JP3133774B2 - 新規な宿主−ベクター系 - Google Patents
新規な宿主−ベクター系Info
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- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/645—Fungi ; Processes using fungi
- C12R2001/845—Rhizopus
Description
系に関し、さらに詳しくは、カビの一種であるリゾープ
ス・ニベウス(Rhizopus niveus)を宿主とし、藻菌類の
プラスミドをベクターとする新規な宿主−ベクター系に
関する。
いった有用タンパク質をバクテリアを形質転換すること
により製造する方法は確立されつつある。それと同時に
バクテリアを用いた場合の問題点も明らかになってきて
いる。例えばバクテリアは目的とする有核生物のタンパ
ク質(例えばホルモン、酵素)の生産量が少なく、かつ
該タンパク質が菌体外へ分泌されにくい。さらに、イン
ターフェロン及びインターロイキンを大腸菌を用いて作
った場合、これら人工のタンパク質と天然のタンパク質
との間では1次構造は同じであるが、2次構造が異な
り、その結果人工のタンパク質は人体内で異物(抗原)
として認識されてしまう。そこで使用に際しては人工の
タンパク質をリネーチャーする必要がある。
ような藻菌類は、発酵工業において広く使用され、リゾ
ープスはその一種である。リゾープス等のカビは、体外
への酵素分泌力が高く(例えばアミラーゼの分泌量は液
体培養:20g/リットル、固体培養:30g/kgで
ある)、かつ細胞外へ分泌するために得られる蛋白質は
1次構造のみならず2次構造も天然の蛋白質と同じであ
る。そこでカビを形質転換して蛋白質の製造に用いるこ
とが期待される。しかし、従来カビの形質転換法は確立
されているものが少なく、リゾープスについては全くな
かった。
果カビの一種であるリゾープスの形質転換法を提供する
ことに成功した〔特開平2─53480号〕。
プスを宿主として用いて生産するに適したベクターはこ
れまでのところ知られていない。そこで本発明の目的
は、酵素の菌体外分泌量が大きいリゾープスを宿主とし
て用い、酵素を生産するに適した宿主−ベクター系を提
供することにある。
ニベウスの染色体中及び/又は細胞質内に藻菌類のプラ
スミドを含む宿主−ベクター系に関する。
いては、宿主として糸状菌リゾープス・ニベウス(Rhiz
opus niveus)(IFO4810)を用いる。
ミドを用いる。ベクターとして藻菌類のプラスミドを用
いることにより、初めて宿主であるリゾープス・ニベウ
スを形質転換することができる。藻菌類としては、例え
ば、ムコール属〔Mucor circinelloides, Mucor javani
cus 〕、フィコミセス属〔Phycomyces blakesleeanus,
Phycomyces nitens 〕、アブシディア属〔Absidia glau
ca, Absidia coerulea, Absidia megaspora 〕等を例示
できる。
ば、プラスミドpLeu4、pPS11、pMA67、
pJL1、pJL2、pMCL1302、pMCL00
2、pJPLeu4、pPPLeu4、pLeu41、
pJPLeu41又はpPPLeu41等を例示でき
る。
入手できる。pLeu4は、ロンセロ(Roncero),M.I.
G.ら、Gene,84 335-343(1989) に記載の方法により入
手できる。pPS11は、T.スアレツ(Suarez)ら、Mol.
Gen. Genet. 212, 120-123, 1988 に記載の方法により
フィコミセス・ブラケスリアヌス(Phycomyces blakesle
eanus)(NRRL1555株)から入手できる。
n) らの方法〔Carlsberg Research Communications 52,
243-252, 1987 〕により、pMCL1302から入手
できる。pJL1及びpJL2は、J.L.レビュエッタ
(Revuetta) らの方法〔Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A.
