JP3169927B2 - Isolation of polyhydroxyalkanoic acids (PHAs) -deficient strains of Rhodobacter sphaeroides RV with improved hydrogen photoproduction yield - Google Patents

Isolation of polyhydroxyalkanoic acids (PHAs) -deficient strains of Rhodobacter sphaeroides RV with improved hydrogen photoproduction yield

Info

Publication number
JP3169927B2
JP3169927B2 JP03147599A JP3147599A JP3169927B2 JP 3169927 B2 JP3169927 B2 JP 3169927B2 JP 03147599 A JP03147599 A JP 03147599A JP 3147599 A JP3147599 A JP 3147599A JP 3169927 B2 JP3169927 B2 JP 3169927B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
leu
ala
gly
hydrogen
val
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP03147599A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11299492A (en
Inventor
エリサベッタ・フランキ
クラウディオ・トージ
ジュゼッペ・スコッラ
フランチェスコ・ロドリゲツ
パオラ・ペドローニ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Institute of Innovative Technology for Earth
Original Assignee
Research Institute of Innovative Technology for Earth
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Institute of Innovative Technology for Earth filed Critical Research Institute of Innovative Technology for Earth
Publication of JPH11299492A publication Critical patent/JPH11299492A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3169927B2 publication Critical patent/JP3169927B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリヒドロキシア
ルカン酸エステル類(PHAs)を蓄積できないロドバ
クター スフェロイデス RV CBS 100467
(Rhodobacter sphaeroides RV CBS 100467)の変異株、
および該変異株を使用して水素を産生する方法に関す
る。
[0001] The present invention relates to Rhodobacter sphaeroides RV CBS 100467, which cannot accumulate polyhydroxyalkanoates (PHAs).
(Rhodobacter sphaeroides RV CBS 100467) mutant,
And a method for producing hydrogen using the mutant strain.

【0002】[0002]

【従来の技術】水素は、太陽に含まれる最も豊富な元素
であり、エネルギーの発生に重要な役割を演じている。
しかしながら、地球における水素は、酸素と共に、生物
学的エネルギーサイクルの基本的な化合物である。
BACKGROUND OF THE INVENTION Hydrogen is the most abundant element in the sun and plays an important role in generating energy.
However, hydrogen on earth, along with oxygen, is a fundamental compound in the biological energy cycle.

【0003】大気圏の最低層に含まれる水素量は、約
2.2×10トンと推定され、これは空気の体積にし
て約0.55ppmの濃度に等しい。Oが1.1×1
15トンであるのと比較すれば、地球における水素
は、確かに希少ガスと見なし得る。しかし、水素は不活
性ガスとは異なるものであり、好気好気性および嫌気性
の何れの条件においても、光の存在下または非存在下
で、広範な微生物により絶えず産生され使用されてい
る。
[0003] The amount of hydrogen contained in the lowest layer of the atmosphere is estimated to be about 2.2 × 10 9 tons which equals a concentration of about 0.55ppm in the volume of air. O 2 is 1.1 × 1
In comparison with the 0 15 of a ton, hydrogen in the earth can certainly regarded as rare gas. However, hydrogen is distinct from inert gases and is constantly produced and used by a wide range of microorganisms in both aerobic, aerobic and anaerobic conditions, in the presence or absence of light.

【0004】水素の発熱能力は他の何れのエネルギー源
よりも高いため、エネルギーの観点から見た場合、水素
は確かに理想的なエネルギー源である。加えて、保存が
容易で、環境汚染を伴なわず、酸化による最終産物であ
る水は、毒性がないだけでなく、地球における生命維持
に欠くことのできない化合物である。
[0004] Hydrogen is certainly an ideal energy source from an energy point of view, since it has a higher heat generating capability than any other energy source. In addition, water, which is easy to store, does not involve environmental pollution, and is the end product of oxidation, is not only toxic, but also an essential compound for sustaining life on earth.

【0005】微生物の水素を産生する能力は、従来のエ
ネルギー資源の枯渇の進行およびこれらに関連して生じ
る深刻な環境問題と共に、長年に亘って、このエネルギ
ー源を生物学的に得るための多くの研究努力に活気を与
えてきた。
[0005] The ability of microorganisms to produce hydrogen, along with the ongoing depletion of conventional energy resources and the severe environmental problems associated therewith, has been a significant source of biological access to this energy source for many years. Has inspired his research efforts.

【0006】自発的に水素を産生することができる多数
の微生物が、自然環境に存在している。
[0006] Numerous microorganisms capable of spontaneously producing hydrogen exist in the natural environment.

【0007】これら生物の中で、非酸素発生型の光合成
細菌、例えば紅色非硫黄細菌[とりわけロドシュードモ
ナス(Rhodopseudomonas)属、ロドバクター(Rhodobac
ter)属およびロドスピリルム(Rhodospirillum)属を
含む]は、水素を産生するのに特に適している。実際
に、これらは、コストがゼロのエネルギー源である光を
使用できるだけでなく、増殖のための基質として廃棄物
質を使用できるので、重大な環境問題である廃物処理と
エネルギーの産生とを同時に行うことができる。
Among these organisms, non-oxygen generating photosynthetic bacteria, such as purple non-sulfur bacteria [particularly Rhodopseudomonas sp., Rhodobacterium]
ter) and Rhodospirillum] are particularly suitable for producing hydrogen. In fact, they not only use light, a zero-cost energy source, but also use waste material as a substrate for growth, so that the simultaneous disposal of waste and the production of energy, which are significant environmental problems, occur simultaneously. be able to.

【0008】紅色非硫黄細菌 しかし、これらの細菌に
は、水素生産量が少ないことから生じる欠点がある。そ
の結果、これらの微生物を使用する限り、実用面および
経済面の両観点から見て興味深いにもかかわらず、生物
学的水素産生方法を開発することは困難である。
[0008] Red non-sulfur bacteria However, these bacteria have drawbacks resulting from their low hydrogen production. As a result, as long as these microorganisms are used, it is difficult to develop a method for producing biological hydrogen, albeit interesting from both practical and economic viewpoints.

【0009】実際、文献において、紅色非硫黄細菌は、
不均衡な増殖条件下において、多量の蓄積物質[ポリヒ
ドロキシアルカン酸エステル(PHA)の用語で一般的
に示される]を合成する能力を有することでも特徴付け
られることが知られている。PHA類は、細胞質封入体
の形態で蓄積され、細胞重量のかなりの割合(70%ま
で)を占めている。また水素を過剰に産生する菌株R.
スフェロイデス RVでは、ポリヒドロキシアルカン酸
エステル類(PHAs)の蓄積と水素光産生との間に、
増殖条件に依存した拮抗的関係が存在することも証明さ
れた。
In fact, in the literature, red non-sulfur bacteria are:
It is known that it is also characterized by its ability to synthesize large amounts of accumulating substances [generally indicated by the term polyhydroxyalkanoate (PHA)] under unbalanced growth conditions. PHAs accumulate in the form of cytoplasmic inclusions and account for a significant proportion (up to 70%) of cell weight. In addition, strain R.
In Spheroides RV, between the accumulation of polyhydroxyalkanoates (PHAs) and the production of hydrogen light,
It has also been demonstrated that there is an antagonistic relationship depending on the growth conditions.

【0010】事実、ガス状水素の発生とPHAs合成と
は、細胞の還元力を消費する2者択一的な代謝経路に相
当する。
[0010] In fact, the generation of gaseous hydrogen and the synthesis of PHAs correspond to alternative metabolic pathways that consume the reducing power of cells.

【0011】H産生の持続時間、従ってHの総産生
量の点で、R.スフェロイデス RVの水素産生能を改
善するために、ポリヒドロキシアルカン酸エステル類
(PHAs)を蓄積する能力を持たない変異株を創製し
た。
[0011] The duration of the H 2 production, and therefore in terms of the total production of H 2, R. In order to improve the hydrogen-producing ability of Spheroides RV, a mutant strain having no ability to accumulate polyhydroxyalkanoates (PHAs) was created.

【0012】SMV071と呼ばれるこの変異株は、特
許手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブタペス
ト条約の規定に従って、1998年2月16日に、寄託
番号CBS100467でオランダ国真菌培養中央局(C
entraal Bureau voor Schimmelcultures)に寄託され
た。
This variant, called SMV071, was established on February 16, 1998, under the deposit number CBS100467, under the provisions of the Budapest Treaty on the International Recognition of the Deposit of Microorganisms for Patent Proceedings, under the Central Bureau of Fungal Culture (CBD).
entraal Bureau voor Schimmelcultures).

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】故に、本発明の目的
は、ポリヒドロキシアルカン酸エステル類(PHAs)
を蓄積する能力を持たないR.スフェロイデス RV
CBS 100467の変異体に関する。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide polyhydroxyalkanoates (PHAs).
That do not have the ability to accumulate R. Spheroides RV
It relates to a variant of CBS 100467.

【0014】本発明の更なる目的は、変異株R.スフェ
ロイデス RV CBS 100467を用いた水素産
生方法に関する。
A further object of the present invention is to provide a mutant R. The present invention relates to a method for producing hydrogen using Spheroides RV CBS 100467.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】PHAsを蓄積することが可能な
大部分の細菌、特にR.スフェロイデス RVにおい
て、ポリ(3−ヒドロキシブチレート)(PHB)は最
も広く産生されるポリマーに相当する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Most bacteria capable of accumulating PHAs, in particular R. cerevisiae. In Spheroides RV, poly (3-hydroxybutyrate) (PHB) represents the most widely produced polymer.

【0016】文献では、最も広く研究されている細菌で
あるアルカリゲネス・ユートロフス(Alcalige
nes eutrophus)におけるPHBの合成
が、異なる3つの酵素、即ちβ−ケトチオレート、アセ
トアセチル−CoA還元酵素、およびシンターゼ(モノ
マーの重合を触媒してPHBポリエステルを得る)連続
して関与する代謝経路により達成されることが知られて
いる。
In the literature, Alcaligenes eutrophus, the most widely studied bacterium
The synthesis of PHB in N. eutrophus is achieved by a metabolic pathway that involves three different enzymes in succession: β-ketothiolate, acetoacetyl-CoA reductase, and synthase, which catalyzes the polymerization of monomers to give PHB polyester. Is known to be.

【0017】本発明は、シンターゼが該代謝経路の重要
な酵素であるという考察に基づいている。実際に、この
酵素の基質特異性は比較的低いので、2者択一的な代謝
経路から生じる種々の中間体を基質として使用できる。
The present invention is based on the consideration that synthase is an important enzyme in the metabolic pathway. Indeed, the relatively low substrate specificity of this enzyme allows the use of various intermediates resulting from alternative metabolic pathways as substrates.

【0018】そのため、我々は、この酵素をコードする
遺伝子(phaC)がR.スフェロイデス RVのゲノ
ムに存在することを確認した後、該遺伝子(phaC)
を不活性化することにより、PHBの生物学的合成の最
終ステップをなくすことを考えた。
Therefore, we have found that the gene encoding this enzyme (phaC) is R. After confirming that the gene is present in the genome of Spheroides RV, the gene (phaC)
Was considered to eliminate the final step in the biological synthesis of PHB.

【0019】ランダム突然変異誘導(トランスポゾンの
使用を基礎とする)または特異的突然変異誘導(インタ
ーポゾンを使用する)のような従来の方法を使用するこ
とにより、該遺伝子は不活性化できる。これらの成分
は、該ゲノムに挿入され、遺伝子配列の分断が引き起こ
す(表現型突然変異の手段により明らかになる)と共
に、ホストに特定の抗生物質に対する耐性を与える。
The gene can be inactivated by using conventional methods such as random mutagenesis (based on the use of transposons) or specific mutagenesis (using interposons). These components are inserted into the genome, causing disruption of the gene sequence (as revealed by means of phenotypic mutation) and conferring on the host resistance to certain antibiotics.

