as a template. The gene to be introduced can also be totally synthesized based on the base sequence of the gene (Gene, 60(1), 115-127 (1987)). The obtained gene can be used as is or after appropriate modification. That is, by modifying the gene, its variant can be obtained. Gene modification can be performed by a known method. For example, a desired mutation can be introduced into a target site of DNA by site-directed mutagenesis. That is, for example, a coding region of a gene can be modified by site-directed mutagenesis so that the encoded protein contains substitution, deletion, insertion, and/or addition of amino acid residues at a specific site. Site-specific mutagenesis methods include PCR (Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, H. A. Eds., Stockton press (1989); Carter, P., Meth. in Enzymol., 154, 382 (1987)) and phage (Kramer, W. and Frits, H. J., Meth. in Enzymol., 154, 350 (1987); Kunkel, T. A. et al., Meth. in Enzymol., 154, 367 (1987)). Alternatively, gene variants may be totally synthesized.

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

また、遺伝子の発現の上昇は、遺伝子の転写効率を向上させることにより達成できる。また、遺伝子の発現の上昇は、遺伝子の翻訳効率を向上させることにより達成できる。遺伝子の転写効率や翻訳効率の向上は、例えば、発現調節配列の改変により達成できる。「発現調節配列」とは、遺伝子の発現に影響する部位の総称であってよい。発現調節配列としては、例えば、プロモーター、シャインダルガノ(SD)配列(リボソーム結合部位(RBS)ともいう)、およびRBSと開始コドンとの間のスペーサー領域が挙げられる。発現調節配列は、プロモーター検索ベクターやGENETYX等の遺伝子解析ソフトを用いて決定することができる。これら発現調節配列の改変は、例えば、温度感受性ベクターを用いた方法や、Redドリブンインテグレーション法(WO2005/010175)により行うことができる。 In addition, the increase in gene expression can be achieved by improving the transcription efficiency of the gene. In addition, the increase in gene expression can be achieved by improving the translation efficiency of the gene. The improvement in gene transcription efficiency and translation efficiency can be achieved, for example, by modifying the expression regulatory sequence. "Expression regulatory sequence" may be a general term for a site that affects gene expression. Examples of expression regulatory sequences include promoters, Shine-Dalgarno (SD) sequences (also called ribosome binding sites (RBS)), and spacer regions between the RBS and the start codon. Expression regulatory sequences can be determined using promoter search vectors or gene analysis software such as GENETYX. These expression regulatory sequences can be modified, for example, by a method using a temperature-sensitive vector or the 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。 The efficiency of gene transcription can be improved, for example, by replacing the promoter of a gene on a chromosome with a stronger promoter. A "stronger promoter" may mean a promoter that improves gene transcription more than the wild-type promoter that is originally present. Examples of stronger promoters include the well-known high-expression promoters T7 promoter, trp promoter, lac promoter, thr promoter, tac promoter, trc promoter, tet promoter, araBAD promoter, rpoH promoter, msrA promoter, Pm1 promoter derived from Bifidobacterium, PR promoter, and PL promoter. Examples of stronger promoters that can be used in coryneform bacteria include the artificially designed P54-6 promoter (Appl. Microbiol. Biotechnol., 53, 674-679(2000)), pta, aceA, aceB, adh, and amyE promoters that can be induced in coryneform bacteria with acetic acid, ethanol, pyruvate, and the like, and the cspB, SOD, and tuf (EF-Tu) promoters, which are strong promoters that are highly expressed in coryneform bacteria (Journal of Biotechnology 104 (2003) 311-323, Appl Environ Microbiol. 2005 Dec;71(12):8587-96.), P2 promoter (WO2018/079684), P3 promoter (WO2018/079684), lac promoter, tac promoter, trc promoter, and F1 promoter (WO2018/179834). In addition, as a stronger promoter, a highly active version of a conventional promoter may be obtained by using various reporter genes. For example, promoter activity can be increased by making the -35 and -10 regions in the promoter region closer to the consensus sequence (WO 00/18935). Examples of highly active promoters include various tac-like promoters (Katashkina JI et al. Russian Federation Patent application 2006134574). Methods for evaluating promoter strength and examples of strong promoters are described in Goldstein et al.'s paper (Prokaryotic promoters in biotechnology. Biotechnol. Annu. Rev., 1, 105-128 (1995)).

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

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。
The improvement of 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 rare codons present in the gene with synonymous codons that are used more frequently. That is, the gene to be introduced may be modified to have an optimal codon depending on the codon usage frequency of the host to be used. Codon replacement can be performed, for example, by site-directed mutagenesis, which introduces a desired mutation into a target site in DNA. Alternatively, a gene fragment with a replaced codon may be totally synthesized. The frequency of codon usage in various organisms is disclosed in the "Codon Usage Database"(http://www.kazusa.or.jp/codon; Nakamura, Y. et al, Nucl. Acids Res., 28, 292 (2000)).

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。 Increasing 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 methods 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 a 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 a metabolite, the activity of the protein can be increased by mutating a gene or protein in a host so that feedback inhibition is desensitized. Unless otherwise specified, "desensitization of feedback inhibition" may include cases in which feedback inhibition is completely released and cases in which feedback inhibition is reduced. In addition, "feedback inhibition being desensitized" (i.e. feedback inhibition being reduced or released) is also referred to as "resistance to feedback inhibition". Proteins with enhanced specific activity can be obtained, for example, by searching for various organisms. Also, highly active proteins may be obtained by introducing mutations into existing proteins. The mutations introduced may be, for example, substitution, deletion, insertion, and/or addition of one or several amino acids at one or several positions of the protein. The introduction of mutations can be performed, for example, by the site-directed mutagenesis method described above. Mutations may also be introduced by, for example, a mutation treatment. Examples of mutation treatments include X-ray irradiation, ultraviolet irradiation, and treatment with mutagens such as N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG), ethyl methanesulfonate (EMS), and methyl methanesulfonate (MMS). Random mutations may also be induced in vitro by directly treating DNA with hydroxylamine. Enhancement of specific activity may be used alone or in any combination with the above-mentioned methods 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 method of transformation 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. 1970, 53, 159-162), or a method of preparing competent cells from cells in the growth stage and introducing DNA, as reported for Bacillus subtilis (Duncan, CH, Wilson, GA and Young, FE, 1977. Gene 1: 153-167), can be used. Alternatively, a method known for Bacillus subtilis, actinomycetes, and yeasts, in which the cells of the DNA recipient are transformed into protoplasts or spheroplasts that easily incorporate recombinant DNA, and then the recombinant DNA is introduced into the DNA recipient (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, an electric pulse method (JP Patent Publication 2-207791) 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。 Increased protein activity can also be confirmed by confirming increased expression of the gene that codes for the protein. Increased gene expression can be confirmed by confirming increased transcription levels of the gene or increased amount of protein expressed from the gene.