83, 7344-7347, 1986 〕により、フィコミセス・ブラケ
スリアヌス(Phycomyces blakesleeanus)(A459株)
から入手できる。
R.ファン・ヘースウィック(van Heeswijck)の方法
〔Carlsberg Research Communications 51, 433-443, 1
986 〕により、ムコール・シルシネロイデス・エフ・ル
シタニコス(Mucor circinelloides f. lusitanicus)
(CBS227.49株)=ムコール・ラセモサス(Mu
cor racemosus)(ATCC12166株)から入手でき
る。
pのEcoRI−XbaI断片をpLeu4のSamI
に挿入することより得ることができる。pJPLeu4
1は、pJPLeu4をAvaIとSalIで消化し、
7.2kbpの断片を自己連結して得られる。
bpのBamHI断片をpLeu4のSamIに挿入す
ることより得ることができる。pPPLeu41は、p
PPLeu4をAvaIとSalIで消化し、11.5
kbpの断片を自己連結して得られる。
SalIで消化し、6.3kbpの断片を自己連結して
得られる。
ニベウスの染色体中に挿入されているか、リゾープス・
ニベウスの細胞質内に含まれているか、あるいはリゾー
プス・ニベウスの染色体中に挿入され、かつ細胞質内に
も含まれている。宿主であるリゾープス・ニベウスの染
色体中に挿入されているベクターは、1つ又は2つ以上
である。また、細胞質内に含まれるベクターの数も1つ
又は2つ以上である。
2−53480号に記載の方法により製造することがで
きる。即ち、リゾープス・ニベウスの胞子を培養して発
芽管を得、この発芽管又は胞子もしくは菌糸をノボザイ
ム234、キチナーゼ及びキトサナーゼで処理してプロ
トプラスト化細胞とし、この細胞を藻菌類のプラスミド
の存在下でポリエチレングリコールで処理して藻菌類の
プラスミドを含む融合細胞とし、得られた融合細胞を再
生することにより、本発明の宿主−ベクター系を得るこ
とができる。尚、上記製造方法において藻菌類のプラス
ミドは、環状のまま用いても、または適当な制限酵素で
切断した線状のものを用いても良い。一般的傾向とし
て、環状のまま用いた方が形質転換頻度は高く、線状の
ものを用いると、染色体中に挿入される割合が高くな
る。
ml)1mlにUV照射(0.0036J/cm2 )を
し、生存率を測定した後に平板完全寒天培地に塗布し
た。37℃で約20日間培養した後に胞子を回収し、生
理食塩水で洗浄した。次いでこの胞子を30℃で液体最
少培地中で静置培養し、G3ガラスフィルターでろ過し
た。この操作を菌の生育が見られなくなるまで繰り返し
行った。得られた胞子を生理食塩水で懸濁し、平板酸性
完全寒天培地(2.4%ポテトデキストロース(Dif
co),0.1%HCl,1.5%寒天)に塗布し、3
0℃で2〜3日間培養した。培養後、各種アミノ酸、核
酸を添加した最少寒天培地(2%グルコース、0.2%
アスパラギン、0.05%KH2 PO4 ,0.025%
MgSO4 ・7H2 O,1.5%精製寒天)にレプリカ
した。レプリカした胞子の中からleu要求性変異株を
常法により選択し、R.ニベウスM37株を得た。
7株の胞子2〜5×107 個を水に懸濁し、G1ガラス
フィルターでろ過し、ろ液をG3ガラスフィルターでろ
過した。ろ液を2500rpmで7分間遠心分離して沈
澱を5〜8mlの1%グルコース、20%酵母抽出物、
2%ポリペプトン、0.01Mプロリン溶液に懸濁し、
30℃で4.5〜5時間振盪培養(300rpmのレシ
プロシェーカー)した。発芽管の形成を顕微鏡で確認し
た後にG1ガラスフィルターでろ過し、ろ液を3000
rpmで3分間遠心分離した。沈澱を5mlの緩衝液A
(13.2mMクエン酸、33mM Na2 HPO4 、
0.3Mマンニトール)に懸濁し、3000rpmで3
分間遠心分離した。沈澱を再度緩衝液Aに懸濁し、30
00rpmで3分間遠心分離した。
イム(Novozym)234(ノボ社製)35mg、
キチナーゼABC(アドバンス バイオファクチャーズ
社製)14mg、キトサナーゼ(和光社製)10ユニッ
トを5mlのA液に懸濁したものを添加した。30℃で
1.5〜2時間振盪培養(60rpmのレシプロシェー
カー)し、プロトプラストの形成を顕微鏡で確認した後
G2ガラスフィルターでろ過した。ろ液を450rpm
で4分間遠心分離した。沈澱を5mlの緩衝液B(10
mM MOPS(pH6.3)、50mM CaC
l2、0.3Mマンニトール)に懸濁し、450rpm
で4分間遠心分離することを2回繰り返した。沈澱を2
00μlの緩衝液Bにゆっくり懸濁し、プラスミドpL
eu4〔ロンセロ(Roncero),M.I.G.