【0020】本発明の好ましい態様に従って、R.スフ
ェロイデス RV野生型のシンターゼ遺伝子phaCの
不活性化は、予め単離して特徴を明らかにされているシ
ンターゼ遺伝子(配列表;配列番号1および2は、最初
の30塩基と最後の60塩基のないR.スフェロイデス
RV野生型のシンターゼ遺伝子phCのヌクレオチド
配列およびアミノ酸配列)の内部に、カナマイシン耐性
遺伝子をコードした遺伝子カセット(インターポゾン)
を挿入することにより行われ、次に該抗生物質を添加し
た培地上で突然変異株を選択した。
According to a preferred embodiment of the present invention, R.C. The inactivation of the spheroides RV wild-type synthase gene phaC was determined by synthesizing the previously isolated and characterized synthase gene (SEQ ID NOS: 1 and 2 with the first 30 bases and the last 60 bases without R). A gene cassette (interposon) encoding a kanamycin resistance gene inside the spheroides RV wild-type synthase gene phC (nucleotide sequence and amino acid sequence).
The mutants were then selected on medium supplemented with the antibiotic.

【0021】実際、理論的には、該菌株のゲノムDNA
にインターポゾンの組込まれたクローンのみが、この選
択培地で増殖できる。
In fact, in theory, the genomic DNA of the strain
Only clones with an integrated interposon can grow on this selection medium.

【0022】該インターポゾンの構築は、第1に、大腸
菌株TG1をホストとして使用し、pUC18をベクタ
ーとして使用することにより実施した。
The construction of the interposon was carried out firstly by using E. coli strain TG1 as a host and pUC18 as a vector.

【0023】形質転換の後に得たコロニーを制限分析し
て、単離した陽性クローンに、シンターゼ遺伝子pha
Cに挿入されたカナマイシン耐性遺伝子が含まれること
を確認した。このクローンのヌクレオチド配列により、
該インターポゾンがシンターゼ遺伝子phaCの転写方
向に対して反対の配向で挿入されていることが明らかに
なった。
The colonies obtained after the transformation were subjected to restriction analysis and the isolated positive clones were identified with the synthase gene pha.
It was confirmed that the kanamycin resistance gene inserted into C was included. According to the nucleotide sequence of this clone,
It was revealed that the interposon was inserted in the direction opposite to the transcription direction of the synthase gene phaC.

【0024】次に、分断されたシンターゼ遺伝子を、自
殺ベクター(即ち、R.スフェロイデス内で自己複製で
きないベクター)の中にクローン化し、その最終構築物
を、接合によって、抗生物質リファンピシンに対する耐
性を与えた大腸菌株S17−1および野生型菌株R.ス
フェロイデス RVに導入した。
Next, the disrupted synthase gene was cloned into a suicide vector (ie, a vector that could not self-replicate in R. spheroides) and the final construct was conjugated to confer resistance to the antibiotic rifampicin. E. coli strain S17-1 and wild-type strain R. Introduced to Spheroides RV.

【0025】R.スフェロイデス RVの突然変異株の
選択を2つのステップにより実施した。第1ステップ
は、カナマイシンで選択することにより、自殺ベクター
に保持された遺伝子phaCの突然変異誘発コピーと、
ゲノムDNA上の機能的なコピーとの間で組換えが成功
したことを確認することであり、第二ステップは、ゲン
タマイシンで選択することにより、突然変異を誘発する
ために使用した自殺ベクターが喪失したことを証明する
ことである。
R. Selection of mutant strains of Spheroides RV was performed in two steps. The first step involves mutagenized copies of the gene phaC retained in the suicide vector by selecting with kanamycin;
The second step is to confirm successful recombination between the functional copy on the genomic DNA and that the selection with gentamicin results in the loss of the suicide vector used to induce the mutation. Proving that you have done it.

【0026】サザンブロット解析によって該クローンの
特徴を明らかにし、この突然変異誘導の性質および位置
を確認した。ゲノムDNAsを抽出し、制限酵素Eco
RIで消化し、遺伝子phaCの特異的合成オリゴヌク
レオチドとハイブリダイズさせた。野生型ゲノムDNA
を同様の条件下で製造し、陰性対照として使用した。
The clones were characterized by Southern blot analysis to confirm the nature and location of this mutagenesis. Extract genomic DNAs and use restriction enzyme Eco
It was digested with RI and hybridized with a specific synthetic oligonucleotide of the gene phaC. Wild-type genomic DNA
Was prepared under similar conditions and used as a negative control.

【0027】これらのクローンの1つは、予想された大
きさのハイブリダイズバンドを示した。このクローンは
SMV071と呼ばれ、異なる培地を用いた増殖により
生理学的特徴を調べた。このクローンは野生型菌株に類
似しており、例えばaSy(J.ミヤケ、X.Y.マオ
およびS.カワムラ、J.Ferment.Techn
ol.、62:531−535、1984)培地のよう
な完全な培地および自治体の固体廃棄物に由来する基質
において同様の増殖能が得られ、PHBの合成を促進す
る培地においては増殖が見られなかった。この結果によ
り、この代謝経路を活性化する能力を有していないこと
が間接的に確認された。加えて、PHB産生量を決定す
るために実施したガスクロマトグラフィー分析は、クロ
ーンSMV071について、何れのピークも示していな
かったことから、該変異株はPHBの蓄積能力を有して
いないことが立証された。
One of these clones showed a hybridized band of the expected size. This clone was called SMV071 and was characterized physiologically by growth on different media. This clone is similar to the wild type strain, for example, aSy (J. Miyake, XY Mao and S. Kawamura, J. Ferment. Techn.
ol. , 62: 531-535, 1984) Similar growth potential was obtained in complete media such as media and substrates derived from municipal solid waste, and no growth was seen in media that promoted PHB synthesis. . The results indirectly confirmed that they did not have the ability to activate this metabolic pathway. In addition, gas chromatography analysis performed to determine the amount of PHB production did not show any peak for clone SMV071, demonstrating that the mutant did not have the ability to accumulate PHB. Was done.

【0028】その結果、本発明の該変異株R.スフェロ
イデス RVは、水素を産生するための発酵方法の開発
に特に適している。
As a result, the mutant R. Spheroides RV is particularly suitable for the development of fermentation methods for producing hydrogen.

【0029】該発酵は、同化可能な炭素源および窒素
源、並びに種々のカチオン、アニオンおよび任意の微量
ビタミンまたはアミノ酸をを含む水性培地中で実施する
ことが可能である。
The fermentation can be carried out in an aqueous medium containing assimilable carbon and nitrogen sources and various cations, anions and any trace vitamins or amino acids.

【0030】同化可能な炭素源には、ピルビン酸塩、リ
ンゴ酸塩、乳酸塩、琥珀酸塩または他の慣習的な炭素源
等が含まれる。窒素源には、例えば、硝酸アンモニウ
ム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム若しくは炭酸
アンモニウム等の無機アンモニウム塩および尿素、また
はペプトン、酵母抽出物若しくは肉抽出物等の有機窒素
または無機窒素を含有する物質から選択することが可能
である。
Assimilable carbon sources include pyruvate, malate, lactate, succinate or other conventional carbon sources. The nitrogen source may be selected, for example, from inorganic ammonium salts such as ammonium nitrate, ammonium sulfate, ammonium chloride or ammonium carbonate and urea, or substances containing organic nitrogen or inorganic nitrogen such as peptone, yeast extract or meat extract. It is possible.

【0031】カチオンおよびアニオンの例は、カリウ
ム、ナトリウム、マグネシウム、鉄、カルシウム、酸性
リン酸、硫酸塩、塩化物、マンガンおよび硝酸塩から選
択することが可能であるが、これらに限定されるもので
はない。
Examples of cations and anions can be selected from, but not limited to, potassium, sodium, magnesium, iron, calcium, acidic phosphoric acid, sulfates, chlorides, manganese and nitrates. Absent.

【0032】本発明の方法の好ましい態様に従えば、自
治体の固体廃棄物の制御された酸発酵に由来する物質が
基質として用いられるが(E.D’Addarioら、
(1992)、Wat.Sci.Tech.27,18
3−192)、その組成は例7に示されている。
According to a preferred embodiment of the process according to the invention, substances derived from the controlled acid fermentation of municipal solid wastes are used as substrates (ED'Addario et al.
(1992), Wat. Sci. Tech. 27, 18
3-192), the composition of which is shown in Example 7.

【0033】該発酵は、アルゴンを持続的に流入させる
ことにより保証される建機的条件下で、光度が6,00
0から20,000ルクスの範囲の光を照射し、25℃
から40℃、好ましくは30℃から37℃の範囲の温度
が維持された環境において実施する。
The fermentation has a luminous intensity of 6,000 under constructional conditions guaranteed by a continuous flow of argon.
Irradiate light in the range of 0 to 20,000 lux at 25 ° C
To 40 ° C., preferably 30 ° C. to 37 ° C.

【0034】該発酵培地のpHは、6.50から8.
0、好ましくは6.8から7.3までの範囲内に維持す
る。pHの調節は、例えば、アンモニア、水酸化カリウ
ム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリ
ウムの水溶液等のような、塩基性水溶液の添加によって
行うことができる。1−5Mの水酸化ナトリウム水溶液
が好ましく使用される。
The pH of the fermentation medium is from 6.50 to 8.
0, preferably in the range of 6.8 to 7.3. Adjustment of the pH can be effected, for example, by the addition of a basic aqueous solution, such as an aqueous solution of ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate or potassium carbonate. A 1-5M aqueous sodium hydroxide solution is preferably used.

【0035】発酵が進行する間、水素は従来技術によっ
て回収される。
During the course of the fermentation, hydrogen is recovered by conventional techniques.

【0036】この方法は、図5に図示した種類の装置に
おいて連続的に実行することができる[ここで、1=基
質タンク;2=アルゴンガス(流入により嫌気的条件を
維持する);3=蠕動ポンプ(光バイオリダクター内へ
の培地の引入れを調節する);4=光バイオリアクタ
ー;5=磁気プレート(光リアクター内部の攪拌を維持
する);6=ハロゲンランプ(光バイオリアクター内部
に位置する)の電気接合部;7=使用済み培地、バイオ
マスおよびバイオガスの共通流出口;8=トラップ;9
=放出されたバイオガスのデジタルメーター;10=バ
イオガス放出;11=蠕動ポンプ(使用済み培地および
バイオマスを排出するため);12=培地およびバイオ
マスの放出および滅菌である]。
The method can be carried out continuously in an apparatus of the type shown in FIG. 5 [where 1 = substrate tank; 2 = argon gas (maintain anaerobic conditions by inflow); 3 = Peristaltic pump (regulates media draw into photobioreactor); 4 = photobioreactor; 5 = magnetic plate (maintains agitation inside photoreactor); 6 = halogen lamp (located inside photobioreactor). 7) common outlet for spent medium, biomass and biogas; 8 = trap; 9
= Digital meter of released biogas; 10 = biogas release; 11 = peristaltic pump (to drain spent media and biomass); 12 = release and sterilization of media and biomass].

【0037】好ましい条件下で操作した場合、菌株によ
るHの光生成は、野生型菌株では16日間持続したの
に比較して、変異株では更に10日間長く持続した(全
部で26日)ので、該変異株により生成されたHの量
は、野生型菌株に対して約26%多く得られることが観
察された。
[0037] When operated in the preferred conditions, the light generation H 2 by strain, compared to lasted 16 days in the wild type strain, since the sustained further 10 days long in mutants (total of 26 days) the amount of H 2 produced by the mutant strain, it was observed that the resulting about 26% greater relative to the wild type strain.

【0038】以下の例は、本発明を更に詳細に記述する
ことを目的とするものに過ぎず、如何なる意味でもその
範囲を制限するものとと見なされるべきものではない。
The following examples are merely intended to describe the invention in more detail and should not be construed as limiting the scope in any way.