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。
The increase in the transcription level of a gene can be confirmed by comparing the amount of mRNA transcribed from the gene with that of a non-modified 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, 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 (e.g., the number of molecules per cell) may be increased, for example, by 1.2 times or more, 1.5 times or more, 2 times or more, or 3 times or more compared to that of a non-modified strain.

タンパク質の量が上昇したことの確認は、抗体を用いてウェスタンブロットによって行うことができる(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。 The increase in the amount of the protein can be confirmed by Western blotting using an antibody (Sambrook, J., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual/Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001). The amount of the protein (e.g., the number of molecules per cell) may be increased, for example, by 1.2 times or more, 1.5 times or more, 2 times or more, or 3 times or more compared to the non-modified 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 methods for increasing protein activity can be used to enhance the activity of any protein or the expression of any 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> Methods for reducing protein activity Methods for reducing protein activity are 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。 "The activity of a protein is reduced" may mean that the activity of the protein is reduced compared to that of a non-modified strain. "The activity of a protein is reduced" may specifically mean that the activity of the protein per cell is reduced compared to that of a non-modified strain. "The activity of a protein per cell" may mean the average activity of the protein per cell. "Non-modified strain" here may mean a control strain that has not been modified to reduce the activity of the target protein. Examples of non-modified strains include wild-type strains and parent strains. Examples of non-modified strains include type strains of the species to which the host belongs. Examples of non-modified strains include the strains exemplified in the description of the host. That is, in one embodiment, the activity of the protein may be reduced compared to that of a type strain (i.e., a type strain of the species to which the host belongs). In another embodiment, the activity of the protein may be reduced compared to that of the C. glutamicum ATCC 13869 strain. In another embodiment, the activity of the protein may be reduced compared to that of the C. glutamicum ATCC 13032 strain. In another embodiment, the activity of the protein may be decreased compared to that of the E. coli K-12 MG1655 strain. The term "decreased activity of a protein" may also include a case where the activity of the protein is completely lost. More specifically, the term "decreased activity of a protein" may mean that the number of molecules of the protein per cell is decreased and/or the function of the protein per molecule is decreased compared to a non-modified strain. That is, the "activity" in the term "decreased activity of a protein" is not limited to the catalytic activity of the protein, but may also mean the transcription amount (mRNA amount) or translation amount (protein amount) of a gene encoding the protein. The term "number of molecules of a protein per cell" may mean the average number of molecules of the protein per cell. The term "decreased number of molecules of a protein per cell" may also include a case where the protein is completely absent. The term "decreased function of a protein per molecule" may also include a case where the function of the protein per molecule is completely lost. The degree of decrease in the activity of a protein is not particularly limited as long as the activity of the protein is decreased compared to a non-modified strain. The activity of the protein may be reduced to, for example, 50% or less, 20% or less, 10% or less, 5% or less, or 0% of that 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 a protein can be achieved, for example, by reducing the expression of a gene encoding the protein. "Reduced gene expression" may mean that the expression of the gene is reduced compared to a non-modified strain such as a wild type or a parent strain. "Reduced gene expression" may specifically mean that the expression level of the gene per cell is reduced compared to a non-modified strain. "Expression level of the gene per cell" may mean the average expression level of the gene per cell. "Reduced gene expression" may more specifically mean that the transcription level (mRNA level) of the gene is reduced and/or the translation level (protein level) of the gene is reduced. "Reduced gene expression" may also include cases where the gene is not expressed at all. "Reduced gene expression" is also referred to as "weakened gene expression." Gene expression may be reduced to, for example, 50% or less, 20% or less, 10% or less, 5% or less, or 0% of the non-modified 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 reduction in gene expression may be due to, for example, a reduction in transcription efficiency, a reduction in translation efficiency, or a combination thereof. The reduction in gene expression can be achieved, for example, by modifying an expression regulatory sequence such as a gene promoter, a Shine-Dalgarno (SD) sequence (also called a ribosome binding site (RBS)), or a spacer region between the RBS and the start codon. When modifying an expression regulatory sequence, one or more bases, two or more bases, or three or more bases of the expression regulatory sequence are modified. The reduction in gene transcription efficiency can be achieved, for example, by replacing a promoter of a gene on a chromosome with a weaker promoter. A "weaker promoter" may mean a promoter that weakens the transcription of a gene compared to the wild-type promoter that is originally present. An example of a weaker promoter is an inducible promoter. That is, an inducible promoter can function as a weaker promoter under non-inducing conditions (for example, in the absence of an inducer). Examples of weaker promoters include the P4 promoter (WO2018/079684) and the P8 promoter (WO2018/079684). In addition, a part or all of the expression regulatory sequence may be deleted. In addition, the reduction in gene expression can also be achieved, for example, by manipulating factors involved in expression control. Factors involved in expression control include small molecules (inducers, inhibitors, etc.), proteins (transcription factors, etc.), and nucleic acids (siRNA, etc.) involved in transcription and translation control. In addition, 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, the expression of the gene can be reduced by replacing the codons in the coding region of the gene with synonymous codons that are used less frequently in the host. In addition, for example, the expression of the gene itself can be reduced by disrupting the gene as described herein.

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。 Modifications that reduce the activity of a protein can be achieved, for example, by disrupting the gene that codes for the protein. "The gene is disrupted" may mean that the gene is modified so that it does not produce a protein that functions normally. "Does not produce a protein that functions normally" may also include cases where no protein is produced from the gene, or cases where the gene produces a protein with reduced or lost function (e.g., activity or property) per molecule.