ら、Gene,84335−343(1989):プラ
スミドpLeu4はムコール・サーシンロイズ(Mucor
circienelloides)のleuA遺伝子とムコール・サーシ
ンロイズ中でのARS領域を有する〕懸濁液(約10〜
20μgのpLeu4を10μlの10mM MOPS
(pH6.3)、50mM CaCl2 、1mg/20
μlヘパリン溶液に懸濁)10μlと混合した。氷中で
5分間放置し、10μlの緩衝液C(10mMMOPS
(pH6.3)、50mM CaCl2 、40%PEG
4000溶液)を添加した。氷中で25分間放置した
後1.25mlの緩衝液Cをさらに添加して、室温で2
5分間放置した。10mlの緩衝液Bと混合し、600
rpmで3分間遠心分離した。
抽出物、2%ポリペプトン、0.3Mマンニトール溶液
に懸濁し、この懸濁液をエッペンドルフチューブに移し
た。30℃で30分間静置培養し、1000rpmで1
分間遠心分離した。沈澱を1mlの0.4Mマンニトー
ル溶液に懸濁し、1000rpmで1分間遠心分離する
操作を2回繰り返した。沈澱を100μlの0.4Mマ
ンニトール溶液に懸濁し、5mlの1%精製寒天を含む
D培地(SIV最少培地+0.35Mマンニトール、
0.2%H2 SO4 を48℃で溶解)と混合した。次
に、1.5%精製寒天を含む平板D培地状に重層し、3
0℃で2〜3日間培養した。各々の単集落をSIV最少
培地へレプリカして保存した。即ち、プラスミドpLe
u4は、leu要求性変異株であるR.ニベウスM37株
を相補し、プラスミドpLeu4がR.ニベウスM37株
内でベクターとして機能することが明らかになった。
出し、サザン解析を行った結果、プラスミドpLeu4
は、R.ニベウスM37株の染色体上にタンデムに挿入し
ているか、または細胞質内に存在することが明らかとな
った。さらに、形質転換体の全DNAを用いて大腸菌を
形質転換したところプラスミドpLeu4が完全な形で
回収された。このことから、プラスミドpLeu4がR.
ニベウスM37株内でARS活性を有し、自己複製でき
ることが示された。
素地図を図1に示す)を4種の制限酵素〔Pst I 、Bgl
II、Sal I 、Sca I 〕で切断した断片を用いて、実施例
1と同様にして形質転換を行った。その結果、何れの断
片を用いてもleu栄養要求性は相補された。尚、得ら
れた形質転換体の全DNAをサザン解析した結果、環状
のプラスミドを用いた場合に比べて染色体への挿入割合
は高かった。
で約10日間培養し胞子を作らせた。菌糸ごとに胞子嚢
をかき取り、30mlの滅菌水に懸濁し、強攪拌して胞
子嚢に包まれた胞子を遊離させた。G3ガラスフィルタ
ーで懸濁液から胞子だけを集めた。胞子懸濁液は、室温
で3000rpm、10分間遠心して胞子を集めた。胞
子を1回生理食塩水で洗浄した後、0.01Mのプロリ
ンを添加したYPG液体培地(1%グルコース、2%ポ
リペプトン、2%酵母抽出物)に2〜5x107 コ/m
lの割合で胞子を懸濁した。滅菌した綿栓付試験管に胞
子懸濁液を入れ、胞子から発芽管が生じるまで、約5時
間30℃、300rpmで振盪培養した。その後、G1
ガラスフィルター発芽直後の胞子より過度に発芽した胞
子を分離して除去した。濾過液は、遠心で集菌し、0.