【0039】[0039]

【実施例】例1: R.スフェロイデス RVからのゲ
ノムDNAの抽出 100mlのLB培地(10g/l トリプトン、5g
/l 酵母抽出物、10g/lのNaCl)を含有する
500mlのフラスコに、菌株R.スフェロイデス R
V[ナショナル・インスティテュート・オブ・バイオサ
イエンス・アンド・ヒューマンテクノロジー(NIB
H:筑波、日本)から入手]を接種し、得られた混合物
を30℃で48時間、好気性/暗所の条件の下で、攪拌
(220rpm)下に維持した。
EXAMPLE 1 Extraction of Genomic DNA from Spheroides RV 100 ml of LB medium (10 g / l tryptone, 5 g
/ L yeast extract, 10 g / l NaCl) in a 500 ml flask containing strain R. Spheroides R
V [National Institute of Bioscience and Human Technology (NIB)
H: obtained from Tsukuba, Japan), and the resulting mixture was maintained at 30 ° C. for 48 hours under aerobic / dark conditions with stirring (220 rpm).

【0040】次に、培養ブイヨンをSS34ローターモ
デルSorvall RC−5Bで遠心(4℃、500
0rpmで10分間)することにより該細胞を回収し、
次いでTE緩衝液(1mM EDTA、10mM Tr
is−HCl、pH7.4)で洗浄した(2×120m
l)。得られた懸濁液を再度上記の条件で遠心し、該細
胞を回収し、9.5mlのTE緩衝液に懸濁した。0.
5mlの10%SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)およ
びプロテイナーゼK(20mg/ml)を添加した後、
該懸濁液を37℃で1時間インキュベートした。
Next, the culture broth was centrifuged (4 ° C., 500 ° C.) in an SS34 rotor model Sorvall RC-5B.
0 rpm for 10 minutes) to collect the cells,
Then, TE buffer (1 mM EDTA, 10 mM Tr
is-HCl, pH 7.4) (2 × 120 m
l). The obtained suspension was centrifuged again under the above conditions, and the cells were collected and suspended in 9.5 ml of TE buffer. 0.
After adding 5 ml of 10% SDS (sodium dodecyl sulfate) and proteinase K (20 mg / ml)
The suspension was incubated at 37 ° C. for 1 hour.

【0041】次に、5MのNaClを1.8mlと、
0.7MのNaCl中に10%の臭化ヘキサデシルトリ
メチルアンモニウムを含有する溶液とを添加し、得られ
た溶液を65℃で20分間、インキュベートした。
Next, 1.8 ml of 5M NaCl was added.
A solution containing 10% hexadecyltrimethylammonium bromide in 0.7M NaCl was added and the resulting solution was incubated at 65 ° C. for 20 minutes.

【0042】続いて、該溶液を、同体積のクロロホル
ム:イソアミルアルコール(24:1、V/V)で除タ
ンパクし、イソプロパノールの0.6体積を用いてDN
Aを沈澱させた。
Subsequently, the solution was deproteinized with an equal volume of chloroform: isoamyl alcohol (24: 1, V / V), and DN was eluted with 0.6 volume of isopropanol.
A was precipitated.

【0043】該DNAを1mlのエタノール(70%)
で洗浄し、ガラス棒で回収した。最終的に回収したDN
Aを4mlのTEに溶解し、その濃度を260nmで分
光光度測定により決定した。
The DNA was mixed with 1 ml of ethanol (70%)
And collected with a glass rod. Finally recovered DN
A was dissolved in 4 ml of TE and its concentration was determined spectrophotometrically at 260 nm.

【0044】該ゲノムDNAを、0.1mg/mlの臭
化エイチジウムを含有するCsCl勾配液(1%)上で
遠心(55,000rpm、16時間、ベックマンV6
5Tiローター)することによって再度精製した。
The genomic DNA was centrifuged (55,000 rpm, 16 hours, Beckman V6) on a CsCl gradient (1%) containing 0.1 mg / ml ethidium bromide.
(5Ti rotor).

【0045】DNAバンドをUV光の下で可視化し、臭
化エチジウムをブタノール飽和水で抽出することにより
除去した。TE緩衝液に対して透析した後、該DNAを
エタノールで沈澱させ、所望の体積に再懸濁した。
The DNA band was visualized under UV light and ethidium bromide was removed by extraction with butanol saturated water. After dialysis against TE buffer, the DNA was precipitated with ethanol and resuspended to the desired volume.

【0046】例2: 遺伝子シンターゼphaCの単
離 例1に記述した通りに得たゲノムDNAを、ルーングら
(Leung D.W.、Chen E.、Goedd
el D.V.、Technique−a joura
nal of methods in cell an
d molecular biology、1、(19
89):頁11−15)の指示に従ったポリメラーゼ連
鎖反応(PCR)技術により、プライマーとして以下の
一組のオリゴヌクレオチドを用いて増幅した: (1)5’CGTGACGCTC AGTTCGAGC
G TCTGAAC 3’(フォワード) (2)5’CGGCGCGAGC TCGGGATGT
T TCGAATC 3’(リヴァース) これらのオリゴヌクレオチドは、細菌シンターゼの保存
されたアミノ酸配列に基づいて、R.スフェロイデス
RVにおけるコドンの選択的な使用を考慮しして合成さ
れたものである。
Example 2: Isolation of the gene synthase phaC Genomic DNA obtained as described in Example 1 was purified from Lung et al. (Leung DW, Chen E., Goedd).
el D. V. , Technique-a joura
nal of methods in cell an
d molecular biology, 1, (19
89): Amplified by the polymerase chain reaction (PCR) technique according to the instructions on pages 11-15) using the following set of oligonucleotides as primers: (1) 5 'CTGGACGCTC AGTTCGAGGC
G TCTGAAC 3 '(forward) (2) 5' CGGCGCGAGTC TCGGGATGT
T TCGAATC 3 '(Reverse) These oligonucleotides are based on the conserved amino acid sequence of bacterial synthase and are based on R.T. Spheroides
It was synthesized considering the selective use of codons in RV.

【0047】該増幅は、DNAサーマルサイクラー48
0装置(Perkin−ElmerCetus)にて、
以下の成分を含有する反応混合液(100μl)を使用
して実行した: − 500ng ゲノムDNA − 10nM Tris−HCl、pH8.3 − 2mM MgSO − 25mM KCl − 5mM (NHSO − 100ピコモルの2プライマー − 200μMのdNTPs(dATP、dGTP、d
CTP、cTTP) − 2,5ユニットのPwoポリメラーゼ(Perki
n Elmer)。
The amplification was carried out using a DNA thermal cycler 48.
0 device (Perkin-Elmer Cetus)
It was performed using a reaction mixture (100 [mu] l) containing the following ingredients: - 500 ng genomic DNA - 10nM Tris-HCl, pH8.3 - 2mM MgSO 4 - 25mM KCl - 5mM (NH 4) 2 SO 4 - 100 Picomolar 2 primers-200 μM dNTPs (dATP, dGTP, d
CTP, cTTP)-2.5 units of Pwo polymerase (Perki)
n Elmer).

【0048】98℃で2分間の変性の後、以下からなる
サイクリックプログラムを開始した: 1分間、98℃(変性) 1分間、60℃(アニーリング) 2分間、72℃(伸長) を全25サイクル、続いて8分間、72℃(最終伸
長)。
After denaturation at 98 ° C. for 2 minutes, a cyclic program consisting of the following was started: 1 minute, 98 ° C. (denaturation) 1 minute, 60 ° C. (annealing) 2 minutes, 72 ° C. (extension) for a total of 25. Cycle, followed by 8 minutes at 72 ° C. (final extension).

【0049】こうして得られた該増幅生成物を、フェノ
ール−クロロホルム(1:1)で処理し、NaCl(1
/10vol/vol)とEtOH(2vol)により
沈澱し、20μlのHOに再懸濁した。次に、約17
00bpの断片を0.6%の低融点ゲル(シープラー
ク、FMC バイオプロダクツ)上で精製し、該ゲルか
ら溶出させた後、予め制限酵素SmaIで消化したプラ
スミドpUC18(ベーリンガー)中にクローニングし
た。
The amplification product thus obtained was treated with phenol-chloroform (1: 1) to give NaCl (1
/ 10 vol / vol) and EtOH (2 vol) and resuspended in 20 μl H 2 O. Next, about 17
The 00 bp fragment was purified on a 0.6% low melting point gel (Seaplaque, FMC Bioproducts), eluted from the gel and cloned into plasmid pUC18 (Boehringer) previously digested with the restriction enzyme SmaI.

【0050】実際には、該プラスミドpUC18および
該断片を、30μlの反応混合液(DNA 5μl/m
l)中でライゲートし、この混合液の2μlを使用し
て、エレクトロコンピテントにした大腸菌TG1細胞
(Dower W.J.ら、ヌクレイックアシッドリサ
ーチ、16、6127−6145、1988)を形質転
換した。該形質転換体を100μg/mlのアンピシリ
ンを含有するLB寒天培地の培養皿上で選択した。
In practice, 30 μl of the reaction mixture (DNA 5 μl / m
l), 2 μl of this mixture were used to transform electrocompetent E. coli TG1 cells (Dower WJ et al., Nucleic Acid Research, 16, 6127-6145, 1988). . The transformants were selected on culture dishes of LB agar medium containing 100 μg / ml ampicillin.

【0051】陽性クローンから抽出したプラスミドDN
Aの分析により、予想されたサイズと一致する約170
0bpの断片の存在が明らかとなった。該陽性クローン
に含まれるプラスミドはpSM774と呼ばれる(図
1)。
Plasmid DN extracted from positive clone
Analysis of A shows that the size is approximately 170, consistent with the expected size.
The presence of a 0 bp fragment was revealed. The plasmid contained in the positive clone is called pSM774 (FIG. 1).

【0052】次に、該プラスミドを、DNAシーケンサ
ーABI373(パーキン・エルマー)を用いた配列分
析に供した。該配列は、最初の30塩基および最後の6
0塩基が欠失したシンターゼ遺伝子phaCに一致す
る、1738bpの断片であることが確認された(配列
番号1)。
Next, the plasmid was subjected to sequence analysis using a DNA sequencer ABI373 (Perkin-Elmer). The sequence consists of the first 30 bases and the last 6
The fragment was confirmed to be a 1738 bp fragment corresponding to the synthase gene phaC in which 0 base had been deleted (SEQ ID NO: 1).

【0053】例3: 遺伝子シンターゼphaCの不
活性化 カナマイシン耐性をコードする遺伝子(neo)を含む
プラスミドPSUP2021(R.Simonら、19
83、バイオ/テクノロジー、1:784−791)
(5μg)を、5単位の制限酵素SalIおよびHin
dIII(ベーリンガー)のにより、37℃で1時間消
化した。次に、0.5mMのdNTPsと8単位のクレ
ナウポリメラーゼ(登録商標)(Klenow Pol
ymerase)を該消化混合物に添加し、30℃で1
5分間インキュベートした。
Example 3 Inactivation of the Gene Synthase phaC Plasmid PSSUP2021 (R. Simon et al., 19) containing the gene (neo) encoding kanamycin resistance.
83, Bio / Technology, 1: 784-791)
(5 μg) with 5 units of restriction enzymes SalI and Hin
Digestion with dIII (Boehringer) at 37 ° C. for 1 hour. Next, 0.5 mM dNTPs and 8 units of Klenow polymerase (registered trademark) (Klenow Pol)
ymase) is added to the digestion mixture,
Incubated for 5 minutes.

【0054】75℃で10分間、該酵素反応を停止し、
該消化混合物を0.6%の低融点アガロースゲル(シー
プラーク;Seaplaque)にチャージし、70ボ
ルトで4時間泳動させた。
The enzyme reaction was stopped at 75 ° C. for 10 minutes,
The digestion mixture was charged to a 0.6% low melting point agarose gel (Seaplaque) and run at 70 volts for 4 hours.