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。 The destruction of a gene can be achieved, for example, by deleting (deleting) the gene on a chromosome. "Deletion of a gene" may mean the deletion of a part or the entire region of the coding region of the 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 the activity of the protein can be reduced, the region to be deleted may be any region, such as the N-terminal region (i.e., the region coding the N-terminal side of the protein), the internal region, or the C-terminal region (i.e., the region coding the C-terminal side of the protein). Generally, the longer the region to be deleted, the more reliably the gene can be inactivated. The region to be deleted may be, for example, a region with a length of 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, or 95% or more of the entire length of the coding region of the gene. In addition, it is preferable that the sequences before and after the region to be deleted do not match in reading frame. A mismatch in reading frame may cause a frame shift 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 also be achieved by, for example, introducing an amino acid substitution (missense mutation) into the coding region of a gene on a chromosome, introducing a stop codon (nonsense mutation), or adding or deleting one or two bases (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。 Disruption of a gene can also be achieved, for example, by inserting another base sequence into the coding region of the gene on a chromosome. The insertion site may be in any region of the gene, but the longer the inserted base sequence, the more reliably the gene can be inactivated. It is also preferable that the sequences before and after the insertion site do not match in reading frame. A mismatch in reading frame can cause a frameshift downstream of the insertion site. There is no particular limit to the other base sequence as long as it reduces or eliminates the activity of the encoded protein, but examples of such sequences include marker genes such as antibiotic resistance genes and genes useful for producing 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。 The gene may be destroyed so that the amino acid sequence of the encoded protein is deleted (missing). In other words, a modification that reduces the activity of a protein can be achieved, for example, by deleting the amino acid sequence of the protein (a part or all of the region of the amino acid sequence), specifically by modifying the gene so that the gene encodes a protein from which the amino acid sequence (a part or all of the region of the amino acid sequence) is deleted. The term "deletion of the amino acid sequence of a protein" may mean the deletion of a part or all of the region of the amino acid sequence of the protein. The term "deletion of the amino acid sequence of a protein" may mean that the original amino acid sequence is no longer present in the protein, and may also include cases in which the original amino acid sequence is changed to a different amino acid sequence. That is, for example, a region that has been changed to a different amino acid sequence by a frameshift may be considered to be a deleted region. Although the deletion of an amino acid sequence typically shortens the full length of the protein, the full length of the protein may not change or may be extended. For example, the deletion of a part or all of the region of the coding region of a gene can delete the region coded by the deleted region in the amino acid sequence of the encoded protein. Also, for example, by introducing a stop codon into the coding region of a gene, the region coded by the region downstream of the introduction site in the amino acid sequence of the encoded protein can be deleted. Also, for example, by causing a frameshift in the coding region of a gene, the region coded by the frameshift site can be deleted. The position and length of the region deleted in the deletion of an amino acid sequence can be explained mutatis mutandis with the explanation of the position and length of the region deleted in the deletion of a gene.

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)。
The above modification of a gene on a chromosome can be achieved, for example, by preparing a disrupted gene modified so as not to produce a protein that functions normally, transforming a host with recombinant DNA containing the disrupted gene, and causing homologous recombination between the disrupted gene and the wild-type gene on the chromosome, thereby replacing the wild-type gene on the chromosome with the disrupted gene. In this case, the recombinant DNA can be easily manipulated if it contains a marker gene according to the host's characteristics such as nutritional requirements. Examples of disrupted genes include genes in which a part or all of the coding region of a gene has been deleted, genes in which a missense mutation has been introduced, genes in which a nonsense mutation has been introduced, genes in which a frameshift mutation has been introduced, and genes in which a transposon or a marker gene has been inserted. Even if a protein encoded by a 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. Such gene disruption by gene replacement using homologous recombination has already been established, and includes a method using linear DNA such as "Red-driven integration" (Datsenko, K. A, and Wanner, BL Proc. Natl. Acad. Sci. US A. 97:6640-6645 (2000)), a method combining the Red-driven integration method with an excision system derived from λ phage (Cho, EH, Gumport, RI, Gardner, JFJ Bacteriol. 184: 5200-5203 (2002)) (see WO2005/010175), a method using a plasmid containing a temperature-sensitive replication origin, a method using a conjugatively transferable plasmid, and a method using a suicide vector that does not have a replication origin that functions in the host (U.S. Patent No. 6,303,383, JP-A-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。
Furthermore, a modification that reduces the activity of a protein may be performed, for example, by a mutation treatment. Examples of the mutation treatment include irradiation with X-rays, irradiation with ultraviolet light, and N-methyl-N'
Examples of such mutagenic agents include treatment with mutagens such as N-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG), ethyl methanesulfonate (EMS), and methyl methanesulfonate (MMS).

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

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 methods for reducing protein activity 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。 A decrease in protein activity can also be confirmed by confirming a decrease in expression of the gene that codes for the protein. A decrease in gene expression can be confirmed by confirming a decrease in the transcription level of the gene or a decrease in the amount of protein expressed from the gene.

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。 The reduced amount of gene transcription can be confirmed by comparing the amount of mRNA transcribed from the gene with that of a non-modified strain. Methods for evaluating the amount of mRNA include Northern hybridization, RT-PCR, microarrays, and RNA-seq (Sambrook, J., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual/Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001). The amount of mRNA may be reduced to, for example, 50% or less, 20% or less, 10% or less, 5% or less, or 0% of that of a non-modified 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。 The reduction in the amount of the protein can be confirmed by Western blotting using an antibody (Sambrook, J., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual/Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001). The amount of the protein (e.g., the 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 that of a non-modified 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。 Depending on the method used for the disruption, gene disruption can be confirmed by determining the base sequence, restriction enzyme map, or full length of part or all of the gene.

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 methods for reducing protein activity can be used to reduce the activity of any protein or the expression of any 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 the host The mutant ACAR can be expressed by culturing the host carrying the mutant ACAR gene.

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 grow and a functional mutant ACAR can be expressed. For example, a normal medium used for culturing microorganisms such as bacteria and yeast can be used as the medium. The medium may contain medium components such as a carbon source, a nitrogen source, a phosphate source, a sulfur source, and various other organic and inorganic components as necessary. The types and concentrations of medium components may be appropriately set depending on 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 carbon sources include sugars such as glucose, fructose, sucrose, lactose, galactose, xylose, arabinose, blackstrap molasses, starch hydrolysates, and biomass hydrolysates; organic acids such as acetic acid, citric acid, succinic acid, and gluconic acid; alcohols such as ethanol, glycerol, and crude glycerol; and fatty acids. In addition, plant-derived raw materials can be preferably used as carbon sources. Examples of plants include corn, rice, wheat, soybeans, sugarcane, beets, and cotton. Examples of plant-derived raw materials include organs such as roots, stems, trunks, branches, leaves, flowers, and seeds, plants containing these, and decomposition products of these plant organs. There are no particular limitations on the form in which plant-derived raw materials are used, and they can be used in any form, such as raw products, squeezed juice, crushed products, and purified products. In addition, pentoses such as xylose, hexoses such as glucose, or mixtures thereof can be obtained from, for example, plant biomass and used. Specifically, these sugars 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, the hemicellulose in the plant biomass may be hydrolyzed in advance to liberate pentoses, and then the cellulose may be hydrolyzed to produce hexoses. Xylose may be supplied by conversion of hexoses such as glucose, for example, by providing the host with a pathway for converting hexoses to xylose. 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 grow and a functional mutant ACAR is expressed. The concentration of the carbon source in the medium may be as high as possible, for example, within a range in which 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, the carbon source may be additionally supplied to the medium as appropriate. For example, the carbon source may be additionally supplied to the medium in response to a decrease or depletion of the carbon source as the culture progresses. As long as mutant ACAR is ultimately produced, the carbon source may be temporarily depleted, but it may be preferable to carry out the culture so that the carbon source is not depleted or the state in which the carbon source is depleted is not continued.