3xMcIlvaine緩衝液(13.3mMクエン
酸、33mM Na2 HPO4 、pH5.6)で2回洗
浄し、緩衝液を交換した。
ym)234(ノボ社製)5mg/ml、キチナーゼA
BC(アドバンス バイオファクチャーズ社製)2mg
/ml、キトサナーゼ(和光社製)1.52mg/ml
を含む7mlの上記緩衝液に懸濁した。この懸濁液をプ
ラスチックチューブに入れ、30℃、40rpmで1.
5〜2時間震盪培養した。プロトプラスト懸濁液の残さ
を除去し濾液を70xg、4分間スィングロータで遠心
し集菌した。集菌したプロトプラストを緩衝液Aで2回
ずつ洗浄し、400μlの緩衝液A(10mMMOPS
(pH6.3)、50mM CaCl2 、0.3Mマン
ニトール)に懸濁した。この懸濁液100μlに対し
て、あらかじめ10μlの緩衝液C(緩衝液A+ヘパリ
ン(50mg/mlの濃度で添加))に溶解し、氷中に
20分以上放置しておいたプラスミドDNA溶液と混合
した。混合液を氷中で5分間放置し、40%PEG溶液
(40%PEG 4000、10mMMOPS(pH
6.3)、50mM CaCl2 )10μlを添加し、
穏やかに混合し、さらに氷中で25分間放置した。
をさらに添加して、室温で25分間放置した後、10m
lの緩衝液Aで希釈し、50xgで4分間スウィングロ
ーターで遠心し集菌した。集菌したプロトプラストに
0.3Mマンニトールを含有するYPG液体培地1ml
を加え、30℃で30分間静置した。静置後、0.4M
マンニトールで2回プロトプラストを洗浄した後、最少
培地にプレーティングした。現れたコロニーの数を測定
し、使用したDNAの量で割り算して1μg当たりのコ
ロニー数を求めた。結果を表1及び表2に示す。
ド)は、図2〜図4に示すフローチャートに従って、以
下に説明するようにして作製した。
0.9kbpのEcoRI−XbaI断片を単離し、T
4ポリメラーゼで末端を平滑化した。この断片と、Sa
mI消化及びアルカリホスファターゼを用いて脱リン酸
化したプラスミドpLeu4をT4DNAリガーゼを用
いて連結してpJPLeu4を得た。
u4をAvaIとSalIで消化し、得られた7.2k
bpの断片をT4ポリメラーゼを用いて末端を平滑化し
た後、自己連結して得られた。
り5.2kbpのBamHI断片を単離し、T4ポリメ
ラーゼで末端を平滑化した。この断片と、SamI消化
及びアルカリホスファターゼを用いて脱リン酸化したプ
ラスミドpLeu4をT4DNAリガーゼを用いて連結
してpPPLeu4を得た。
u4をAvaIとSalIで消化し、11.5kbpの
断片をT4ポリメラーゼを用いて末端を平滑化した後、
自己連結して得られた。
vaIとSalIで消化し、6.3kbpの断片をT4
ポリメラーゼを用いて末端を平滑化した後、自己連結し
て得られた。
る。
JPLeu41の作製方法を示す。
PPLeu41の作製方法を示す。
Claims (5)
- 【請求項1】 リゾープス・ニベウスの染色体及び/又
は細胞質内にムコール属のプラスミドを含む宿主−ベク
ター系。 - 【請求項2】 ムコール属のプラスミドが、pLeu
4、pJPLeu4、pPPLeu4、pLeu41、
pJPLeu41、またはpPPLeu41である請求
項1に記載の宿主−ベクター系。 - 【請求項3】 ムコール属のプラスミドが、ムコール・
サーシンロイズ由来のプラスミドである請求項1に記載
の宿主−ベクター系。 - 【請求項4】 ムコール属のプラスミドが、ムコール・
サーシンロイズ由来のARS領域を有するプラスミドで
ある請求項1に記載の宿主−ベクター系。 - 【請求項5】 ムコール属のプラスミドが、pMCL1
302、pMCL002またはpMA67である請求項
1に記載の宿主−ベクター系。
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