【0055】続いて、カナマイシン耐性をコードする構
造遺伝子と、この遺伝子の上流に位置するプロモーター
領域とを含む、約1500塩基対(bp)のSalI−
HindIII断片を該ゲルから溶出した。
Subsequently, about 1500 base pairs (bp) of SalI-containing a structural gene encoding kanamycin resistance and a promoter region located upstream of this gene.
The HindIII fragment was eluted from the gel.

【0056】上述の条件と等しい操作条件下において、
プラスミドpSM774(2μg)に、酵素StyIに
よる消化とクレナウポリメラーゼ(登録商標)による処
理とを並行して行った。
Under operating conditions equal to those described above,
Digestion with the enzyme StyI and treatment with Klenow polymerase (registered trademark) were performed in parallel on plasmid pSM774 (2 μg).

【0057】続いて、消化したプラスミドpSM774
と断片SalI−HindIIIとを、プラスミド:断
片=1:3の割合を用いて、1ユニットのT4 DNA
リガーゼを含む20μlのリガーゼ緩衝液中で結合し
た。該リガーゼ反応は、23℃で約16時間、実施し
た。
Subsequently, the digested plasmid pSM774
And the fragment SalI-HindIII were combined with 1 unit of T4 DNA using a plasmid: fragment = 1: 3 ratio.
Binding was performed in 20 μl ligase buffer containing ligase. The ligase reaction was performed at 23 ° C. for about 16 hours.

【0058】次に、該リガーゼ混合物を用いて、大腸菌
TG1のエレクトロコンピテント細胞を形質転換し
た。該形質転換体の選択は、20μg/mlのカナマイ
シンおよび100μg/mlのアンピシリンを含有する
LB寒天培地の培養皿上で行った。
Next, E. coli TG1 electrocompetent cells were transformed using the ligase mixture. The transformants were selected on a culture plate of LB agar medium containing 20 μg / ml kanamycin and 100 μg / ml ampicillin.

【0059】陽性クローンの分析によって、カナマイシ
ン遺伝子がシンターゼ遺伝子phaCに予想通り挿入さ
れたクローン(番号56)の存在が明らかになった。制
限分析および塩基配列解析によって、該遺伝子neoが
遺伝子phaCに関して反対の配向で挿入されたことが
示された。
Analysis of the positive clones revealed the presence of a clone (No. 56) in which the kanamycin gene was inserted into the synthase gene phaC as expected. Restriction analysis and nucleotide sequence analysis indicated that the gene neo was inserted in the opposite orientation with respect to the gene phaC.

【0060】例4: クローン番号56を、制限酵素Asp718およびXb
aIにより37℃で消化した。自殺ベクターpWKR1
02A(Colonna−Romano,S.ら、19
90、Mol.Gen.Genet.,223,138
−147)を、制限酵素HindIIIで消化した。次
に、該消化生成物を混合し、クレナウポリメラーゼを用
いて、dNTPsの存在下、25℃で30分間処理し、
適合性の末端を作成した。
Example 4: Clone No. 56 was replaced with the restriction enzymes Asp718 and Xb
Digested with aI at 37 ° C. Suicide vector pWKR1
02A (Colonna-Romano, S. et al., 19)
90, Mol. Gen. Genet. , 223,138
-147) was digested with the restriction enzyme HindIII. Next, the digestion products are mixed and treated with Klenow polymerase at 25 ° C. for 30 minutes in the presence of dNTPs,
Compatible ends were created.

【0061】次に、該試料を、フェノール/クロロホル
ムで抽出し、エタノールで沈澱させた。該ペレットを、
5単位/μg(DNA)のT4 DNAリガーゼを含有
するリガーゼ緩衝液中に再懸濁した。該反応を、23
℃、16時間で行った。
Next, the sample was extracted with phenol / chloroform and precipitated with ethanol. The pellet,
Resuspended in ligase buffer containing 5 units / μg (DNA) of T4 DNA ligase. The reaction is
C. for 16 hours.

【0062】該リガーゼ混合物を使用して、エレクトロ
ポレーションにより大腸菌TG1のコンピテント細胞を
形質転換した。形質転換体の選択は、20μg/mlの
クロラムフェニコールと20μg/mlのカナマイシン
を含有するLB寒天培地上で実施した。陽性クローンの
中から、正しい挿入を有するプラスミド[pSM583
と示される(図2)]を含有するクローンを単離した。
The ligase mixture was used to transform E. coli TG1 competent cells by electroporation. Transformants were selected on LB agar medium containing 20 μg / ml chloramphenicol and 20 μg / ml kanamycin. Among the positive clones, a plasmid having the correct insertion [pSM583
(FIG. 2) was isolated.

【0063】該プラスミドpSM583を大腸菌株S1
7−1(接合に不可欠な遺伝子を有する)に移入し、S
MC490と称する菌株を得た。
The plasmid pSM583 was transformed into E. coli strain S1.
7-1 (containing genes essential for conjugation)
A strain designated MC490 was obtained.

【0064】例5: 大腸菌とR.スフェロイデス
RVの接合 大腸菌株SMC490を、20μg/mlのクロラムフ
ェニコールと20μg/mlのカナマイシンを含有する
5mlのLB培地に接種し、37℃で一晩培養した。
Example 5: E. coli and R. Spheroides
Conjugation of RV E. coli strain SMC490 was inoculated into 5 ml of LB medium containing 20 μg / ml chloramphenicol and 20 μg / ml kanamycin and cultured at 37 ° C. overnight.

【0065】菌株R.スフェロイデス RV野生型を、
最高150μg/mlまでの抗生物質で選択圧を加える
ことにより、抗生物質リファンピシン(Rif)に対す
る耐性を与えた。
The strain R. Spheroides RV wild type
Resistance to the antibiotic rifampicin (Rif) was conferred by applying selective pressure with the antibiotic up to 150 μg / ml.

【0066】該菌株R.スフェロイデス RV(Rif
)を以下の組成を有する40mlのaSy培地に接種
し:(NHSO 1.25g/l;琥珀酸ナト
リウム 9.8g/l;酵母抽出物 1g/l;K
PO 0.75g/l;KHPO 0.85g/
l;EDTA 2mg/l;HBO 2.8mg/
l;NaMoO・2HO 0.75mg/l;Z
nSO・7HO 0.24mg/l;MnSO
4HO 1.6mg/l;CuSO・5H
0.041mg/l;CaCl・2HO 0.75
mg/l;MgSO・7HO 0.2mg/l;F
eSO・7HO 10mg/l、pH7.0:30
℃で、好気性条件下の暗所において、2日間培養した。
The strain R. Spheroides RV (Rif
R ) is inoculated into 40 ml of aSy medium having the following composition: (NH 4 ) 2 SO 4 1.25 g / l; sodium succinate 9.8 g / l; yeast extract 1 g / l; K 2 H
PO 4 0.75g / l; KH 2 PO 4 0.85g /
l; EDTA 2mg / l; H 3 BO 3 2.8mg /
l; Na 2 MoO 4 · 2H 2 O 0.75mg / l; Z
nSO 4 .7H 2 O 0.24 mg / l; MnSO 4.
4H 2 O 1.6mg / l; CuSO 4 · 5H 2 O
0.041 mg / l; CaCl 2 .2H 2 O 0.75
mg / l; MgSO 4 · 7H 2 O 0.2mg / l; F
eSO 4 · 7H 2 O 10mg / l, pH7.0: 30
C. for 2 days in the dark under aerobic conditions.

【0067】3mlのR.スフェロイデス RV(Ri
)の培養菌を、ファルコンチューブ内で、R.ス
フェロイデス RV培養菌の光学的密度の1/10に相
当する容量のSMC490と混合した。
3 ml of R. Spheroides RV (Ri
The culture of f R), in Falcon R tube, R. It was mixed with a volume of SMC490 corresponding to 1/10 of the optical density of the Spheroides RV culture.

【0068】該細菌を、室温において、3000rpm
で10分間の遠心により回収し、100μlのaSy培
地に再懸濁し、この懸濁液のアリクオートを同様の寒天
培地の培養皿に分配した。
The bacterium was 3,000 rpm at room temperature.
And resuspended in 100 μl of aSy medium, and aliquots of this suspension were distributed into similar agar culture dishes.

【0069】その培養皿を、35℃で6時間インキュベ
ートし、2種類の細胞間の遺伝子物質の交換を可能にし
た。その細胞を培養皿から回収し、400μlのaSy
培地に再懸濁し、リファンピシン(150μg/ml)
およびカナマイシン(20μg/ml)を含有するaS
y培地の培養皿に分配した。
The culture dishes were incubated at 35 ° C. for 6 hours to allow exchange of genetic material between the two cells. The cells are collected from the culture dish and 400 μl of aSy
Resuspend in medium and rifampicin (150 μg / ml)
And kanamycin (20 μg / ml)
Dispensed into culture dishes with y medium.

【0070】好気好気性条件下での暗所における6−7
日の培養の後、約40−50カナマイシン耐性(K
)コロニー、リファンピシン耐性(Rif)コロ
ニーを得た。
6-7 in the dark under aerobic and aerobic conditions
After 40 days of culture, about 40-50 kanamycin resistance (K
m R ) colonies and rifampicin resistant (Rif R ) colonies were obtained.

【0071】これらのコロニーの約200を採取し、カ
ナマイシン(20μl)を含有する200μlのaSy
培地中、96穴プレート(コーニング)に接種した。こ
のプレートを、30℃、暗所、好気性条件下でインキュ
ベーションした。
Approximately 200 of these colonies were picked and 200 μl of aSy containing kanamycin (20 μl).
A 96-well plate (Corning) was inoculated in the medium. The plate was incubated at 30 ° C. in the dark under aerobic conditions.

【0072】2日後、コロニーを採取し、5μg/ml
のゲンタマイシンを添加したaSy培地を添加して希釈
し(10μlの培養菌を190μlの新鮮な培地に添加
した)、3枚の96穴プレートに接種した。
After 2 days, colonies were picked and 5 μg / ml
ASy medium with gentamicin was added and diluted (10 μl of culture was added to 190 μl of fresh medium) and inoculated into three 96-well plates.

【0073】30℃でのインキュベーションを1日行っ
た後、200コロニーのうちの50コロニーは増殖して
いないことが観察された。後者のコロニーのフェノタイ
プ(KmおよびGm)は、二重交差によるゲノムへ
のインターポゾンの挿入、およびその結果としての自殺
プラスミドの欠失と合致していた。
After one day of incubation at 30 ° C., it was observed that 50 out of 200 colonies did not grow. The phenotypes of the latter colonies (Km R and Gm R ) were consistent with the insertion of the interposon into the genome by double crossover and the resulting deletion of the suicide plasmid.

【0074】突然変異誘導部位を確認するための試験
を、これらの10のコロニーから単離したゲノムDNA
についてのサザンブロット分析により行った。
A test to confirm the site of mutagenesis was performed on genomic DNA isolated from these 10 colonies.
Was performed by Southern blot analysis.

【0075】菌株R.スフェロイデス RV野生型(R
if)およびその変異株を、20μg/mlのカナマ
イシンを含有する5mlのLBに接種し、30℃で2日
間、好気性条件下の暗所でインキュベートした。
The strain R. Spheroides RV wild type (R
if R ) and its mutants were inoculated into 5 ml LB containing 20 μg / ml kanamycin and incubated at 30 ° C. for 2 days in the dark under aerobic conditions.

【0076】次に、該ゲノムDNAを抽出し、制限酵素
EcoRIで消化した。この酵素は、シンターゼ遺伝子
(phaC)およびカナマイシン(neo)を切断しな
い。
Next, the genomic DNA was extracted and digested with a restriction enzyme EcoRI. This enzyme does not cleave the synthase gene (phaC) and kanamycin (neo).