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 nitrogen sources include ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride, and ammonium phosphate; organic nitrogen sources such as peptone, yeast extract, meat extract, and soy protein hydrolysates; ammonia; and urea. Ammonia gas and aqueous ammonia, which are used to adjust the pH, may also be used as the 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 phosphate sources include phosphate salts such as potassium dihydrogen phosphate and dipotassium hydrogen phosphate, and phosphate polymers such as pyrophosphate. As the phosphate source, one type of phosphate source may be used, or two or more types of phosphate sources may be used in combination.

硫黄源として、具体的には、例えば、硫酸塩、チオ硫酸塩、亜硫酸塩等の無機硫黄化合物、システイン、シスチン、グルタチオン等の含硫アミノ酸が挙げられる。硫黄源としては、1種の硫黄源を用いてもよく、2種またはそれ以上の硫黄源を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of sulfur sources 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。
Specific examples of other various organic components and inorganic components include inorganic salts such as sodium chloride and potassium chloride, trace metals such as iron, manganese, magnesium, calcium, vitamins such as vitamin B1, vitamin B2, vitamin B6, nicotinic acid, nicotinamide, vitamin B12, amino acids, nucleic acids, and organic components containing these such as peptone, casamino acid, yeast extract, soy protein hydrolysate, etc. 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。 When using auxotrophic mutants that require nutrients such as amino acids for growth, 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 grow and a functional mutant ACAR can be expressed. The culture can be performed under normal conditions used for culturing microorganisms such as bacteria and yeast. The culture conditions can be set appropriately depending on various conditions such as the type of host. Furthermore, the expression of the mutant ACAR gene can be induced as necessary.

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。 The culture can be carried out using a liquid medium. For example, the host may be cultured in a solid medium such as an agar medium and then directly inoculated into the liquid medium, or the host may be seed-cultured in a liquid medium and then inoculated into the liquid medium for main culture. That is, the culture may be divided into a seed culture and a main culture. In this case, the culture conditions for the seed culture and the main culture may be the same or different. The mutant ACAR may be expressed at least in the main culture. The amount of the host contained in the medium at the start of the culture is not particularly limited. For example, a seed culture liquid with an OD660 of 4 to 100 may be added at 0.1% by mass to 100% by mass, preferably 1% by mass to 50% by mass, to the medium for main culture at the start of the 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。 Cultivation can be performed by batch culture, fed-batch culture, continuous culture, or a combination of these. The medium at the start of cultivation is also called the "initial medium". The medium supplied to a cultivation system (e.g., a fermenter) in fed-batch or continuous cultivation is also called the "fed-batch medium". Supplying a fed-batch medium to a cultivation system in fed-batch or continuous cultivation is also called "fed-batch". When cultivation is performed separately into a seed culture and a main culture, the cultivation form of the seed culture and the main culture may or may not be the same. For example, both the seed culture and the main culture may be performed by batch culture, or the seed culture may be performed by batch culture and the main culture may be performed by 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 carbon sources may be contained in the initial medium, the feed medium, or both. That is, various components such as carbon sources may be additionally supplied to the medium during the culture process, either alone or in any combination. All of these components may be supplied once or multiple times, or continuously. The type of components contained in the initial medium may or may not be the same as the type of components contained in the feed medium. In addition, the concentration of each component contained in the initial medium may or may not be the same as the concentration of each component contained in the feed medium. In addition, two or more feed media containing different types and/or concentrations of components may be used. For example, when multiple feeds are intermittently performed, the type and/or concentration of components contained in each feed 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. "Aerobic conditions" may mean that the dissolved oxygen concentration in the medium is 0.33 ppm or more, and preferably 1.5 ppm or more. The oxygen concentration may be specifically controlled, for example, to 1 to 50% of the saturated oxygen concentration, and preferably about 5%. 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 to 10, preferably pH 4.0 to 9.5. During the culture, the pH of the medium can be adjusted as necessary. The pH of the medium can be adjusted using various alkaline or acidic substances such as ammonia gas, ammonia water, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, magnesium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, and magnesium hydroxide. 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. Cultivation may be continued, for example, until the carbon source in the medium is consumed or until the host activity is lost.

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 manner, a culture containing mutant ACAR can be obtained. The mutant ACAR can accumulate, for example, within the host's bacterial cells. "Bacterial cells" may be interpreted as "cells" as appropriate depending on the type of host. Depending on the design of the host and/or mutant ACAR gene used, it may be possible to accumulate mutant ACAR in the periplasm or to secrete and produce mutant ACAR outside the bacterial 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 a desired purpose such as the production of vanillin while remaining contained in the culture (specifically, the medium or the bacterial cells), or may be purified from the culture (specifically, the medium or the bacterial cells) and used for a desired purpose such as the production of vanillin. Purification can be performed to a desired extent. That is, the mutant ACAR may be a purified mutant ACAR or a fraction containing the mutant ACAR. In other words, the mutant ACAR may be used in the form of a purified enzyme, in the form of such a fraction (i.e., in the form contained in such a fraction), or in the form of a combination thereof. Such a fraction is not particularly limited, so long as the mutant ACAR is contained in such a fraction so that it can act on its substrate. Such fractions include cultures of hosts having a mutant ACAR gene (i.e., hosts having mutant ACAR), cells recovered from the cultures, culture supernatants recovered from the cultures, processed products thereof (e.g., processed products of cells such as cell disruption products, cell lysates, cell extracts, and others described below), partially purified products thereof (i.e., crude products), and combinations thereof. Note that "purified mutant ACAR" may also include crude products. These fractions can be used alone or in appropriate combinations.

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 for a desired purpose such as the production of vanillin, particularly in the form contained in the bacterial cells. The bacterial cells may be used for a desired purpose such as the production of vanillin while still contained in the culture (specifically, the medium), or may be recovered from the culture (specifically, the medium) and used for a desired purpose such as the production of vanillin. The bacterial cells may be subjected to an appropriate treatment before being used for a desired purpose such as the production of vanillin. That is, examples of the bacterial cells include a culture of a host having a mutant ACAR gene (i.e., a host having a mutant ACAR), bacterial cells recovered from the culture, and processed products thereof. In other words, the bacterial cells may be used in the form of a culture of a host having a mutant ACAR gene (i.e., a host having a mutant ACAR), bacterial cells recovered from the culture, processed products thereof, or a combination thereof. Examples of processed products include bacterial cells (e.g., bacterial cells contained in a culture or bacterial cells recovered from a culture) that have been subjected to treatment. These forms of bacterial cells can be used alone or in appropriate combinations.