【0077】該消化生成物を、アガロースゲル上での電
気泳動により分析した。電気泳動による分離の後、サザ
ンブロットを標準的方法により行い、DNAを固定した
膜を用いて、遺伝子phaCの特異的プローブとハイブ
リダイズした。
The digestion products were analyzed by electrophoresis on an agarose gel. After separation by electrophoresis, Southern blot was performed by a standard method, and hybridized with a specific probe of the gene phaC using a membrane on which DNA was immobilized.

【0078】オートラジオグラフィーを現像することに
より、変異株番号10における約1.6kb(野生型株
に見られるものよりも大きい)のシングルバンドの存在
が明らかになった(図3)。これにより、二重交差が生
じ、その結果、ゲノムDNA上に存在する遺伝子pha
Cが、インターポゾン変異誘導により不活性化されたこ
とが立証された。
Developing the autoradiography revealed the presence of a single band of about 1.6 kb (greater than that found in the wild type strain) in mutant number 10 (FIG. 3). This causes a double crossover, which results in the gene pha present on the genomic DNA.
It was demonstrated that C was inactivated by interposon mutagenesis.

【0079】他方、他の変異株は、ゲノムDNAにおけ
る遺伝子の重複を生じる単回交差で理由付けされ得るプ
ロフィール(即ち、変異された遺伝子が野生型遺伝子の
隣に存在する)を示した。
On the other hand, other mutants showed a profile (ie, the mutated gene is next to the wild-type gene) that could be attributed to a single crossover resulting in gene duplication in genomic DNA.

【0080】変異株番号10を、SMV071の略語を
もって表示した。
Mutant number 10 is indicated by the abbreviation SMV071.

【0081】例6: 変異菌株SMV071の増殖 変異菌株SMV071を、種々の培地で培養し、その増
殖を野生型菌株の増殖と比較した。
Example 6: Growth of mutant strain SMV071 Mutant strain SMV071 was cultured in various media and its growth was compared to that of a wild-type strain.

【0082】使用した培地は、以下の組成であった: (A):(NHSO 1.25g/l;琥珀酸
Na 9.8g/l;酵母抽出物 1g/l;KHP
0.75g/l;KHPO 0.85g/
l;EDTA 2mg/L;HBO 2.8mg/
l;NaMoO ・2HO 0.75mg/l;Z
nSO・7HO 0.24mg/l;MnSO
4HO 1.6mg/l;CuSO・5H
0.041mg/l;CaCl・2HO 0.75
mg/l;MgSO・7HO 0.2mg/l;F
eSO・7HO 10mg/l。
The medium used had the following composition: (A): (NH4)2SO4 1.25 g / l; succinic acid
Na 9.8 g / l; yeast extract 1 g / l; K2HP
O4 0.75 g / l; KH2PO4 0.85g /
l; EDTA 2mg / L; H3BO3 2.8mg /
l; Na2MoO 4・ 2H2O 0.75 mg / l; Z
nSO4・ 7H2O 0.24 mg / l; MnSO4
4H2O 1.6 mg / l; CuSO4・ 5H2O
0.041 mg / l; CaCl2・ 2H2O 0.75
mg / l; MgSO4・ 7H2O 0.2 mg / l; F
eSO4・ 7H2O 10 mg / l.

【0083】(B):窒素源としてNHCl 0.2
g/l;炭素源として酢酸ナトリウム 50mM;K
HPO 0.75g/l;KHPO 0.85g
/l;EDTA 2mg/l;HBO 2.8mg
/l;NaMoO・2H O 0.75mg/l;
ZnSO・7HO 0.24mg/l;MnSO
・HO 1.6mg/l;CuSO・5H
0.041mg/l;CaCl・2HO 0.75
mg/l;MgSO・7HO 0.2mg/l;F
eSO・7HO 10mg/l。
(B): NH as a nitrogen source4Cl 0.2
g / l; sodium acetate 50 mM as a carbon source; K2
HPO4 0.75 g / l; KH2PO4 0.85g
/ L; EDTA 2mg / l; H3BO3 2.8mg
/ L; Na2MoO4・ 2H 2O 0.75 mg / l;
ZnSO4・ 7H2O 0.24 mg / l; MnSO 4
・ H2O 1.6 mg / l; CuSO4・ 5H2O
0.041 mg / l; CaCl2・ 2H2O 0.75
mg / l; MgSO4・ 7H2O 0.2 mg / l; F
eSO4・ 7H2O 10 mg / l.

【0084】(C):Bと同様、ただし更に炭素源とし
て琥珀酸Na(9.8g/l)。
(C): Same as B, but further using Na succinate (9.8 g / l) as a carbon source.

【0085】(D):炭素源として乳酸Na98%
7.4ml;窒素源としてNa−L−グルタミン酸
1.88g/l;HaHCO 1.5g/l;K
PO0.75g/l;KHPO 0.85g/
l;EDTA 2mg/L;HBO 2.8mg/
l;NaMoO・2HO 0.75mg/l;Zn
SO・7HO 0.24mg/l;MnSO・4
O 1.6mg/l;CuSO・5HO 0.
041mg/l;CaCl・2HO 0.75mg
/l;MgSO・7HO 0.2mg/l;FeS
・7HO 10mg/l。
(D): 98% Na lactate as a carbon source
7.4 ml; Na-L-glutamic acid as a nitrogen source
1.88 g / l; HaHCO 3 1.5 g / l; K 2 H
PO 4 0.75g / l; KH 2 PO 4 0.85g /
1; EDTA 2 mg / L; H 3 BO 3 2.8 mg / L
l; NaMoO 4 · 2H 2 O 0.75mg / l; Zn
SO 4 · 7H 2 O 0.24mg / l; MnSO 4 · 4
H 2 O 1.6mg / l; CuSO 4 · 5H 2 O 0.
041 mg / l; CaCl 2 .2H 2 O 0.75 mg
/ L; MgSO 4 .7H 2 O 0.2 mg / l; FeS
O 4 · 7H 2 O 10mg / l.

【0086】該培地は、0.2μナルゲンフィルターを
用いて濾過することにより滅菌し、僅少の全酸素を、3
0分間、アルゴンを曝気することにより除去した。
The medium was sterilized by filtration through a 0.2 μ Nalgene filter, removing small amounts of total oxygen to 3
Argon was removed by aeration for 0 min.

【0087】該培養菌を、9,500ルクスの強度のタ
ングステンランプを用いた光照射の下、30℃で3日
間、24mlの培地を含有する嫌気的条件下、試験管中
でインキュベートした。その増殖の終了時、光学濃度を
600nmで測定した。その結果を表1に示した。
The culture was incubated in a test tube under anaerobic conditions containing 24 ml of medium at 30 ° C. for 3 days under light irradiation with a tungsten lamp of 9,500 lux intensity. At the end of the growth, the optical density was measured at 600 nm. The results are shown in Table 1.

【0088】[0088]

【表1】 [Table 1]

【0089】表1に示した値から、遺伝子phaCにお
ける突然変異は、培地B(利用可能な炭素源は酢酸ナト
リウムのみであり、これはPHA産生を誘導する培地の
特徴である)中においてのみ、該変異菌株の増殖は否定
的な影響を受けたことが観察された。
From the values shown in Table 1, it can be seen that the mutation in the gene phaC was only found in medium B (the only available carbon source was sodium acetate, which is characteristic of a medium that induces PHA production). It was observed that the growth of the mutant strain was negatively affected.

【0090】例7: 水素の光産生 変異菌株SMV071による水素の光産生を、野生型菌
株R.スフェロイデスRVと並行して実施した発酵試験
により評価した。
Example 7: Photoproduction of hydrogen The photoproduction of hydrogen by the mutant strain SMV071 was determined using the wild-type strain R.V. Evaluated by fermentation tests performed in parallel with Spheroides RV.

【0091】2つの菌株を、磁性スターラー、pHを調
整するモジュール、該培養菌の照度を保証するために内
部に設置された2つの100ワットハロゲンランプ、更
に30℃で温度を維持するための冷却システムを具備し
た1リッターの2つのケモスタット中で培養した(図
5)。
The two strains were subjected to a magnetic stirrer, a module for adjusting the pH, two 100 watt halogen lamps installed inside to assure the illuminance of the culture, and a cooling to maintain the temperature at 30 ° C. The culture was performed in two 1-liter chemostats equipped with the system (FIG. 5).

【0092】発酵のための前接種を以下に記述する2つ
の逐次的な方法により準備した: 1.25mlのaSy培地中の50μlのグリセリン酸
塩を、30℃、好気性/暗所において、2日間インキュ
ベーションした; 2.先の培養菌の1:10の希釈物を使用し、ケモスタ
ット中における増殖に使用する培地と同じ60mlの培
地を含有する試験管中、嫌気性環境で、第2の接種を行
った。該試験管を30℃の嫌気性環境において、光存在
下(タングステンランプ、9,500ルクス)で、2日
間、インキュベーションした。
The pre-inoculation for the fermentation was prepared by two sequential methods described below: 1.25 ml of glycerate in 1.25 ml of aSy medium was added at 30 ° C., aerobic / dark for 2 hours. 1. days incubation; A second inoculation was made in an anaerobic environment in a test tube containing 60 ml of the same medium used for growth in the chemostat, using a 1:10 dilution of the previous culture. The tubes were incubated in an anaerobic environment at 30 ° C. in the presence of light (tungsten lamp, 9,500 lux) for 2 days.

【0093】2つのケモスタットに、始めの光学密度は
600nmで0.2であると算出された第2の接種物
(2)の希釈物を接種した。
Two chemostats were inoculated with a dilution of the second inoculum (2), whose initial optical density was calculated to be 0.2 at 600 nm.

【0094】該培養用培地に、自治体の固体廃棄物の調
節された酸発生発酵の由来物を使用した(E.D’Ad
darioら(1992)、Wat.Sci.Tec
h.27、183−192)。このタイプの培地の平均
的な構成は、以下に示す通りである: 総固体 3.7% 揮発性固体 72.0% 乳酸 36g/l 酢酸 2.2g/l 総窒素 594mg/l アンモニア窒素 260mg/l 総炭素 15.80g/l TOC(総有機炭素) 14.90g/l COD(化学的酸素要求量) 5.90g/l カルシウム 5.90g/l ナトリウム 0.25g/l 硫酸塩 0.25g/l リン酸塩 23.00mg/l 2つの菌株の発酵用のための培地を、まず蒸留水を用い
て1:10に希釈し、3.6g・l−1の乳酸濃度を得
た後に、以下の成分を添加した:KHPO 0.4
g/l;HBO 2.8mg/l;NaMoO
・2HO 0.75mg/l;ZnSO・7H
0.24mg/l;MnSO・4HO 2.1m
g/l;Cu(NO・3HO 0.04mg/
l;CaCl・2HO 0.75mg/l;MgS
・7HO 0.1mg/l;FeSO・7H
O 10mg/l、pH7.0。
For the culture medium, a source of regulated acid-generating fermentation of municipal solid waste was used (ED'Ad).
dario et al. (1992), Wat. Sci. Tec
h. 27, 183-192). The average composition of this type of medium is as follows: total solids 3.7% volatile solids 72.0% lactic acid 36 g / l acetic acid 2.2 g / l total nitrogen 594 mg / l ammonia nitrogen 260 mg / l Total carbon 15.80 g / l TOC (total organic carbon) 14.90 g / l COD (chemical oxygen demand) 5.90 g / l Calcium 5.90 g / l Sodium 0.25 g / l Sulfate 0.25 g / 1 Phosphate 23.00 mg / l The medium for fermentation of the two strains was first diluted 1:10 with distilled water to obtain a lactic acid concentration of 3.6 g · l −1 and then: The following components were added: KH 2 PO 4 0.4
g / l; H 3 BO 3 2.8mg / l; Na 2 MoO 4
· 2H 2 O 0.75mg / l; ZnSO 4 · 7H 2 O
0.24mg / l; MnSO 4 · 4H 2 O 2.1m
g / l; Cu (NO 3 ) 2 .3H 2 O 0.04 mg /
l; CaCl 2 .2H 2 O 0.75 mg / l; MgS
O 4 · 7H 2 O 0.1mg / l; FeSO 4 · 7H 2
O 10 mg / l, pH 7.0.

【0095】嫌気性環境を、継続的なアルゴンの流入に
より維持した。使用する光強度を、6,000ルクスに
調節し、2つの発酵をバッチ内で開始した。
The anaerobic environment was maintained by a continuous flow of argon. The light intensity used was adjusted to 6,000 lux and two fermentations were started in batch.

【0096】約24時間後に水素発生が開始した場合、
その発酵を続けて実施した。
When hydrogen generation starts after about 24 hours,
The fermentation was continued.

【0097】ケモスタット内の培地の流速(F)を31
ml/時間に固定した場合、該リアクターの用量(V)
は930mlであり、等式D=F/Vに一致する[ここ
で、Dは希釈率に相当し、HRT値(液圧持続時間)
(1/D)は30に等しい。即ち、理論的に30時間毎
に、該光生物リアクターは培地の総入替えを受けること
になる]該発酵に続き、以下の分析パラメーターを評価
する: 1.光学密度を600nmで測定し、細菌の増殖を明ら
かにする; 2.pHを、1M NaOHの添加により7.0の値に
自動的に維持した; 3.産生された総バイオガスを、該ケモスタットの流出
口の1つに接続されたデジタルメーターの手段により測
定した; 4.バイオガスに含有される水素の割合を、カルボシー
ブ(Carbosieve)IIカラム80−100メ
ッシュスペルコ(Supelco)200×3mmを装
備するVARIAN3400ガスクロマトグラフィーで
決定した; 5.細胞により蓄積されたポリヒドロキシブチル酸エス
テル類の量を、ガスクロマトグラフィー分析により定量
した。
The flow rate (F) of the culture medium in the chemostat was 31
ml (h) when fixed at ml / h
Is 930 ml, which corresponds to the equation D = F / V [where D corresponds to the dilution rate and the HRT value (hydraulic duration)
(1 / D) is equal to 30. That is, theoretically every 30 hours, the photobiological reactor will undergo a total change of culture medium.] Following the fermentation, the following analytical parameters will be evaluated: 1. Measure the optical density at 600 nm to reveal bacterial growth; 2. The pH was automatically maintained at a value of 7.0 by the addition of 1 M NaOH; 3. The total biogas produced was measured by means of a digital meter connected to one of the outlets of the chemostat; 4. The percentage of hydrogen contained in the biogas was determined by VARIAN 3400 gas chromatography equipped with a Carbosieve II column 80-100 mesh Supelco 200 × 3 mm; The amount of polyhydroxybutyrate accumulated by the cells was quantified by gas chromatography analysis.

【0098】光強度を、該リアクターの外部表面への接
種の前に、LSIルクスメーターを使用して測定した。
The light intensity was measured using an LSI luxmeter before inoculation on the external surface of the reactor.

【0099】放出された水素量/リアクターの容量(リ
ットル)/日数[ml H/lリアクター/day]
を、産生されたバイオガスの容量と水素のパーセンテー
ジを用いて算出した。
Amount of hydrogen released / volume of reactor (liter) / days [ml H 2 / l reactor / day]
Was calculated using the volume of biogas produced and the percentage of hydrogen.

【0100】以下の表2は、発酵中に2つの菌株によっ
て産生された総バイオガスの量を示す。
Table 2 below shows the amount of total biogas produced by the two strains during fermentation.

【0101】[0101]

【表2】 [Table 2]

【0102】表3は、表2の総バイオガス量とガスクロ
マトグラフィーで測定した水素のパーセンテージを基に
算出した水素産生量を示しており、その水素産生量は、
両菌株とも80−90%であると評価された。
Table 3 shows the amount of hydrogen production calculated based on the total amount of biogas in Table 2 and the percentage of hydrogen measured by gas chromatography.
Both strains were evaluated to be 80-90%.

【0103】[0103]

【表3】 [Table 3]

【0104】水素の産生が有意なレベルに達していなか
った場合、菌株R.スフェロイデスRV野生型の発酵は
第17日目で停止した。変異菌株SMV071の水素産
生は、第18日目までは高い産生量を維持し、野生型菌
株に等しい最低値に至るまでに更に8日間(第27日
目)高い産生量が継続された。産生されたバイオガス
は、約90%の水素を含有していることから、野生型菌
株は16日間で16リッターの水素を産生し、それに対
して変異株SMV071は26日間で21リッターの水
素を産生した(即ち、野生型よりも26%多い量を産生
した)。
If the production of hydrogen has not reached significant levels, the strain R. Fermentation of Spheroides RV wild type was stopped on day 17. Hydrogen production of the mutant strain SMV071 remained high until day 18 and was continued for 8 days (day 27) before reaching a minimum equivalent to the wild-type strain. Since the biogas produced contains about 90% hydrogen, the wild-type strain produces 16 liters of hydrogen in 16 days, whereas the mutant SMV071 produces 21 liters of hydrogen in 26 days. (Ie, 26% more than wild type).

【0105】ポリヒドロキシブチル酸エステルのガスク
ロマトグラフィー分析(Brandlら、1988、A
ppl.Eviron.Microbiol.54、1
977−1982の方法に従う)により、変異菌株SM
V071ではβ−ヒドロキシブチル酸メチルエステルを
特徴付けるピークが存在しないこと、それに対して野生
型菌株では該ピークが存在することが明らかにされた
(図4)。[ここで、図4の夫々の分析チャートは以下
に示す通りである;A: β−ヒドロキシブチル酸メチ
ルエステルの標準品(RT=10.28でピーク);
B: 発酵14日後のR.スフェロイデス RV野生型
の細胞培養物からの抽出物(RT=10.96でピー
ク);C: 発酵15日後の変異株SMV071の細胞
培養物からの抽出物(β−ヒドロキシブチル酸を示すR
Tにピークがない)。]
Gas Chromatographic Analysis of Polyhydroxybutyrate (Brandl et al., 1988, A
ppl. Eviron. Microbiol. 54, 1
977-1982) according to the mutant strain SM
V071 revealed no peak characterizing β-hydroxybutyric acid methyl ester, whereas the wild-type strain did (FIG. 4). [Here, the respective analysis charts in FIG. 4 are as shown below; A: a standard product of β-hydroxybutyric acid methyl ester (peak at RT = 10.28);
B: R. after 14 days of fermentation. Extract from cell culture of Spheroides RV wild-type (peak at RT = 10.96); C: Extract from cell culture of mutant SMV071 after 15 days of fermentation (R indicating β-hydroxybutyrate)
There is no peak at T). ]

【0106】[0106]