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 bacterial cells from the culture solution is not particularly limited, and for example, a known method can be used. Examples of such methods include natural sedimentation, centrifugation, and filtration. A flocculant may also be used. These methods can be used alone or in appropriate combination. The recovered bacterial cells can be washed appropriately using an appropriate medium.
The collected cells can be resuspended in an appropriate medium as appropriate. Media that can be used for washing or suspending include, for example, aqueous media (aqueous solvents) such as water and aqueous buffer solutions.

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 treatments for the bacterial cells include immobilization on carriers such as acrylamide or carrageenan, freeze-thaw treatment, and treatment to increase membrane permeability. Membrane permeability can be increased by using, for example, a surfactant or an organic solvent. These treatments can be used alone or in appropriate combination.

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。 The mutant ACAR may also be diluted or concentrated as appropriate and used for the desired purpose, such as the 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 together with other proteins, for example, with a phosphopantetheinylating enzyme such as PPT.
For example, a mutant ACAR gene and a PPT gene can be produced simultaneously by expressing these genes in a host carrying the mutant ACAR gene and a PPT gene.

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 can be used as a mutant ACAR for a desired purpose, such as the 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, to produce vanillin. Vanillin can be produced, for example, from a carbon source or a vanillin precursor. Examples of vanillin precursors include vanillic acid. That is, vanillin can be produced, in particular, from vanillic acid. The production of vanillin using a mutant ACAR can be carried out in a manner similar to the production of vanillin using ACAR (e.g., production of vanillin using a microorganism having ACAR) described in, for example, WO2018/079687, WO2018/079686, WO2018/079685, WO2018/079684, WO2018/079683, WO2017/073701, WO2018/079705, US2018-0334693A, or US2019-0161776A, except that a mutant ACAR is used as the ACAR.

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 example, for producing vanillin in the presence of isovanillic acid. The mutant ACAR can be suitably used, in particular, for producing vanillin from vanillic acid in the presence of isovanillic acid. In other words, by using the mutant ACAR, vanillin can be efficiently produced while reducing the by-production of isovanillin from isovanillic 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。 Below, we will explain an example of a method for producing vanillin from vanillic acid using mutant ACAR.

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, comprising the step of producing vanillin from vanillic acid using a mutant ACAR. This step is also referred to as a "vanillin production step." 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 in its free form, as its salt, or as a mixture thereof. In other words, unless otherwise specified, "vanillic acid" may mean vanillic acid in its free form, its salt, or a mixture thereof. Examples of the salt include ammonium salt, sodium salt, and potassium salt. As the salt, one type of salt may be used, or two or more types 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 vanillic acid, a commercially available product may be used, or one obtained by appropriate production may be used. The method for producing vanillic acid is not particularly limited, and for example, a known method may be used. Vanillic acid may be produced, for example, by a chemical synthesis method, an enzymatic method, a bioconversion method, a fermentation method, an extraction method, or a combination thereof. That is, for example, vanillic acid may be produced from a vanillic acid precursor using an enzyme (also called a "vanillic acid-producing enzyme") that catalyzes the conversion reaction from a vanillic acid precursor to vanillic acid. Also, for example, vanillic acid may be produced from a carbon source or a vanillic acid precursor using a microorganism capable of producing vanillic acid. "Microorganisms capable of producing vanillic acid" may mean microorganisms capable of producing vanillic acid. "Microorganisms capable of producing vanillic acid" may specifically mean microorganisms capable of producing vanillic acid from a carbon source and/or a vanillic acid precursor. Microorganisms capable of producing vanillic acid and the production of vanillic acid using the same are described, for example, in WO2018/079687, WO2018/079686, WO2018/079685, WO2018/079684, WO2018/079683, WO2017/073701, WO2018/079705, US2018-0334693A, or US2019-0161776A. Vanillic acid can be produced, for example, by an enzymatic method using O-methyltransferase (OMT) from protocatechuic acid as a precursor or a bioconversion method using a microorganism having OMT (J. Am. CHm. Soc., 1998, Vol.120). Vanillic acid can be produced, for example, by a bioconversion method using ferulic acid as a precursor and Pseudomonas sp. AV 10 strain (J. App. Microbiol., 2013, Vol.116, p903-910). Vanillic acid may be produced as described above. Vanillic acid may be produced, in particular, by using a microorganism capable of producing vanillic acid. The method for producing vanillin may further include a step of producing vanillic acid. The method for producing vanillin may specifically include a step of producing vanillic acid as described above. The method for producing vanillin may particularly include a step of producing vanillic acid by using a microorganism capable of producing vanillic acid. The produced vanillic acid can be used for the production of vanillin as it is, or after being subjected to treatment such as concentration, dilution, drying, dissolution, fractionation, sterilization, extraction, purification, etc., as appropriate. That is, as vanillic acid, for example, a purified product purified to a desired degree may be used, or a material containing vanillic acid may be used. Vanillic acid may be used, in particular, in the form of a material containing vanillic acid. The vanillic acid-containing material is not particularly limited as long as the mutant ACAR (e.g., a microorganism having a mutant ACAR) can utilize vanillic acid. Specific examples of the vanillic acid-containing material include a culture or reaction solution containing vanillic acid, a supernatant separated from the culture or reaction solution, and processed products such as concentrates (e.g., concentrates), dilutions (e.g., dilutions), and dried products thereof. The vanillic acid-containing material may contain, for example, isovanillic acid in addition to vanillic acid. For example, when vanillic acid is produced using OMT or a microorganism having OMT with protocatechuic acid as a precursor, isovanillic acid may 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 used in the production of vanillin in any of the forms described above. That is, examples of the use of the mutant ACAR include use in any of the forms described above. The mutant ACAR may be used, for example, in a form contained in a host cell, such as a microbial cell. The mutant ACAR may also be used, for example, in a form not contained in a host cell, such as a purified enzyme. The mutant ACAR may be used, in particular, in the form of a microorganism having the mutant ACAR. That is, examples of the use of the mutant ACAR include use of a microorganism having the mutant ACAR. Examples of the use of a microorganism having the mutant ACAR include culturing a microorganism having the mutant ACAR and using the cells of a microorganism having the mutant ACAR. That is, a microorganism having the mutant ACAR may be used as a mutant ACAR, for example, by culturing the microorganism. Also, a microorganism having the mutant ACAR may be used, for example, as a 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 embodiment, the vanillin production process can be carried out by culturing a microorganism having a mutant ACAR. This embodiment is also referred to as the "first embodiment of the vanillin production process". That is, the vanillin production process may be, for example, a process of culturing a microorganism having a mutant ACAR in a medium containing vanillic acid and converting vanillic acid into vanillin. Specifically, the vanillin production process may be a process of culturing a microorganism having a mutant ACAR in a medium containing vanillic acid and producing and accumulating 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, the microorganism having mutant ACAR can grow, and vanillin is produced. The culture conditions are not particularly limited as long as the microorganism having mutant ACAR can grow and vanillin is produced. For the culture in the first embodiment of the method for producing vanillin, the description of the culture of the host in the production of mutant ACAR described above (e.g., the description of the medium and culture conditions) can be applied mutatis mutandis, except that in this embodiment, the medium contains vanillic acid and vanillin is produced.

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 throughout the entire culture period, or may be contained in the medium only during a part of the culture period. In other words, "culturing a microorganism having a mutant ACAR in a medium containing vanillic acid" does not require that vanillic acid be contained in the medium throughout the entire culture period. For example, vanillic acid may or may not be contained in the medium from the start of culture. If vanillic acid is not contained in the medium at the start of culture, vanillic acid is added to the medium after the start of culture. The timing of addition can be appropriately set depending on various conditions such as culture time. For example, vanillic acid may be added to the medium after the microorganism having a mutant ACAR has grown sufficiently. 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 a decrease or depletion of vanillic acid due to the production of vanillin. There are no particular limitations on the means for adding vanillic acid to the medium. For example, vanillic acid can be added to the medium by feeding a feed medium containing vanillic acid to the medium. In addition, for example, a microorganism having a mutant ACAR and a microorganism having vanillic acid production ability can be co-cultured to allow the microorganism having vanillic acid production ability to produce vanillic acid in the medium, thereby adding vanillic acid to the medium. The "component" in the case of "adding a certain component to the medium" may also include a component that is produced or regenerated in the medium. These means of addition may be used alone or in appropriate combination. The vanillic acid concentration 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 may be, for example, 0.1 g/L or more, 1 g/L or more, 2 g/L or more, 5 g/L or more, 10 g/L or more, or 15 g/L or more, or 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, calculated in terms of the weight of the free form. Vanillic acid may or may not be contained in the medium at the concentration exemplified above throughout the entire culture period. Vanillic acid may be contained in the medium at the concentration exemplified above, for example, at the start of culture, or may be added to the medium after the start of culture so that the concentration becomes the concentration exemplified above. When culture is performed separately into a seed culture and a main culture, vanillin only needs to be produced during at least the main culture period. Therefore, vanillic acid only needs to be contained in the medium during at least the main culture period, i.e., the entire period of the main culture period or a part of the main culture period. In other words, vanillic acid may or may not be contained in the medium during the seed culture period. In such cases, descriptions about culture (e.g., "culture period (period of culture)" and "start of culture") can be read as referring to 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 carried out by utilizing a mutant ACAR (e.g., a microorganism cell having a mutant ACAR). This embodiment is also referred to as the "second embodiment of the method for producing vanillin". That is, the vanillin production process may be, for example, a process of converting vanillic acid in a reaction solution into vanillin by utilizing a mutant ACAR (e.g., a microorganism cell having a mutant ACAR). Specifically, the vanillin production process may be a process of allowing a mutant ACAR (e.g., a microorganism cell having a mutant ACAR) to act on vanillic acid in a reaction solution to produce and accumulate vanillin in the reaction solution. The vanillin production process in the second embodiment of the method for producing vanillin is also referred to as the "conversion reaction". The conversion reaction may be carried out, in particular, by utilizing a microorganism cell having a 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。 Host cells, such as bacterial cells of a microorganism having a mutant ACAR, may maintain metabolic activity. "Maintaining metabolic activity" may mean that the host cells have the ability to utilize a carbon source to generate or regenerate substances useful for the production of vanillin. Such substances include ATP, electron donors such as NADH and NADP, and phosphopantetheinylation enzymes such as PPT. The host cells may or may not have the ability to grow.

変換反応は、適切な反応液中で実施することができる。変換反応は、具体的には、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 allowing mutant ACAR (e.g., cells of a microorganism having mutant ACAR) and vanillic acid to coexist in a suitable reaction solution. The conversion reaction can be carried out in a batch or column format. In the case of a batch format, for example, the conversion reaction can be carried out by mixing mutant ACAR (e.g., cells of a microorganism having mutant ACAR) and vanillic acid in a reaction solution in a reaction vessel. The conversion reaction can be carried out by standing, or by stirring or shaking. In the case of a column format, for example, the conversion reaction can be carried out by passing a reaction solution containing vanillic acid through a column filled with immobilized enzymes such as immobilized cells. Examples of the reaction solution include aqueous media (aqueous solvents) such as water and aqueous buffer solutions.

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, in addition to vanillic acid, components other than vanillic acid as necessary. Examples of components other than vanillic acid include ATP, electron donors such as NADH and NADPH, phosphopantetheinylating enzymes such as PPT, metal ions, buffers, surfactants, organic solvents, carbon sources, phosphate sources, and various other medium components. That is, for example, a medium containing vanillic acid may be used as the reaction solution. That is, the description of the medium in the first embodiment of the method for producing vanillin can be applied mutatis mutandis to the reaction solution in the second embodiment of the method for producing vanillin. The type and concentration of the components contained in the reaction solution may be appropriately set depending on various conditions such as the properties and mode of use of the mutant ACAR.

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, for example, under normal conditions used for substance conversion using enzymes (for example, substance conversion using purified enzymes or substance conversion using microbial cells such as resting cells). The conditions of the conversion reaction may be set appropriately depending on various conditions such as the properties and usage mode of the mutant ACAR. The conversion reaction may be carried out, for example, under aerobic conditions. "Aerobic conditions" may mean conditions under which the dissolved oxygen concentration in the reaction solution is 0.33 ppm or more, or 1.5 ppm or more. Specifically, the oxygen concentration may be controlled, for example, to about 1 to 50% or 5% of the saturated oxygen concentration. The pH of the reaction solution may be, for example, usually 6.0 to 10.0, or 6.5 to 9.0. The reaction temperature may be, for example, usually 15 to 50°C, 15 to 45°C, or 20 to 40°C. The reaction time may be, for example, 5 minutes to 200 hours. In the case of the column method, the flow rate of the reaction solution may be, for example, such that the reaction time falls within the range of the reaction time exemplified above. The conversion reaction may also be carried out under culture conditions such as, for example, normal conditions used for culturing microorganisms such as bacteria and yeast. In this case, when host cells such as cells of a microorganism having a mutant ACAR are used, the host cells may or may not grow. That is, for the conversion reaction in the second embodiment of the method for producing vanillin, the description of the culture in the first embodiment of the method for producing vanillin can be applied mutatis mutandis, except that in this embodiment, the host cells may or may not grow. 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, calculated as the weight of the free form, may be, for example, 0.1 g/L or more, 1 g/L or more, 2 g/L or more, 5 g/L or more, 10 g/L or more, or 15 g/L or more, or 200 g/L or less, 100 g/L or less, 50 g/L or less, or 20 g/L or less, or a combination thereof. The concentration of host cells in the reaction solution, calculated as the optical density (OD) at 600 nm, may be, for example, 1 or more, 300 or less, or a combination thereof.