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> Eni Technologie <120> Mutant of Rhodobacter Sphaeroides RV and its Use in the Production of Hydrogen <130> B0098P0669 <140> <141> <150> IT/MI98A000810 <151> 1998-04-17 <160> 4 <170> PatentIn Ver. 2.0 <210> 1 <211> 1738 <212> DNA <213> Rhodobacter sphaeroides <400> 1 ggccgtgacg ctcagttcga gcgtctgaac gcgaatctca cccgcatcga cgagctgtcg 60 aaacggctga cggccgctct cacgaagcgc aaactgtccg accccgcgtt gcacgggccc 120 tcgagcgacg tcttcctgaa ggcgatgacg gcctacatgg ccgagatgat gcagaacccg 180 gccaagatcc tcgagcatca gatcagtttc tggggcaaga gcctgaaaca ttacgttgag 240 gcgcagcatc agctggtgaa gggcgagctg aagccgccgc cggacgtgac gccgaaggac 300 cgccgcttct cgaacccgct ctggcagacg catccgttct tcaactatct caagcagcag 360 tatctgatga acgccgaggc ggttaatcag gccgtcgagg cgctggagca tatcgagcct 420 tccgacaaga agcgggtcga gtatttctcg cgccagatcg tcgatctttt ctcgcccacc 480 aacttcttcg gcaccaatcc cgacgcgctc gagcgcgcca ttgccaccga tggcgagagc 540 ctcgtgcagg ggctggagaa tctcgtgcgc gacatcgagg ccaacaaggg cgatctgctc 600 gtcacgctgg ccgatcccga ggccttccag gtgggccaga acctcgccac caccgaaggg 660 tcggtcgtct accgcaaccg catgttcgag ctgatccagt acaagcccac gaccgagacg 720 gtccacgaga cgccgctcct gatctttccg ccctggatca acaagttcta cattctcgat 780 ctcaagccgc agaactccct gctgaagtgg ctggtggatc agggcttcac ggtcttcgtc 840 gtctcctggg tgaaccccga caagagctat gccggcatcg gcatggacga ctacatccgc 900 gatggctaca tgcgcgccat ggccgaggtg cgcgcgatca cccggcagaa gcagatcaac 960 gcggtgggct actgcatcgc gggcaccacg ctgacgctga cgctggccca cctgcagaag 1020 gcgggcgatc cgtccgtccg ctcggccacc ttcttcacca cgctcaccga cttctcggat 1080 ccgggcgagg tgggggtgtt cctcaacgac gatttcgtcg acggtatcga gcggcaggtg 1140 gcggtggacg ggatcctcga caagaccttc atgtcgcgca ccttcagcta cctgcgctcg 1200 aacgacctga tctatcagcc cgccatcaag agctacatga tgggagaggc gccccccgcc 1260 ttcgatctgc tctactggaa cggagacggc accaacctgc cggcgcagat ggcggtcgaa 1320 tatctgcgcg gcctctgcca gcaggaccgg ctggcgggcg gcaccttccc ggtgctgggc 1380 tcgcccgtgg gcctgaagga tgtgacgctg ccggtctgcg ccatcgcctg cgagaccgac 1440 catatcgcgc cgtggaaaag cagcttcaac ggcttccgcc agttcggctc gaccgacaag 1500 accttcattc tttcggaatc gggccatgtg gcgggcatcg tgaacccgcc cagccgcaac 1560 aaatacggcc attacaccaa cgagggtcct ctcgacacac ccgccgcgtt ccgcgagggg 1620 gccgagttcc acgcaggctc ctggtggccg cgctggggcg cctggctggg cgagcggtcg 1680 ggcaagcagg tcccggcgcg ccagccgggc gattcgaaac atcccgaggt cgcgccgg 1738 <210> 2 <211> 579 <212> PRT <213> Rhodobacter sphaeroides <400> 2 Gly Arg Asp Ala Gln Phe Glu Arg Leu Asn Ala Asn Leu Thr Arg Ile 1 5 10 15 Asp Glu Leu Ser Lys Arg Leu Thr Ala Ala Leu Thr Lys Arg Lys Leu 20 25 30 Ser Asp Pro Ala Leu His Gly Pro Ser Ser Asp Val Phe Leu Lys Ala 35 40 45 Met Thr Ala Tyr Met Ala Glu Met Met Gln Asn Pro Ala Lys Ile Leu 50 55 60 Glu His Gln Ile Ser Phe Trp Gly Lys Ser Leu Lys His Tyr Val Glu 65 70 75 80 Ala Gln His Gln Leu Val Lys Gly Glu Leu Lys Pro Pro Pro Asp Val 85 90 95 Thr Pro Lys Asp Arg Arg Phe Ser Asn Pro Leu Trp Gln Thr His Pro 100 105 110 Phe Phe Asn Tyr Leu Lys Gln Gln Tyr Leu Met Asn Ala Glu Ala Val 115 120 125 Asn Gln Ala Val Glu Ala Leu Glu His Ile Glu Pro Ser Asp Lys Lys 130 135 140 Arg Val Glu Tyr Phe Ser Arg Gln Ile Val Asp Leu Phe Ser Pro Thr 145 150 155 160 Asn Phe Phe Gly Thr Asn Pro Asp Ala Leu Glu Arg Ala Ile Ala Thr 165 170 175 Asp Gly Glu Ser Leu Val Gln Gly Leu Glu Asn Leu Val Arg Asp Ile 180 185 190 Glu Ala Asn Lys Gly Asp Leu Leu Val Thr Leu Ala Asp Pro Glu Ala 195 200 205 Phe Gln Val Gly Gln Asn Leu Ala Thr Thr Glu Gly Ser Val Val Tyr 210 215 220 Arg Asn Arg Met Phe Glu Leu Ile Gln Tyr Lys Pro Thr Thr Glu Thr 225 230 235 240 Val His Glu Thr Pro Leu Leu Ile Phe Pro Pro Trp Ile Asn Lys Phe 245 250 255 Tyr Ile Leu Asp Leu Lys Pro Gln Asn Ser Leu Leu Lys Trp Leu Val 260 265 270 Asp Gln Gly Phe Thr Val Phe Val Val Ser Trp Val Asn Pro Asp Lys 275 280 285 Ser Tyr Ala Gly Ile Gly Met Asp Asp Tyr Ile Arg Asp Gly Tyr Met 290 295 300 Arg Ala Met Ala Glu Val Arg Ala Ile Thr Arg Gln Lys Gln Ile Asn 305 310 315 320 Ala Val Gly Tyr Cys Ile Ala Gly Thr Thr Leu Thr Leu Thr Leu Ala 325 330 335 His Leu Gln Lys Ala Gly Asp Pro Ser Val Arg Ser Ala Thr Phe Phe 340 345 350 Thr Thr Leu Thr Asp Phe Ser Asp Pro Gly Glu Val Gly Val Phe Leu 355 360 365 Asn Asp Asp Phe Val Asp Gly Ile Glu Arg Gln Val Ala Val Asp Gly 370 375 380 Ile Leu Asp Lys Thr Phe Met Ser Arg Thr Phe Ser Tyr Leu Arg Ser 385 390 395 400 Asn Asp Leu Ile Tyr Gln Pro Ala Ile Lys Ser Tyr Met Met Gly Glu 405 410 415 Ala Pro Pro Ala Phe Asp Leu Leu Tyr Trp Asn Gly Asp Gly Thr Asn 420 425 430 Leu Pro Ala Gln Met Ala Val Glu Tyr Leu Arg Gly Leu Cys Gln Gln 435 440 445 Asp Arg Leu Ala Gly Gly Thr Phe Pro Val Leu Gly Ser Pro Val Gly 450 455 460 Leu Lys Asp Val Thr Leu Pro Val Cys Ala Ile Ala Cys Glu Thr Asp 465 470 475 480 His Ile Ala Pro Trp Lys Ser Ser Phe Asn Gly Phe Arg Gln Phe Gly 485 490 495 Ser Thr Asp Lys Thr Phe Ile Leu Ser Glu Ser Gly His Val Ala Gly 500 505 510 Ile Val Asn Pro Pro Ser Arg Asn Lys Tyr Gly His Tyr Thr Asn Glu 515 520 525 Gly Pro Leu Asp Thr Pro Ala Ala Phe Arg Glu Gly Ala Glu Phe His 530 535 540 Ala Gly Ser Trp Trp Pro Arg Trp Gly Ala Trp Leu Ala Glu Arg Ser 545 550 555 560 Gly Lys Gln Val Pro Ala Arg Gln Pro Gly Asp Ser Lys His Pro Glu 565 570 575 Leu Ala Pro <210> 3 <211> 27 <212> DNA <213> Rhodobacter sphaeroides <400> 3 cgtgacgctc agttcgagcg tctgaac 27 <210> 4 <211> 27 <212> DNA <213> Rhodobacter sphaeroides <400> 4 cggcgcgagc tcgggatgtt tcgaatc 27[Sequence List] SEQUENCE LISTING <110> Eni Technologie <120> Mutant of Rhodobacter Sphaeroides RV and its Use in the Production of Hydrogen <130> B0098P0669 <140> <141> <150> IT / MI98A000810 <151> 1998-04- 17 <160> 4 <170> PatentIn Ver. 2.0 <210> 1 <211> 1738 <212> DNA <213> Rhodobacter sphaeroides <400> 1 ggccgtgacg ctcagttcga gcgtctgaac gcgaatctca cccgcatcga cgagctgtcg 60 aaacggctga cggccgccgcgcgcgcgcgcgcgcgcgcgcgcgcgcgcgcgcgcgcgcgccgcgcgcgcgcgcgcgcgcgcgcgccgcgcgccgcgccgccgccgcgccgcgcgcgcgcgcgcggcgcgcggcggcgcggcggcgcggcgcggcgcgcggcggg.com. gcctacatgg ccgagatgat gcagaacccg 180 gccaagatcc tcgagcatca gatcagtttc tggggcaaga gcctgaaaca ttacgttgag 240 gcgcagcatc agctggtgaa gggcgagctg aagccgccgc cggacgtgac gccgaaggac 300 cgccgcttct cgaacccgct ctggcagacg catccgttct tcaactatct caagcagcag 360 tatctgatga acgccgaggc ggttaatcag gccgtcgagg cgctggagca tatcgagcct 420 tccgacaaga agcgggtcga gtatttctcg cgccagatcg tcgatctttt ctcgcccacc 480 aacttcttcg gcaccaatcc cgacgcgctc gagcgcgcca ttgccaccga tggcgagagc 540 ctcgtgcagg ggctggagaa tctcgtgcgc gacatcgagg ccaacaaggg cgatctgct c 600 gtcacgctgg ccgatcccga ggccttccag gtgggccaga acctcgccac caccgaaggg 660 tcggtcgtct accgcaaccg catgttcgag ctgatccagt acaagcccac gaccgagacg 720 gtccacgaga cgccgctcct gatctttccg ccctggatca acaagttcta cattctcgat 780 ctcaagccgc agaactccct gctgaagtgg ctggtggatc agggcttcac ggtcttcgtc 840 gtctcctggg tgaaccccga caagagctat gccggcatcg gcatggacga ctacatccgc 900 gatggctaca tgcgcgccat ggccgaggtg cgcgcgatca cccggcagaa gcagatcaac 960 gcggtgggct actgcatcgc gggcaccacg ctgacgctga cgctggccca cctgcagaag 1020 gcgggcgatc cgtccgtccg ctcggccacc ttcttcacca cgctcaccga cttctcggat 1080 ccgggcgagg tgggggtgtt cctcaacgac gatttcgtcg acggtatcga gcggcaggtg 1140 gcggtggacg ggatcctcga caagaccttc atgtcgcgca ccttcagcta cctgcgctcg 1200 aacgacctga tctatcagcc cgccatcaag agctacatga tgggagaggc gccccccgcc 1260 ttcgatctgc tctactggaa cggagacggc accaacctgc cggcgcagat ggcggtcgaa 1320 tatctgcgcg gcctctgcca gcaggaccgg ctggcgggcg gcaccttccc ggtgctgggc 1380 tcgcccgtgg gcctgaagga tgtgacgctg ccggtctgcg ccatcgcctg cgagaccgac 1440 catatc gcgc cgtggaaaag cagcttcaac ggcttccgcc agttcggctc gaccgacaag 1500 accttcattc tttcggaatc gggccatgtg gcgggcatcg tgaacccgcc cagccgcaac 1560 aaatacggcc attacaccaa cgagggtcct ctcgacacac ccgccgcgtt ccgcgagggg 1620 gccgagttcc acgcaggctc ctggtggccg cgctggggcg cctggctggg cgagcggtcg 1680 ggcaagcagg tcccggcgcg ccagccgggc gattcgaaac atcccgaggt cgcgccgg 1738 <210> 2 <211> 579 <212> PRT <213> Rhodobacter sphaeroides <400> 2 Gly Arg Asp Ala Gln Phe Glu Arg Leu Asn Ala Asn Leu Thr Arg Ile 1 5 10 15 Asp Glu Leu Ser Lys Arg Leu Thr Ala Ala Leu Thr Lys Arg Lys Leu 20 25 30 Ser Asp Pro Ala Leu His Gly Pro Ser Ser Asp Val Phe Leu Lys Ala 35 40 45 Met Thr Ala Tyr Met Ala Glu Met Met Gln Asn Pro Ala Lys Ile Leu 50 55 60 Glu His Gln Ile Ser Phe Trp Gly Lys Ser Leu Lys His Tyr Val Glu 65 70 75 80 Ala Gln His Gln Leu Val Lys Gly Glu Leu Lys Pro Pro Pro Asp Val 85 90 95 Thr Pro Lys Asp Arg Arg Phe Ser Asn Pro Leu Trp Gln Thr His Pro 100 105 110 Phe Phe Asn Tyr Leu Lys Gln Gln Tyr Leu Met Asn Ala Glu Ala Val 115 120 125 Asn Gln Ala Val Glu Ala Leu Glu His Ile Glu Pro Ser Asp Lys Lys 130 135 140 Arg Val Glu Tyr Phe Ser Arg Gln Ile Val Asp Leu Phe Ser Pro Thr 145 150 155 160 Asn Phe Phe Gly Thr Asn Pro Asp Ala Leu Glu Arg Ala Ile Ala Thr 165 170 175 Asp Gly Glu Ser Leu Val Gln Gly Leu Glu Asn Leu Val Arg Asp Ile 180 185 190 Glu Ala Asn Lys Gly Asp Leu Leu Val Thr Leu Ala Asp Pro Glu Ala 195 200 205 Phe Gln Val Gly Gln Asn Leu Ala Thr Thr Glu Gly Ser Val Val Tyr 210 215 220 Arg Asn Arg Met Phe Glu Leu Ile Gln Tyr Lys Pro Thr Thr Glu Thr 225 230 235 240 Val His Glu Thr Pro Leu Leu Ile Phe Pro Pro Trp Ile Asn Lys Phe 245 250 255 Tyr Ile Leu Asp Leu Lys Pro Gln Asn Ser Leu Leu Lys Trp Leu Val 260 265 270 Asp Gln Gly Phe Thr Val Phe Val Val Ser Trp Val Asn Pro Asp Lys 275 280 285 Ser Tyr Ala Gly Ile Gly Met Asp Asp Tyr Ile Arg Asp Gly Tyr Met 290 295 300 Arg Ala Met Ala Glu Val Arg Ala Ile Thr Arg Gln Lys Gln Ile Asn 305 310 315 320 Ala Val Gly Tyr Cys Ile Ala Gly Thr Thr Leu Thr Leu Thr Leu Ala 325330 335 His Leu Gln Lys Ala Gly Asp Pro Ser Val Arg Ser Ala Thr Phe Phe 340 345 350 Thr Thr Leu Thr Asp Phe Ser Asp Pro Gly Glu Val Gly Val Phe Leu 355 360 365 Asn Asp Asp Phe Val Asp Gly Ile Glu Arg Gln Val Ala Val Asp Gly 370 375 380 Ile Leu Asp Lys Thr Phe Met Ser Arg Thr Phe Ser Tyr Leu Arg Ser 385 390 395 400 Asn Asp Leu Ile Tyr Gln Pro Ala Ile Lys Ser Tyr Met Met Gly Glu 405 410 415 Ala Pro Pro Ala Phe Asp Leu Leu Tyr Trp Asn Gly Asp Gly Thr Asn 420 425 430 Leu Pro Ala Gln Met Ala Val Glu Tyr Leu Arg Gly Leu Cys Gln Gln 435 440 445 Asp Arg Leu Ala Gly Gly Thr Phe Pro Val Leu Gly Ser Pro Val Gly 450 455 460 Leu Lys Asp Val Thr Leu Pro Val Cys Ala Ile Ala Cys Glu Thr Asp 465 470 475 480 His Ile Ala Pro Trp Lys Ser Ser Phe Asn Gly Phe Arg Gln Phe Gly 485 490 490 495 Ser Thr Asp Lys Thr Phe Ile Leu Ser Glu Ser Gly His Val Ala Gly 500 505 510 Ile Val Asn Pro Pro Ser Arg Asn Lys Tyr Gly His Tyr Thr Asn Glu 515 520 525 Gly Pro Leu Asp Thr Pro Ala Ala Phe Arg Glu Gly Ala Glu Phe His 530 535 540 Ala Gly Ser Trp Trp Pro Arg Trp Gly Ala Trp Leu Ala Glu Arg Ser 545 550 555 560 Gly Lys Gln Val Pro Ala Arg Gln Pro Gly Asp Ser Lys His Pro Glu 565 570 575 Leu Ala Pro <210> 3 <211> 27 <212> DNA <213> Rhodobacter sphaeroides <400> 3 cgtgacgctc agttcgagcg tctgaac 27 <210> 4 <211> 27 <212> DNA <213> Rhodobacter sphaeroides <400> 4 cggcgcgagc tcgggatgtt tcgaatc 27

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 プラスミドpSM774の制限地図。FIG. 1. Restriction map of plasmid pSM774.