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。 During the conversion reaction, mutant ACAR (e.g., cells of a microorganism having 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 in response to a 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。 There are no particular limitations on the means for adding various components such as vanillic acid to the reaction solution. All of these components can be added to the reaction solution by directly adding them to the reaction solution. In addition, for example, a microorganism having a mutant ACAR and a microorganism capable of producing vanillic acid can be co-cultured to cause the microorganism capable of producing vanillic acid to produce vanillic acid in the reaction solution, thereby adding vanillic acid to the reaction solution. In addition, for example, all of the components such as ATP and electron donors may be produced or regenerated in the reaction solution, may be produced or regenerated within the host cells, or may be produced or regenerated by intercellular coupling. For example, when metabolic activity is maintained in the host cells, components such as ATP, electron donors, and methyl group donors can be produced or regenerated in the host cells using a carbon source. Examples of methods for generating or regenerating ATP include a method in which ATP is supplied from a carbon source using Corynebacterium bacteria (Hori, H et al., Appl. Microbiol. Biotechnol. 48(6): 693-698 (1997)), a method in which ATP is regenerated using yeast cells and glucose (Yamamoto, S et al., Biosci. Biotechnol. Biochem. 69(4): 784-789 (2005)), a method in which ATP is regenerated using phosphoenolpyruvate and pyruvate kinase (C. Aug'e and Ch. Gautheron, Tetrahedron Lett. 29: 789-790 (1988)), and a method in which ATP is regenerated using polyphosphate and polyphosphate kinase (Murata, K et al., Agric. Biol. Chem. 52(6): 1471-1477 (1988)). When "adding a component to a reaction solution," the "component" may also include those that are generated or regenerated in the reaction solution.

また、反応条件は、変換反応の開始から終了まで均一であってもよく、変換反応の過程において変化してもよい。「反応条件が変換反応の過程において変化する」ことには、反応条件が時間的に変化することに限られず、反応条件が空間的に変化することも包含されてよい。「反応条件が空間的に変化する」とは、例えば、カラム式で変換反応を実施する場合に、反応温度や酵素密度(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。 In addition, the reaction conditions may be uniform from the start to the end of the conversion reaction, or may change during the conversion reaction. "The reaction conditions change during the conversion reaction" is not limited to the reaction conditions changing over time, but may also include the reaction conditions changing over space. "The reaction conditions change over space" may mean, for example, that when a conversion reaction is carried out in a column, reaction conditions such as reaction temperature and enzyme density (e.g., bacterial cell density) differ depending on the position on the flow path.

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 process in this manner, a culture solution (specifically, a medium) or reaction solution containing vanillin is 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 for the detection or identification of compounds. Such techniques include, for example, HPLC, UPLC, LC/MS, GC/MS, and NMR. These techniques can be used alone or in appropriate combination. These techniques can also be used to determine the concentrations 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 step is also called a "recovery step". The recovery step may be a step of recovering vanillin from a culture solution (specifically, a medium) or a reaction solution. The recovery of vanillin can be carried out by a known method used for separating and purifying compounds. Examples of such methods include an ion exchange resin method, a membrane treatment method, a precipitation method, a 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 appropriate combination.

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。 If vanillin precipitates in the medium or reaction solution, it can be recovered, for example, by centrifugation or filtration. The vanillin precipitated in the medium or reaction solution may be isolated together with the vanillin dissolved in the medium or reaction solution after crystallization.

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。 The recovered vanillin may contain other components in addition to vanillin, such as mutant ACAR (e.g., cells of a microorganism having mutant ACAR), medium components, reaction solution components, water, and metabolic by-products of the microorganism. The purity of the recovered vanillin may be, for example, 30% (w/w) or more, 50% (w/w) or more, 70% (w/w) or more, 80% (w/w) or more, 90% (w/w) or more, 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。 The present invention will now be described in more detail with reference to the following 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 expression plasmids and expression strains for wild-type ACAR and mutant ACAR <1-1> Construction of expression plasmid pET-28a-GeACAR_entD for wild-type ACAR The expression plasmid pET-28a-Ge_ACAR-entD for wild-type ACAR was constructed as follows. This plasmid allows coexpression of wild-type ACAR derived from Gordonia effusa (Ge_ACAR; SEQ ID NO: 2) and PPT derived from E. coli (EntD; SEQ ID NO: 4).

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 DNAs of SEQ ID NOs: 5 and 6 as primers to obtain a PCR product containing the Ge_ACAR gene (codon-optimized according to the codon usage of E. coli) and the ORF sequence of the entD gene. Next, this PCR product was inserted into a pET-28a(+) vector (Novagen) treated with NdeI and EcoRI using In Fusion HD cloning lit (Clontech). This DNA was used to transform competent cells of E. coli JM109 (Takara Bio), which were then spread on LB agar medium containing 50 μg/mL of kanamycin and cultured overnight. The colonies that appeared were then picked up, single colonies were isolated, and transformants were obtained. Plasmids were extracted from the obtained transformants, and the one into which the desired PCR product had been 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) Plasmid pET-28a-GeACAR_entD was introduced into E. coli BL21(DE3) strain (Novagen) by electric pulse method. The cells were spread on LB agar medium containing 50 μg/mL 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 kanamycin and cultured with shaking at 37°C for about 18 hours. 0.8 mL of the obtained culture solution was mixed with 0.8 mL of 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 for mutant ACAR Using the plasmid pET-28a(+)-GeACAR-entD as a template, the plasmid with the mutation introduced was amplified by PCR using the primers shown in Table 1. PCR was performed using KAPA(TM) HiFi HotStart ReadyMix according to the manual. The PCR conditions were (95°C, 2 min) → [(98°C, 20 sec) → (60°C, 15 sec) → (72°C, 9.5 min) → (95°C, 2 min)] × 18 times → (72°C, 5 min). To digest the template plasmid, 0.8 μL of the restriction enzyme DpnI was added to the PCR product, stirred, and incubated 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 resulting transformant colonies were inoculated into 3 mL of LB medium containing 25 μg/mL Kanamycin and cultured (120 rpm, 37°C, overnight). Plasmids were extracted from 2 mL of the culture using a QIAprep Spin Miniprep Kit. The plasmid sequences were determined by Eurofins Genomics, and the plasmids with the correct mutations were used as expression plasmids for mutant ACAR. These plasmids enable the co-expression of mutant ACAR and PPT. E. coli BL21(DE3) competent cells were transformed with these plasmids to obtain the 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, other mutations (M271G, M271N, M271R, M271S, M271T, V312C, V312M, V312P, V312Q) were amplified using appropriately designed primers with the plasmid pET-28a(+)-GeACAR-entD as a template.
We constructed expression plasmids for mutant ACARs carrying the codons V312Y, A384C, A384F, A384G, A384H, A384I, A384K, A384L, A384N, A384Q, A384S, A384T, A385D, A385E, A385K, A385R, I574C, or I574P, and obtained strains expressing these mutant ACARs. The codon changes due to these mutations are shown in Table 2.

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, the expression plasmids of mutant ACAR of G386N or G386M constructed above were used as templates to introduce double mutations (G386M/M271Y, G386M/S274N, G386M/I353F, G386M/I353L, G386N/M271Y, G386N/V312A, G386N/V312F, G3 An expression plasmid for mutant ACAR carrying the double mutations G386N/V312I, G386N/I353F, G386N/I353L, G386N/A384S, G386N/A385M, G386N/A385V, G386N/V387I, G386N/I574A, G386N/I574M, or G386N/I574T was constructed, and an expression strain for mutant ACAR carrying the double mutations was obtained. The codon changes due to I353F, A385M, and A385V are shown in Table 2.

Figure 2024052995000001
Figure 2024052995000001

Figure 2024052995000002
Figure 2024052995000002

<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 A colony of each mutant ACAR expression strain was inoculated into 2 mL of LB medium containing 25 μg/mL Kanamycin and precultured (200 rpm, 37°C, overnight). 160 μL of the preculture solution was inoculated into 8 mL of LB medium containing 25 μg/mL Kanamycin placed in a 50 mL Falcon tube. The Falcon tube was tightly capped and cultured until OD 660 = 1.0 (200 rpm, 37°C). IPTG was added to a final concentration of 0.1 mM to induce expression of mutant ACAR, and the culture was continued (200 rpm, 16°C, 18 to 20 hr). The culture medium was dispensed in 2 mL portions into 2 mL Violamo microtubes and centrifuged (6,800 g, 4°C, 3 min) to collect the bacteria. The obtained bacteria were suspended in 300 μL of 1×PBS, and 300 μL of each portion was placed in a homogenizer tube and ultrasonically disrupted (HIGH mode, 10 min, 30 sec, 30 sec interval for each disruption). The homogenate was centrifuged (15,000 g, 4°C, 15 min), and the supernatant was used as a crude enzyme solution of mutant ACAR. Similarly, 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. The protein concentration of the crude enzyme solution was measured by the Bradford method using Quick Start(TM) Bradford Protein Assay (Bio-Rad). The standard solution for protein concentration measurement was the Quick Start BSA Standard Set (Bio-Rad).

<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 in an amount equivalent to 50 μg of protein was added to the reaction buffer, and incubation was continued. 60 min after the addition, 50 μL of 10% TFA was added to the mixture and mixed to stop the enzyme reaction. The mixture was centrifuged (15,000 g, 15 min, 4°C), and vanillin and isovanillin in the supernatant were quantified. Vanillin and isovanillin were quantified by UHPLC analysis under the conditions shown in Table 4. The ratio of the amount of isovanillin to the amount of vanillin was calculated from the amounts of vanillin and isovanillin, and this was taken as the isovanillin by-production rate (iVNN by-production rate).

Figure 2024052995000003
Figure 2024052995000003

Figure 2024052995000004
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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. A mutant ACAR was found that had a reduced rate of iVNN by-production compared to the wild-type ACAR (i.e., improved substrate specificity for vanillic acid).

Figure 2024052995000005
Figure 2024052995000005

Figure 2024052995000006
Figure 2024052995000006

<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 the ACAR gene of Gordonia effusa SEQ ID NO: 2: Amino acid sequence of the ACAR protein of Gordonia effusa SEQ ID NO: 3: Nucleotide sequence of the entD gene of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NO: 4: Amino acid sequence of the EntD protein of Escherichia coli MG1655 SEQ ID NOs: 5 to 176: Primers SEQ ID NO: 177: Nucleotide sequence of the ACAR gene of Gordonia effusa codon-optimized according to the 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 a wild-type aromatic carboxylic acid reductase and having vanillin-producing activity,
The mutant aromatic carboxylic acid reductase, wherein the specific mutation is a mutation in one or more amino acid residues selected from the following:
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 includes a mutation at 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, 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 one 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/A385M, 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-type aromatic carboxylic acid reductase is an aromatic carboxylic acid reductase from 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 one of the following proteins:
(a) a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO:2;
(b) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2, which contains a substitution, deletion, insertion, and/or addition of 1 to 10 amino acid residues;
(c) a protein comprising an amino acid sequence having 90% or more identity 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 by-production rate of isovanillin 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。
A method for producing vanillin, comprising the steps of:
A method for converting vanillic acid to vanillin by utilizing the mutant aromatic carboxylic acid reductase of any one of claims 1 to 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 according to claim 9, wherein the conversion comprises culturing a microorganism having the mutant aromatic carboxylic acid reductase in a medium containing vanillic acid, and producing and accumulating 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 allowing the mutant aromatic carboxylic acid reductase to act on vanillic acid in a reaction solution to produce 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。 The method according to claim 11, wherein the mutant aromatic carboxylic acid reductase is used in the form of a bacterial cell of a microorganism having the mutant 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 bacterial cells are used in the form of a culture medium of the microorganism, bacterial cells recovered from the culture medium, a processed product 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 a yeast. 前記微生物が、コリネ型細菌または腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の細菌である、請求項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 Enterobacteriaceae family. 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 of the genus Corynebacterium or 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 phosphopantetheinyl transferase is increased compared to a non-modified 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 according to any one of claims 12 to 18, wherein the microorganism has been modified so that the activity of vanillic acid demethylase and/or alcohol dehydrogenase is reduced compared to a non-modified 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 according to any one of claims 9 to 19, further comprising recovering the 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 Enterobacteriaceae family. 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 of the genus Corynebacterium or 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, which has been modified so that the activity of phosphopantetheinyl transferase is increased compared to a non-modified 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, which has been modified so that the activity of vanillic acid demethylase and/or alcohol dehydrogenase is reduced compared to a non-modified strain.
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