【図2】 プラスミドpSM583の制限地図。FIG. 2. Restriction map of plasmid pSM583.

【図3】 制限酵素EcoRIで消化し、遺伝子pha
Cの特異的プローブでハイブリダイズした変異株クロー
ン番号1−10(ライン1−10)および野生型株R.
スフェロイデス RVのゲノムDNAのサザンブロット
分析。
FIG. 3. Digestion with restriction enzyme EcoRI, gene pha
Mutant Clone No. 1-10 (line 1-10) hybridized with the specific probe of C.
Southern blot analysis of genomic DNA of Spheroides RV.

【図4】 菌株R.スフェロイデス RV野生型および
変異株SMV071のガスクロマトグラフィ(夫々、P
HBを示すピークの有無を示す)。
FIG. Gas chromatography of Spheroides RV wild type and mutant SMV071 (P
The presence or absence of a peak indicating HB is shown).

【図5】 バイオリアクターのスキーム図。FIG. 5 is a scheme diagram of a bioreactor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI (C12N 1/21 C12R 1:01) (C12N 15/09 ZNA C12R 1:01) (C12P 3/00 C12R 1:01) (72)発明者 エリサベッタ・フランキ 東京都港区西新橋2丁目8番11号 第7 東洋海事ビル8階 財団法人 地球環境 産業技術研究機構 CO2 固定化等プ ロジェクト室内 (72)発明者 クラウディオ・トージ 東京都港区西新橋2丁目8番11号 第7 東洋海事ビル8階 財団法人 地球環境 産業技術研究機構 CO2 固定化等プ ロジェクト室内 (72)発明者 ジュゼッペ・スコッラ 東京都港区西新橋2丁目8番11号 第7 東洋海事ビル8階 財団法人 地球環境 産業技術研究機構 CO2 固定化等プ ロジェクト室内 (72)発明者 フランチェスコ・ロドリゲツ 東京都港区西新橋2丁目8番11号 第7 東洋海事ビル8階 財団法人 地球環境 産業技術研究機構 CO2 固定化等プ ロジェクト室内 (72)発明者 パオラ・ペドローニ 東京都港区西新橋2丁目8番11号 第7 東洋海事ビル8階 財団法人 地球環境 産業技術研究機構 CO2 固定化等プ ロジェクト室内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 1/20 - 1/21 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI (C12N 1/21 C12R 1:01) (C12N 15/09 ZNA C12R 1:01) (C12P 3/00 C12R 1:01) ( 72) Inventor Elisabetta Franchi 2-8-11 Nishi-Shimbashi, Minato-ku, Tokyo 7th Oriental Maritime Building 8th Floor Global Environment Institute of Industrial Science and Technology (CO2) Project Room, etc. (72) Inventor Claudio Toge Tokyo 2-8-11 Nishi-Shimbashi, Minato-ku, Tokyo 7th Toyo Maritime Building 8th Floor, Institute for Global Environment, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (CO2) Project Room (72) Inventor Giuseppe Scolla 2--8 Nishi-Shimbashi, Minato-ku, Tokyo No.11 7th Oriental Maritime Building 8th Floor Global Environment Institute of Advanced Industrial Science and Technology Project Chamber (72) Inventor Francesco Rodriguez 2-8-11 Nishi-Shimbashi, Minato-ku, Tokyo 7th Oriental Maritime Building 8F Global Environment Industrial Technology Research Organization CO2 Fixation etc. Project Chamber (72) Inventor Paola・ Pedroni 8th floor, 7-8 Toyo Maritime Building, Nishi-Shimbashi, Minato-ku, Tokyo 7th floor of the Project Room, etc. (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB) Name) C12N 1/20-1/21 BIOSIS (DIALOG) WPI (DIALOG)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 番号CBS100467で寄託された、
ポリヒドロキシアルカン酸エステル類を蓄積できないロ
ドバクター スフェロイデス RVの変異株。
Claims: 1. Deposited under the number CBS100477,
A mutant strain of Rhodobacter spheroides RV that cannot accumulate polyhydroxyalkanoates.
【請求項2】 水素光産生の連続的な方法であって: a)炭素および窒素、並びに種々のカチオン、アニオン
の同化可能な栄養源を含有する水性培地中で、嫌気性条
件下、25℃から40℃の範囲の温度で、pH6.5か
ら8.0の範囲で、および6,000luxから20,
000luxの範囲の光度の存在下において、変異株ロ
ドバクター スフェロイデス RV CBS 1004
67を培養することと、 b)生産された水素を単離して回収することとを具備す
る方法。
2. A continuous method of hydrogen photoproduction, comprising: a) 25 ° C. under anaerobic conditions in an aqueous medium containing assimilable nutrients of carbon and nitrogen and various cations and anions. From 40 to 40 ° C., pH from 6.5 to 8.0, and from 6,000 lux to 20,
In the presence of luminosity in the range of 000 lux, the mutant Rhodobacter sphaeroides RV CBS 1004
Culturing 67; and b) isolating and recovering the produced hydrogen.
【請求項3】 請求項2に記載の方法であって、前記同
化可能な炭素源が、ピルビン酸塩、リンゴ酸塩、乳酸
塩、琥珀酸塩からなる群より選択される方法。
3. The method of claim 2, wherein said assimilable carbon source is selected from the group consisting of pyruvate, malate, lactate, and succinate.
【請求項4】 請求項2に記載の方法であって、前記窒
素源が、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化ア
ンモニウムおよび炭酸アンモニウム、尿素、ペプトン、
酵母抽出物および肉抽出物から選択される方法。
4. The method of claim 2, wherein said nitrogen source is ammonium nitrate, ammonium sulfate, ammonium chloride and ammonium carbonate, urea, peptone,
A method selected from a yeast extract and a meat extract.
【請求項5】 請求項2に記載の方法であって、前記カ
チオンおよびアニオンが、カリウム、ナトリウム、マグ
ネシウム、鉄、カルシウム、酸性リン酸塩類、硫酸塩
類、塩化物類、マンガンおよび硝酸塩類から選択される
方法。
5. The method according to claim 2, wherein said cations and anions are selected from potassium, sodium, magnesium, iron, calcium, acid phosphates, sulfates, chlorides, manganese and nitrates. How to be.
【請求項6】 請求項2に記載の方法であって、前記発
酵培地が、自治体の固形廃棄物の制御された酸産生発酵
に由来する物質である方法。
6. The method of claim 2, wherein the fermentation medium is a substance derived from a controlled acid-producing fermentation of a municipal solid waste.
【請求項7】 請求項2に記載の方法であって、前記水
性培地がビタミンまたはアミノ酸を含有する方法。
7. A method according to claim 2, wherein said aqueous medium containing vitamins or amino acids.
【請求項8】 請求項2に記載の方法であって、前記p
Hを6.8から7.3までの間で選択する方法。
8. The method of claim 2, wherein said p
A method of selecting H from 6.8 to 7.3.
【請求項9】 請求項2に記載の方法であって、前記温
度を30℃から37℃までの間で選択する方法。
9. The method according to claim 2, wherein said temperature is selected between 30 ° C. and 37 ° C.
JP03147599A 1998-04-17 1999-02-09 Isolation of polyhydroxyalkanoic acids (PHAs) -deficient strains of Rhodobacter sphaeroides RV with improved hydrogen photoproduction yield Expired - Fee Related JP3169927B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT98A000810 1998-04-17
IT98MI000810 IT1300062B1 (en) 1998-04-17 1998-04-17 RHODOBACTER SPHAEROIDES RV MUTANT AND ITS USE IN HYDROGEN PRODUCTION

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11299492A JPH11299492A (en) 1999-11-02
JP3169927B2 true JP3169927B2 (en) 2001-05-28

Family

ID=11379802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03147599A Expired - Fee Related JP3169927B2 (en) 1998-04-17 1999-02-09 Isolation of polyhydroxyalkanoic acids (PHAs) -deficient strains of Rhodobacter sphaeroides RV with improved hydrogen photoproduction yield

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP3169927B2 (en)
IT (1) IT1300062B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
ITMI980810A1 (en) 1999-10-17
JPH11299492A (en) 1999-11-02
IT1300062B1 (en) 2000-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6818424B2 (en) Production of cyclic terpenoids
JPH09285294A (en) Production of l-glutamic acid by fermentation
KR102223521B1 (en) Recombinant Microorganisms Producing Methyl-anthranilate and Method for Producing Methyl-anthranilate Using the Same
JP2003164297A (en) New mutant glutamine synthetase and method of producing amino acid
KR20150145223A (en) 5-aminolevulinic acid high-yield bacterial strain, preparation method and uses thereof
FR2484448A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING L-ARGININE BY FERMENTATION
EP3129489B1 (en) Production of succinic acid from organic waste or biogas or methane using recombinant methanotrophic bacterium
EP0665892B1 (en) Enhanced indole biosynthesis
KR970001238B1 (en) Process for l-tryptophan
CN101463358B (en) Nitrile hydratase gene cluster and use thereof
JP2001120269A (en) Method for producing l-lysine by method for fermentation
JPS59156292A (en) Preparation of tryptophan
CN106591209A (en) Recombinant strain and preparation method thereof and method for producing L-threonine
US20040072311A1 (en) Production of cyclic terpenoids
JP5649119B2 (en) Shiro-inositol producing cell and method for producing scyllo-inositol using the cell
CN106754979A (en) A kind of gene of long-chain fat acid transporter of regulation and control candida tropicalis and its application
CN101137743B (en) Escherichia strain capable of converting xmp to gmp and maintaining the inactivated state of gene(s) associated with gmp degradation and methods of using the same
JP3169927B2 (en) Isolation of polyhydroxyalkanoic acids (PHAs) -deficient strains of Rhodobacter sphaeroides RV with improved hydrogen photoproduction yield
CN109097315B (en) Genetically engineered bacterium for high-yield lipopeptide and construction method and application thereof
JP3169928B2 (en) Isolation of a Rhodobacter sphaeroides RV uptake hydrogenase (Hup) deficient strain with improved hydrogen light production efficiency
JP3169942B2 (en) Isolation of Rhodocobacter sphaeroides RV double mutant strains deficient in both PHA production and uptake hydrogenase and having increased photoproduction ability of hydrogen
JPS62232392A (en) Production of l-thereonine and l-isoleucine
KR101622460B1 (en) Corynebacterium glutamicum having improved L-ornithine production and method for preparing L-ornithine using the same
CN112779199B (en) Recombinant corynebacterium glutamicum for expressing phosphite dehydrogenase and application thereof
JP4405627B2 (en) Novel polypeptide, DNA encoding the polypeptide, and uses thereof

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090316

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100316

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110316

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110316

Year of fee payment: 10

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110316

Year of fee payment: 10

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110316

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120316

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130316

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140316

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees