JP4011036B2 - Streptomyces avermitilis gene for B2: B1 avermectin ratio - Google Patents

Streptomyces avermitilis gene for B2: B1 avermectin ratio Download PDF

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Description

1.発明の属する技術分野
本発明は、組成物及びアベルメクチンの製造方法(主に、動物の健康の分野)に関する。より詳しくは、本発明は、AveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子、組成物、及び前記ポリヌクレオチド分子のスクリーニング方法に関する。なお、前記AveC遺伝子産物は、ストレプトミセス・アベルミティリス(Streptomyces avermitilis)培養物の発酵によって生成されるクラス2:1アベルメクチンの比を調整するのに用いることができる。更に、本発明は、ベクター、形質転換宿主細胞、そして、生成されるクラス2:1アベルメクチンの比を調整するようにaveC遺伝子を突然変異させたストレプトミセス・アベルミティリスの新規突然変異株に関する。
1. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composition and a method for producing avermectin (mainly in the field of animal health). More particularly, the present invention relates to a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding an AveC gene product, a composition, and a method for screening said polynucleotide molecule. The AveC gene product can be used to adjust the ratio of class 2: 1 avermectins produced by fermentation of Streptomyces avermitilis cultures. The present invention further relates to vectors, transformed host cells, and novel mutants of Streptomyces avermitilis in which the aveC gene has been mutated to adjust the ratio of class 2: 1 avermectins produced.

2.発明の背景
2.1.アベルメクチン
ストレプトミセス種は、多様な種々の二次代謝物を生成する。前記二次代謝物には、有効な駆虫(anthelmintic)及び殺虫(insecticidal)活性を有する8種の関連する16員大環状ラクトンの一群を含むアベルメクチンが含まれる。8種の異なる(但し、密接に関連する)化合物は、A1a、A1b、A2a、A2b、B1a、B1b、B2a、及びB2bと称する。「a」が付く一連の化合物は、C25位における置換基が(S)−sec−ブチル基である天然アベルメクチンを意味し、「b」が付く一連の化合物は、C25位における置換基がイソプロピル基である化合物を意味する。「A」及び「B」の呼称は、C5位の置換基が、それぞれ、メトキシ基及びヒドロキシ基であるアベルメクチンを意味する。数字の「1」は、C22,23位に二重結合を有するアベルメクチンを意味し、数字の「2」は、C22位に水素原子を有し、C23位にヒドロキシ基を有するアベルメクチンを意味する。前記の関連するアベルメクチンの中で、B1タイプのアベルメクチンが、最も有効な殺寄生生物(antiparasitic)及び殺虫(pesticidal)活性を有することが認められているので、最も商業的に望ましいアベルメクチンである。
2. 2. Background of the Invention 2.1. Avermectin Streptomyces species produce a wide variety of secondary metabolites. The secondary metabolites include avermectin, which includes a group of eight related 16-membered macrocyclic lactones with effective anthelmintic and insecticidal activity. Eight different (but closely related) compounds are referred to as A1a, A1b, A2a, A2b, B1a, B1b, B2a, and B2b. A series of compounds with “a” means natural avermectin in which the substituent at the C25 position is an (S) -sec-butyl group, and a series of compounds with “b” has a substituent at the C25 position with an isopropyl group. Means a compound that is The designations “A” and “B” mean avermectins in which the substituent at the C5 position is a methoxy group and a hydroxy group, respectively. The number “1” means avermectin having a double bond at the C22 and 23 positions, and the number “2” means avermectin having a hydrogen atom at the C22 position and a hydroxy group at the C23 position. Among the related avermectins, the B1 type avermectin is the most commercially desirable avermectin since it has been found to have the most effective antiparasitic and pesticidal activity.

アベルメクチン及びストレプトミセス・アベルミティリス株の好気性発酵によるそれらの製造が、米国特許第4310519号及び第4429042号各明細書に記載されている。天然アベルメクチンの生合成は、イソ酪酸及びS−(+)−2−メチル酪酸のCoAチオエステル類似体から内因的に開始されると考えられている。   Their production by aerobic fermentation of Avermectin and Streptomyces avermitilis strains is described in US Pat. Nos. 4,310,519 and 4,429,042. Natural avermectin biosynthesis is thought to be intrinsically initiated from CoA thioester analogs of isobutyric acid and S-(+)-2-methylbutyric acid.

無作為な突然変異誘発による菌株の向上と、外因的に供給される脂肪酸の使用との両方を組み合わせることによって、アベルメクチン類似体の効果的な製造が行なわれてきた。分枝鎖2−オキソ酸デヒドロゲナーゼが欠損しているストレプトミセス・アベルミティリスの突然変異体(bkd欠損突然変異体)は、脂肪酸補充下で発酵した場合には、アベルメクチンのみを生成することができる。分枝鎖デヒドロゲナーゼ活性が欠けている突然変異体(例えば、ストレプトミセス・アベルミティリス,ATCC53567)のスクリーニング及び単離方法が、欧州特許(EP)第276103号明細書に記載されている。外因的に供給される脂肪酸の存在下で前記突然変異体を発酵させると、使用した脂肪酸に相当する4種類のアベルメクチンのみが生成される。従って、ストレプトミセス・アベルミティリス(ATCC53567)をS−(+)−2−メチル酪酸補充下で発酵させると、天然アベルメクチンA1a、A2a、B1a、及びB2aが生成される。また、イソ酪酸補充下で発酵させると、天然アベルメクチンA1b、A2b、B1b、及びB2bが生成される。更に、シクロペンタンカルボン酸補充下で発酵させると、4種の新規シクロペンチルアベルメクチンA1、A2、B1、及びB2が生成される。   The effective production of avermectin analogs has been accomplished by combining both strain improvement by random mutagenesis and the use of exogenously supplied fatty acids. A Streptomyces avermitilis mutant deficient in branched-chain 2-oxoacid dehydrogenase (bkd-deficient mutant) can only produce avermectin when fermented under fatty acid supplementation. . Methods for screening and isolation of mutants lacking branched chain dehydrogenase activity (eg, Streptomyces avermitilis, ATCC 53567) are described in EP 276103. When the mutant is fermented in the presence of exogenously supplied fatty acids, only four types of avermectins corresponding to the fatty acids used are produced. Thus, when Streptomyces avermitilis (ATCC 53567) is fermented with S-(+)-2-methylbutyric acid supplementation, natural avermectins A1a, A2a, B1a, and B2a are produced. Moreover, when fermented under isobutyric acid supplementation, natural avermectins A1b, A2b, B1b, and B2b are produced. In addition, when fermented under cyclopentanecarboxylic acid supplementation, four novel cyclopentyl avermectins A1, A2, B1, and B2 are produced.

もし、別の脂肪酸を補充した場合には、新規なアベルメクチンが生成される。800に亘る潜在的前駆体をスクリーニングすることによって、60を超える別の新規アベルメクチンが同定されている(Duttonら,1991,J.Antibiot.44:357−365;及びBanksら,1994,Roy.Soc.Chem.147:16−26)。更に、5−O−メチルトランスフェラーゼ活性のないストレプトミセス・アベルミティリスの突然変異体は、本質的に、B類似アベルメクチンのみを生成する。結果的に、分枝鎖2−オキソ酸デヒドロゲナーゼ及び5−O−メチルトランスフェラーゼの両方を欠いているストレプトミセス・アベルミティリス突然変異体は、発酵の補充に使用した脂肪酸に相当するBアベルメクチンのみを生成する。従って、前記の二重突然変異体にS−(+)−2−メチル酪酸を補充すると、天然アベルメクチンB1a及びB2aのみが生成されるが、イソ酪酸又はシクロペンタンカルボン酸を補充する場合には、それぞれ、天然アベルメクチンB1b及びB2b、あるいは、新規のシクロペンチルB1及びB2アベルメクチンが生成される。前記二重突然変異体にシクロヘキサンカルボン酸を補充することは、商業的に重要な新規アベルメクチンであるシクロヘキシルアベルメクチンB1(ドラメクチン:doramectin)を生成するのに好ましい方法である。このような二重突然変異体[例えば、ストレプトミセス・アベルミティリス(ATCC53692)]の単離及び特徴が、欧州特許第276103号明細書に記載されている。   If another fatty acid is supplemented, new avermectin is produced. By screening over 800 potential precursors, over 60 other novel avermectins have been identified (Dutton et al., 1991, J. Antibiot. 44: 357-365; and Banks et al., 1994, Roy. Soc. Chem. 147: 16-26). Moreover, mutants of Streptomyces avermitilis without 5-O-methyltransferase activity essentially produce only the B-like avermectin. As a result, the Streptomyces avermitilis mutant lacking both branched 2-oxo acid dehydrogenase and 5-O-methyl transferase has only B avermectin corresponding to the fatty acid used to supplement the fermentation. Generate. Thus, supplementing the double mutant with S-(+)-2-methylbutyric acid produces only natural avermectins B1a and B2a, but when supplementing with isobutyric acid or cyclopentanecarboxylic acid, Natural avermectins B1b and B2b or novel cyclopentyl B1 and B2 avermectins are produced, respectively. Supplementing the double mutant with cyclohexanecarboxylic acid is a preferred method for producing cyclohexyl avermectin B1 (doramectin), a commercially important new avermectin. The isolation and characterization of such double mutants [eg Streptomyces avermitilis (ATCC53692)] is described in EP 276103.

2.2.アベルメクチン生合成に関連する遺伝子
多くの場合において、二次代謝物の生成に関連する遺伝子及び特定の抗生物質をコードする遺伝子が、染色体上で共に集まって発見されている。その例としては、例えば、ストレプトミセスにおけるポリケチドシンターゼ遺伝子クラスター(PKS)(Hopwood and Sherman,1990,Ann.Rev.Genet.24:37−66を参照)を挙げることができる。従って、生合成経路における遺伝子をクローニングするための一つの戦略は、薬剤耐性遺伝子を単離し、次に、その特定の抗生物質の生合成に関する別の遺伝子に関して、染色体の隣接領域を試験することであった。重要な代謝物の生合成に関連する遺伝子のクローニングに関する別の戦略は、突然変異体の相補性であった。例えば、特定の代謝物を生成することのできる生物由来のDNAライブラリーの一部を、生成しない突然変異体中に導入し、前記代謝物の生成に関して形質転換体スクリーニングする。更に、別のストレプトミセス種由来のプローブを用いてライブラリーをハイブリダイゼーションすることが、生合成経路における遺伝子の同定及びクローニングに用いられている。
2.2. Genes associated with avermectin biosynthesis In many cases, genes associated with the production of secondary metabolites and genes encoding specific antibiotics have been found together on the chromosome. Examples thereof include polyketide synthase gene cluster (PKS) in Streptomyces (see Hopwood and Sherman, 1990, Ann. Rev. Genet. 24: 37-66). Thus, one strategy for cloning a gene in the biosynthetic pathway is to isolate a drug resistance gene and then test the adjacent region of the chromosome for another gene for the biosynthesis of that particular antibiotic. there were. Another strategy for cloning genes involved in the biosynthesis of important metabolites was mutant complementation. For example, a part of a DNA library derived from an organism capable of producing a specific metabolite is introduced into a mutant that does not produce it, and a transformant is screened for the production of the metabolite. Furthermore, hybridization of libraries with probes from other Streptomyces species has been used for gene identification and cloning in the biosynthetic pathway.

アベルメクチンの生合成に関連する遺伝子(ave遺伝子)は、別のストレプトミセスの二次代謝物(例えば、PKS)の生合成に必要な遺伝子のように、染色体上においてクラスターとして発見される。アベルメクチンの生合成が妨害されているストレプトミセス・アベルミティリス突然変異体を補完するためのベクターを用いて、多くのave遺伝子が、首尾よくクローニングされている。前記遺伝子のクローニングは、米国特許第5252474号明細書中に記載されている。更に、Ikedaら,1995,J.Antibiot.48:532−534には、C22,23脱水工程に関連する染色体領域(aveC)が、ストレプトミセス・アベルミティリスの4.82KbのBamHIフラグメント内にあることを突き止めたこと、そして、単独成分B2aプロデューサーの生成を引き起こすaveC遺伝子における突然変異が記載されている。有効な駆虫性化合物であるイベルメクチンは、アベルメクチンB2aから化学的に生成することができるので、アベルメクチンB2aの単独成分プロデューサーは、イベルメクチンの商業生産に特に有用であると考えられる。
アベルメクチン生成の複雑さを最小化するaveC遺伝子内の突然変異(例えば、アベルメクチンのB2:B1比を減少させる突然変異)を同定することは、商業的に重要なアベルメクチンの製造及び精製を単純化するであろう。
Genes related to the biosynthesis of avermectin (ave gene) are found as clusters on the chromosome like genes required for the biosynthesis of another Streptomyces secondary metabolite (eg, PKS). Many ave genes have been successfully cloned using vectors to complement Streptomyces avermitilis mutants in which avermectin biosynthesis is impeded. The cloning of the gene is described in US Pat. No. 5,252,474. Furthermore, Ikeda et al., 1995, J. MoI. Antibiot. 48: 532-534 found that the chromosomal region associated with the C22,23 dehydration process (aveC) was within the 4.82 Kb BamHI fragment of Streptomyces avermitilis and single component B2a Mutations in the aveC gene that cause producer production have been described. Since ivermectin, an effective anthelmintic compound, can be chemically generated from avermectin B2a, a single component producer of avermectin B2a is believed to be particularly useful for commercial production of ivermectin.
Identifying mutations in the aveC gene that minimize the complexity of avermectin production (eg, mutations that reduce the B2: B1 ratio of avermectin) simplify the production and purification of commercially important avermectins Will.

3.発明の概要
本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスの完全aveC−ORF又はその実体部分を含む、単離されたポリヌクレオチド分子であって、前記単離ポリヌクレオチド分子が、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体において、生体内でaveC−ORFの下流に位置する次の完全ORFを欠失する、前記単離ポリヌクレオチド分子を提供する。本発明による単離ポリヌクレオチド分子は、好ましくは、プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列と同じであるか、あるいは、図1(配列表の配列番号1)のaveC−ORF又はその実体部分のヌクレオチド配列と同じであるヌクレオチド配列を含む。
3. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an isolated polynucleotide molecule comprising the complete aveC-ORF of Streptomyces avermitilis or a substantial part thereof, wherein the isolated polynucleotide molecule is a Streptomyces avermitilis. An isolated polynucleotide molecule is provided that lacks the next complete ORF located in the chromosome downstream of the aveC-ORF in vivo. The isolated polynucleotide molecule according to the present invention is preferably the same as the sequence encoding the Streptomyces avermitilis AveC gene product of plasmid pSE186 (ATCC 209604), or FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) A nucleotide sequence that is the same as the nucleotide sequence of the aveC-ORF or a substantial part thereof.

更に、本発明は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列に対して、あるいは、図1(配列表の配列番号1)に示すaveC−ORF又はその実体部分のヌクレオチド配列に対して、相同なヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオチド分子を提供する。
更に、本発明は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のAveC遺伝子産物をコードする配列によりコードされるアミノ酸配列に対して、あるいは、図1(配列表の配列番号2)のアミノ酸配列又はその実体部分に対して、相同なアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオチド分子を提供する。
Furthermore, the present invention relates to a sequence encoding the Streptomyces avermitilis AveC gene product of plasmid pSE186 (ATCC209604), or to the aveC-ORF shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) or a substantial part thereof. A polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence homologous to the nucleotide sequence of is provided.
Furthermore, the present invention relates to the amino acid sequence encoded by the sequence encoding the AveC gene product of plasmid pSE186 (ATCC209604), or to the amino acid sequence of FIG. 1 (SEQ ID NO: 2 of the sequence listing) or a substantial part thereof. Thus, a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding a polypeptide having a homologous amino acid sequence is provided.

更に、本発明は、AveC相同遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含む、単離ポリヌクレオチド分子を提供する。好ましい態様では、前記単離ポリヌクレオチド分子が、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス(hygroscopicus)由来のAveC相同遺伝子産物(但し、前記相同遺伝子産物は、配列表の配列番号4のアミノ酸配列又はその実体部分を含む)をコードするヌクレオチド配列を含む。好ましい態様では、ストレプトミセス・ヒグロスコピカスAveC相同遺伝子産物をコードする本発明の単離ポリヌクレオチド分子は、配列表の配列番号3のヌクレオチド配列又はその実体部分を含む。   The present invention further provides an isolated polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding an AveC homologous gene product. In a preferred embodiment, the isolated polynucleotide molecule is an AveC homologous gene product derived from Streptomyces hygroscopicus (provided that the homologous gene product comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing or a substantial part thereof). A nucleotide sequence encoding In a preferred embodiment, the isolated polynucleotide molecule of the present invention encoding the Streptomyces hygroscopicus AveC homologous gene product comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 in the sequence listing or a substantial part thereof.

更に、本発明は、配列表の配列番号3のストレプトミセス・ヒグロスコピカスのヌクレオチド配列と相同なヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオチド分子を提供する。更に、本発明は、配列表の配列番号4のアミノ酸配列を有するストレプトミセス・ヒグロスコピカスAveC相同遺伝子産物に相同なポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオチド分子を提供する。
更に、本発明は、図1(配列表の配列番号1)又は配列表の配列番号3のヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子に対して、あるいは、図1(配列表の配列番号1)又は配列表の配列番号3のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子に対してハイブリダイズする、オリゴヌクレオチドを提供する。
Furthermore, the present invention provides a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence homologous to the nucleotide sequence of Streptomyces hygroscopicus of SEQ ID NO: 3 in the sequence listing. Furthermore, the present invention provides a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding a polypeptide homologous to a Streptomyces hygroscopicus AveC homologous gene product having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 in the Sequence Listing.
Furthermore, the present invention relates to a polynucleotide molecule having the nucleotide sequence of FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 of the sequence listing) or SEQ ID NO: 3 of the sequence listing, or FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 of the sequence listing) or sequence listing. An oligonucleotide is provided that hybridizes to a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3.

更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORF又はaveC相同ORFを含むポリヌクレオチド分子を含む、組換えクローニングベクター及び発現ベクターを提供する。前記ベクターは、本発明のポリヌクレオチドをクローニング又は発現するのに有用である。非限定的な態様では、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC遺伝子の完全ORFを含むプラスミドpSE186(ATCC209604)を提供する。更に、本発明は、本発明のポリヌクレオチド分子又は組換えベクターを含む形質転換宿主細胞、及びそれらに由来する新規株又は細胞系を提供する。   Furthermore, the present invention provides recombinant cloning and expression vectors comprising a polynucleotide molecule comprising a Streptomyces avermitilis aveC-ORF or aveC homologous ORF. The vector is useful for cloning or expressing the polynucleotide of the present invention. In a non-limiting aspect, the present invention provides plasmid pSE186 (ATCC 209604), which comprises the complete ORF of the Streptomyces avermitilis aveC gene. Furthermore, the present invention provides transformed host cells comprising the polynucleotide molecules or recombinant vectors of the present invention, and novel strains or cell lines derived therefrom.

更に、本発明は、実質的に精製又は単離された、組換え発現aveC遺伝子産物若しくはAveC相同遺伝子産物、又はそれらの実体部分、及びそれらの相同体を提供する。更に、本発明は、組換え発現ベクター[但し、前記組換え発現ベクターは、AveC遺伝子産物又はAveC相同遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子を含み、前記ポリヌクレオチド分子と、宿主細胞中におけるポリヌクレオチド分子の発現を制御する調節要素1又はそれ以上とが、影響を及ぼす関係にある]で形質転換した宿主細胞を、組換えAveC遺伝子産物又はAveC相同遺伝子産物の生成を促す条件下で培養し、その細胞培養物からAveC遺伝子産物又はAveC相同遺伝子産物を回収することを含む、組換えAveC遺伝子産物の製造方法を提供する。   Furthermore, the present invention provides substantially purified or isolated recombinantly expressed aveC gene product or AveC homologous gene product, or a substantial part thereof, and homologues thereof. Furthermore, the present invention provides a recombinant expression vector [wherein the recombinant expression vector comprises a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence encoding an AveC gene product or an AveC homologous gene product, and the polynucleotide molecule and The regulatory element 1 or more that controls the expression of the polynucleotide molecule in is in an influential relationship] under conditions that promote the production of a recombinant AveC gene product or an AveC homologous gene product A method for producing a recombinant AveC gene product comprising culturing and recovering an AveC gene product or an AveC homologous gene product from the cell culture is provided.

更に、本発明は、野生型aveC対立遺伝子が不活化されており、しかも、突然変異1又はそれ以上を更に含むヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子が発現されるストレプトミセス・アベルミティリスATCC53692株の細胞が、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミティリスATCC53692株の細胞によって生成されるアベルメクチンと比較して、異なる比又は量のアベルメクチンを生成するような前記突然変異ヌクレオチド配列を更に含むこと以外は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列と、あるいは、図1(配列表の配列番号1)に記載のストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORFのヌクレオチド配列と同じヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオチド分子を提供する。本発明によれば、前記ポリヌクレオチド分子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株と比較して、アベルメクチンの生成において検知可能な変化を示すストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を生成することに用いることができる。好ましい態様では、前記ポリヌクレオチド分子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株と比較して、クラス2:1比が減少した状態でアベルメクチンを生成するストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を生成するのに有用である。更に好ましい態様では、前記ポリヌクレオチド分子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株と比較して、増加したレベルでアベルメクチンを生成するストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を生成するのに有用である。更に好ましい態様では、前記ポリヌクレオチド分子は、aveC遺伝子が不活性化されているストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を生成するのに有用である。   Furthermore, the present invention provides a cell of the Streptomyces avermitilis strain ATCC 53692 in which a wild-type aveC allele is inactivated and a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence further comprising mutation 1 or more is expressed. Wherein said mutant nucleotide sequence is such that it produces a different ratio or amount of avermectin as compared to avermectin produced by cells of the Streptomyces avermitilis strain ATCC 53692 that instead expresses only the wild type aveC allele. Except for further inclusion, a sequence encoding the Streptomyces avermitilis AveC gene product of the plasmid pSE186 (ATCC209604), or a Streptomyces avermitilis a described in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) It contains the same nucleotide sequence as the nucleotide sequence of eC-ORF, provides polynucleotide molecules. According to the present invention, said polynucleotide molecule is a novel strain of Streptomyces avermitilis that exhibits a detectable change in the production of avermectin compared to the same strain that instead expresses only the wild type aveC allele. Can be used to generate. In a preferred embodiment, the polynucleotide molecule is a novel Streptomyces avermitilis that produces avermectin with a reduced class 2: 1 ratio compared to the same strain that instead expresses only the wild type aveC allele. Useful for generating strains. In a further preferred embodiment, said polynucleotide molecule produces a new strain of Streptomyces avermitilis that produces avermectin at an increased level compared to the same strain that instead expresses only the wild type aveC allele. Useful for. In a further preferred embodiment, the polynucleotide molecule is useful for generating a new strain of Streptomyces avermitilis in which the aveC gene is inactivated.

更に、本発明は、アベルメクチンの生成比及び/又は量を変化させることのできるストレプトミセス・アベルミティリスのAveC−ORFの突然変異を同定する方法を提供する。好ましい態様では、本発明は、(a)天然のaveC対立遺伝子が不活性化されており、しかも、突然変異したAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子が導入されて発現しているストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を決定し;(b)図1(配列表の配列番号1)のORFのヌクレオチド配列、あるいは、それに相同なヌクレオチド配列を有するaveC対立遺伝子のみを代わりに発現すること以外は、工程(a)と同じストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を決定し;そして、(c)工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と、工程(b)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比とを比較し;工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と、工程(b)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比とが異なる場合に、アベルメクチンのクラス2:1比を変化させることのできるaveC−ORFの突然変異を同定することを含む、生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を変化させることのできるaveC−ORFの突然変異を同定する方法を提供する。   Furthermore, the present invention provides a method for identifying a mutation in the AveC-ORF of Streptomyces avermitilis that can alter the production ratio and / or amount of avermectin. In a preferred embodiment, the present invention provides: (a) a natural aveC allele is inactivated and a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding a mutated AveC gene product is introduced and expressed. Determining the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of the Streptomyces avermitilis strain; (b) the nucleotide sequence of the ORF of FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 of the Sequence Listing) or a nucleotide sequence homologous thereto Determining the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of the same Streptomyces avermitilis strain as in step (a) except that instead of expressing only the aveC allele having Avermectin produced by Streptomyces avermitilis cells in step (a) Comparing the class 2: 1 ratio to the class 2: 1 ratio of avermectins produced by Streptomyces avermitilis cells in step (b); produced by the Streptomyces avermitilis cells of step (a) Changing the class 2: 1 ratio of avermectins when the class 2: 1 ratio of avermectins differs from the class 2: 1 ratio of avermectins produced by Streptomyces avermitilis cells in step (b) A method for identifying aveC-ORF mutations capable of altering the class 2: 1 ratio of avermectins produced is provided.

更に、好ましい態様では、本発明は、(a)天然のaveC対立遺伝子が不活性化されており、しかも、突然変異したAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含むか、あるいは、AveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子構築物を含むポリヌクレオチド分子が導入されて発現しているストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンの量を決定し;(b)図1(配列表の配列番号1)のORFのヌクレオチド配列、あるいは、それに相同なヌクレオチド配列を有するaveC対立遺伝子のみを代わりに発現すること以外は、工程(a)と同じストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンの量を決定し;そして、(c)工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンの量と、工程(b)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンの量とを比較し;工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンの量と、工程(b)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンの量とが異なる場合に、アベルメクチンの量を変化させることのできるaveC−ORF又は遺伝子構築物の突然変異を同定することを含む、生成されるアベルメクチンの量を変化させることのできるaveC−ORF又はaveC−ORFを含む遺伝子構築物の突然変異を同定する方法を提供する。好ましい態様では、生成されるアベルメクチンの量は、突然変異によって増加する。   Further, in a preferred embodiment, the present invention provides: (a) the natural aveC allele is inactivated and contains a nucleotide sequence that encodes a mutated AveC gene product or encodes an AveC gene product. Determining the amount of avermectin produced by cells of a Streptomyces avermitilis strain that has been introduced and expressed with a polynucleotide molecule comprising a genetic construct comprising the nucleotide sequence to: (b) FIG. It is produced by the same Streptomyces avermitilis cell as in step (a) except that only the aveC allele having the nucleotide sequence of ORF of number 1) or a homologous nucleotide sequence thereof is expressed instead. Determining the amount of avermectin; and (c) the strike of step (a) Comparing the amount of avermectin produced by P. avermitilis cells with the amount of avermectin produced by Streptomyces avermitilis cells in step (b); Streptomyces avermitilis in step (a) An aveC-ORF or gene construct capable of changing the amount of avermectin when the amount of avermectin produced by the cell is different from the amount of avermectin produced by the Streptomyces avermitilis cell in step (b) A method for identifying mutations in a gene construct comprising aveC-ORF or aveC-ORF capable of altering the amount of avermectin produced is provided. In a preferred embodiment, the amount of avermectin produced is increased by mutation.

更に、本発明は、アベルメクチン生成が変化したストレプトミセス・アベルミティリスの新規株の製造に有用な組換えベクターを提供する。例えば、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体のAveC遺伝子の部位を標的として、本発明の突然変異ヌクレオチド配列を含む任意のポリヌクレオチド分子を、相同組換えによって、aveC−ORF又はその一部に挿入又は置換するのに使用することのできるベクターを提供する。しかしながら、本発明によれば、本発明と共に提供される本発明の突然変異ヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子は、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体中のaveC遺伝子以外の部分に挿入する場合や、あるいは、ストレプトミセス・アベルミティリス細胞中でエピソーム的に維持される場合には、アベルメクチン生合成を調整する機能を果たすこともできる。従って、本発明は、本発明の突然変異ヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子を含むベクターも提供する。前記ベクターは、ポリヌクレオチド分子を、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体のaveC遺伝子以外の位置に挿入するか、あるいは、エピソーム的に維持するのに用いることができる。好ましい態様では、本発明は、突然変異aveC対立遺伝子をストレプトミセス・アベルミティリス染色体中に挿入することにより、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、クラス2:1比が低いアベルメクチンを生成する細胞の新規株を製造するのに用いることができる遺伝子置換ベクターを提供する。   Furthermore, the present invention provides a recombinant vector useful for the production of a new strain of Streptomyces avermitilis with altered avermectin production. For example, the present invention targets any polynucleotide molecule comprising the mutated nucleotide sequence of the present invention, targeting the AveC gene site of the Streptomyces avermitilis chromosome, by homologous recombination, and aveC-ORF or a part thereof Vectors that can be used to insert or substitute into are provided. However, according to the present invention, the polynucleotide molecule comprising the mutant nucleotide sequence of the present invention provided together with the present invention is inserted into a portion other than the aveC gene in the Streptomyces avermitilis chromosome, or When maintained episomally in Streptomyces avermitilis cells, it can also function to modulate avermectin biosynthesis. Accordingly, the present invention also provides a vector comprising a polynucleotide molecule comprising a mutated nucleotide sequence of the present invention. The vector can be used to insert a polynucleotide molecule at a position other than the aveC gene of the Streptomyces avermitilis chromosome or to maintain it episomally. In a preferred embodiment, the present invention relates to class 2 cells by inserting a mutant aveC allele into the Streptomyces avermitilis chromosome as compared to cells of the same strain that instead express only the wild type aveC allele. Provided are gene replacement vectors that can be used to produce new strains of cells that produce avermectins with a low: 1 ratio.

更に、本発明は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現し、しかも、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミティリスの同じ株の細胞と比較して、比及び/又は量が異なるアベルメクチンを生成する細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法を提供する。好ましい態様では、本発明は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現し、しかも、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミティリスの同じ株の細胞と比較して、クラス2:1比が異なるアベルメクチンを生成する細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法であって、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、突然変異したaveC対立遺伝子(但し、前記遺伝子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異した対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を変化させる遺伝子産物をコードする)を担持するベクターによって形質転換し、そして、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する株の細胞により生成されるクラス2:1比と比較して、クラス2:1比が異なるアベルメクチンを生成する形質転換細胞を選択することを含む、前記製造方法を提供する。好ましい態様では、前記の新規株の細胞中において、生成されるアベルメクチンのクラス2:1割合が、減少する。   Furthermore, the present invention provides a ratio and / or amount as compared to cells of the same strain of Streptomyces avermitilis that expresses a mutated aveC allele and that instead expresses only the wild type aveC allele. Provides a method for producing a new strain of Streptomyces avermitilis comprising cells that produce different avermectins. In a preferred embodiment, the present invention relates to a class 2: cell as compared to cells of the same strain of Streptomyces avermitilis that expresses a mutated aveC allele and expresses only the wild type aveC allele instead. A method for producing a new strain of Streptomyces avermitilis comprising cells that produce avermectins having different ratios, wherein the cells of Streptomyces avermitilis strain are mutated with an aveC allele (wherein said gene is Changes in the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of the Streptomyces avermitilis strain expressing the mutated allele compared to cells of the same strain that instead express only the wild type aveC allele And a vector carrying the gene product to be transformed, and Selecting a transformed cell that produces an avermectin having a different class 2: 1 ratio compared to a class 2: 1 ratio produced by cells of a strain that instead expresses only the wild type aveC allele, The manufacturing method is provided. In a preferred embodiment, the class 2: 1 ratio of avermectins produced is reduced in the cells of said novel strain.

より好ましい態様では、本発明は、異なる量のアベルメクチンを生成する細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法であって、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、突然変異したaveC対立遺伝子又はaveC対立遺伝子を含む遺伝子構築物(但し、その発現の結果、突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンの量が、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、変化する)を担持するベクターによって形質転換し、そして、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する株の細胞により生成されるアベルメクチンの量と比較して、異なる量のアベルメクチンを生成する形質転換細胞を選択することを含む、前記製造方法を提供する。好ましい態様では、前記の新規株の細胞中において、生成されるアベルメクチンの量が、増加する。   In a more preferred embodiment, the present invention provides a method for producing a new strain of Streptomyces avermitilis comprising cells that produce different amounts of avermectins, wherein the cells of the Streptomyces avermitilis strain are mutated with a mutated aveC allele. A gene construct comprising a gene or aveC allele, provided that the amount of avermectin produced by the cells of the Streptomyces avermitilis strain expressing the mutated aveC allele or gene construct as a result of its expression is the wild type aveC Avermectin produced by a cell carrying a strain carrying the wild-type aveC allele instead, and transformed with a vector carrying the same allele instead of the same strain of cells Different amounts of avermectin compared to Comprises selecting transformed cells that formed, to provide the manufacturing method. In a preferred embodiment, the amount of avermectin produced is increased in the cells of the novel strain.

更に、好ましい態様では、本発明は、細胞が、不活性化されたaveC対立遺伝子を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法であって、野生型aveC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、aveC対立遺伝子を不活性化させるベクターで形質転換し、そして、aveC対立遺伝子が不活性化された形質転換細胞を選択することを含む、前記製造方法を提供する。   Furthermore, in a preferred embodiment, the present invention provides a method for producing a new strain of Streptomyces avermitilis comprising an inactivated aveC allele, wherein the cell expresses a wild-type aveC allele. A method for the production is provided, comprising transforming a cell of a Mytilis strain with a vector that inactivates an aveC allele and selecting a transformed cell in which the aveC allele is inactivated.

更に、本発明は、本発明の突然変異したヌクレオチド配列を含む任意のポリヌクレオチド分子又はベクターで形質転換された細胞を含む、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を提供する。好ましい態様では、本発明は、野生型aveC対立遺伝子の代わりに、あるいは、それに加えて、突然変異したaveC対立遺伝子を発現する細胞を含む、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規株(ここで、前記新規株の細胞は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、クラス2:1比が異なるアベルメクチンを生成する)を提供する。より好ましい態様では、新規株の細胞が、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、クラス2:1比が減少したアベルメクチンを生成する。前記新規株は、商業的に望ましいアベルメクチン(例えば、ドラメクチン)の大規模生産に有用である。   Furthermore, the present invention provides a new strain of Streptomyces avermitilis comprising cells transformed with any polynucleotide molecule or vector comprising the mutated nucleotide sequence of the present invention. In a preferred embodiment, the present invention provides a novel strain of Streptomyces avermitilis comprising cells expressing a mutated aveC allele instead of or in addition to the wild type aveC allele, wherein said The new strain of cells produces avermectins with different class 2: 1 ratios compared to cells of the same strain that instead express only the wild type aveC allele. In a more preferred embodiment, the new strain of cells produces an avermectin with a reduced class 2: 1 ratio compared to cells of the same strain that instead express only the wild type aveC allele. The novel strain is useful for large-scale production of commercially desirable avermectins (eg, doramectin).

更に、好ましい態様では、本発明は、野生型aveC対立遺伝子の代わりに、あるいは、それに加えて、突然変異したaveC対立遺伝子又はaveC対立遺伝子を含む遺伝子構築物を発現する細胞[但し、前記遺伝子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞により生成されるアベルメクチンの量と比較して、異なる量のアベルメクチンの生成(細胞による)を引き起こす]を含む、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を提供する。好ましい態様では、前記新規細胞は、増加した量のアベルメクチンを生成する。
より好ましい態様では、本発明は、aveC遺伝子が不活性化されている細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を提供する。前記の株は、野生型株とは異なるアベルメクチン(前記株により生成される)のスペクトルと、アベルメクチン生成に影響を与えるaveC遺伝子の標的突然変異誘発又はランダム突然変異誘発のいずれかを決定する本明細書に記載の相補性スクリーニングアッセイとの両方に有用である。
Further, in a preferred embodiment, the present invention provides a cell expressing a mutated aveC allele or a gene construct comprising an aveC allele instead of or in addition to the wild type aveC allele [wherein said gene is Of Streptomyces avermitilis, including the production of different amounts of avermectin (by the cell) as compared to the amount of avermectin produced by cells of the same strain that instead express only the wild type aveC allele] Offer new stocks. In a preferred embodiment, the novel cells produce increased amounts of avermectin.
In a more preferred embodiment, the present invention provides a novel strain of Streptomyces avermitilis comprising cells in which the aveC gene is inactivated. The strain determines the spectrum of avermectin (produced by the strain) that is different from the wild-type strain and either targeted or random mutagenesis of the aveC gene that affects avermectin production Useful with both complementation screening assays described in the literature.

更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞(但し、前記細胞は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現することなく野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異したaveC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を変化させる遺伝子産物をコードする突然変異したaveC対立遺伝子を発現する)を、その細胞によるアベルメクチンの生成を許容又は誘発する条件下で、培養培地中で培養し、そして、培養物からアベルメクチンを回収することを含む、アベルメクチンの製造方法を提供する。好ましい態様では、前記突然変異を発現する細胞によって生成されたアベルメクチンのクラス2:1比が、減少する。この製造方法は、商業的に価値のあるアベルメクチン(例えば、ドラメクチン)の生成における効率の増加を提供する。   Furthermore, the present invention relates to a cell of a Streptomyces avermitilis strain, wherein said cell does not express a mutated aveC allele but instead expresses only a wild type aveC allele. Expressing a mutated aveC allele that encodes a gene product that alters the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of the Streptomyces avermitilis strain that expresses the mutated aveC allele) Is produced in a culture medium under conditions that permit or induce the production of avermectin by the cells, and avermectin is recovered from the culture. In a preferred embodiment, the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells expressing the mutation is reduced. This manufacturing method provides increased efficiency in the production of commercially valuable avermectins (eg, doramectin).

更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞(但し、前記細胞は、突然変異したaveC対立遺伝子又はaveC対立遺伝子を含む遺伝子構築物を発現することなく野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチン生成量の変化を引き起こす突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を発現する)を、その細胞によるアベルメクチンの生成を許容又は誘発する条件下で、培養培地中で培養し、そして、培養物からアベルメクチンを回収することを含む、アベルメクチンの製造方法を提供する。好ましい態様では、前記の突然変異又は遺伝子構築物を発現する細胞によって生成されるアベルメクチンの量が、増加する。   Furthermore, the present invention relates to a cell of a Streptomyces avermitilis strain, wherein said cell replaces only the wild type aveC allele without expressing a mutated aveC allele or a gene construct comprising the aveC allele. A mutated aveC allele that causes a change in the amount of avermectin produced by a cell of a Streptomyces avermitilis strain expressing a mutated aveC allele or gene construct compared to a cell of the same strain that expresses A method for producing avermectin comprising culturing a gene construct in a culture medium under conditions that permit or induce production of avermectin by the cell and recovering avermectin from the culture is provided . In a preferred embodiment, the amount of avermectin produced by cells expressing the mutation or gene construct is increased.

更に、本発明は、本発明の突然変異したaveC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株によって生成されるアベルメクチン(ここで、前記アベルメクチンは、突然変異したaveC対立遺伝子を発現することなく野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミティリスの同じ株の細胞により生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と比較して、減少したクラス2:1比で生成される)の新規組成物を提供する。前記の新規アベルメクチン組成物は、発酵培養液中で生成されたものとして存在するか、あるいは、それらから回収されたものであることができるか、そして、それらから部分的に又は実質的に精製したものであることができる。   Furthermore, the present invention relates to an avermectin produced by a Streptomyces avermitilis strain that expresses a mutated aveC allele of the present invention, wherein said avermectin is wild-type without expressing the mutated aveC allele. Produced in a reduced class 2: 1 ratio compared to the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of the same strain of Streptomyces avermitilis that instead express only the type aveC allele) Novel compositions are provided. The novel avermectin compositions may be present as produced in fermentation broth, or may be recovered from them, and partially or substantially purified therefrom Can be things.

4.図面の簡単な説明
図1.ストレプトミセス・アベルミティリスaveC−ORFを含むDNA配列(配列表の配列番号1)及び推定されるアミノ酸配列(配列表の配列番号2)。
図2.ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC遺伝子の完全ORFを含むプラスミドベクターpSE186(ATCC209604)。
図3.ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORF中に挿入された、サッカロポリスポラ・エリスラエア(Saccharopolyspora
erythraea)のermE遺伝子を含む遺伝子置換ベクターpSE186(ATCC209605)。
図4.ストレプトミセス・アベルミティリス由来のアベルメクチンポリケチドシンターゼ遺伝子クラスターのBamHI制限地図、及び同定された5種の重複コスミドクローン(すなわち、pSE65、pSE66、pSE67、pSE68、pSE69)。pSE118とpSE119との関係も示す。
図5.ストレプトミセス・アベルミティリス株により生成された発酵生成物のHPLC分析。ピークの定量は、シクロヘキシルB1の標準量との比較により実施した。シクロヘキシルB2の保持時間は、7.4〜7.7分間;シクロヘキシルB1の保持時間は、11.9〜12.3分間。図5A.不活性aveC−ORFを有するストレプトミセス・アベルミティリスSE180−11株。図5B.pSE186(ATCC209604)で形質転換されたストレプトミセス・アベルミティリスSE180−11株。図5C.pSE187で形質転換されたストレプトミセス・アベルミティリスSE180−11株。図5D.pSE188で形質転換されたストレプトミセス・アベルミティリスSE180−11株。
図6.ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORFでコードされる推定アミノ酸配列(SEC ID NO:2)と、ストレプトミセス・グリセオクロモゲネス(griseochromogenes)由来のaveC相同部分的ORFでコードされる推定アミノ酸配列(配列表の配列番号5)と、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス(hygroscopicus)由来のaveC相同ORFでコードされる推定アミノ酸配列(配列表の配列番号4)との比較。太字(bold)のバリン残基が、タンパク質の推定上のスタート部位である。保存されている残基を、3種の全ての配列で相同であれば大文字で示し、3種の配列の内、2つが相同であれば小文字で示す。アミノ酸配列は、約50%の配列一致を含む。
図7.ストレプトミセス・アベルミティリスaveC−ORF中のBsaAI/KpnI部位に挿入された、ストレプトミセス・ヒグロスコピカスaveC相同遺伝子由来の564bpのBsaAI/KpnIフラグメントを含むハイブリッドプラスミド構築物。
4). BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. DNA sequence (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) containing Streptomyces avermitilis aveC-ORF and deduced amino acid sequence (SEQ ID NO: 2 in the sequence listing).
FIG. Plasmid vector pSE186 (ATCC 209604) containing the complete ORF of the aveC gene of Streptomyces avermitilis.
FIG. Saccharopolyspora inserted into the aveC-ORF of Streptomyces avermitilis
erythraea) gene replacement vector pSE186 (ATCC 209605) containing the ermE gene.
FIG. BamHI restriction map of the avermectin polyketide synthase gene cluster from Streptomyces avermitilis and five overlapping cosmid clones identified (ie, pSE65, pSE66, pSE67, pSE68, pSE69). The relationship between pSE118 and pSE119 is also shown.
FIG. HPLC analysis of fermentation products produced by Streptomyces avermitilis strains. Peak quantification was performed by comparison with a standard amount of cyclohexyl B1. The retention time of cyclohexyl B2 is 7.4 to 7.7 minutes; the retention time of cyclohexyl B1 is 11.9 to 12.3 minutes. FIG. 5A. Streptomyces avermitilis strain SE180-11 having an inactive aveC-ORF. FIG. 5B. Streptomyces avermitilis strain SE180-11 transformed with pSE186 (ATCC 209604). FIG. 5C. Streptomyces avermitilis strain SE180-11 transformed with pSE187. FIG. 5D. Streptomyces avermitilis strain SE180-11 transformed with pSE188.
FIG. A deduced amino acid sequence encoded by aveC-ORF (SEC ID NO: 2) of Streptomyces avermitilis and a deduced amino acid sequence encoded by aveC homologous partial ORF derived from Streptomyces griseochromogenes Comparison of (SEQ ID NO: 5 in the sequence listing) with the deduced amino acid sequence (SEQ ID NO: 4 in the sequence listing) encoded by the aveC homologous ORF derived from Streptomyces hygroscopicus. The bold valine residue is the putative start site for the protein. Conserved residues are shown in capital letters if all three sequences are homologous and in lower case if two of the three sequences are homologous. The amino acid sequence contains about 50% sequence identity.
FIG. A hybrid plasmid construct comprising a 564 bp BsaAI / KpnI fragment from the Streptomyces hygroscopicus aveC homologous gene inserted into the BsaAI / KpnI site in Streptomyces avermitilis aveC-ORF.

5.発明の詳細な説明
本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス由来のAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子の同定及び特徴付け、突然変異したAveC遺伝子産物を、アベルメクチン生成におけるそれらの効果に関してスクリーニングするのに用いることのできるストレプトミセス・アベルミティリスの新規株の構成、そして、或る突然変異したAveC遺伝子産物がストレプトミセス・アベルミティリスにより生成されるB1:B2アベルメクチンの比を減少することができるという発見に関する。例えば、プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列と同じヌクレオチド配列か、あるいは、図1(配列表の配列番号1)のORFのヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子に関して、そして、それから誘導される突然変異したヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子に関して、後出のセクションに本発明を記載している。しかしながら、本発明に記載の前記原理は、別のポリヌクレオチド分子、例えば、別のストレプトミセス種[例えば、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス(hygroscopicus)及びストレプトミセス・グリセオクロモゲネス(griseochromogenes)など]由来のAveC相同遺伝子にも同様に適用することができる。
5). Detailed Description of the Invention The present invention identifies and characterizes polynucleotide molecules having a nucleotide sequence encoding an AveC gene product from Streptomyces avermitilis, mutated AveC gene products and their effects on avermectin production. Of a new strain of Streptomyces avermitilis that can be used to screen for and a mutated AveC gene product reduces the ratio of B1: B2 avermectins produced by Streptomyces avermitilis Concerning the discovery that you can. For example, for a polynucleotide molecule having the same nucleotide sequence as the sequence encoding the Streptomyces avermitilis AveC gene product of plasmid pSE186 (ATCC 209604) or the nucleotide sequence of the ORF of FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 of the Sequence Listing) The invention is described in a later section with respect to polynucleotide molecules having mutated nucleotide sequences derived therefrom. However, the principle described in the present invention is based on the fact that AveC from another polynucleotide molecule, such as another Streptomyces species, such as Streptomyces hygroscopicus and Streptomyces glyceochromogenes. The same applies to homologous genes.

5.1.ストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードするポリヌクレオチド分子
本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスの完全aveC−ORF又はその実体部分を含む単離ポリヌクレオチド分子であって、前記単離ポリヌクレオチド分子が、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体において、生体内でaveC−ORFの下流に位置する次の完全ORFを欠失する、前記単離ポリヌクレオチド分子を提供する。
5.1. Polynucleotide molecule encoding Streptomyces avermitilis AveC gene product The present invention is an isolated polynucleotide molecule comprising the complete aveC-ORF of Streptomyces avermitilis or a substantial part thereof, wherein said isolated polynucleotide An isolated polynucleotide molecule is provided wherein the molecule lacks the next complete ORF located downstream of the aveC-ORF in vivo on the Streptomyces avermitilis chromosome.

本発明の前記の単離ポリヌクレオチド分子は、好ましくは、プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列と同じであるか、あるいは、図1(配列表の配列番号1)のORF又はその実体部分のヌクレオチド配列と同じであるヌクレオチド配列を含む。本明細書において、ストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードするポリヌクレオチド配列を含む単離ポリヌクレオチド分子の「実体部分」とは、図1(配列表の配列番号1)に示す完全aveC−ORF配列の少なくとも約70%を含み、しかも、機能的に等価なAveC遺伝子産物をコードする単離ポリヌクレオチド分子を意味する。これに関連して、「機能的に等価な」AveC遺伝子産物は、ストレプトミセス・アベルミティリスATCC53692株(この株では、天然のaveC対立遺伝子が不活性化されている)中で発現した場合に、野生型(ストレプトミセス・アベルミティリスATCC53692株に天然の機能的aveC対立遺伝子)のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミティリスATCC53692株によって生成されるアベルメクチンと実質的に同じ比及び量の生成を引き起こす遺伝子産物として規定される。   Said isolated polynucleotide molecule of the invention is preferably the same as the sequence encoding the Streptomyces avermitilis AveC gene product of plasmid pSE186 (ATCC 209604) or alternatively as shown in FIG. A nucleotide sequence that is the same as the nucleotide sequence of the ORF of 1) or a substantial part thereof. In the present specification, the “substance part” of an isolated polynucleotide molecule comprising a polynucleotide sequence encoding the Streptomyces avermitilis AveC gene product refers to the complete aveC − shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing). By an isolated polynucleotide molecule comprising at least about 70% of the ORF sequence and encoding a functionally equivalent AveC gene product. In this context, a “functionally equivalent” AveC gene product is expressed when expressed in the Streptomyces avermitilis ATCC53692 strain, in which the natural aveC allele is inactivated. Production of substantially the same ratio and amount as the avermectin produced by the Streptomyces avermitilis ATCC53692 strain that instead expresses only the wild type (natural functional aveC allele in the Streptomyces avermitilis ATCC53692 strain) Is defined as the gene product that causes

aveC−ORFのヌクレオチド配列に加えて、本発明の単離ポリヌクレオチド分子は、更に、ストレプトミセス・アベルミティリスの生体内でaveC遺伝子に天然に隣接しているヌクレオチド配列[例えば、図1(配列表の配列番号1)に示す隣接ヌクレオチド配列]を含むことができる。   In addition to the aveC-ORF nucleotide sequence, the isolated polynucleotide molecule of the present invention may further comprise a nucleotide sequence naturally adjacent to the aveC gene in Streptomyces avermitilis [eg, FIG. The adjacent nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1) in the column table] can be included.

本明細書において、用語「ポリヌクレオチド分子」、「ポリヌクレオチド配列」、「コード配列」、「オープンリーディングフレーム」、及び「ORF」は、一本鎖又は二本鎖のいずれかであることができるDNA及びRNA分子を意味することを意図しており、そして、それらは、適当な調節要素の制御下に置かれた場合に、適当な宿主細胞発現系において、AveC遺伝子産物に、あるいは、以下に示すように、AveC相同遺伝子産物に、あるいは、AveC遺伝子産物又はAveC相同遺伝子産物と相同なポリペプチドに、転写及び翻訳(DNA)又は翻訳(RNA)されることができる。コード配列には、原核配列、cDNA配列、ゲノムDNA配列、及び化学的に合成されたDNA及びRNA配列が含まれることができるが、これらに限定されるものではない。   As used herein, the terms “polynucleotide molecule”, “polynucleotide sequence”, “coding sequence”, “open reading frame”, and “ORF” can be either single stranded or double stranded. It is intended to mean DNA and RNA molecules, and when placed under the control of appropriate regulatory elements, in an appropriate host cell expression system, into the AveC gene product, or As shown, it can be transcribed and translated (DNA) or translated (RNA) into an AveC homologous gene product or into an AveC gene product or a polypeptide homologous to an AveC homologous gene product. A coding sequence can include, but is not limited to, prokaryotic sequences, cDNA sequences, genomic DNA sequences, and chemically synthesized DNA and RNA sequences.

図1(配列表の配列番号1)に示すヌクレオチド配列は、bp位置42、174、177、及び180に、4個の異なるGTGコドンを含む。後出のセクション9に記載されているように、aveC−ORF(図1;配列表の配列番号1)の5’領域に複合的な欠失を構築することにより、それらのコドンのどれがaveC−ORF中でタンパク質発現に関するスタート部位として機能することができるかを規定した。bp42における第1のGTG位置の欠失は、AveC活性を消失しなかった。bp位置174、177、及び180における全てのGTGコドンと一緒の更なる欠失は、AveC活性を無くし、このことは、この領域がタンパク質の発現に必要であることを示している。従って、本発明は、図1(配列表の配列番号1)に示すbp174、177、又は180bpに位置する任意のGTG部位において翻訳を開始する種々の長さのaveC−ORF、及びそれぞれに対する相当するポリペプチドを含む。   The nucleotide sequence shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) contains 4 different GTG codons at bp positions 42, 174, 177 and 180. As described in Section 9 below, by constructing a complex deletion in the 5 ′ region of the aveC-ORF (FIG. 1; SEQ ID NO: 1 of the Sequence Listing), which of these codons is aveC It was defined whether it can function as a start site for protein expression in the ORF. Deletion of the first GTG position in bp42 did not abolish AveC activity. Further deletion along with all GTG codons at bp positions 174, 177 and 180 abolish AveC activity, indicating that this region is required for protein expression. Accordingly, the present invention relates to various lengths of aveC-ORFs that initiate translation at any GTG site located at bp 174, 177, or 180 bp shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 of the Sequence Listing), and corresponding to each Including polypeptides.

更に、本発明は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列に対して、あるいは、図1(配列表の配列番号1)に示すaveC−ORF又はその実体部分のヌクレオチド配列に対して、相同なヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子を提供する。用語「相同」とは、ストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列と相同なポリヌクレオチド分子に関して使用される場合には、以下のヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子を意味する:
(a)プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードする配列と同じAveC遺伝子産物をコードするか、あるいは、図1(配列表の配列番号1)に示すAveC−ORFのヌクレオチド配列と同じAveC遺伝子産物をコードするが、遺伝子コードの縮重によるヌクレオチド配列に対するサイレント変化1又はそれ以上を含むヌクレオチド配列;又は
(b)プラスミドpSE186(ATCC209604)のAveC遺伝子産物をコードする配列によってコードされるアミノ酸配列をコードするか、あるいは、図1(配列表の配列番号2)に示すアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子の相補体に対して、適度なストリンジェントな条件下でハイブリダイズ[すなわち、0.5M−NaHPO4、7%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、1mM−EDTA中で、65℃で、フィルター結合DNAへハイブリダイゼーションし、そして、0.2×SSC/0.1%SDS中で42℃で洗浄する][Ausubelら(eds.),1989,Current Protocols in Molecular Biology,Vol.I,Green Publishing Associates,Inc.,及びJohn Wiley&Sons,Inc.,New York,p2.10.3を参照のこと]し、しかも、先に規定した機能的等価AveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列。
好ましい態様では、相同ポリヌクレオチド分子は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列の相補体に対して、あるいは、図1(配列表の配列番号1)に示すヌクレオチド配列又はその実体部分の相補体に対して、高ストリンジェントな条件下でハイブリダイズ[すなわち、0.5M−NaHPO4、7%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、1mM−EDTA中で、65℃で、フィルター結合DNAへハイブリダイゼーションし、そして、0.1×SSC/0.1%SDS中で68℃で洗浄する](Ausubelら,1989,前出)し、しかも、先に規定した機能的等価AveC遺伝子産物をコードする。
Furthermore, the present invention relates to a sequence encoding the Streptomyces avermitilis AveC gene product of plasmid pSE186 (ATCC209604), or to the aveC-ORF shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) or a substantial part thereof. A polynucleotide molecule having a nucleotide sequence homologous to the nucleotide sequence of The term “homologous” when used in reference to a polynucleotide molecule that is homologous to a sequence encoding a Streptomyces avermitilis AveC gene product means a polynucleotide molecule having the following nucleotide sequence:
(A) encoding the same AveC gene product as that encoding the Streptomyces avermitilis AveC gene product of plasmid pSE186 (ATCC209604), or the aveC-ORF shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) A nucleotide sequence encoding the same AveC gene product as the nucleotide sequence, but comprising one or more silent changes to the nucleotide sequence due to the degeneracy of the genetic code; or (b) by a sequence encoding the AveC gene product of plasmid pSE186 (ATCC209604) A moderate stringency for the complement of a polynucleotide molecule that encodes the encoded amino acid sequence or that has the nucleotide sequence that encodes the amino acid sequence shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 2) Hybridizing [ie such conditions, 0.5M-NaHPO 4, 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), in 1 mM-EDTA, at 65 ° C., hybridization to filter-bound DNA, and, 0.2 × SSC / Wash in 0.1% SDS at 42 ° C.] [Ausubel et al. (Eds.), 1989, Current Protocols in Molecular Biology, Vol. I, Green Publishing Associates, Inc. , And John Wiley & Sons, Inc. , New York, p2.10.3] and a nucleotide sequence encoding a functionally equivalent AveC gene product as defined above.
In a preferred embodiment, the homologous polynucleotide molecule is the complement of the nucleotide sequence encoding the AveC gene product of plasmid pSE186 (ATCC 209604), or the nucleotide sequence shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 of the Sequence Listing) or an entity thereof. Hybridize to the complement of the part under highly stringent conditions [ie, 0.5 M NaHPO 4 , 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 1 mM EDTA at 65 ° C. to filter-bound DNA Hybridize and wash at 68 ° C. in 0.1 × SSC / 0.1% SDS] (Ausubel et al., 1989, supra) and encode the functionally equivalent AveC gene product defined above. To do.

AveC遺伝子産物及びその潜在的機能的等価物の活性は、後出の実施例に記載のように、発酵生成物をHPLC分析することによって決定することができる。ストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物の機能的等価物をコードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子には、天然に現われるか設計されたかどうかに関わらず、ストレプトミセス・アベルミティリスの別の株に存在する天然に現われるAveC遺伝子、ストレプトミセスの別の種に存在するAveC相同遺伝子、及び突然変異したaveC対立遺伝子が含まれる。   The activity of the AveC gene product and its potential functional equivalents can be determined by HPLC analysis of the fermentation product, as described in the Examples below. A polynucleotide molecule having a nucleotide sequence that encodes a functional equivalent of the Streptomyces avermitilis AveC gene product may be used in another strain of Streptomyces avermitilis regardless of whether it appears in nature or is designed. Included are naturally occurring AveC genes that are present, AveC homologous genes that are present in other species of Streptomyces, and mutated aveC alleles.

更に、本発明は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のAveC遺伝子産物をコードする配列によってコードされるアミノ酸配列に対して、あるいは、図1(配列表の配列番号2)のアミノ酸配列又はその実体部分に対して、相同なアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子を提供する。本明細書において、図1(配列表の配列番号2)のアミノ酸配列の「実体部分」とは、図1(配列表の配列番号2)に示すアミノ酸配列の少なくとも約70%を含み、しかも、先に規定した機能的等価AveC遺伝子産物を構成するポリペプチドを意味する。   Furthermore, the present invention relates to the amino acid sequence encoded by the sequence encoding the AveC gene product of plasmid pSE186 (ATCC209604), or to the amino acid sequence of FIG. 1 (SEQ ID NO: 2 in the sequence listing) or a substantial part thereof. A polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding a polypeptide having a homologous amino acid sequence. In the present specification, the “substance” of the amino acid sequence of FIG. 1 (SEQ ID NO: 2 of the sequence listing) includes at least about 70% of the amino acid sequence shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 2 of the sequence listing), and It means a polypeptide constituting the functionally equivalent AveC gene product defined above.

本明細書において、ストレプトミセス・アベルミティリス由来のAveC遺伝子産物のアミノ酸配列と相同なアミノ酸配列を意味する場合の用語「相同」は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のAveC遺伝子産物をコードする配列によりコードされるか、あるいは、図1(配列表の配列番号2)のアミノ酸配列を有するが、その中のアミノ酸残基1又はそれ以上が、別のアミノ酸残基で保存的に(conservatively)置換されている(前記の保存的置換の結果、先に規定した機能的等価遺伝子産物が生じる)ポリペプチドを意味する。保存的アミノ酸置換は、当業者に周知である。前記の置換を実施するためのルールとしては、「Dayhof,M.D.,1978,Nat.Biomed.Res.Found.,Washington,D.C.,Vol,5,Sup.3」などに記載のものを挙げることができる。より具体的には、保存的なアミノ酸置換は、側鎖の酸度、極性、又は嵩高さの関連するアミノ酸ファミリー内で一般的に起こるものである。遺伝的にコードされたアミノ酸は、一般的に、4種に分類される:(1)酸性=アスパラギン酸、グルタミン酸;(2)塩基性=リシン、アルギニン、ヒスチジン;(3)非極性=アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン;及び(4)荷電されていない極性=グリシン、アスパラギン、グルタミン、システイン、セリン、トレオニン、チロシン。また、フェニルアラニン、トリプトファン及びチロシンは、芳香族アミノ酸としてまとめて分類される。いずれかの特定の基内における1又はそれ以上の置換[例えば、イソロイシン又はバリンによるロイシンの置換、あるいは、グルタミン酸によるアスパラギン酸の置換、あるいは、セリンによるトレオニンの置換、あるいは、構造的に関連するアミノ酸残基(例えば、類似する酸度、極性、嵩高さ、又はそれらのいくつかの組合せにおける類似性を有するアミノ酸残基)による任意の別のアミノ酸残基の置換]が、一般的に、ポリペプチドの機能において些細な効果を有するであろう。   As used herein, the term “homology” when referring to an amino acid sequence that is homologous to the amino acid sequence of the AveC gene product from Streptomyces avermitilis is encoded by the sequence encoding the AveC gene product of plasmid pSE186 (ATCC209604). Or having the amino acid sequence of FIG. 1 (SEQ ID NO: 2 in the sequence listing), wherein one or more amino acid residues therein are conservatively substituted with another amino acid residue. (The conservative substitution described above results in a functionally equivalent gene product as defined above). Conservative amino acid substitutions are well known to those skilled in the art. The rules for carrying out the above substitution are described in “Dayhof, MD, 1978, Nat. Biomed. Res. Found., Washington, DC, Vol. 5, Sup. Things can be mentioned. More specifically, conservative amino acid substitutions are those that commonly occur within related amino acid families of side chain acidity, polarity, or bulkiness. Genetically encoded amino acids are generally classified into four types: (1) acidic = aspartic acid, glutamic acid; (2) basic = lysine, arginine, histidine; (3) nonpolar = alanine, Valine, leucine, isoleucine, proline, phenylalanine, methionine, tryptophan; and (4) uncharged polarity = glycine, asparagine, glutamine, cysteine, serine, threonine, tyrosine. In addition, phenylalanine, tryptophan, and tyrosine are collectively classified as aromatic amino acids. One or more substitutions within any particular group [eg, substitution of leucine with isoleucine or valine, substitution of aspartic acid with glutamic acid, substitution of threonine with serine, or structurally related amino acids Substitution of any other amino acid residue by a residue (eg, an amino acid residue having similar acidity, polarity, bulkiness, or similarity in some combination thereof) is generally Will have a trivial effect on function.

更に、本発明は、AveC相同遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含む、単離ポリヌクレオチド分子を提供する。本明細書において、「AveC相同遺伝子産物」は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のAveC遺伝子産物をコードする配列によりコードされるアミノ酸配列、あるいは、図1(配列表の配列番号2)に示すアミノ酸配列を含むストレプトミセス・アベルミティリスのAveC遺伝子産物に対して、少なくとも約50%のアミノ酸配列同一性を有する遺伝子産物として規定される。限定されない態様では、AveC相同遺伝子産物が、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス(欧州出願0298423に記載;寄託FERM BP−1901)由来であり、配列表の配列番号4のアミノ酸配列又はその実体部分を含む。配列表の配列番号4のアミノ酸配列の「実体部分」は、配列表の配列番号4のアミノ酸配列の少なくとも約70%を含み、機能的等価AveC相同体生成物を構成するポリペプチドを意味する。「機能的等価」AveC相同遺伝子産物は、天然aveC相同対立遺伝子が不活性化されているストレプトミセス・ヒグロスコピカス株FERM BP−1901中で発現した場合に、野生型(ストレプトミセス・ヒグロスコピカス株FERM BP−1901に天然の機能的aveC相同対立遺伝子)のみを代わりに発現するストレプトミセス・ヒグロスコピカス株FERM BP−1901によって生成されるミルベマイシンと実質的に同じ比及び量の生成を引き起こす遺伝子産物として規定される。限定されない態様では、ストレプトミセス・ヒグロスコピカスAveC相同遺伝子産物をコードする本発明の単離ポリヌクレオチド分子は、配列表の配列番号3のヌクレオチド配列又はその実体部分を含む。これに関連して、配列表の配列番号3のヌクレオチド配列を含む単離ヌクレオチド分子の「実体部分」は、配列表の配列番号3のヌクレオチド配列の少なくとも70%を含み、直前に規定した機能的等価AveC相同遺伝子産物をコードする単離ポリヌクレオチド分子を意味する。   The present invention further provides an isolated polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding an AveC homologous gene product. In the present specification, the “AveC homologous gene product” refers to the amino acid sequence encoded by the sequence encoding the AveC gene product of the plasmid pSE186 (ATCC 209604), or the amino acid sequence shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 2 in the sequence listing). It is defined as a gene product having at least about 50% amino acid sequence identity to the AveC gene product of Streptomyces avermitilis comprising. In a non-limiting embodiment, the AveC homologous gene product is derived from Streptomyces hygroscopicus (described in European application 0298423; deposited FERM BP-1901) and comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing or a substantial part thereof. A “substance” of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing means a polypeptide comprising at least about 70% of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing and constituting a functionally equivalent AveC homolog product. A “functional equivalent” AveC homologous gene product is expressed in the wild-type (Streptomyces hygroscopicus strain FERM BP− when expressed in the Streptomyces hygroscopicus strain FERM BP-1901 in which the natural aveC homologous allele is inactivated. 1901 is defined as a gene product that causes the production of substantially the same ratio and amount as milbemycin produced by Streptomyces hygroscopicus strain FERM BP-1901, which instead expresses only the natural functional aveC homologous allele in 1901. In a non-limiting embodiment, an isolated polynucleotide molecule of the invention that encodes a Streptomyces hygroscopicus AveC homologous gene product comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 of the Sequence Listing, or a substantial part thereof. In this connection, an “entity part” of an isolated nucleotide molecule comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 of the sequence listing comprises at least 70% of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 of the sequence listing, and the functional group defined immediately above It refers to an isolated polynucleotide molecule that encodes an equivalent AveC homologous gene product.

更に、本発明は、配列表の配列番号3のストレプトミセス・ヒグロスコピカスのヌクレオチド配列に相同なヌクレオチド配列を含有するポリヌクレオチド分子を提供する。用語「相同」は、配列表の配列番号3のストレプトミセス・ヒグロスコピカスAveC相同遺伝子産物をコードする配列に相同なヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子を意味することに用いる場合には、以下のヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子を意味する:
(a)配列表の配列番号3のヌクレオチド配列又はその実体部分と同じ遺伝子産物をコードするが、遺伝子コードの縮重によるヌクレオチド配列に対するサイレント変化1又はそれ以上を含むヌクレオチド配列;又は
(b)配列表の配列番号4のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子の相補体に対して、適度なストリンジェントな条件下でハイブリダイズ[すなわち、0.5M−NaHPO4、7%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、1mM−EDTA中で、65℃で、フィルター結合DNAへハイブリダイゼーションし、そして、0.2×SSC/0.1%SDS中で42℃で洗浄する](前出のAusubelら参照)し、しかも、先に規定した機能的等価AveC相同遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列。
好ましい態様では、相同ポリヌクレオチド分子が、配列表の配列番号3のAveC相同遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列又はその実体部分の相補体に対して、高ストリンジェントな条件下でハイブリダイズ[すなわち、0.5M−NaHPO4、7%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、1mM−EDTA中で、65℃で、フィルター結合DNAへハイブリダイゼーションし、そして、0.1×SSC/0.1%SDS中で68℃で洗浄する](Ausubelら,1989,前出)し、しかも、先に規定した機能的等価AveC相同遺伝子産物をコードする。
Furthermore, the present invention provides a polynucleotide molecule containing a nucleotide sequence homologous to the nucleotide sequence of Streptomyces hygroscopicus of SEQ ID NO: 3 in the Sequence Listing. The term “homologous” when used to mean a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence homologous to the sequence encoding the Streptomyces hygroscopicus AveC homologous gene product of SEQ ID NO: 3 in the sequence listing, when Means a polynucleotide molecule having:
(A) a nucleotide sequence that encodes the same gene product as the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 in the sequence listing or a substantial part thereof, but comprising one or more silent changes to the nucleotide sequence due to degeneracy of the gene code; or (b) Hybridizes under moderately stringent conditions to the complement of a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence that encodes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing [ie 0.5M-NaHPO 4 , 7% sodium dodecyl sulfate (SDS) Hybridize to filter-bound DNA in 1 mM EDTA at 65 ° C. and wash at 42 ° C. in 0.2 × SSC / 0.1% SDS] (see Ausubel et al. Supra). In addition, a nucleotide encoding the functionally equivalent AveC homologous gene product defined above. Reochido array.
In a preferred embodiment, the homologous polynucleotide molecule hybridizes under highly stringent conditions to the nucleotide sequence encoding the AveC homologous gene product of SEQ ID NO: 3 in the sequence listing or a substantial part thereof [ie 0 Hybridize to filter-bound DNA at 65 ° C. in 5M-NaHPO 4 , 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 1 mM EDTA and 68 ° C. in 0.1 × SSC / 0.1% SDS (Ausubel et al., 1989, supra) and encodes a functionally equivalent AveC homologous gene product as defined above.

更に、本発明は、ストレプトミセス・ヒグロスコピカスAveC相同遺伝子産物と相同なポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子を提供する。本明細書において、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス由来の配列表の配列番号4のAveC相同遺伝子産物と相同なポリペプチドを意味する場合の用語「相同」は、配列表の配列番号4のアミノ酸配列を有するが、その中のアミノ酸残基1又はそれ以上が、別のアミノ酸残基で保存的に置換されている(前記の保存的置換の結果、先に規定した機能的等価相同遺伝子産物が生じる)ポリペプチドを意味する。   The present invention further provides a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding a polypeptide homologous to the Streptomyces hygroscopicus AveC homologous gene product. In the present specification, the term “homology” when referring to a polypeptide homologous to the AveC homologous gene product of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing derived from Streptomyces hygroscopicus has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing. A polypeptide in which one or more amino acid residues therein are conservatively substituted with another amino acid residue (the above-mentioned conservative substitution results in the functionally equivalent homologous gene product defined above) Means.

更に、本発明は、図1(配列表の配列番号1)又は配列表の配列番号3のヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子に対して、あるいは、図1(配列表の配列番号1)又は配列表の配列番号3のヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子に対してハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを提供する。前記オリゴヌクレオチドは、長さが、少なくとも約10ヌクレオチド、好ましくは長さ約15〜約30ヌクレオチドであり、そして、高ストリンジェントな条件下で前記ポリヌクレオチド分子の1つとハイブリダイズ(すなわち、6×SSC/0.5%ピロリン酸ナトリウム中で、〜14塩基オリゴに対して〜37℃で、〜17塩基オリゴに対して〜48℃で、〜20塩基オリゴに対して〜55℃で、そして、〜23塩基オリゴに対して〜60℃で洗浄する)する。好ましい態様では、前記オリゴヌクレオチドは、前記ポリヌクレオチド分子の一つの一部と相補的である。これらのオリゴヌクレオチドは、種々の目的、例えば、遺伝子調節に有用なアンチセンス分子を、あるいは、aveC−又はaveC相同体をコードするポリヌクレオチド分子の増幅におけるプライマーを、コード又は作用させる目的に有用である。   Furthermore, the present invention relates to a polynucleotide molecule having the nucleotide sequence of FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 of the sequence listing) or SEQ ID NO: 3 of the sequence listing, or FIG. An oligonucleotide that hybridizes to a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 is provided. The oligonucleotide is at least about 10 nucleotides in length, preferably from about 15 to about 30 nucleotides in length, and hybridizes with one of the polynucleotide molecules under highly stringent conditions (ie, 6 × In SSC / 0.5% sodium pyrophosphate at ˜37 ° C. for ˜14 base oligo, ˜48 ° C. for ˜17 base oligo, ˜55 ° C. for ˜20 base oligo, and Wash at ˜60 ° C. for ˜23 base oligo). In a preferred embodiment, the oligonucleotide is complementary to a portion of one of the polynucleotide molecules. These oligonucleotides are useful for a variety of purposes, for example, to encode or act on antisense molecules useful for gene regulation, or primers in amplification of polynucleotide molecules encoding aveC- or aveC homologues. is there.

更なるaveC相同遺伝子は、本明細書に記載のポリヌクレオチド分子又はオリゴヌクレオチドを、公知の技術と関連させて使用することによって、ストレプトミセスの別の種又は株中で同定することができる。例えば、図1(配列表の配列番号1)のストレプトミセス・アベルミティリスのヌクレオチド配列の一部、又は配列表の配列番号3のストレプトミセス・ヒグロスコピカスのヌクレオチド配列の一部を含むオリゴヌクレオチド分子を、検出可能に標識化し、そして、興味ある生物由来のDNAから構成されるゲノムライブラリーをスクリーニングすることに使用することができる。ハイブリダイゼーション条件のストリンジェンシーは、参考生物(本実施例では、ストレプトミセス・アベルミティリス又はストレプトミセス・ヒグロスコピカス)と興味ある生物との関係に基づいて選択する。種々のストリンジェンシー条件に対する要求は、当業者に周知であり、前記条件は、ライブラリー及び標識配列を提供する特定の生物に従って、予想可能に変化する。前記オリゴヌクレオチドは、長さが少なくとも約15ヌクレオチドであることが好ましく、例えば、後出の実施例に記載のものを挙げることができる。相同遺伝子の増幅は、これらの及び別のオリゴヌクレオチドを使用し、標準的技術[例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)]を適用することによって実施することができるが、当業界で公知の他の増幅技術(例えば、リガーゼ鎖反応)も用いることができる。   Additional aveC homologous genes can be identified in another species or strain of Streptomyces by using the polynucleotide molecules or oligonucleotides described herein in connection with known techniques. For example, an oligonucleotide molecule comprising a part of the nucleotide sequence of Streptomyces avermitilis in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1) or a part of the nucleotide sequence of Streptomyces hygroscopicus of SEQ ID NO: 3 in the sequence listing Can be detectably labeled and used to screen genomic libraries composed of DNA from organisms of interest. The stringency of hybridization conditions is selected based on the relationship between the reference organism (in this example, Streptomyces avermitilis or Streptomyces hygroscopicus) and the organism of interest. The requirements for various stringency conditions are well known to those of skill in the art, and the conditions will change predictably according to the particular organism that provides the library and label sequence. The oligonucleotide is preferably at least about 15 nucleotides in length, and examples include those described in the examples below. Amplification of homologous genes can be performed using these and other oligonucleotides and applying standard techniques [eg, polymerase chain reaction (PCR)], but other amplifications known in the art. Techniques (eg, ligase chain reaction) can also be used.

aveC相同ヌクレオチド配列を含むと確認されたクローンを、機能的AveC相同遺伝子産物をコードする能力に関して試験することができる。この目的のために、前記クローンを、配列分析して、適当なリーディングフレーム、並びに開始及び終止信号を確認する。あるいは、又は更に、クローン化したDNA配列を適当な発現ベクター(すなわち、挿入したタンパク質コード配列の転写及び翻訳に必要な要素を含むベクター)中に挿入することができる。多様な宿主/ベクター系のいずれも、以下のとおりに用いることができ、以下に限定するものではないが、細菌に関する系、例えば、プラスミド、バクテリオファージ、又はコスミド発現ベクターが含まれる。次に、潜在的なaveC相同体をコードする配列を含む前記ベクターで形質転換された適当な宿主細胞を、例えば、後出のセクション7に記載のとおりに、発酵生成物をHPLC分析する方法を用いて、AveC−タイプ活性に関して分析することができる。   Clones identified as containing aveC homologous nucleotide sequences can be tested for the ability to encode a functional AveC homologous gene product. For this purpose, the clones are sequenced to confirm proper reading frames and start and stop signals. Alternatively or additionally, the cloned DNA sequence can be inserted into an appropriate expression vector (ie, a vector containing elements necessary for transcription and translation of the inserted protein coding sequence). Any of a variety of host / vector systems can be used as follows, including but not limited to bacterial systems such as plasmids, bacteriophages, or cosmid expression vectors. Next, a suitable host cell transformed with the vector containing a sequence encoding a potential aveC homolog is analyzed by HPLC analysis of the fermentation product, eg, as described in Section 7 below. Can be used to analyze for AveC-type activity.

本明細書で開示するポリヌクレオチド分子の生成及び操作は、当業者の技術の範囲内であり、例えば、Maniatisら,1989,Molecular Cloning,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY;Ausubelら,1989,Current Protocols In Molecular Biology,Greene Publishing Associates & Wiley Interscience,NY;Sambrookら,1989,Molecular
Cloning:A Laboratory Manual,2d ed.,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY;Innisら(eds),1995,PCR Strategies,Academic Press,Inc.,San Diego;及びErlich(ed),1992,PCR Technology,Oxford University Press,New
York(これらのすべては引用により、本明細書中に組込まれる)に記載の組換え技術に従って実施することができる。AveC遺伝子産物又はAveC相同遺伝子産物をコードするポリヌクレオチドクローンは、当業者に公知の任意の方法(例えば、これに限定されないが、後出のセクション7に記載の方法)を用いて同定することができる。ゲノムDNAライブラリーは、例えば、バクテリオファージライブラリーに関しては、Benton and Davis,1977,Science,196:180及びプラスミドライブラリーに関しては、Grunstein and Hogness,1975,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,72:3961−3965に記載の技術を用いて、aveC及びaveC相同体をコードする配列に関してスクリーニングすることができる。aveC−ORFを含むことが知られているヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子[例えば、プラスミドpSE186(ATCC209604)又はプラスミドpSE119(後出のセクション7に記載)に存在する]は、それらのスクリーニング実験においてプローブとして使用することができる。あるいは、精製されたAveC相同遺伝子産物のアミノ酸配列の一部又は全体から推定されるヌクレオチド配列に相当するオリゴヌクレオチドプローブを合成することができる。
The generation and manipulation of the polynucleotide molecules disclosed herein are within the skill of the artisan, for example, Maniatis et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, Cold Spring Harbor, Ausubel et al., 1989, Current Protocols in Molecular Biology, Green Publishing Associates & Wiley Interscience, NY; Sambrook et al., 1989, Molecular.
Cloning: A Laboratory Manual, 2d ed. , Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY; Innis et al. (Eds), 1995, PCR Strategies, Academic Press, Inc. , San Diego; and Errich (ed), 1992, PCR Technology, Oxford University Press, New.
Can be performed according to the recombinant techniques described in York, all of which are incorporated herein by reference. Polynucleotide clones encoding the AveC gene product or AveC homologous gene product can be identified using any method known to those of skill in the art (eg, but not limited to, the method described in Section 7 below). it can. Genomic DNA libraries are described in, for example, Benton and Davis, 1977, Science, 196: 180 for bacteriophage libraries and Grunstein and Hogness, 1975, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 72: 3961-3965, can be screened for sequences encoding aveC and aveC homologues. Polynucleotide molecules having a nucleotide sequence known to contain aveC-ORF [eg, present in plasmid pSE186 (ATCC209604) or plasmid pSE119 (described in Section 7 below)] are probes in their screening experiments. Can be used as Alternatively, an oligonucleotide probe corresponding to a nucleotide sequence deduced from a part or all of the amino acid sequence of the purified AveC homologous gene product can be synthesized.

5.2.組換え系
5.2.1.クローニング及び発現ベクター
更に、本発明は、本発明のポリヌクレオチド分子(例えば、ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORF又は任意のaveC相同体ORFを含む)のクローニング又は発現に有用な、組換えクローニングベクター及び発現ベクターを供給する。非限定的な態様では、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC遺伝子の完全ORFを含むプラスミドpSE186(ATCC
209604)を提供する。
ストレプトミセス・アベルミティリス由来のaveC−ORF、又はストレプトミセス・アベルミティリス由来のaveC−ORF若しくはその一部を含むポリヌクレオチド分子、又はストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物に関する以下の全ての記載は、特に断わらない限り、aveC相同体及びAveC相同遺伝子産物も意味する。
5.2. Recombination system 5.2.1. Cloning and Expression Vectors Further, the present invention provides recombinant cloning useful for cloning or expression of a polynucleotide molecule of the present invention (eg, including the aveC-ORF of Streptomyces avermitilis or any aveC homologue ORF). Supply vectors and expression vectors. In a non-limiting aspect, the present invention provides plasmid pSE186 (ATCC) containing the complete ORF of the aveC gene of Streptomyces avermitilis.
209604).
All of the following descriptions relating to aveC-ORF from Streptomyces avermitilis, polynucleotide molecules comprising aveC-ORF from Streptomyces avermitilis or parts thereof, or Streptomyces avermitilis AveC gene product Means aveC homologue and AveC homologous gene product unless otherwise specified.

多様な種々のベクター、例えば、ファージ、高コピー数のプラスミド、低コピー数のプラスミド、及びE.coli−ストレプトミセスシャトルベクターなどが、ストレプトミセスにおける特定の使用のために開発されて来ており、そして、それらのいずれもが本発明の実施に使用することができる。また、多くの薬物耐性遺伝子がストレプトミセスからクローン化されており、それらの遺伝子のいくつかが選択マーカーとしてベクター中に組込まれている。ストレプトミセス中で使用するための現行のベクターの例が、他の場所(Hutchinson,1980,Applied Biochem.Biotech.16:169−190)に存在する。   A variety of different vectors such as phage, high copy number plasmids, low copy number plasmids, and E. coli. E. coli-streptomyces shuttle vectors and the like have been developed for specific use in Streptomyces, and any of them can be used in the practice of the present invention. In addition, many drug resistance genes have been cloned from Streptomyces, and some of these genes have been incorporated into vectors as selectable markers. Examples of current vectors for use in Streptomyces exist elsewhere (Hutchinson, 1980, Applied Biochem. Biotech. 16: 169-190).

本発明の組換えベクター(特に発現ベクター)は、好ましくは、本発明のポリヌクレオチド分子のためのコード配列が、ポリペプチドを生成するためのコード配列の転写及び翻訳のために必要な調節要素1個以上と有効に関連して存在するよう構成される。本明細書において、用語「調節要素」には、以下に限定することなく、誘発性及び非誘発性プロモーター、エンハンサー、オペレーター、並び他の要素をコードするヌクレオチド配列が含まれる。なお、前記の他の要素とは、ポリヌクレオチドをコードする配列の発現を誘導及び/又は調節するのに使用される当業者に公知の別の要素である。また、本明細書において、前記のコード配列は、調節要素1以上と「有効に関連」しており、ここで、前記調節要素は、前記コード配列の転写又はそのmRNAの翻訳、あるいはその両方を、有効に調節及び許容する。   The recombinant vector of the invention (especially the expression vector) is preferably a regulatory element 1 wherein the coding sequence for the polynucleotide molecule of the invention is necessary for the transcription and translation of the coding sequence to produce a polypeptide. It is configured to exist effectively in association with more than one. As used herein, the term “regulatory element” includes, but is not limited to, nucleotide sequences encoding inducible and non-inducible promoters, enhancers, operators, and other elements. The other elements are other elements known to those skilled in the art used to induce and / or regulate the expression of a sequence encoding a polynucleotide. Also, as used herein, the coding sequence is “effectively associated” with one or more regulatory elements, wherein the regulatory element is responsible for transcription of the coding sequence or translation of its mRNA, or both. Effectively adjust and allow.

本発明のポリヌクレオチド分子を含むように設計することができる典型的なプラスミドベクターとしては、多くの別のものの中で、pCR−Blunt、pCR2.1(Invitrogen)、pGEM3Zf(Promega)、及びシャトルベクターpWHM3(Varaら,1989,J.Bact.171:5872−5881)を挙げることができる。   Typical plasmid vectors that can be designed to contain the polynucleotide molecules of the present invention include, among many others, pCR-Blunt, pCR2.1 (Invitrogen), pGEM3Zf (Promega), and shuttle vectors pWHM3 (Vara et al., 1989, J. Bact. 171: 5872-5881).

適当な調節要素と有効に関連する特定のコード配列を含む組換えベクターの構築方法は、当業者に周知であり、それらを本発明の実施に用いることができる。これらの方法としては、例えば、イン・ビトロ組換え技術、合成技術、及びイン・ビボ遺伝的組換えを挙げることができる。例えば、Maniatisら,1989(前出);Ausubelら,1989(前出);Sambrookら,1989(前出);及びErlich,1992(前出)に記載の技術を参照されたい。   Methods of constructing recombinant vectors containing specific coding sequences effectively associated with appropriate regulatory elements are well known to those of skill in the art and can be used in the practice of the present invention. These methods include, for example, in vitro recombination techniques, synthetic techniques, and in vivo genetic recombination. See, for example, the techniques described in Maniatis et al., 1989 (supra); Ausubel et al., 1989 (supra); Sambrook et al., 1989 (supra); and Errich, 1992 (supra).

これらのベクターの調節要素は、強度(strength)及び特異性において変化させることができる。用いる宿主/ベクター系によって、多くの適当な転写及び翻訳要素の全てを使用することができる。細菌に関する転写調節領域又はプロモーターの非限定的な例としては、β−galプロモーター、T7プロモーター、TACプロモーター、λレフト及びライトプロモーター、trp及びlacプロモーター、trp−lac融合プロモーターを挙げることができ、ストレプトミセスに関してより具体的には、プロモーターermE、melC、及びtipAなどを挙げることができる。後出のセクション11に記載の特定の態様では、サッカロポリスポラ・エリスラエア(Saccharopolyspora
erythraea)由来の強力な構成的ermEプロモーターに隣接してクローン化したAveC−ORFを含む発現ベクターを生成した。前記ベクターをストレプトミセス・アベルミティリス中に形質転換し、続いて発酵生成物をHPLC分析したところ、代わりに野生型aveC対立遺伝子を発現する同じ株によって生成されるアベルメクチンと比較して、生成されたアベルメクチンの量が増えていることが明らかになった。
The regulatory elements of these vectors can vary in strength and specificity. Depending on the host / vector system used, any of a number of suitable transcription and translation elements can be used. Non-limiting examples of transcriptional regulatory regions or promoters for bacteria can include β-gal promoter, T7 promoter, TAC promoter, λ left and right promoter, trp and lac promoter, trp-lac fusion promoter, More specifically, the promoters ermE, melC, tipA and the like can be mentioned for the Mrs. In a particular embodiment, described below in Section 11, Saccharopolyspora (Saccharopolyspora)
An expression vector containing the AveC-ORF cloned adjacent to the strong constitutive ermE promoter from erythraea) was generated. The vector was transformed into Streptomyces avermitilis, followed by HPLC analysis of the fermentation product, which was instead produced compared to avermectin produced by the same strain expressing the wild type aveC allele. It became clear that the amount of avermectin increased.

融合タンパク質発現ベクターを、AveC遺伝子産物−融合タンパク質を発現するために使用することができる。精製された融合タンパク質は、AveC遺伝子産物に対する抗血清を生じせしめるために、AveC遺伝子産物の生化学特性を研究するために、種々の生化学活性を有するAveC融合タンパク質を構築するために、あるいは、発現されたAveC遺伝子産物の同定又は精製を助けるために、使用することができる。可能な融合タンパク質発現ベクターとしては、以下に限定されるものでなく、β−ガラクトシダーゼ及びtrpE融合体、マルトース結合タンパク質融合体、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ融合体、及びポリヒスチジン融合体(キャリヤー領域)をコードする配列が組込まれているベクターを含む。別の態様では、AveC遺伝子産物又はその一部を、ストレプトミセスの別の種又は株[例えば、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス又はストレプトミセス・グリセオクロモゲネス(griseochromogenes)]由来のAveC相同遺伝子産物又はその一部と融合させることができる。特に好ましい態様が、後出のセクション12に記載されており、図7に記載されている。キメラプラスミドは、ストレプトミセス・アベルミティリスAveC−ORFの相同な564bp領域に換えて、ストレプトミセス・ヒグロスコピカスaveC相同ORFの564bp領域を含むように構築した。前記ハイブリッドベクターは、ストレプトミセス・アベルミティリス細胞に形質転換し、そして、それらの効果(例えば、生成されるアベルメクチンのクラス2:1比における効果)に関して試験することができる。   Fusion protein expression vectors can be used to express the AveC gene product-fusion protein. The purified fusion protein can be used to generate antisera against the AveC gene product, to study the biochemical properties of the AveC gene product, to construct AveC fusion proteins with various biochemical activities, or Can be used to help identify or purify the expressed AveC gene product. Possible fusion protein expression vectors include, but are not limited to, β-galactosidase and trpE fusions, maltose binding protein fusions, glutathione-S-transferase fusions, and polyhistidine fusions (carrier regions). Includes vectors incorporating the coding sequence. In another aspect, the AveC gene product or part thereof is obtained from another species or strain of Streptomyces [eg, AveC homologous gene product or one of them from Streptomyces hygroscopicus or Streptomyces glyceochromenes]. Can be fused with the part. A particularly preferred embodiment is described in section 12 below and is described in FIG. The chimeric plasmid was constructed to include the 564 bp region of the Streptomyces avermitilis aveC-ORF homologous 564 bp region instead of the Streptomyces hygroscopicus aveC homologous ORF. The hybrid vectors can be transformed into Streptomyces avermitilis cells and tested for their effects (eg, effects on the class 2: 1 ratio of avermectins produced).

AveC融合タンパク質は、精製のために有用な領域を含むように構築することができる。例えば、AveC−マルトース−結合タンパク質融合体を、アミロース樹脂を用いて精製することができ;AveC−グルタチオン−S−トランスフェラーゼ融合タンパク質を、グルタチオン−アガロースビーズを用いて精製することができ;そして、AveC−ポリヒスチジン融合体を、2価のニッケル樹脂を用いて精製することができる。あるいは、担体タンパク質又はペプチドに対する抗体を、融合タンパク質のアフィニティークロマトグラフィー精製に使用することができる。例えば、モノクローナル抗体の標的エピトープをコードするヌクレオチド配列を、調節要素と有効に関連する発現ベクター中に構築し、そして発現されるエピトープがAveCポリペプチドに融合するように位置決定することができる。例えば、親水性マーカーペプチドであるFLAGTMエピトープタグ(International Biotechnologies,Inc.)をコードするヌクレオチド配列は、標準技術により、相当する位置(例えば、AveCポリペプチドのカルボキシル末端)で発現ベクター中に挿入することができる。次に、発現したAveCポリペプチド−FLAGTMエピトープ融合生成物を検出し、そして市販の抗−FLAGTM抗体を用いてアフィニティー精製することができる。 AveC fusion proteins can be constructed to contain regions useful for purification. For example, the AveC-maltose-binding protein fusion can be purified using amylose resin; the AveC-glutathione-S-transferase fusion protein can be purified using glutathione-agarose beads; and AveC -The polyhistidine fusion can be purified using a divalent nickel resin. Alternatively, antibodies against carrier proteins or peptides can be used for affinity chromatography purification of the fusion protein. For example, a nucleotide sequence encoding a target epitope of a monoclonal antibody can be constructed in an expression vector that is effectively associated with a regulatory element and positioned such that the expressed epitope is fused to an AveC polypeptide. For example, the nucleotide sequence encoding the FLAG epitope tag (International Biotechnology, Inc.), a hydrophilic marker peptide, is inserted into the expression vector at the corresponding position (eg, the carboxyl terminus of the AveC polypeptide) by standard techniques. be able to. The expressed AveC polypeptide-FLAG epitope fusion product can then be detected and affinity purified using a commercially available anti-FLAG antibody.

また、AveC融合タンパク質をコードする発現ベクターは、特定のプロテアーゼ切断部位をコードするポリリンカー配列を含むよう構築することができ、その結果、発現したAveCポリペプチドは、特定のプロテアーゼによる処理により担持領域又は融合パートナーから開放されることができる。例えば、融合タンパク質ベクターは、特には、トロンビン又はXa因子切断部位をコードするDNA配列を含むことができる。
aveC−ORFの上流に(aveC−ORFとリーディングフレームとなるように)存在するシグナル配列は、公知の方法により、発現される遺伝子産物の転送(トラフィキング)及び分泌を指図するために、発現ベクター中に構築することができる。シグナル配列の非制限的な例としては、特には、α−因子、免疫グロブリン、外層膜タンパク質、ペニシリナーゼ、及びT−細胞受容体由来のものを挙げることができる。
In addition, an expression vector encoding an AveC fusion protein can be constructed to include a polylinker sequence encoding a specific protease cleavage site, and as a result, the expressed AveC polypeptide can be supported by treatment with a specific protease. Or it can be released from the fusion partner. For example, a fusion protein vector can include a DNA sequence that specifically encodes a thrombin or factor Xa cleavage site.
The signal sequence present upstream of the aveC-ORF (to be in reading frame with the aveC-ORF) is expressed in an expression vector to direct the transfer (trafficking) and secretion of the expressed gene product by known methods. Can be built in. Non-limiting examples of signal sequences can include, among others, those derived from α-factor, immunoglobulins, outer membrane proteins, penicillinases, and T-cell receptors.

本発明のクローニング又は発現ベクターにより形質転換又はトランスフェクトされた宿主細胞の選択を助けるために、ベクターを、更にレポーター遺伝子産物又は他の選択マーカーのためのコード配列を含むように構築することができる。そのようなコード配列は、前記の調節要素をコードする配列と有効に関連して存在することが好ましい。本発明において有用なレポーター遺伝子は、当業界において周知であり、例えば、特には、緑色螢光タンパク質、ルシフェラーゼ、xylE、及びチロシナーゼをコードするものを挙げることができる。選択マーカーをコードするヌクレオチド配列は、当業界において周知であり、抗生物質又は抗−代謝物に対する耐性を付与する遺伝子産物をコードするか、あるいは、栄養要求性必要条件を供給するものが含まれる。前記配列の例には、特には、エリスロマイシン、チオストレプトン、又はカナマイシンに対する耐性をコードするものが含まれる。   To aid in selection of host cells transformed or transfected with the cloning or expression vectors of the invention, the vectors can be further constructed to include coding sequences for reporter gene products or other selectable markers. . Such a coding sequence is preferably present in effective association with the sequence encoding the regulatory element. Reporter genes useful in the present invention are well known in the art and can include, for example, those that specifically encode green fluorescent protein, luciferase, xylE, and tyrosinase. Nucleotide sequences encoding selectable markers are well known in the art and include those that encode gene products that confer resistance to antibiotics or anti-metabolites or that supply auxotrophic requirements. Examples of such sequences include, among others, those encoding resistance to erythromycin, thiostrepton, or kanamycin.

5.2.2.宿主細胞の形質転換
更に、本発明は、本発明のポリヌクレオチド分子又は組換えベクターを含む形質転換された宿主細胞、及びそれらから誘導される新規株又は細胞系を供給する。本発明の実施において有用な宿主細胞は、好ましくは、ストレプトミセス細胞であるが、但し、他の原核細胞又は真核細胞も使用することができる。典型的には、前記の形質転換された宿主細胞としては、以下に限定されずに、特には、微生物、例えば、組換えバクテリオファージDNA、プラスミドDNA、若しくはコスミドDNAベクターにより形質転換された細菌、又は組換えベクターで形質転換された酵母が含まれる。
5.2.2. In addition, the present invention provides transformed host cells containing the polynucleotide molecules or recombinant vectors of the present invention, and novel strains or cell lines derived therefrom. Host cells useful in the practice of the present invention are preferably Streptomyces cells, although other prokaryotic or eukaryotic cells can be used. Typically, the transformed host cell is not limited to, in particular, a bacterium transformed with a microorganism, such as a recombinant bacteriophage DNA, plasmid DNA, or cosmid DNA vector, Alternatively, yeast transformed with a recombinant vector is included.

本発明のポリヌクレオチド分子は、ストレプトミセス細胞において機能するよう意図されるが、しかしまた、例えば、クローニング又は発現目的のために、他の細菌又は真核細胞中に形質転換されることができる。典型的には、E.coliの株、例えば、DH5α株[American Type Culture Collection(ATCC),Rockville,MD,USA(受託番号31343)又は市場(Stratagene)から入手することができる]を使用することができる。好ましい真核宿主細胞としては、酵母細胞を挙げることができるが、哺乳類細胞又は昆虫細胞も効果的に使用することができる。   The polynucleotide molecules of the present invention are intended to function in Streptomyces cells, but can also be transformed into other bacteria or eukaryotic cells, eg, for cloning or expression purposes. Typically, E.I. E. coli strains, such as the DH5α strain [available from the American Type Culture Collection (ATCC), Rockville, MD, USA (Accession Number 31343) or Stratagene], can be used. Preferred eukaryotic host cells include yeast cells, but mammalian cells or insect cells can also be used effectively.

本発明の組換え発現ベクターは、好ましくは、実質的に均質の細胞培養物の宿主細胞1個以上を形質転換又はトランスフェクトする。発現ベクターは、一般的に、公知技術(例えば、プロトプラスト形質転換、リン酸カルシウム沈殿、塩化カルシウム処理、マイクロインジェクション、エレクトロポレーション、組換えウィルスとの接触によるトランスフェクション、リポソーム媒介トランスフェクション、DEAE−デキストラントランスフェクション、トランスダクション、接合、又はマイクロプロジェクティル衝撃)に従って、宿主細胞中に導入する。形質転換体の選択は、標準的手順、例えば、選択マーカー(例えば、前記のように、組換えベクターと関連する耐抗生物質性)を発現する細胞に関する選択により実施することができる。   The recombinant expression vectors of the invention preferably transform or transfect one or more host cells of a substantially homogeneous cell culture. Expression vectors are generally obtained using known techniques (eg, protoplast transformation, calcium phosphate precipitation, calcium chloride treatment, microinjection, electroporation, transfection by contact with recombinant viruses, liposome-mediated transfection, DEAE-dextran transfection. Introduction, transduction, conjugation, or microprojectile bombardment). Selection of transformants can be performed by standard procedures, eg, selection for cells that express a selectable marker (eg, antibiotic resistance associated with the recombinant vector as described above).

発現ベクターが宿主細胞中に導入されているならば、宿主細胞染色体における又はエピソームにおける、aveCコード配列の組込み及び維持を、標準的技術、例えば、サザンハイブリダイゼーション分析、制限酵素分析、PCR分析[逆転写酵素PCR(rt−PCR)を含む]により、あるいは、予測される遺伝子産物を検出する免疫学的アッセイにより確かめることができる。組換えaveCコード配列を含む及び/又は発現する宿主細胞は、少なくとも4種の当業界で周知の一般的アプローチのいずれかによって同定することができる:(i)DNA−DNA,DNA−RNA、又はRNA−アンチセンスRNAハイブリダイゼーション;(ii)「マーカー」遺伝子機能の存在の検出;(iii) 宿主細胞におけるaveC−特異的mRNA転写体の発現により測定されるような転写のレベルの評価;及び(iv)例えば、イムノアッセイにより、又はAveC生物学的活性(例えば、例えばストレプトミセス・アベルミティリス宿主細胞におけるAveC活性を啓示する、アベルメクチン生産の特異的な割合及び量)の存在によって測定される成熟ポリペプチド生成物の存在の検出。   If the expression vector has been introduced into the host cell, integration and maintenance of the aveC coding sequence in the host cell chromosome or in the episome can be performed using standard techniques such as Southern hybridization analysis, restriction enzyme analysis, PCR analysis [reversal]. Including transcriptase PCR (rt-PCR)] or by immunological assays that detect the predicted gene product. Host cells containing and / or expressing a recombinant aveC coding sequence can be identified by any of at least four general approaches well known in the art: (i) DNA-DNA, DNA-RNA, or RNA-antisense RNA hybridization; (ii) detection of the presence of “marker” gene function; (iii) assessment of the level of transcription as measured by expression of an aveC-specific mRNA transcript in the host cell; iv) mature poly, as measured, for example, by immunoassay or by the presence of AveC biological activity (eg, a specific rate and amount of avermectin production that revelates AveC activity in, eg, Streptomyces avermitilis host cells) Detection of the presence of peptide product.

5.2.3.組換えAveC遺伝子産物の発現及び特徴付け
aveCコード配列が適当な宿主細胞中に安定して導入されているならば、形質転換された細胞宿主がクローン的に増殖され、そしてその得られる細胞は、aveC遺伝子産物の最大生成の助けとなる条件下で増殖させることができる。前記条件は、典型的には、細胞の高密度への増殖が含まれる。発現ベクターが誘発性プロモーターを含む場合、適当な誘発条件、例えば、温度シフト、栄養物の消耗、余計な誘発物質[例えば、炭水化物の類似体、例えばイソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド(IPTG)]の添加、又は過剰代謝副生成物の蓄積などが、発現を誘発する必要がある場合に使用される。
5.2.3. Expression and Characterization of Recombinant AveC Gene Product If the aveC coding sequence has been stably introduced into a suitable host cell, the transformed cell host is clonally propagated and the resulting cell is It can be grown under conditions that aid in maximal production of the aveC gene product. Such conditions typically include the growth of cells to a high density. If the expression vector contains an inducible promoter, suitable induction conditions such as temperature shift, nutrient depletion, extra inducers [eg, carbohydrate analogs such as isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside ( Addition of IPTG)] or accumulation of excess metabolic byproducts is used when expression needs to be induced.

発現されたAveC遺伝子産物が宿主細胞内に保持される場合、細胞を、収穫及び溶解し、そしてその溶解物から、タンパク質分解を最少にするための当業界で公知の抽出条件(例えば、4℃で、又はプロテアーゼ阻害剤の存在下で、あるいはその両方)において、生成物を単離及び精製する。発現されたAveC遺伝子産物が宿主細胞から分泌される場合、消耗された栄養培地を単純に収集し、そしてそれから生成物を単離することができる。   If the expressed AveC gene product is retained in the host cell, the cells are harvested and lysed, and from the lysate, extraction conditions known in the art to minimize proteolysis (eg, 4 ° C. And / or in the presence of protease inhibitors, or both). If the expressed AveC gene product is secreted from the host cell, the spent nutrient medium can simply be collected and the product isolated therefrom.

発現されたAveC遺伝子産物は、所望により、標準的方法、例えば、以下に限定するものでないが、以下の方法(すなわち、硫酸アンモニウム沈殿、サイズ分別、イオン交換クロマトグラフィー、HPLC、密度遠心分離、及びアフィニティークロマトグラフィー)の任意の組み合わせを用いて、細胞溶解物又は培養培地から単離又は実質的に精製することができる。発現されたAveC遺伝子産物が生物学的活性を示す場合、適切なアッセイを用いることによって、調製物の上昇する純度を、精製手順の各工程で観視することができる。発現されたAveC遺伝子産物が生物学的活性を示すか示さないにかかわらず、例えば、サイズにより、あるいは、さもなければAveCに対して特異的な抗体との反応性に基づいて、あるいは、融合タグの存在により検出することができる。   The expressed AveC gene product is optionally obtained by standard methods such as, but not limited to, the following methods (ie ammonium sulfate precipitation, size fractionation, ion exchange chromatography, HPLC, density centrifugation, and affinity Any combination of chromatography) can be used to isolate or substantially purify from cell lysates or culture media. If the expressed AveC gene product exhibits biological activity, the increased purity of the preparation can be observed at each step of the purification procedure by using an appropriate assay. Whether the expressed AveC gene product exhibits or does not exhibit biological activity, for example, by size or otherwise based on reactivity with antibodies specific for AveC, or a fusion tag Can be detected by the presence of.

従って、本発明は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のAveC遺伝子産物をコードする配列によってコードされるアミノ酸配列を、あるいは、図1(配列表の配列番号2)のアミノ酸配列又はその実体部分を含む組み換え発現したストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物、及びその相同体を提供する。
更に、本発明は、配列表の配列番号4のアミノ酸配列又はその実体部分を含む組み換え発現したストレプトミセス・ヒグロスコピカスAveC相同遺伝子産物及びその相同体を提供する。
Therefore, the present invention provides a recombinant expression comprising the amino acid sequence encoded by the sequence encoding the AveC gene product of plasmid pSE186 (ATCC209604), or the amino acid sequence of FIG. 1 (SEQ ID NO: 2 of the sequence listing) or a substantial part thereof. Streptomyces avermitilis AveC gene product and homologues thereof are provided.
Furthermore, the present invention provides a recombinantly expressed Streptomyces hygroscopicus AveC homologous gene product containing the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 in the Sequence Listing or a substantial part thereof, and homologues thereof.

更に、本発明は、組換え発現ベクター[前記ベクターは、AveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子を含み、前記ポリヌクレオチド分子は、宿主細胞中における前記ポリヌクレオチド分子の発現を制御する調節要素1種以上と有効な関係がある]で形質転換した宿主細胞を、組換えAveC遺伝子産物の生成を促す条件下で培養し、そしてその細胞培養物からAveC遺伝子産物を回収することを含む、AveC遺伝子産物の製造方法を提供する。   Furthermore, the present invention provides a recombinant expression vector [wherein the vector comprises a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence encoding an AveC gene product, wherein the polynucleotide molecule controls the expression of the polynucleotide molecule in a host cell. Culturing the host cell transformed with at least one regulatory element under conditions that promote the production of a recombinant AveC gene product and recovering the AveC gene product from the cell culture. A method for producing an AveC gene product is provided.

前記の組み替え発現ストレプトミセス・アベルミティリスAVEc遺伝子産物は、種々の目的(例えば、AveC遺伝子生成機能を変化させ、それにより、アベルメクチン生合成を調整する化合物をスクリーニングする目的、及びAveC遺伝子産物に対する抗体を生じさせる目的)に有用である。   The recombinantly expressed Streptomyces avermitilis AVEc gene product is used for various purposes (for example, to screen for compounds that alter the function of AveC gene production and thereby modulate avermectin biosynthesis, and antibodies to the AveC gene product. This is useful for the purpose of

充分な純度のAveC遺伝子産物が得られれば、それを、標準的方法(例えば、SDS−PAGE、サイズ排除クロマトグラフィー、アミノ酸配列分析、アベルメクチン生合成経路における適当な生成物の生成における生物学的活性など)によって特徴付けることができる。例えば、AveC遺伝子産物のアミノ酸配列を、標準的ペプチド配列決定技術を用いて決定することができる。更に、AveC遺伝子産物の疎水性及び親水性領域を同定するために、AveC遺伝子産物を、親水性分析(例えば、Hopp and Woods,1981,Proc.
Natl.Acad.Sci.USA 78:3824を参照されたい)、又は類似ソフトウェアアルゴリズムを用いて特徴付けることができる。特定の二次構造を想定するAveC遺伝子産物の領域を同定するために、構造分析を実施することができる。AveC遺伝子産物とその基質との間の相互作用の部位をマッピング及び研究するために、生物物理学的方法、例えばX線結晶学(Engstrom,1974,Biochem.Exp.Biol.11:7−13)、コンピューターモデリング(Fletterick and Zoller(eds),1986,Current Communications in Molecular Biology,Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor,NY)、及び核磁気共鳴(NMR)を使用することができる。それらの研究から得られる情報は、より所望するアベルメクチン生成特徴を有するストレプトミセス・アベルミティリスの新菌株の開発を助けるために、AveCのORFにおける突然変異のための新規部位を選択するために使用することができる。
Once a sufficiently pure AveC gene product is obtained, it can be converted to biological activity in standard methods (eg, SDS-PAGE, size exclusion chromatography, amino acid sequence analysis, production of appropriate products in the avermectin biosynthetic pathway). Etc.). For example, the amino acid sequence of the AveC gene product can be determined using standard peptide sequencing techniques. In addition, to identify the hydrophobic and hydrophilic regions of the AveC gene product, the AveC gene product was analyzed using a hydrophilicity analysis (see, eg, Hopp and Woods, 1981, Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 78: 3824), or similar software algorithms. Structural analysis can be performed to identify regions of the AveC gene product that assume a particular secondary structure. To map and study the site of interaction between the AveC gene product and its substrate, biophysical methods such as X-ray crystallography (Engstrom, 1974, Biochem. Exp. Biol. 11: 7-13) Computer modeling (Fleterick and Zoller (eds), 1986, Current Communications in Molecular Biology, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY), and nuclear magnetic resonance (NMR) can be used. The information obtained from these studies is used to select new sites for mutations in the AveC ORF to help develop new strains of Streptomyces avermitilis with more desirable avermectin production characteristics can do.

5.3.AveC突然変異体の構成及び使用
本発明は、突然変異1又はそれ以上を更に含む(そのため、野生型aveC対立遺伝子が不活性化されており、しかも、突然変異したヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子が発現しているストレプトミセス・アベルミティリス株ATCC53692の細胞が、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミティリス株ATCC53692の細胞によって生成されるものと異なる割合及び量でアベルメクチンを生成する)こと以外は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のストレプトミセス・アベルミティリスのAveC遺伝子産物をコードする配列と、あるいは、図1(配列表の配列番号1)に示すストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORFのヌクレオチド配列と同じであるヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子を提供する。
5.3. Construction and Use of AveC Mutants The present invention further comprises mutation 1 or more (so that a polynucleotide molecule comprising a mutated nucleotide sequence in which the wild type aveC allele has been inactivated) Expressing Streptomyces avermitilis strain ATCC53692 cells avermectins in different proportions and amounts than those produced by Streptomyces avermitilis strain ATCC53692 cells that instead express only the wild type aveC allele. A sequence encoding the AveC gene product of Streptomyces avermitilis in plasmid pSE186 (ATCC209604), or the Streptomyces avermitilis sequence shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) aveC A polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence that is identical to the nucleotide sequence of the ORF is provided.

本発明によれば、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株と比較して、アベルメクチン生成における検出可能な変化を示すS.アベルメクチンの新規株を製造するために、前記ポリヌクレオチド分子を用いることができる。好ましい態様では、前記ポリヌクレオチド分子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株と比較して、減少したクラス2:1比でアベルメクチンを生成するS.アベルメクチンの新規株を製造することに有用である。更に好ましい態様では、前記ポリヌクレオチド分子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株と比較して、増加したレベルでアベルメクチンを生成するS.アベルメクチンの新規株を製造することに有用である。更に好ましい態様では、前記ポリヌクレオチド分子は、aveC遺伝子が不活性化されているストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を製造することに有用である。   According to the present invention, S. cerevisiae exhibits a detectable change in avermectin production compared to the same strain that instead expresses only the wild type aveC allele. The polynucleotide molecule can be used to produce a new strain of avermectin. In a preferred embodiment, the polynucleotide molecule produces an avermectin in a reduced class 2: 1 ratio compared to the same strain that instead expresses only the wild type aveC allele. It is useful for producing a new strain of avermectin. In a further preferred embodiment, said polynucleotide molecule produces an avermectin at an increased level compared to the same strain that instead expresses only the wild type aveC allele. It is useful for producing a new strain of avermectin. In a further preferred embodiment, the polynucleotide molecule is useful for producing a new strain of Streptomyces avermitilis in which the aveC gene is inactivated.

aveCコード配列に対する突然変異には、AveC遺伝子産物にアミノ酸の欠失、付加、又は置換を起こさせるか、あるいは、AveC遺伝子産物のトランケーション(truncation)を引き起こし(又はそれらの任意の組み合わせ)、しかも、所望の結果が得られる任意の突然変異が含まれる。例えば、本発明は、プラスミドpSE186(ATCC209604)のAveC遺伝子産物をコードする配列、又は図1(配列表の配列番号1)に示すストレプトミセス・アベルミティリスのAveC−ORFのヌクレオチド配列を含むが、更に、AveC遺伝子産物中の選択した位置において或るアミノ酸残基が別のアミノ酸残基によって置換されることをコードする突然変異1又はそれ以上を含む、ポリヌクレオチド分子を提供する。後に例示するいくつかの非限定的な態様では、前記置換を、55、138、139、又は230のアミノ酸位置、又はそれらのいくつかの組み合わせにおいて実施することができる。   Mutations to the aveC coding sequence cause amino acid deletions, additions, or substitutions in the aveC gene product, or cause truncation of the aveC gene product (or any combination thereof), and Any mutation that yields the desired result is included. For example, the present invention includes the sequence encoding the AveC gene product of plasmid pSE186 (ATCC209604), or the nucleotide sequence of the AveC-ORF of Streptomyces avermitilis as shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 of the Sequence Listing), Further provided is a polynucleotide molecule comprising one or more mutations encoding that an amino acid residue is replaced by another amino acid residue at a selected position in the AveC gene product. In some non-limiting aspects exemplified below, the substitution can be performed at amino acid positions 55, 138, 139, or 230, or some combination thereof.

aveCコード配列に対する突然変異は、種々公知の方法によって(例えば、エラー傾向PCR又はカセット突然変異誘発を用いることによって)、実施することができる。例えば、オリゴヌクレオチド演出(directed)突然変異誘発を、明らかにされた方法(例えば、制限部位又は終始コドン1以上をAveC−ORF配列中の特定の領域に導入する方法)で、aveC−ORF配列を変化させることに用いることができる。例えば、米国特許5605793に記載の方法(ランダムフラグメンテーション、突然変異誘発の繰り返しサイクル、及びヌクレオチドシャッフリングを含む)も、aveC突然変異をコードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドの大きなライブラリーを形成することに用いることができる。   Mutations to the aveC coding sequence can be performed by various known methods (eg, by using error prone PCR or cassette mutagenesis). For example, oligonucleotide directed mutagenesis can be performed in a defined manner (eg, by introducing restriction sites or stop codons 1 or more into specific regions in the aveC-ORF sequence) and aveC-ORF sequences. Can be used to change. For example, the method described in US Pat. No. 5,605,793 (including random fragmentation, repeated cycles of mutagenesis, and nucleotide shuffling) is also used to form a large library of polynucleotides having nucleotide sequences encoding aveC mutations. be able to.

標的突然変異は、有用であることができ、特に、AveC遺伝子産物における保存されたアミノ酸残基1以上を変化させるためにそれらを役立たせる場合に有用である。例えば、図6に示すように、AveC遺伝子産物の推定アミノ酸配列と、ストレプトミセス・アベルミティリス(配列表の配列番号2)、ストレプトミセス・グリセオクロモゲネス(配列表の配列番号5)、及びストレプトミセス・ヒグロスコピカス(配列表の配列番号4)由来のAveC相同遺伝子産物との比較は、それらの種の間のアミノ酸残基の重要な保存の位置を明らかにする。これらの保存されたアミノ酸残基1個以上において変化をもたらす標的突然変異誘発は、アベルメクチン生成において所望の変化を示す新規変異株を製造することに特に有効であることができる。   Targeted mutations can be useful, especially when they serve to change one or more conserved amino acid residues in the AveC gene product. For example, as shown in FIG. 6, the deduced amino acid sequence of the AveC gene product, Streptomyces avermitilis (SEQ ID NO: 2 in the sequence listing), Streptomyces griseochromogenes (SEQ ID NO: 5 in the sequence listing), and Comparison with the AveC homologous gene product from Streptomyces hygroscopicus (SEQ ID NO: 4 in the sequence listing) reveals important conserved positions of amino acid residues between the species. Targeted mutagenesis that results in changes in one or more of these conserved amino acid residues can be particularly effective in producing novel mutants that exhibit the desired changes in avermectin production.

また、ランダム突然変異誘発も、有用であることができ、そして紫外線若しくはX線、又は化学的突然変異誘発物質(例えば、N−メチル−N′−ニトロソグアニジン、エチルメタンスルホネート、亜硝酸、又は窒素マスタード)にストレプトミセス・アベルミティリスの細胞をさらすことによって実施することができる。例えば、突然変異誘発技術の参考用に、Ausubel,1989(前出)を参照されたい。   Random mutagenesis can also be useful, and UV or X-ray, or chemical mutagens (eg, N-methyl-N′-nitrosoguanidine, ethyl methanesulfonate, nitrous acid, or nitrogen) Can be performed by exposing cells of Streptomyces avermitilis to mustard). For example, see Ausubel, 1989 (supra) for reference on mutagenesis techniques.

突然変異したポリヌクレオチド分子が生成したならば、それらをスクリーニングして、それらがストレプトミセス・アベルミティリスにおけるアベルメクチン生合成を調整できるか否かを決定する。好ましい態様では、突然変異したヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子を、aveC遺伝子が不活性化することによりaveC陰性(aveC’)背景(aveC negative background)を示すストレプトミセス・アベルミティリス株における補完(complementing)によって試験する。非限定的な方法では、突然変異したポリヌクレオチド分子を、調節要素1種以上と有効に関連する発現プラスミド(このプラスミドは、形質転換した細胞を選択可能な薬剤耐性遺伝子1種以上も含むことが好ましい)中にスプライスさせる。次に、このベクターを、公知技術を用いてaveC宿主細胞中に形質転換させ、そして形質転換した細胞を、適当な発酵培地中で、アベルメクチン生成を許容又は誘発する条件下で、選択及び培養する。次に、発酵生成物を、HPLCによって分析して、突然変異したポリヌクレオチド分子が宿主細胞を補完する能力を決定する。アベルメクチンのB2:B1比を減少させることのできる突然変異したポリヌクレオチド分子を担持するいくつかのベクター(例えば、pSE188、pSE199、及びpSE231)を、後出のセクション8.3に例示する。   Once mutated polynucleotide molecules are generated, they are screened to determine if they can modulate avermectin biosynthesis in Streptomyces avermitilis. In a preferred embodiment, a polynucleotide molecule having a mutated nucleotide sequence is complemented in a Streptomyces avermitilis strain that exhibits an aveC negative background due to inactivation of the aveC gene (aveC negative background). ) To test. In a non-limiting method, the mutated polynucleotide molecule is an expression plasmid that is effectively associated with one or more regulatory elements (this plasmid may also contain one or more drug resistance genes capable of selecting transformed cells). (Preferably). This vector is then transformed into aveC host cells using known techniques, and the transformed cells are selected and cultured in an appropriate fermentation medium under conditions that permit or induce avermectin production. . The fermentation product is then analyzed by HPLC to determine the ability of the mutated polynucleotide molecule to complement the host cell. Several vectors (eg, pSE188, pSE199, and pSE231) carrying mutated polynucleotide molecules capable of reducing the B2: B1 ratio of avermectin are illustrated in Section 8.3 below.

本発明は、生成されるアベルメクチンの比及び/又は量を変えることのできるストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORFにおける突然変異の同定方法を提供する。好ましい態様では、本発明は、(a)天然のaveC対立遺伝子が不活性化されており、しかも、突然変異したAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子が導入されて発現しているストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を決定し;(b)図1(配列表の配列番号1)のORFのヌクレオチド配列、あるいは、それに相同なヌクレオチド配列を有するaveC対立遺伝子のみを代わりに発現すること以外は、工程(a)と同じストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を決定し;そして、(c)工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と、工程(b)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比とを比較し;工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と、工程(b)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比とが異なる場合に、アベルメクチンのクラス2:1比を変化させることのできるaveC−ORFの突然変異を同定することを含む、生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を変化させることのできるaveC−ORFの突然変異を同定する方法を提供する。好ましい態様では、突然変異によってアベルメクチンのクラス2:1比が減少する。   The present invention provides a method for identifying mutations in the aveC-ORF of Streptomyces avermitilis that can alter the ratio and / or amount of avermectins produced. In a preferred embodiment, the present invention provides: (a) a natural aveC allele is inactivated and a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding a mutated AveC gene product is introduced and expressed. Determining the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of the Streptomyces avermitilis strain; (b) the nucleotide sequence of the ORF of FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 of the Sequence Listing) or a nucleotide sequence homologous thereto Determining the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of the same Streptomyces avermitilis strain as in step (a) except that instead of expressing only the aveC allele having Avermectin produced by Streptomyces avermitilis cells in step (a) Comparing the class 2: 1 ratio to the class 2: 1 ratio of avermectins produced by Streptomyces avermitilis cells in step (b); produced by the Streptomyces avermitilis cells of step (a) Changing the class 2: 1 ratio of avermectins when the class 2: 1 ratio of avermectins differs from the class 2: 1 ratio of avermectins produced by Streptomyces avermitilis cells in step (b) A method for identifying aveC-ORF mutations capable of altering the class 2: 1 ratio of avermectins produced is provided. In a preferred embodiment, the mutation reduces the class 2: 1 ratio of avermectins.

更に好ましい態様では、本発明は、(a)天然のaveC対立遺伝子が不活性化されており、しかも、突然変異したAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含むか、あるいは、AveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子構築物を含むポリヌクレオチド分子が導入されて発現しているストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンの量を決定し;(b)図1(配列表の配列番号1)のORFのヌクレオチド配列、あるいは、それに相同なヌクレオチド配列を有するaveC対立遺伝子のみを代わりに発現すること以外は、工程(a)と同じストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンの量を決定し;そして、(c)工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンの量と、工程(b)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンの量とを比較し;工程(a)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンの量と、工程(b)のストレプトミセス・アベルミティリス細胞によって生成されるアベルメクチンの量とが異なる場合に、アベルメクチンの量を変化させることのできるaveC−ORF又は遺伝子構築物の突然変異を同定することを含む、生成されるアベルメクチンの量を変化させることのできるaveC−ORF又はaveC−ORFを含む遺伝子構築物の突然変異を同定する方法を提供する。   In a further preferred embodiment, the present invention provides that (a) the natural aveC allele is inactivated and comprises a nucleotide sequence encoding a mutated AveC gene product or encodes an AveC gene product Determining the amount of avermectin produced by cells of a Streptomyces avermitilis strain that has been introduced and expressed with a polynucleotide molecule comprising a gene construct comprising a nucleotide sequence; (b) FIG. 1 (SEQ ID NO: Avermectin produced by cells of the same Streptomyces avermitilis strain as in step (a) except that only the aveC allele having the nucleotide sequence of ORF of 1) or a homologous nucleotide sequence thereof is expressed instead And (c) the strain of step (a) Comparing the amount of avermectin produced by Tomisces avermitilis cells with the amount of avermectin produced by Streptomyces avermitilis cells in step (b); Streptomyces avermitilis in step (a) An aveC-ORF or gene construct capable of changing the amount of avermectin when the amount of avermectin produced by the cell is different from the amount of avermectin produced by the Streptomyces avermitilis cell in step (b) A method for identifying mutations in a gene construct comprising an aveC-ORF or an aveC-ORF capable of altering the amount of avermectin produced is provided.

突然変異を同定するための前記の全ての方法は、発酵培養培地(好ましくは、シクロヘキサンカルボン酸を補充した発酵培養培地)を用いることによって実施するが、別の適当な脂肪酸前駆体(例えば、表1に挙げた脂肪酸前駆体)も用いることができる。   All of the above methods for identifying mutations are performed by using a fermentation culture medium (preferably a fermentation culture medium supplemented with cyclohexanecarboxylic acid), but another suitable fatty acid precursor (eg, a table). 1 can also be used.

所望の方向のアベルメクチン生成を調整する突然変異されたポリヌクレオチド分子が同定されているならば、そのヌクレオチド配列における突然変異の位置を決定することができる。例えば、突然変異したAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子を、PCRによって単離し、そして公知の方法を用いてDNA配列分析を行うことができる。突然変異したaveC対立遺伝子のDNA配列と、野生型aveC対立遺伝子のDNA配列とを比較することによって、アベルメクチン生成における変化に関する突然変異反応性を決定することができる。具体的であるが非限定的な本発明の態様では、55(S55F)、138(S138T)、139(A139T)、若しくは230(G230G)の任意の残基における単独のアミノ酸の置換、又は138(S138T)及び139(A139T)位置における二重置換のいずれかを含むストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物は、AveC遺伝子産物の機能における変化を生じた。例えば、生成されるクラス2:1アベルメクチンの比が変わった(後出のセクション8を参照されたい)。従って、55、138、139、又は230のアミノ酸残基1以上又はそれらの任意の組み合わせにおけるアミノ酸置換を含む突然変異したストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチド分子は、本発明に含まれる。   Once a mutated polynucleotide molecule that modulates the desired orientation of avermectin production has been identified, the location of the mutation in the nucleotide sequence can be determined. For example, a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence encoding a mutated AveC gene product can be isolated by PCR and subjected to DNA sequence analysis using known methods. By comparing the DNA sequence of the mutated aveC allele with the DNA sequence of the wild type aveC allele, the mutational reactivity for changes in avermectin production can be determined. In a specific but non-limiting aspect of the invention, a single amino acid substitution at any residue of 55 (S55F), 138 (S138T), 139 (A139T), or 230 (G230G), or 138 ( The Streptomyces avermitilis AveC gene product containing either a double substitution at positions S138T) and 139 (A139T) produced a change in the function of the AveC gene product. For example, the ratio of class 2: 1 avermectins produced has changed (see section 8 below). Thus, a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence encoding a mutated Streptomyces avermitilis AveC gene product comprising an amino acid substitution at one or more of 55, 138, 139, or 230 amino acid residues or any combination thereof is Are included in the present invention.

更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規株(その細胞は、アベルメクチン生成を変化させる結果となる突然変異aveC対立遺伝子を含む)を製造するための組成物を提供する。例えば、本発明は、本発明の突然変異ヌクレオチド配列を含む全てのポリヌクレオチド分子を、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体のAveC遺伝子の部位に向かわせることにより、相同組換えによるaveC−ORF又はその一部を挿入又は置換するのに使用することのできる組み換えベクターを提供する。しかしながら、本発明によれば、これと共に提供された本発明の突然変異ヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子は、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体中のaveC遺伝子以外の部位に挿入された場合、あるいは、ストレプトミセス・アベルミティリス細胞中でエピソーム的に維持された場合に、アベルメクチン生合成を調整するように機能することもできる。従って、本発明は、本発明の突然変異ヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド分子を含むベクターも提供する。前記ベクターは、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体中のaveC遺伝子以外の部位にポリヌクレオチド分子を挿入するために、あるいは、エピソーム的に維持するために用いることができる。   Furthermore, the present invention provides a composition for producing a novel strain of Streptomyces avermitilis, the cell containing a mutant aveC allele that results in altered avermectin production. For example, the present invention relates to an aveC-ORF by homologous recombination or one of them by directing all polynucleotide molecules comprising the mutant nucleotide sequence of the present invention to the site of the AveC gene of the Streptomyces avermitilis chromosome. Recombinant vectors that can be used to insert or replace parts are provided. However, according to the present invention, the polynucleotide molecule comprising the mutant nucleotide sequence of the present invention provided therewith is inserted into a site other than the aveC gene in the Streptomyces avermitilis chromosome, or It can also function to modulate avermectin biosynthesis when maintained episomally in Mrs. avermitilis cells. Accordingly, the present invention also provides a vector comprising a polynucleotide molecule comprising a mutated nucleotide sequence of the present invention. The vector can be used to insert a polynucleotide molecule at a site other than the aveC gene in the Streptomyces avermitilis chromosome or to maintain it episomally.

好ましい態様では、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスの株の細胞中に突然変異したaveC対立遺伝子を挿入して、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規株(その細胞は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、異なるクラス2:1比でアベルメクチンを生成する)を生成するのに用いることができる遺伝子置換ベクターを提供する。好ましい態様では、前記細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比が減少する。前記遺伝子置換ベクターは、これと共に提供される発現ベクター、例えばpSE188、pSE199、及びpSE231(これらの発現ベクターは、後出のセクション8.3中に例示されている)中に存在する突然変異したポリヌクレオチド分子を用いて構築することができる。   In a preferred embodiment, the present invention comprises inserting a mutated aveC allele into a cell of a strain of Streptomyces avermitilis to form a novel strain of Streptomyces avermitilis (the cell is a wild type aveC allele). Provides a gene replacement vector that can be used to generate avermectins in different class 2: 1 ratios as compared to cells of the same strain that instead express only. In a preferred embodiment, the class 2: 1 ratio of avermectins produced by the cells is reduced. The gene replacement vector is a mutated poly present in the expression vectors provided therewith, such as pSE188, pSE199, and pSE231 (these expression vectors are exemplified in section 8.3 below). It can be constructed using nucleotide molecules.

更に好ましい態様では、本発明は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、異なる量のアベルメクチンを生成する新規株を生成するために、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞中に突然変異したaveC対立遺伝子を挿入するのに用いることのできるベクターを提供する。好ましい態様では、前記細胞によって生成されるアベルメクチンの量が増加する。具体的であるが非限定的な態様では、前記ベクターは、更に、当業者に公知の強力なプロモーター、例えば、サッカロポリスポラ・エリスラエア(Saccharopolyspora erythraea)由来の強力な構成的ermEプロモーター(これは、aveC−ORFの上流に位置し、そしてaveC−ORFと有効に関連している)を含む。前記ベクターは、プラスミドpSE189(後出の実施例11に記載)であることができるか、あるいは、プラスミドpSE189の突然変異したaveC対立遺伝子を用いて構築することができる。   In a further preferred embodiment, the present invention provides for the production of a new strain that produces a different amount of avermectin compared to cells of the same strain that instead express only the wild type aveC allele. Provided are vectors that can be used to insert mutated aveC alleles into cells of a strain. In a preferred embodiment, the amount of avermectin produced by the cell is increased. In a specific but non-limiting embodiment, the vector further comprises a strong promoter known to those skilled in the art, such as a strong constitutive ermE promoter from Saccharopolyspora erythraea (this is , Located upstream of the aveC-ORF and effectively associated with the aveC-ORF). The vector can be plasmid pSE189 (described in Example 11 below) or can be constructed using the mutated aveC allele of plasmid pSE189.

更に好ましい態様では、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリスの野生型株におけるaveC遺伝子を不活性化することに有用な遺伝子置換ベクターを提供する。非限定的な態様では、前記遺伝子置換ベクターを、プラスミドpSE180(ATCC209605)[これは、後出のセクション8.1で例示されている(図3)]中に存在する突然変異したポリヌクレオチド分子を用いて構築することができる。更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス染色体において、生体内でAveC遺伝子に天然に隣接するヌクレオチド配列[例えば、図1(配列表の配列番号1)に示す隣接ヌクレオチド配列]からなるか、あるいは、それを含むポリヌクレオチド分子を含む遺伝子置換ベクターを提供する。このベクターは、ストレプトミセス・アベルミティリスaveC−ORFを欠失させることに用いることができる。   In a further preferred embodiment, the present invention provides a gene replacement vector useful for inactivating the aveC gene in a wild type strain of Streptomyces avermitilis. In a non-limiting embodiment, the gene replacement vector is a mutated polynucleotide molecule present in plasmid pSE180 (ATCC 209605) [this is exemplified in section 8.1 below (FIG. 3)]. Can be built using. Furthermore, the present invention comprises, in the Streptomyces avermitilis chromosome, a nucleotide sequence naturally adjacent to the AveC gene in vivo [for example, the adjacent nucleotide sequence shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing)], Alternatively, a gene replacement vector comprising a polynucleotide molecule comprising it is provided. This vector can be used to delete Streptomyces avermitilis aveC-ORF.

更に、本発明は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現し、しかも、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミティリスの同じ株と比較して異なる比及び/又は量でアベルメクチンを生成する細胞を含む、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規株の製造方法を提供する。好ましい態様では、本発明は、突然変異したaveC対立遺伝子を発現し、しかも、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミティリスの同じ株の細胞と比較して、クラス2:1比が異なるアベルメクチンを生成する細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法であって、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、突然変異したaveC対立遺伝子(但し、前記遺伝子は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異したaveC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を変化させる遺伝子産物をコードする)を担持するベクターによって形質転換し、そして、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する株の細胞により生成されるクラス2:1比と比較して、クラス2:1比が異なるアベルメクチンを生成する形質転換細胞を選択することを含む、前記製造方法を提供する。好ましい態様では、アベルメクチンの変化したクラス2:1比が、減少する。   Furthermore, the present invention relates to avermectins in different ratios and / or amounts as compared to the same strain of Streptomyces avermitilis that expresses a mutated aveC allele and that instead expresses only the wild type aveC allele A method for producing a new strain of Streptomyces avermitilis comprising cells that produce In a preferred embodiment, the present invention relates to a class 2: cell as compared to cells of the same strain of Streptomyces avermitilis that expresses a mutated aveC allele and expresses only the wild type aveC allele instead. A method for producing a novel strain of Streptomyces avermitilis comprising cells that produce avermectins having different ratios, wherein the cells of Streptomyces avermitilis strain are mutated with an aveC allele (wherein the gene is Compare the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of the Streptomyces avermitilis strain expressing the mutated aveC allele compared to cells of the same strain that instead express only the wild type aveC allele. Transformation with a vector carrying the gene product to be altered) Selecting a transformed cell that produces an avermectin with a different class 2: 1 ratio compared to a class 2: 1 ratio produced by cells of a strain that instead expresses only the wild type aveC allele. Including the manufacturing method. In a preferred embodiment, the altered class 2: 1 ratio of avermectin is reduced.

更に好ましい態様では、本発明は、異なる量のアベルメクチンを生成する細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリス新規株の製造方法であって、
ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、突然変異したaveC対立遺伝子又はaveC対立遺伝子を含む遺伝子構築物(但し、その発現の結果、突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンの量が、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、変化する)を担持するベクターによって形質転換し、そして、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する株の細胞により生成されるアベルメクチンの量と比較して、異なる量のアベルメクチンを生成する形質転換細胞を選択することを含む、前記製造方法を提供する。好ましい態様では、形質転換細胞において生成されるアベルメクチンの量が、増加する。
In a further preferred embodiment, the present invention is a method for producing a novel strain of Streptomyces avermitilis comprising cells that produce different amounts of avermectin,
A cell of a Streptomyces avermitilis strain is transformed into a gene construct containing a mutated aveC allele or aveC allele (provided that the expression results in a Streptomyces avermitis avermitilis strain expressing the mutated aveC allele or gene construct). The amount of avermectin produced by cells of the Tirith strain is transformed with the vector carrying the wild type aveC The method is provided comprising selecting transformed cells that produce a different amount of avermectin as compared to the amount of avermectin produced by cells of a strain that instead expresses only the allele. In a preferred embodiment, the amount of avermectin produced in the transformed cell is increased.

更に好ましい態様では、本発明は、野生型aveC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリスの株の細胞を、aveC対立遺伝子を不活性化するベクターで形質転換し、そしてaveC対立遺伝子が不活性化されている形質転換細胞を選択することを含む、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規株(その細胞は、不活性化したaveC対立遺伝子を含む)の製造方法を提供する。好ましいが非限定的な態様では、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞を、突然変異によって、あるいは、異種遺伝子配列によるaveC対立遺伝子の一部の置換によって不活性化されたaveC対立遺伝子を担持する遺伝子置換ベクターで形質転換し、そして形質転換細胞(その細胞の天然aveC対立遺伝子は、不活性化aveC対立遺伝子で置換されている)を選択する。aveC対立遺伝子の不活性化は、発酵生成物のHPLC分析(後出)によって決定することができる。後出のセクション8.1に記載の具体的であるが非限定的な態様では、aveC−ORF中に、サッカロポリスポラ・エリスラエア(Saccharopolyspora erythraea)由来のermE遺伝子を挿入することによって、aveC対立遺伝子を不活性化する。   In a further preferred embodiment, the present invention transforms cells of a strain of Streptomyces avermitilis expressing a wild type aveC allele with a vector that inactivates the aveC allele, and the aveC allele is inactive A method for producing a novel strain of Streptomyces avermitilis, which cell contains an inactivated aveC allele, comprising selecting transformed cells that have been activated. In a preferred but non-limiting embodiment, cells of the Streptomyces avermitilis strain carry an aveC allele that has been inactivated by mutation or by replacement of a portion of the aveC allele by a heterologous gene sequence. Transform with a gene replacement vector and select for transformed cells (the cell's natural aveC allele has been replaced with an inactivated aveC allele). Inactivation of the aveC allele can be determined by HPLC analysis of fermentation products (see below). In a specific but non-limiting embodiment described below in Section 8.1, the aveC allele is inserted by inserting the ermE gene from Saccharopolyspora erythraea into the aveC-ORF. Inactivate genes.

更に、本発明は、本発明のポリヌクレオチド分子又はベクターのいずれかで形質転換された細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を提供する。好ましい態様では、本発明は、野生型aveC対立遺伝子の代わりに、又は野生型aveC対立遺伝子に加えて、突然変異したaveC対立遺伝子を発現する細胞を含むストレプトミセス・アベルミティリスの新規株(ここで、前記新規株の細胞は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と比較して、異なるクラス2:1比でアベルメクチンを生成する)を提供する。好ましい態様では、前記の新規細胞によって生成される異なったクラス2:1比が、減少する。前記の新規株は、商業的に望ましいアベルメクチン(例えば、ドラメクチン)の大規模生産に有用である。   Furthermore, the present invention provides a novel strain of Streptomyces avermitilis comprising cells transformed with any of the polynucleotide molecules or vectors of the present invention. In a preferred embodiment, the present invention provides a novel strain of Streptomyces avermitilis comprising a cell expressing a mutated aveC allele instead of or in addition to the wild type aveC allele (herein The cells of the new strain produce avermectins in a different class 2: 1 ratio compared to the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of the same strain that instead express only the wild type aveC allele Provide). In a preferred embodiment, the different class 2: 1 ratio produced by the new cells is reduced. The new strains are useful for large-scale production of commercially desirable avermectins (eg, doramectin).

本明細書に記載のスクリーニングアッセイの第1の目的は、ストレプトミセス・アベルミティリス細胞中で発現することによって、生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を変化させる(特には、減少させる)aveC遺伝子の突然変異した対立遺伝子を同定することにある。好ましい態様では、生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を減少させる突然変異したaveC対立遺伝子を発現している本発明のストレプトミセス・アベルミティリスの新規株の細胞によって生成されるB2:B1アベルメクチンの比は、1.6:1未満〜約0:1の間であり;より好ましい態様では、前記割合は、約1:1〜約0:1の間であり;そして最も好ましい態様では、前記割合は、約0.84:1〜約0:1である。後出の具体的な態様では、本発明の新規細胞は、1.6:1未満の比で、シクロヘキシルB2:シクロヘキシルB1アベルメクチンを生成する。別の後出の具体的な態様では、本発明の新規細胞は、約0.94:1の比で、シクロヘキシルB2:シクロヘキシルB1アベルメクチンを生成する。更に別の後出の具体的な態様では、本発明の新規細胞は、約0.88:1の割合で、シクロヘキシルB2:シクロヘキシルB1アベルメクチンを生成する。更に別の後出の具体的な態様では、本発明の新規細胞は、約0.84:1の割合で、シクロヘキシル2:シクロヘキシルB1アベルメクチンを生成する。   The primary purpose of the screening assays described herein is to change (especially reduce) the aveC class 2: 1 ratio of avermectins produced by expression in Streptomyces avermitilis cells. The goal is to identify mutated alleles of the gene. In a preferred embodiment, the B2: B1 avermectin produced by cells of a novel strain of Streptomyces avermitilis of the present invention expressing a mutated aveC allele that reduces the class 2: 1 ratio of avermectins produced The ratio is less than 1.6: 1 to about 0: 1; in a more preferred embodiment, the ratio is between about 1: 1 to about 0: 1; The ratio is from about 0.84: 1 to about 0: 1. In specific embodiments described below, the novel cells of the present invention produce cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 avermectins in a ratio of less than 1.6: 1. In another later specific embodiment, the novel cells of the present invention produce cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 avermectins in a ratio of about 0.94: 1. In yet another specific embodiment described below, the novel cells of the present invention produce cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 avermectins in a ratio of about 0.88: 1. In yet another specific embodiment described below, the novel cells of the present invention produce cyclohexyl 2: cyclohexyl B1 avermectins in a ratio of about 0.84: 1.

更に好ましい態様では、本発明は、野生型aveC対立遺伝子に代えて、あるいは、野生型aveC対立遺伝子に加えて、突然変異したaveC対立遺伝子又はaveC対立遺伝子を含む遺伝子構築物(これにより、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、異なる量で、前記の新規株の細胞がアベルメクチンを生成する)を発現する細胞を含む、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規菌株を提供する。好ましい態様では、前記の新規株は、アベルメクチンを増加した量で生成する。非限定的な態様では、前記の遺伝子構築物は、更に、強力なプロモーター(例えば、aveC−ORFの上流に位置し、そしてaveC−ORFと有効に関連している、サッカロポリスポラ・エリスラエア由来の強力な構成的ermEプロモーター)を含む。   In a further preferred embodiment, the present invention provides a genetic construct comprising a mutated aveC allele or aveC allele instead of, or in addition to, the wild type aveC allele (and thereby the wild type aveC allele). A new strain of Streptomyces avermitilis comprising cells expressing different amounts of said new strain of cells producing avermectin) compared to cells of the same strain that instead express only the allele provide. In a preferred embodiment, the novel strain produces an increased amount of avermectin. In a non-limiting embodiment, the genetic construct is further derived from a Saccharospora erythraea, which is a strong promoter (eg, upstream of the aveC-ORF and is effectively associated with the aveC-ORF). A strong constitutive ermE promoter).

更に好ましい態様では、本発明は、aveC遺伝子が不活性化されている細胞を含有する、ストレプトミセス・アベルミティリスの新規株を提供する。前記株は、野生型株とは異なるアベルメクチン(前記株により生成される)のスペクトルと、アベルメクチン生成に影響を与えるaveC遺伝子の標的突然変異誘発又はランダム突然変異誘発のいずれかを決定する本明細書に記載の相補性スクリーニングアッセイとの両方に有用である。後出の具体的態様では、ストレプトミセス・アベルミティリス宿主細胞を、不活性化aveC遺伝子を含有するように遺伝子的に設計した。例えば、aveCコード領域中にermE耐性遺伝子を挿入することによってストレプトミセス・アベルミティリスaveC遺伝子が不活性化するように構築した遺伝子置換プラスミドpSE180(ATCC209605)(図3)を用いて、株SE180−11(後出の実施例に記載)を生成した。   In a further preferred embodiment, the present invention provides a novel strain of Streptomyces avermitilis containing cells in which the aveC gene has been inactivated. The strain determines the spectrum of avermectin (generated by the strain) that is different from the wild type strain and either targeted or random mutagenesis of the aveC gene that affects avermectin production. Useful for both the complementation screening assays described in. In specific embodiments described below, Streptomyces avermitilis host cells were genetically designed to contain an inactivated aveC gene. For example, using the gene replacement plasmid pSE180 (ATCC 209605) (FIG. 3) constructed to inactivate the Streptomyces avermitilis aveC gene by inserting an ermE resistance gene into the aveC coding region, strain SE180- 11 (described in the examples below) was produced.

更に、本発明は、本発明の任意の前記ポリヌクレオチド分子でコードされ、組換え発現し、突然変異した、ストレプトミセス・アベルミティリスAveC遺伝子産物、及びその製造方法を提供する。   Furthermore, the present invention provides Streptomyces avermitilis AveC gene product encoded by any of the polynucleotide molecules of the present invention, recombinantly expressed and mutated, and a method for producing the same.

更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞(但し、前記細胞は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異したaveC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を変化させる遺伝子産物をコードする突然変異したaveC対立遺伝子を発現する)を、その細胞によるアベルメクチンの生成を許容又は誘発する条件下で、培養培地中で培養し、そして、培養物からアベルメクチンを回収することを含む、アベルメクチンの製造方法を提供する。好ましい態様では、突然変異したaveC対立遺伝子を発現する細胞により培養物中で生成されるアベルメクチンのクラス2:1比が、減少する。この製造方法は、商業的に価値のあるアベルメクチン(例えば、ドラメクチン)の生成における効率の増加を提供する。   In addition, the present invention provides a cell of a Streptomyces avermitilis strain, wherein said cell expresses a mutated aveC allele as compared to a cell of the same strain that instead expresses only the wild type aveC allele. Expresses a mutated aveC allele that encodes a gene product that alters the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of a Streptomyces avermitilis strain that permits or allows production of avermectins by the cells A method for producing avermectin comprising culturing in a culture medium under inducing conditions and recovering avermectin from the culture is provided. In a preferred embodiment, the class 2: 1 ratio of avermectins produced in culture by cells expressing the mutated aveC allele is reduced. This manufacturing method provides increased efficiency in the production of commercially valuable avermectins (eg, doramectin).

更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞(但し、前記細胞は、突然変異したaveC対立遺伝子又はaveC対立遺伝子を含む遺伝子構築物を発現することなく野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチン生成量の変化を引き起こす突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を発現する)を、その細胞によるアベルメクチンの生成を許容又は誘発する条件下で、培養培地中で培養し、そして、培養物からアベルメクチンを回収することを含む、アベルメクチンの製造方法を提供する。好ましい態様では、突然変異したaveC対立遺伝子又は遺伝子構築物を発現する細胞により培養物中で生成されるアベルメクチンの量が、増加する。   Furthermore, the present invention relates to a cell of a Streptomyces avermitilis strain, wherein said cell replaces only the wild type aveC allele without expressing a mutated aveC allele or a gene construct comprising the aveC allele. A mutated aveC allele that causes a change in the amount of avermectin produced by a cell of a Streptomyces avermitilis strain expressing a mutated aveC allele or gene construct compared to a cell of the same strain that expresses A method for producing avermectin comprising culturing a gene construct in a culture medium under conditions that permit or induce production of avermectin by the cell and recovering avermectin from the culture is provided . In a preferred embodiment, the amount of avermectin produced in culture by cells expressing a mutated aveC allele or gene construct is increased.

更に、本発明は、ストレプトミセス・アベルミティリス株(但し、前記株は、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現する同じ株の細胞と比較して、突然変異したaveC対立遺伝子を発現するストレプトミセス・アベルミティリス株の細胞によって生成されるアベルメクチンのクラス2:1比を減少させる遺伝子産物をコードする突然変異したaveC対立遺伝子を発現する)により生成されたアベルメクチンの新規組成物であって、前記新規組成物中の前記アベルメクチンが、野生型aveC対立遺伝子のみを代わりに発現するストレプトミセス・アベルミティリスの同じ株の細胞により生成されるアベルメクチンのクラス2:1比と比較して、減少したクラス2:1比で生成される、前記組成物を提供する。前記新規アベルメクチン組成物は、消耗された発酵培養液中で生成されたものとして存在することができるか、あるいは、それらから収集することができる。前記新規アベルメクチン組成物は、公知の生化学的精製技法(例えば、硫酸アンモニウム沈殿、透析、サイズ分別、イオン交換クロマトグラフィー、HPLCなど)によって、培養液から部分的に又は実質的に精製することができる。   Furthermore, the present invention relates to a Streptomyces avermitilis strain, wherein said strain is a Streptomyces that expresses a mutated aveC allele as compared to cells of the same strain that instead express only the wild type aveC allele. A novel composition of avermectins produced by expressing a mutated aveC allele encoding a gene product that reduces the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of the M. avermitilis strain, comprising: The avermectin in the novel composition is reduced compared to the class 2: 1 ratio of avermectin produced by cells of the same strain of Streptomyces avermitilis that instead express only the wild type aveC allele Provided is the composition produced in a class 2: 1 ratio. The novel avermectin composition can be present as produced in the spent fermentation broth or can be collected therefrom. The novel avermectin composition can be partially or substantially purified from the culture medium by known biochemical purification techniques (eg, ammonium sulfate precipitation, dialysis, size fractionation, ion exchange chromatography, HPLC, etc.). .

5.4.アベルメクチンの使用
アベルメクチンは、駆虫剤(anthelmintic)、外部殺虫剤(ectoparasiticide)、殺虫剤(insecticide)、及びダニ駆虫剤(acaricide)としての特別な利用性を有する高活性の抗寄生生物剤である。そして本発明の方法によって生成されるアベルメクチン化合物は、それらの目的のすべてに有用である。例えば、本発明によって生成されるアベルメクチンは、ヒトにおける種々の疾患又は状態を治療するために(特に、前記の疾患又は状態が、当業界で公知の寄生生物感染により引き起こされる場合に)有用である。例えば、Ikeda及びOmura,1997,Chem.Rev.,97(7):2591−2609を参照されたい。より具体的には、本発明に従って調製されるアベルメクチン化合物は、ヒト、家畜、ブタ、ヒツジ、家禽、ウマ、又はウシに感染することができる内部寄生生物(例えば、寄生性線虫)により引き起こされる種々の疾患及び状態の治療において効果的である。
5.4. Use of Avermectin Avermectin is a highly active antiparasitic agent with particular utility as an anthelmintic, ectoparasiticide, insecticide, and acaricide. And the avermectin compounds produced by the method of the present invention are useful for all of their purposes. For example, avermectins produced by the present invention are useful for treating various diseases or conditions in humans (particularly where the disease or condition is caused by a parasitic infection known in the art). . See, for example, Ikeda and Omura, 1997, Chem. Rev. 97 (7): 2591-1609. More specifically, avermectin compounds prepared according to the present invention are caused by endoparasites (eg, parasitic nematodes) that can infect humans, livestock, pigs, sheep, poultry, horses, or cattle. It is effective in the treatment of various diseases and conditions.

より具体的には、本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物は、ヒトに感染する線虫及び種々の動物種に感染する線虫に効果的である。前記線虫としては、胃腸寄生生物[例えば、アンシロストマ(Ancylostoma)、ネカトール(Necator)、アスカリス(Ascaris)、ストロンギロイデス(Strongyloides)、トリキネラ(Trichinella)、カピラリア(Capillaria)、トリクリス(Trichuris)、エンテロビウス(Enterobius)、ジロフィラリア(Dirofilaria)]、及び血液又は他の組織若しくは器官に見出される寄生生物[例えば、フィラリア属の虫(filarial worm)、並びにストロンギロイデス及びトリキネラの抽出腸状態]を含む。   More specifically, avermectin compounds prepared in accordance with the present invention are effective against nematodes that infect humans and nematodes that infect various animal species. The nematodes include gastrointestinal parasites [eg, Ancylostomoma, Necator, Ascaris, Strongyloides, Trichinella, Capillaria Trichuri, Tricris (Enterobius, Dirofilaria)], and parasites found in blood or other tissues or organs (eg, the filamentous worms, and the extracted intestinal state of Stromboloides and Trichinella).

また、本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物は、外部寄生生物感染[例えば、特には、マダニ、ダニ、シラミ、ノミ、ハエ(blowfly)、刺傷昆虫、あるいは、牛及び馬に影響することができる移動性双翅類幼虫により引き起こされる、哺乳類及び鳥類の節足動物侵入]の治療においても有用である。   Also, avermectin compounds prepared in accordance with the present invention may have ectoparasite infections [eg, ticks, ticks, lice, fleas, blowfly, stings insects, or cattle and horses that can affect cattle and horses. It is also useful in the treatment of mammalian and avian arthropod invasion caused by sexual dipterous larvae.

また、本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物は、屋内害虫(例えば、特には、ゴキブリ、蛾、カーペットビートル、及びイエバエ)、並びに保存穀物及び農作物を害する昆虫[例えば、クモダニ(spider mite)、アリマキ、イモムシ、及び直翅類(例えば、特にはバッタ)]に対する殺虫剤としても有用である。   Also, avermectin compounds prepared according to the present invention are useful for indoor pests such as cockroaches, moths, carpet beetles, and house flies, as well as insects that damage stored cereals and crops such as spider mites, aphids, It is also useful as an insecticide against caterpillars and straight worms (for example, grasshoppers in particular).

本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物により処理されることのできる動物には、ヒツジ、ウシ、ウマ、シカ、ヤギ、ブタ、鳥(家禽を含む)、並びに犬及びネコが含まれる。   Animals that can be treated with avermectin compounds prepared in accordance with the present invention include sheep, cows, horses, deer, goats, pigs, birds (including poultry), and dogs and cats.

本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物は、意図された特定の使用、治療される宿主動物の個々の種、及び関連する寄生生物又は昆虫に適切な製剤中で投与される。殺寄生生物剤(parasiticide)としての使用のためには、本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物を、カプセル、ボーラス、錠剤、又は液体飲剤の形で経口投与することもできるし、あるいは、ポア−オン(pour−on)として、注射により、又は移植物として投与することもできる。前記製剤は、標準的獣医学的手法に従って、通常の方法で調製される。従って、活性成分と微細に分割された適当な希釈剤又は担体とを混合し、更に、崩壊剤及び/又は結合剤(例えば、スターチ、ラクトース、タルク、ステアリン酸マグネシウムなど)を含むことによって、前記カプセル、ボーラス、又は錠剤を調製することができる。飲用製剤は、分散又は湿潤剤などと共に、活性成分を水溶液中に分散させることによって調製することができる。注射用製剤は、溶液を血液と等張にするための他の物質(例えば、充分な塩及び/又はグルコース)を含むことができる無菌溶液の形態で調製することができる。   The avermectin compounds prepared according to the present invention are administered in a formulation suitable for the particular use intended, the individual species of host animal to be treated, and the associated parasite or insect. For use as a parasiticide, the avermectin compounds prepared according to the invention can be administered orally in the form of capsules, boluses, tablets or liquid drinks, or It can also be administered as a pour-on, by injection or as an implant. The formulations are prepared in the usual manner according to standard veterinary techniques. Thus, by mixing the active ingredient with a finely divided suitable diluent or carrier, and further including a disintegrant and / or binder (eg starch, lactose, talc, magnesium stearate, etc.) Capsules, boluses, or tablets can be prepared. Drinkable formulations can be prepared by dispersing the active ingredient in an aqueous solution with a dispersing or wetting agent or the like. Injectable preparations can be prepared in the form of sterile solutions that can contain other substances (eg, enough salts and / or glucose) to make the solution isotonic with blood.

前記製剤は、患者、又は処理される宿主動物の種類、感染の重篤度及びタイプ、並びに宿主の体重によって、活性化合物の重量に関して変化するであろう。一般的に、経口投与のためには、1〜5日間に対する単独投与量又は分割投与量として、患者又は動物体重1kg当たり約0.001〜10mgの活性化合物の用量が満足のいくものであろう。しかしながら、臨床学的症状に基づいて、例えば医者又は獣医が決定するような、より高いか又はより低い投与量範囲が示される場合が存在する。   The formulation will vary with respect to the weight of active compound depending on the patient, or the type of host animal to be treated, the severity and type of infection, and the body weight of the host. In general, for oral administration, a dose of about 0.001 to 10 mg of active compound per kg patient or animal body weight as a single dose or divided dose for 1 to 5 days would be satisfactory. . However, there are cases where higher or lower dosage ranges are indicated based on clinical symptoms, for example, as determined by a physician or veterinarian.

あるいは、本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物を、動物飼料と組み合わせて投与することができ、そしてこの目的のために、通常の動物用飼料と共に混合するための、濃縮された飼料添加物又はプレミックスを調製することができる。   Alternatively, the avermectin compound prepared according to the present invention can be administered in combination with animal feed and for this purpose a concentrated feed additive or premix for mixing with normal animal feed Can be prepared.

殺虫剤としての使用、及び農業用害虫の処理用に、本発明に従って調製されたアベルメクチン化合物を、標準的農業手法に従って、噴霧、微粉末、及びエマルジョンなどとして適用することができる。   For use as pesticides and for the treatment of agricultural pests, the avermectin compounds prepared according to the invention can be applied as sprays, fine powders, emulsions, etc., according to standard agricultural techniques.

6.実施例:ストレプトミセス・アベルミチリスの発酵及びB2:B1アベルメクチン分析
分枝鎖2−オキソ酸デヒドロゲナーゼ活性及び5−O−メチルトランスフェラーゼ活性の両方を欠いている菌株は、発酵培地に脂肪酸が補充されていない場合に、アベルメクチンを生産しない。本実施例は、かかる突然変異体において生合成が種々の脂肪酸の存在下で開始される場合に、広範囲のB2:B1比のアベルメクチンを得ることができることを証明するものである。
6). Example: Fermentation of Streptomyces avermitilis and B2: B1 avermectin analysis Strains lacking both branched 2-oxoacid dehydrogenase activity and 5-O-methyltransferase activity are not supplemented with fatty acids in the fermentation medium In some cases, it does not produce avermectin. This example demonstrates that a wide range of B2: B1 ratios of avermectin can be obtained when biosynthesis is initiated in the presence of various fatty acids in such mutants.

6.1.材料及び方法
ストレプトミセス・アベルミチリスATCC53692を、スターチ(Starch)[ナデックス(Nadex),レイン・ナショナル(Laing National)]20g;ファーマメディア(Pharmamedia)[トレーダーズ・プロテイン(Trader’s Protein),テネシー州メンフィス]15g;アルダミンpH(Ardamine pH)[イースト・プロダクツ社(Yeast Products Inc.)]5g;炭酸カルシウム1gからなる種培地中に調製した完全ブロスとして−70℃で保存した。最終容量は、生水(tap water)で1リットルに調整し、pHは7.2に調整し、そして培地を121℃で25分間オートクレーブ処理した。
6.1. Materials and Methods Streptomyces avermitilis ATCC53692 was added to Starch [Nadex, Laing National] 20 g; 15 g; Ardamine pH [Yeast Products Inc.] 5 g; stored at −70 ° C. as a complete broth prepared in a seed medium consisting of 1 g of calcium carbonate. The final volume was adjusted to 1 liter with tap water, the pH was adjusted to 7.2, and the medium was autoclaved at 121 ° C. for 25 minutes.

前記調製物の解凍した懸濁液2mLを、同じ培地50mLを含むフラスコに接種するのに用いた。180rpmのロータリーシェーカーで28℃のインキュベーションを48時間行った後、ブロス2mLを、スターチ80g;炭酸カルシウム7g;ファーマメディア5g;リン酸水素二カリウム1g;硫酸マグネシウム1g;グルタミン酸0.6g;硫酸第一鉄七水化物0.01g;硫酸亜鉛0.001g;硫酸第一マンガン0.001gからなる生産培地50mLを含むフラスコに接種するのに用いた。最終容量は、生水で1リットルに調整し、pHは7.2に調整し、そして培地を121℃で25分間オートクレーブ処理した。   2 mL of the thawed suspension of the preparation was used to inoculate a flask containing 50 mL of the same medium. After incubation at 28 ° C. for 48 hours on a rotary shaker at 180 rpm, 2 mL of broth was added to 80 g of starch; 7 g of calcium carbonate; 5 g of Pharmamedia; 1 g of dipotassium hydrogen phosphate; 1 g of magnesium sulfate; It was used to inoculate a flask containing 50 mL of production medium consisting of 0.01 g of iron heptahydrate; 0.001 g of zinc sulfate; 0.001 g of manganese sulfate. The final volume was adjusted to 1 liter with fresh water, the pH was adjusted to 7.2, and the medium was autoclaved at 121 ° C. for 25 minutes.

種々のカルボン酸基質(表1を参照)をメタノールに溶かし、最終濃度が0.2g/Lとなるように接種の24時間後に発酵ブロスに添加した。この発酵ブロスを28℃で14日間インキュベートした後、ブロスを遠心処理(2,500rpmで2分間)し、上澄み液を捨てた。この菌糸体ペレットをアセトン(15mL)、次いでジクロロメタン(30mL)で抽出し、有機相を分離、濾過し、次いで蒸発乾固した。この残渣をメタノール(1mL)中に取り、スキャンニング・ダイオード−アレー検出器セットを備えたヒューレット−パッカード(Hewlett−Packard)1090A液体クロマトグラフを用いたHPLCにより240nmで分析した。使用したカラムは、40℃で保持したベックマン・ウルトラスフフィアー(Beckman Ultrasphere)C−18、5μm、4.6mmx25cmカラムであった。前記メタノール溶液25μLをカラムに注入した。溶出は、80:20〜95:5のメタノール−水のリニアーグラジエントを40分間にわたり0.85/mL minで実施した。2つの標準濃度のシクロヘキシルB1を用いて検出器応答をキャリブレーションし、B2及びB1アベルメクチンに対する曲線下の面積を測定した。   Various carboxylic acid substrates (see Table 1) were dissolved in methanol and added to the fermentation broth 24 hours after inoculation so that the final concentration was 0.2 g / L. After incubating the fermentation broth at 28 ° C. for 14 days, the broth was centrifuged (2,500 rpm for 2 minutes), and the supernatant was discarded. The mycelium pellet was extracted with acetone (15 mL) followed by dichloromethane (30 mL), the organic phase was separated, filtered and then evaporated to dryness. The residue was taken up in methanol (1 mL) and analyzed at 240 nm by HPLC using a Hewlett-Packard 1090A liquid chromatograph equipped with a scanning diode-array detector set. The column used was a Beckman Ultrasphere C-18, 5 μm, 4.6 mm × 25 cm column maintained at 40 ° C. 25 μL of the methanol solution was injected into the column. Elution was carried out at a ratio of 80:20 to 95: 5 methanol-water linear gradient at 0.85 / mL min for 40 minutes. The detector response was calibrated with two standard concentrations of cyclohexyl B1 and the area under the curve for B2 and B1 avermectins was measured.

6.2.結果
B2及びB1アベルメクチンについて観察されたHPLCのリテンションタイム、及び2:1の比を表1に示す。
6.2. Results The HPLC retention times observed for B2 and B1 avermectin, and the 2: 1 ratio are shown in Table 1.


Figure 0004011036

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表1に示したデータは、B2:B1アベルメクチンの生産量の比が非常に広範囲であることを証明するものであり、このことは、供給した脂肪酸側鎖スターターユニットの性質に応じてクラス2の化合物からクラス1の化合物への脱水転換(dehydrative conversion)の結果にかなりの差が生じることを示している。このことは、AveCタンパク質に対する変性(alterations)から生じるB2:B1の比の変化が特定の基質に特異的であることができることを示している。従って、特定の基質を用いて得られるB2:B1比に変化を示す突然変異体のスクリーニングは、当該基質の存在下に実施されることが必要である。下記の引き続きの実施例では、スクリーニング基質としてシクロヘキサンカルボン酸を用いている。しかしながら、この基質は単に可能性を例示するために用いるに過ぎず、本発明の適用性を限定しようとするものではない。   The data shown in Table 1 proves that the ratio of B2: B1 avermectin production is very wide, which depends on the nature of the fatty acid side chain starter unit supplied. It shows that there is a considerable difference in the results of dehydration conversion from compounds to class 1 compounds. This indicates that the change in B2: B1 ratio resulting from alterations to the AveC protein can be specific for a particular substrate. Therefore, screening for mutants that exhibit a change in the B2: B1 ratio obtained with a particular substrate needs to be performed in the presence of that substrate. In the following examples, cyclohexanecarboxylic acid is used as the screening substrate. However, this substrate is merely used to illustrate possibilities and is not intended to limit the applicability of the present invention.

7.実施例:aveC遺伝子の単離
本実施例は、AveC遺伝子産物をコードするストレプトミセス・アベルミチリス染色体の領域の単離及び特徴付けを述べるものである。以下に示すように、aveC遺伝子は、生産されるシクロヘキシル−B2対シクロヘキシル−B1(B2:B1)アベルメクチンの比を変えることができるものとして同定された。
7). Example: Isolation of the aveC gene This example describes the isolation and characterization of a region of the Streptomyces avermitilis chromosome encoding the aveC gene product. As shown below, the aveC gene was identified as being capable of altering the ratio of cyclohexyl-B2 to cyclohexyl-B1 (B2: B1) avermectins produced.

7.1.材料及び方法
7.1.1.DNA単離のためのストレプトミセスの増殖
ストレプトミセスの増殖を行うため、以下の方法に従った。ストレプトミセス・アベルミチリスATCC31272の単一コロニー(単一コロニー単離物#2)を、ディフコ・イースト・エキストラクト(Difco Yeast Extract)5g;ディフコ・バクト−ペプトン(Difco Bacto−peptone)5g;デキストロース2.5g;MOPS5g;ディフコ・バクト・アガー(Difco Bacto agar)15gを含む1/2強度のYPD−6上で単離した。最終容量は、dH2Oで1リットルに調整し、pHは7.0に調整し、そして培地を121℃で25分間オートクレーブ処理した。
7.1. Materials and Methods 7.1.1. Growth of Streptomyces for DNA isolation To perform the growth of Streptomyces, the following procedure was followed. 1. A single colony of Streptomyces avermitilis ATCC 31272 (single colony isolate # 2) was added to Difco Yeast Extract 5 g; Difco Bact-peptone 5 g; Dextrose 5 g; MOPS 5 g; isolated on 1/2 strength YPD-6 containing 15 g Difco Bacto agar. The final volume was adjusted to 1 liter with dH 2 O, the pH was adjusted to 7.0, and the medium was autoclaved at 121 ° C. for 25 minutes.

前記培地で増殖した菌糸体を、25mmx150mmの試験管中のTSB培地[1リットルのdH2O中、ディフコ・トリプティック・ソイ・ブロス(Difco Tryptic Soy Broth)30g、121℃で25分間オートクレーブ処理]10mLに接種し、振とう(300rpm)しながら28℃で48〜72時間保持した。 Mycelium grown in the above medium was TSB medium [Difco Tryptic Soy Broth 30 g in 1 liter dH 2 O, autoclaved at 121 ° C. for 25 minutes] in a 25 mm × 150 mm test tube 10 mL And inoculated at 28 ° C. for 48-72 hours with shaking (300 rpm).

7.1.2.ストレプトミセスからの染色体DNA単離
前記のように増殖させた菌糸体のアリコート(0.25mL又は0.5mL)を1.5mLの微小遠沈管に入れ、12,000xgで60秒間の遠心処理により細胞を濃縮した。この上澄みを捨て、細胞を、2mg/mLのリゾチームを含むTSEバッファー[1.5Mショ糖20mL,1Mトリス−HCl(pH8.0)2.5mL,1M EDTA(pH8.0)2.5mL,及びdH2O75mL]0.25mL中に再懸濁させた。このサンプルを振とうしながら37℃で20分間インキュベートし、オートゲン(AutoGen)540TM自動核酸単離装置[インテグレイティド・セパレーション・システム(Integrated Separation System),マサッチューセッツ州ネイティック(Natick)]にかけ、そしてサイクル(Cycle)159(装置ソフトウェアー)を製造業者の取扱説明書に従って用いてゲノムDNAを分離した。
7.1.2. Isolation of chromosomal DNA from Streptomyces Place an aliquot (0.25 mL or 0.5 mL) of the mycelium grown as described above into a 1.5 mL microcentrifuge tube and centrifuge for 60 seconds at 12,000 x g. Was concentrated. The supernatant is discarded, and the cells are washed with TSE buffer containing 2 mg / mL lysozyme [1.5 M sucrose 20 mL, 1 M Tris-HCl (pH 8.0) 2.5 mL, 1 M EDTA (pH 8.0) 2.5 mL, and dH 2 O 75 mL] resuspended in 0.25 mL. The sample was incubated for 20 minutes at 37 ° C. with shaking, and the AutoGen 540 automated nucleic acid isolator [Integrated Separation System, Natick, Mass.] And genomic DNA was isolated using Cycle 159 (instrument software) according to the manufacturer's instructions.

これに代えて、菌糸体5mLを17mmx100mmの試験管に入れ、細胞を3,000rpmで5分間の遠心処理によって濃縮し、その上澄みを除去した。細胞をTSEバッファー1mL中に再懸濁させ、3,000rpmで5分間の遠心処理によって濃縮し、その上澄みを除去した。細胞を、2mg/mLのリゾチームを含むTSEバッファー1mL中に再懸濁させ、振とうしながら37℃で30〜60分間インキュベートした。インキュベーション後、10%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)0.5mLを添加し、溶解(lysis)が完了するまで細胞を37℃でインキュベートした。そのライセートを65℃で10分間インキュベートし、室温まで冷却し、1.5mL容のエッペンドルフ(Eppendorf)管2本に分けて入れ、フェノール/クロロホルム[0.5Mトリス(pH8.0)で予め平衡化した50%フェノール;50%クロロホルム]0.5mLで1回(1x)抽出した。その水性相を取り出し、クロロホルム:イソアミルアルコール(24:1)で2〜5回(2〜5x)抽出した。1/10容量の3M酢酸ナトリウム(pH4.8)を添加することによりDNAを沈殿させ、この混合物を氷上で10分間インキュベートし、この混合物を5℃で15,000rpmで10分間の遠心処理を行い、その上澄みを清潔な試験管に取り出し、そこに1容量のイソプロパノールを添加した。次いで、その上澄みとイソプロパノールとの混合物を、氷上で20分間インキュベートし、5℃で15,000rpmで20分間の遠心処理を行い、その上澄みを除去し、そしてDNAペレットを70%エタノールで1回(1x)洗浄した。ペレットを乾燥させた後、DNAをTEバッファー[10mMトリス,1mM EDTA(pH8.0)]中に再懸濁させた。   Instead, 5 mL of mycelium was placed in a 17 mm × 100 mm test tube, and the cells were concentrated by centrifugation at 3,000 rpm for 5 minutes, and the supernatant was removed. The cells were resuspended in 1 mL of TSE buffer, concentrated by centrifugation at 3,000 rpm for 5 minutes, and the supernatant was removed. Cells were resuspended in 1 mL TSE buffer containing 2 mg / mL lysozyme and incubated at 37 ° C. for 30-60 minutes with shaking. After incubation, 0.5 mL of 10% sodium dodecyl sulfate (SDS) was added and the cells were incubated at 37 ° C. until lysis was complete. The lysate is incubated at 65 ° C. for 10 minutes, cooled to room temperature, placed in two 1.5 mL Eppendorf tubes and pre-equilibrated with phenol / chloroform [0.5 M Tris, pH 8.0]. 50% phenol; 50% chloroform] was extracted once (1 ×) with 0.5 mL. The aqueous phase was removed and extracted 2-5 times (2-5x) with chloroform: isoamyl alcohol (24: 1). The DNA is precipitated by adding 1/10 volume of 3M sodium acetate (pH 4.8), the mixture is incubated on ice for 10 minutes, and the mixture is centrifuged at 15,000 rpm for 10 minutes at 5 ° C. The supernatant was removed to a clean test tube and 1 volume of isopropanol was added thereto. The supernatant and isopropanol mixture is then incubated on ice for 20 minutes, centrifuged at 15,000 rpm for 20 minutes at 5 ° C., the supernatant removed, and the DNA pellet once with 70% ethanol ( 1x) Washed. After drying the pellet, the DNA was resuspended in TE buffer [10 mM Tris, 1 mM EDTA (pH 8.0)].

7.1.3.ストレプトミセスからのプラスミドDNA単離
菌糸体のアリコート(1.0mL)を1.5mL容の微小遠沈管に入れ、12,000xgで60秒間の遠心処理により細胞を濃縮した。この上澄みを捨て、細胞を、10.3%ショ糖1.0mL中に再懸濁させ、12,000xgで60秒間の遠心処理により濃縮し、その上澄みを捨てた。次いで、細胞を、2mg/mLのリゾチームを含むTSEバッファー中に再懸濁させ、振とうしながら37℃で20分間インキュベートし、オートゲン540TM自動核酸単離装置にかけた。サイクル106(装置ソフトウェアー)を製造業者の取扱説明書に従って用いてプラスミドDNAを分離した。
7.1.3. Plasmid DNA isolation from Streptomyces Mycelium aliquots (1.0 mL) were placed in 1.5 mL microcentrifuge tubes and the cells were concentrated by centrifugation at 12,000 × g for 60 seconds. The supernatant was discarded and the cells were resuspended in 1.0 mL of 10.3% sucrose and concentrated by centrifugation at 12,000 × g for 60 seconds, and the supernatant was discarded. The cells were then resuspended in TSE buffer containing 2 mg / mL lysozyme, incubated for 20 minutes at 37 ° C. with shaking, and subjected to an Autogen 540 automated nucleic acid isolator. Plasmid DNA was isolated using cycle 106 (equipment software) according to the manufacturer's instructions.

これに代えて、菌糸体1.5mLを1.5mL容の微小遠沈管に入れ、12,000xgで60秒間の遠心処理により細胞を濃縮した。この上澄みを捨て、細胞を、10.3%ショ糖1.0mL中に再懸濁させ、12,000xgで60秒間の遠心処理により濃縮し、その上澄みを捨てた。細胞を、2mg/mLのリゾチームを含むTSEバッファー0.5mL中に再懸濁させ、37℃で15〜30分間インキュベートした。インキュベーション後、アルカリ性SDS(0.3N−NaOH,2%SDS)0.25mLを添加し、細胞を、55℃で15〜30分間、あるいは、溶液が透明になるまでインキュベートした。酢酸ナトリウム(0.1mL,3M,pH4.8)をこのDNA溶液に添加し、次いで、氷上で10分間インキュベートした。このDNAサンプルを、5℃で14,000rpmで10分間の遠心処理を行った。その上澄みを清潔な試験管に取り出し、そこにフェノール:クロロホルム(50%フェノール:50%クロロホルム)0.2mLを添加し、穏やかに混合した。このDNA溶液を、5℃で14,000rpmで10分間遠心処理し、その上層を清潔なエッペンドルフ管に取り出した。イソプロパノール(0.75mL)を添加し、この溶液を穏やかに混合し、次いで室温で20分間インキュベートした。このDNA溶液を、5℃で14,000rpmで15分間遠心処理し、その上澄みを除去し、DNAペレットを70%エタノールで洗浄し、乾燥させ、TEバッファー中に再懸濁させた。   Instead, 1.5 mL of mycelium was placed in a 1.5 mL microcentrifuge tube, and the cells were concentrated by centrifugation at 12,000 × g for 60 seconds. The supernatant was discarded and the cells were resuspended in 1.0 mL of 10.3% sucrose and concentrated by centrifugation at 12,000 × g for 60 seconds, and the supernatant was discarded. Cells were resuspended in 0.5 mL TSE buffer containing 2 mg / mL lysozyme and incubated at 37 ° C. for 15-30 minutes. After incubation, 0.25 mL of alkaline SDS (0.3 N NaOH, 2% SDS) was added and the cells were incubated at 55 ° C. for 15-30 minutes or until the solution was clear. Sodium acetate (0.1 mL, 3M, pH 4.8) was added to the DNA solution and then incubated on ice for 10 minutes. This DNA sample was centrifuged at 14,000 rpm for 10 minutes at 5 ° C. The supernatant was taken out into a clean test tube, and 0.2 mL of phenol: chloroform (50% phenol: 50% chloroform) was added thereto and mixed gently. This DNA solution was centrifuged at 14,000 rpm for 10 minutes at 5 ° C., and the upper layer was taken out into a clean Eppendorf tube. Isopropanol (0.75 mL) was added and the solution was mixed gently then incubated at room temperature for 20 minutes. The DNA solution was centrifuged at 14,000 rpm for 15 minutes at 5 ° C., the supernatant was removed, the DNA pellet was washed with 70% ethanol, dried and resuspended in TE buffer.

7.1.4.大腸菌(E.coli)からのプラスミドDNA単離
形質転換した単一の大腸菌コロニーを、ルリア−ベルタニ(Luria−Bertani)(LB)培地[dH2O1リットル中、バクト−トリプトン(Bacto−Tryptone)10g、バクト−イースト・エキストラクト(Bacto−Yeast extract)5g、及びNaCl10g(pH7.0),121℃で25分間オートクレーブ処理,及び100μg/mLアンピシリンを補充]5mLに接種した。この培養物を一晩インキュベートし、1mLアリコートを1.5mL容の微小遠沈管に入れた。この培養サンプルを、オートゲン540TM自動核酸単離装置にかけ、サイクル3(装置ソフトウェアー)を製造業者の取扱説明書に従って用いてプラスミドDNAを単離した。
7.1.4. Plasmid DNA Isolation transformed single E.coli colony from E. coli (E. coli), Luria - Bertani (Luria-Bertani) (LB) medium [dH 2 in O1 l, Bacto - tryptone (Bacto-Tryptone) 10g Bacto-Yeast extract (5 g) and NaCl 10 g (pH 7.0), autoclaved at 121 ° C. for 25 minutes, and supplemented with 100 μg / mL ampicillin]. The culture was incubated overnight and a 1 mL aliquot was placed in a 1.5 mL microcentrifuge tube. This cultured sample was run on an Autogen 540 automatic nucleic acid isolation device and plasmid DNA was isolated using cycle 3 (device software) according to the manufacturer's instructions.

7.1.5.ストレプトミセス・アベルミチリスのプロトプラストの調製及び形質転換
ストレプトミセス・アベルミチリスの単一のコロニーを、1/2強度のYPD−6上で単離した。その菌糸体を、25mmx150mm試験管中のTSB培地10mLに接種し、次いで、振とう(300rpm)しながら28℃で48時間インキュベートした。菌糸体1mLをYEME培地50mLに接種した。YEME培地は、1リットル当たり、ディフコ・イースト・エキストラクト3g;ディフコ・バクト−ペプトン5g;ディフコ・モルト・エキストラクト(Difco
Malt Extract)3g;シュークロース(Sucrose)300gを含んでいる。121℃で25分間オートクレーブ処理した後、次の成分を添加した:2.5M−MgCl2・6H2O(別途、121℃で25分間オートクレーブ処理済み)2mL;及びグリシン(20%)(濾過滅菌済み)25mL。
7.1.5. Preparation and transformation of Streptomyces avermitilis protoplasts A single colony of Streptomyces avermitilis was isolated on 1/2 strength YPD-6. The mycelium was inoculated into 10 mL of TSB medium in a 25 mm × 150 mm test tube and then incubated at 28 ° C. for 48 hours with shaking (300 rpm). 1 mL of mycelium was inoculated into 50 mL of YEME medium. YEME medium per liter: 3 g Difco East Extract; 5 g Difco Bacto-Peptone; Difco Malt Extract (Difco)
(Mal Extract) 3g; Sucrose 300g. After autoclaving at 121 ° C. for 25 minutes, the following ingredients were added: 2.5 mL of 2.5 M MgCl 2 .6H 2 O (separately autoclaved at 121 ° C. for 25 minutes); and glycine (20%) (filter sterilized) Finished) 25 mL.

菌糸体を30℃で48〜72時間増殖させ、3,000rpmで20分間の遠心処理により50mL容の遠沈管[ファルコン(Falcon)]に集めた。上澄みを捨て、菌糸体をPバッファー中に再懸濁させた。Pバッファーは、ショ糖205g;K2SO40.25g;MgCl2・6H2O2.02g;H2O600mL;K2PO4(0.5%)10mL;微量元素溶液20mL;CaCl2・2H2O(3.68%)100mL;及びMESバッファー(1.0M,pH6.5)10mLを含んでいる(微量元素溶液は1リットル当たり、ZnCl240mg;FeCl3・6H2O200mg;CuCl2・2H2O10mg;MnCl2・4H2O10mg;Na247・10H2O10mg;(NH4)6Mo724・4H2O10mgを含んでいる)。pHは6.5に調整し、最終容量は1リットルに調整し、そして培地は0.45ミクロンフィルターで熱濾過した。 The mycelium was grown at 30 ° C. for 48-72 hours and collected in a 50 mL centrifuge tube [Falcon] by centrifugation at 3,000 rpm for 20 minutes. The supernatant was discarded and the mycelium was resuspended in P buffer. P buffer is sucrose 205 g; K 2 SO 4 0.25 g; MgCl 2 .6H 2 O 2.02 g; H 2 O 600 mL; K 2 PO 4 (0.5%) 10 mL; trace element solution 20 mL; CaCl 2 .2H 2 O (3.68%) 100mL; and MES buffer (1.0 M, pH 6.5) containing a 10 mL (trace elements solution per liter, ZnCl 2 40mg; FeCl 3 · 6H 2 O200mg; CuCl 2 · 2H 2 O 10 mg; MnCl 2 .4H 2 O 10 mg; Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O 10 mg; (NH 4 ) 6Mo 7 O 24 · 4H 2 O 10 mg). The pH was adjusted to 6.5, the final volume was adjusted to 1 liter, and the medium was hot filtered through a 0.45 micron filter.

菌糸体を3,000rpmで20分間でペレット化し、上澄みを捨て、菌糸体を2mg/mLのリゾチームを含むPバッファー20mL中に再懸濁させた。この菌糸体を、振とうしながら35℃で15分間インキュベートし、プロトプラスト形成の程度を顕微鏡で測定して調べた。プロトプラスト形成が完了した時、プロトプラストを8,000rpmで10分間の遠心処理に付した。上澄みを除去し、プロトプラストをPバッファー10mL中に再懸濁させた。プロトプラストを、8,000rpmで10分間遠心処理し、上澄みを除去し、プロトプラストをPバッファー2mL中に再懸濁させ、そして約1x109個のプロトプラストを、2.0mL容の極低温用バイアル瓶[ナルジェン(Nalgene)]に分配した。 The mycelium was pelleted at 3,000 rpm for 20 minutes, the supernatant was discarded, and the mycelium was resuspended in 20 mL of P buffer containing 2 mg / mL lysozyme. The mycelium was incubated at 35 ° C. for 15 minutes with shaking, and the degree of protoplast formation was measured by a microscope and examined. When protoplast formation was complete, the protoplasts were subjected to a 10 minute centrifugation at 8,000 rpm. The supernatant was removed and the protoplasts were resuspended in 10 mL P buffer. The protoplasts are centrifuged at 8,000 rpm for 10 minutes, the supernatant is removed, the protoplasts are resuspended in 2 mL of P buffer, and approximately 1 × 10 9 protoplasts are added to a 2.0 mL cryogenic vial [ Distributed to Nalgene.

1x109個のプロトプラストを含むバイアル瓶を8,000rpmで10分間遠心処理し、上澄みを除去し、プロトプラストをPバッファー0.1mL中に再懸濁させた。2〜5μgの形質転換DNAをプロトプラストに添加し、その後直ちにワーキングTバッファー0.5mLを添加した。Tバッファーベースは、PEG−1000[シグマ(Sigma)]25g;ショ糖2.5g;H2O83mLを含んでいる。pHは1N−NaOH(濾過滅菌済み)を用いて8.8に調整し、そしてTバッファーベースを濾過滅菌して4℃で保存した。使用当日に調製したワーキングTバッファーは、Tバッファーベース8.3mL;K2PO4(4mM)1.0mL;CaCl2・2H2O(5M)0.2mL;及びTES(1M、pH8)0.5mLであった。ワーキングTバッファーの各成分は個々に濾過滅菌した。 A vial containing 1 × 10 9 protoplasts was centrifuged at 8,000 rpm for 10 minutes, the supernatant was removed, and the protoplasts were resuspended in 0.1 mL P buffer. 2-5 μg of transforming DNA was added to the protoplasts, followed immediately by 0.5 mL working T buffer. T buffer base, PEG-1000 [Sigma (Sigma)] 25g; contains H 2 O83mL; sucrose 2.5 g. The pH was adjusted to 8.8 using 1N NaOH (filter sterilized) and the T buffer base was filter sterilized and stored at 4 ° C. Working T buffer prepared on the day of use was T buffer base 8.3 mL; K 2 PO 4 (4 mM) 1.0 mL; CaCl 2 · 2H 2 O (5 M) 0.2 mL; and TES (1 M, pH 8) 0. 5 mL. Each component of working T buffer was individually filter sterilized.

プロトプラストにTバッファーを添加して20秒以内に、Pバッファー1.0mLも添加し、そしてプロトプラストを8,000rpmで10分間遠心処理した。上澄みを捨て、プロトプラストをPバッファー0.1mL中に再懸濁させた。次いで、プロトプラストをRM14培地で平板培養(plate)した。このRM14培地は、ショ糖205g;K2SO40.25g;MgCl2・6H2O10.12g;グルコース10g;ディフコ・キャスアミノ・アシッズ(Difco Casamino Acids)0.1g;ディフコ・イースト・エキストラクト5g;ディフコ・オートミール・アガー(Difco Oatmeal Agar)3g;ディフコ・バクト・アガー(Difco Bacto Agar)22g;dH2O800mLを含んでいる。この溶液を121℃で25分間オートクレーブ処理した。オートクレーブ処理後、以下の滅菌ストックを添加した:K2PO4(0.5%)10mL;CaCl2・2H2O(5M)5mL;L−プロリン(20%)15mL;MESバッファー(1.0M,pH6.5)10mL;微量元素溶液(前記に同じ)2mL;シクロヘキシミド・ストック(25mg/mL)40mL;及び1N−NaOH2mL。RM14培地25mLをプレ−ト当たりに分取し、プレートを使用前24時間乾燥させた。 Within 20 seconds of adding T buffer to the protoplasts, 1.0 mL of P buffer was also added, and the protoplasts were centrifuged at 8,000 rpm for 10 minutes. The supernatant was discarded and the protoplasts were resuspended in 0.1 mL P buffer. The protoplasts were then plated on RM14 medium. This RM14 medium consists of sucrose 205 g; K 2 SO 4 0.25 g; MgCl 2 .6H 2 O 10.12 g; glucose 10 g; Difco Casaamino Acids 0.1 g; 5 g; 3 g Difco Oatmeal Agar; 22 g Difco Bacto Agar; 800 mL dH 2 O. This solution was autoclaved at 121 ° C. for 25 minutes. Following autoclaving, the following sterile stocks were added: K 2 PO 4 (0.5%) 10 mL; CaCl 2 · 2H 2 O (5M) 5 mL; L-proline (20%) 15 mL; MES buffer (1.0 M PH 6.5) 10 mL; trace element solution (same as above) 2 mL; cycloheximide stock (25 mg / mL) 40 mL; and 1 N NaOH 2 mL. 25 mL of RM14 medium was aliquoted per plate and the plates were allowed to dry for 24 hours prior to use.

プロトプラストを湿度95%、30℃で20〜24時間インキュベートした。チオストレプトン耐性の形質転換体を選択するため、125μg/mLのチオストレプトンを含むオーバーレイバッファー1mLをRM14再生プレート上に均一になるように広げた。オーバーレイバッファーは、100mL当たり、ショ糖10.3g;微量元素溶液(前記に同じ)0.2mL;及びMES(1M,pH6.5)1mLを含んでいる。このプロトプラストを、チオストレプトン耐性(Thior)コロニーが見えてくるまで、湿度95%、30℃で7〜14日間インキュベートした。 Protoplasts were incubated at 95% humidity and 30 ° C. for 20-24 hours. To select thiostrepton resistant transformants, 1 mL of overlay buffer containing 125 μg / mL thiostrepton was spread evenly on the RM14 regeneration plate. The overlay buffer contains 10.3 g sucrose; 0.2 mL trace element solution (as above); and 1 mL MES (1M, pH 6.5) per 100 mL. The protoplasts were incubated for 7-14 days at 30 ° C. and 95% humidity until thiostrepton resistant (Thio r ) colonies were visible.

7.1.6.ストレプトミセス・リビダンス(Streptomyces lividans)プロトプラストの形質転換
ストレプトミセス・リビダンスTK64[ジョン・インズ・インスティチュート(John Innes Institute)、ノーリッジ(Norwich)、英国(U.K)により供給]を、ある場合に形質転換に用いた。ストレプトミセス・リビダンスの増殖、プロトプラスト形成、及び形質転換のための方法及び構成は、Hopwoodら,1985年,Genetic Manipulation of Streptomyces、A Laboratory Manual,John Innes Foundation、ノーリッジ,英国に記載されており、その本に記載のように実施した。前記セクション7.1.3に記載のように、プラスミドDNAをストレプトミセス・リビダンス形質転換体から分離した。
7.1.6. Transformation of Streptomyces lividans protoplasts Streptomyces lividans TK64 [supplied by John Inns Institute, Norwich, UK (UK)] in some cases Used for transformation. Methods and constructions for the growth, protoplast formation, and transformation of Streptomyces lividans are described in Hopwood et al., 1985, Genetic Manipulation of Streptomyces, A Laboratory Manual, John Innes Foundation, Norwich, UK. Performed as described in the book. Plasmid DNA was isolated from Streptomyces lividans transformants as described in section 7.1.3 above.

7.1.7.ストレプトミセス・アベルミチリス菌株の発酵分析
1/2強度のYPD−6で4〜7日間増殖させたストレプトミセス・アベルミチリスの菌糸体を、プレフォーム培地8mL及び2個の5mmガラスビーズを含む1x6インチの試験管に接種した。プレフォーム培地は、可溶性デンプン[弱く煮た(thin boiled)デンプン又はコソ(KOSO);ジャパン・コーン・スターチ社(Japan Corn Starch Co.),名古屋]20g/L;ファーマメディア15g/L;アルダミン(Ardamine)pH5g/L[シャンプラン・インド.(Champlain Ind.)、クリフトン(Clifton)、ニュージャージー州(NJ)];CaCO32g/L;培地中の最終濃度50ppmの2−(+/−)−メチル酪酸、60ppmのイソ酪酸、及び20ppmのイソ吉草酸を含有する2xbcfa(「bcfa」とは、分枝鎖の脂肪酸をいう)を含んでいる。pHを7.2に調整し、培地を121℃で25分間オートクレーブ処理した。
7.1.7. Fermentation analysis of Streptomyces avermitilis strains Mycelium of Streptomyces avermitilis grown for 4-7 days on 1/2 strength YPD-6, 1 × 6 inch test containing 8 mL preform medium and two 5 mm glass beads The tube was inoculated. The preform medium is soluble starch [thin cooked starch or KOSO; Japan Corn Starch Co., Nagoya] 20 g / L; Pharmamedia 15 g / L; Aldamine ( Ardamine) pH 5 g / L [Champlan India. (Camplain Ind.), Clifton, NJ (NJ)]; CaCO 3 2 g / L; final concentration 50 ppm 2-(+/−)-methylbutyric acid, 60 ppm isobutyric acid, and 20 ppm in the medium 2xbcfa containing “isovaleric acid” (“bcfa” refers to a branched chain fatty acid). The pH was adjusted to 7.2 and the medium was autoclaved at 121 ° C. for 25 minutes.

試験管を17゜の角度にして215rpmにおいて29℃で3日間振とうした。この種培養液の2mLアリコートを、生産培地25mLを含む300mL容のアーレンマイヤー(Erlenmeyer)フラスコに接種した。この生産培地は、デンプン[弱く煮たデンプンまたはコソ]160g/L;ニュトリソイ(Nutrisoy)[アーチャー・ダニエルズ・ミッドランド(Archar Daniels Midland)、デカーチャー(Decatur)、イリノイ州(IL)]10g/L;アルダミンpH10g/L;K2HPO42g/L;MgSO4・4H2O2g/L;FeSO4・7H2O0.02g/L;MnCl20.002g/L;ZnSO4・7H2O0.002g/L;CaCO314g/L;2xbcfa(前記に同じ);及びシクロヘキサンカルボン酸(CHC)(pH7.0の20%溶液として調製済み)800ppmを含んでいる。pHを6.9に調整し、培地を121℃で25分間オートクレーブ処理した。 The test tube was shaken for 3 days at 29 ° C. at 215 rpm with an angle of 17 °. A 2 mL aliquot of this seed culture was inoculated into a 300 mL Erlenmeyer flask containing 25 mL of production medium. This production medium consists of starch [weakly boiled starch or coso] 160 g / L; Nutrisoy [Archer Daniels Midland, Decatur, Illinois (IL)] 10 g / L; Aldamine pH 10 g / L; K 2 HPO 4 2 g / L; MgSO 4 · 4H 2 O 2 g / L; FeSO 4 · 7H 2 O 0.02 g / L; MnCl 2 0.002 g / L; ZnSO 4 · 7H 2 O 0.002 g / L CaCO 3 14 g / L; 2 × bcfa (same as above); and cyclohexanecarboxylic acid (CHC) (prepared as a 20% solution at pH 7.0) 800 ppm. The pH was adjusted to 6.9 and the medium was autoclaved at 121 ° C. for 25 minutes.

接種後、フラスコを200rpmで振とうしながら29℃で12日間インキュベートした。インキュベーション後、サンプル2mLをフラスコから取り出し、メタノール8mLで希釈し、混合し、この混合物を1,250xgで10分間遠心処理して破片をペレット化した。次いで、この上澄みを、ベックマン・ウルトラスフィアODSカラム(25cmx直径4.6mm)を用いて、流速0.75mL/min及び240nm吸収による検出でHPLCによって分析した。移動相は、86/8.9/5.1のメタノール/水/アセトニトリルであった。   After inoculation, the flask was incubated at 29 ° C. for 12 days with shaking at 200 rpm. After incubation, 2 mL of sample was removed from the flask, diluted with 8 mL of methanol, mixed, and the mixture was centrifuged at 1,250 × g for 10 minutes to pellet the debris. The supernatant was then analyzed by HPLC using a Beckman Ultrasphere ODS column (25 cm x 4.6 mm diameter) with a flow rate of 0.75 mL / min and detection by 240 nm absorption. The mobile phase was 86 / 8.9 / 5.1 methanol / water / acetonitrile.

7.1.8.ストレプトミセス・アベルミチリスPKS遺伝子の単離
ストレプトミセス・アベルミチリス(ATCC31272,SC−2)染色体DNAのコスミドライブラリーを調製し、サッカロポリスポラ・エリスレア(Saccharopolyspora erythraea)ポリケチドシンターゼ(PKS)遺伝子のフラグメントから調製したケトシンターゼ(KS)プローブとハイブリッドした。コスミドライブラリーの調製の詳細な記述は、前記のサムブルック(Sambrook)等,1989年に見いだすことができる。ストレプトミセス染色体DNAライブラリーの調製の詳細な記述は、前記のホップウッド等,1985年に示されている。ケトシンターゼ−ハイブリッド形成領域を含むコスミドクローンは、[ドクター・ピー.リードレイ(Dr.P.Leadlay),ケンブリッジ,英国から親切に供給された]pEX26由来の2.7KbのNdeI/Eco47IIIフラグメントへのハイブリダイゼーションによって同定した。約5ngのpEX26は、NdeI及びEco47IIIを用いて消化した。この反応混合物を、0.8%シープラーク(SeaPlaque)GTGアガロースゲル[FMCバイオプロダクツ(BioProducts),ロックランド(Rockland),メイン州(ME)]にかけた。電気泳動の後、ゲルから2.7KbのNdeI/Eco47IIIフラグメントを切り出し、ファースト・プロトコル(Fast Protocol)を用いたエピセンター・テクノロジーズ(Epicentre Technologies)からのGELアーゼ(GELaseTM)を用いてDNAをゲルから回収した。この2.7KbのNdeI/Eco47IIIフラグメントに、BRLニック・トランスレーション・システム(Nick Translation System)[BRLライフ・テクノロジーズ社(BRL Life Technologies,Inc.),ゲテルスバーグ(Gaithersburg),メリーランド州(MD)]を用い製造業者の取扱説明書に従って、[α−32P]dCTP[デオキシシチジン5’−トリホスフェート,テトラ(トリエチルアンモニウム)塩,[α−32P]−][NEN−デュポン(NEN−Dupont),ボストン,マサチューセッツ州]でラベル付与した。典型的な反応は、0.05mL容量で実施した。ストップバッファー5μL添加後、G−25セファデックス・クイック・スピン(Sephadex Quick SpinTM)カラム[ベーリンガー・マンハイム(Boehringer Mannheim)]を用い製造業者の取扱説明書に従って、取り込まれなかったヌクレオチドからラベル付きのDNAを分離した。
7.1.8. Isolation of Streptomyces avermitilis PKS gene A cosmid library of Streptomyces avermitilis (ATCC31272, SC-2) chromosomal DNA was prepared and prepared from a fragment of the Saccharopolyspora erythraea polyketide synthase (PKS) gene Hybridized with a ketosynthase (KS) probe. A detailed description of the preparation of a cosmid library can be found in Sambrook et al., 1989, supra. A detailed description of the preparation of the Streptomyces chromosomal DNA library is given in Hopwood et al., 1985, supra. A cosmid clone containing a ketosynthase-hybridization region is described in [Doctor P. et al. Identified by hybridization to a 2.7 Kb NdeI / Eco47III fragment derived from pEX26, kindly supplied by Dr. P. Leadlay, Cambridge, UK. About 5 ng of pEX26 was digested with NdeI and Eco47III. The reaction mixture was run on a 0.8% SeaPlaque GTG agarose gel (FMC BioProducts, Rockland, ME). After electrophoresis, a 2.7 Kb NdeI / Eco47III fragment was excised from the gel and the gel was gelled using GELase from Epicenter Technologies using Fast Protocol. Recovered from. This 2.7 Kb NdeI / Eco47III fragment was added to the BRL Translation System (BRL Life Technologies, Inc., Gaithersburg, MD). [Α- 32 P] dCTP [deoxycytidine 5′-triphosphate, tetra (triethylammonium) salt, [α- 32 P]-] [NEN-Dupont] according to the manufacturer's instructions , Boston, Massachusetts]. A typical reaction was performed in a 0.05 mL volume. After addition of 5 μL of stop buffer, labeled with unincorporated nucleotides using G-25 Sephadex Quick Spin column [Boehringer Mannheim] according to manufacturer's instructions DNA was isolated.

約1,800個のコスミドクローンを、コロニーハイブリダイゼーションによってスクリーニングした。サッカロポリスポラ・エリスレアKSプローブに強くハイブリダイズする10個のクローンを同定した。コスミドDNAを含有する大腸菌コロニーをLB液体培地で増殖させ、そしてオートゲン540TM自動核酸単離装置で、サイクル3(装置ソフトウェアー)を製造業者の取扱説明書に従って用いて、各培養物からコスミドDNAを単離した。制限エンドヌクレアーゼマッピング及びサザンブロットハイブリダイゼーション分析によって、5個のクローンが部分的に重なり合う染色体領域を含んでいることが示された。5個のコスミド(すなわち、pSE65、pSE66、pSE67、pSE68、pSE69)のストレプトミセス・アベルミチリスのゲノムBamHI制限地図を、部分的に重なり合うコスミド及びハイブリダイゼーションの分析によって作成した(図4)。 About 1,800 cosmid clones were screened by colony hybridization. Ten clones were identified that hybridize strongly to the Saccharopolyspora erythraea KS probe. Escherichia coli colonies containing cosmid DNA are grown in LB liquid medium and cosmid DNA from each culture using Cycle 3 (device software) according to the manufacturer's instructions on an Autogen 540 automatic nucleic acid isolator. Was isolated. Restriction endonuclease mapping and Southern blot hybridization analysis showed that 5 clones contained partially overlapping chromosomal regions. A genomic BamHI restriction map of Streptomyces avermitilis for 5 cosmids (ie, pSE65, pSE66, pSE67, pSE68, pSE69) was generated by analysis of partially overlapping cosmids and hybridization (FIG. 4).

7.1.9.アベルメクチンB2:B1比を調節するDNAの同定及びaveC−ORFの同定
以下の方法を用いて、pSE66コスミドクローンから得られたサブクローン化フラグメントを、AveC突然変異体におけるアベルメクチンのB2:B1比を調節する能力について試験した。pSE66(5μg)をSacI及びBamHIで消化した。反応混合物を0.8%シープラーク(SeaplaqueTM)GTGアガロースゲル(FMCバイオプロダクツ)にかけ、電気泳動の後、ゲルから2.9KbのSacI/BamHIフラグメントを切り出し、ファースト・プロトコルを用いたGELアーゼ(GELaseTM)(エピセンター・テクノロジーズ)を用いてDNAをゲルから回収した。約5μgのシャトルベクターpWHM3[バラ(Vara)等,1989年,ジェイ.バクテリオル.(J.Bacteriol.)171:5872−5881]を、SacI及びBamHIで消化した。約0.5μgの2.9Kbインサート及び0.5μgの消化されたpWHM3を一緒にして混合し、1単位のリガーゼ[ニューイングランド・バイオラブズ社(New England Biolabs,Inc.),ベバリー(Beverly),マサチューセッツ州]と、総容量20μLにして、製造業者の取扱説明書に従い、15℃で一晩インキュベートした。インキュベーション後、5μLの連結混合物は70℃で10分間インキュベートし、室温まで冷却し、製造業者の取扱説明書に従い、コンピテント大腸菌DH5α細胞(BRL)を形質転換するのに用いた。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から分離し、制限分析によって2.9KbのSacI/BamHIインサートの存在を確認した。このプラスミドは、pSE119として表示した。
7.1.9. Identification of DNA that regulates the avermectin B2: B1 ratio and identification of the aveC-ORF Using the following method, subcloned fragments obtained from the pSE66 cosmid clone were used to regulate the B2: B1 ratio of avermectin in the AveC mutant Tested for ability to do. pSE66 (5 μg) was digested with SacI and BamHI. The reaction mixture was run on a 0.8% Seaplak GTG agarose gel (FMC Bioproducts), and after electrophoresis, a 2.9 Kb SacI / BamHI fragment was excised from the gel and GELase (1) using a fast protocol. DNA was recovered from the gel using GELase ) (Epicenter Technologies). About 5 μg of shuttle vector pWHM3 [Vara et al., 1989, Jay. Bacteriol. (J. Bacteriol.) 171: 5872-5881] was digested with SacI and BamHI. Approximately 0.5 μg of the 2.9 Kb insert and 0.5 μg of digested pWHM3 were mixed together and 1 unit of ligase [New England Biolabs, Inc., Beverly, Mass. State] and a total volume of 20 μL and incubated overnight at 15 ° C. according to the manufacturer's instructions. After incubation, 5 μL of the ligation mixture was incubated at 70 ° C. for 10 minutes, cooled to room temperature, and used to transform competent E. coli DH5α cells (BRL) according to the manufacturer's instructions. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and confirmed by restriction analysis for the presence of a 2.9 Kb SacI / BamHI insert. This plasmid was designated as pSE119.

ストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38(ファイザー自社菌株)のプロトプラストを調製し、前記セクション7.1.5に記載のpSE119を用いて形質転換した。菌株1100−SC38は、シクロヘキサンカルボン酸を補充した場合にアベルメクチンシクロヘキシル−B1型に比べ有意に多量のアベルメクチンシクロヘキシル−B2型を生産する(約30:1のB2:B1)突然変異体である。ストレプトミセス・アベルミチリスのプロトプラストを形質転換するために用いたpSE119は、大腸菌株GM2163[ドクター・ビー.ジェイ.バックマン(Dr.B.J.Bachmann),キュレーター(Curator),イー.コリ・ジェネティック・ストック・センター(E.coli Genetic Stock Center),エール大学]、大腸菌株DM1(BRL)、又はストレプトミセス・リビダンス菌株TK64から分離したものである。菌株1100−SC38のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、発酵生産物のHPLC分析によって分析した。pSE119を含有するストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38の形質転換体は、約3.7:1の変化比のアベルメクチンシクロヘキシル−B2:シクロヘキシル−B1を生産した(表2)。   Protoplasts of Streptomyces avermitilis strain 1100-SC38 (Pfizer in-house strain) were prepared and transformed with pSE119 described in Section 7.1.5 above. Strain 1100-SC38 is a mutant that produces a significantly higher amount of avermectin cyclohexyl-B2 form (approximately 30: 1 B2: B1) when supplemented with cyclohexanecarboxylic acid compared to avermectin cyclohexyl-B1 form. PSE119 used to transform the protoplast of Streptomyces avermitilis is Escherichia coli strain GM2163 [Doctor Bee. Jay. Dr. BJ Bachmann, Curator, e. E. coli Genetic Stock Center, Yale University, E. coli strain DM1 (BRL), or Streptomyces lividans strain TK64. A thiostrepton resistant transformant of strain 1100-SC38 was isolated and analyzed by HPLC analysis of the fermentation product. Transformants of Streptomyces avermitilis strain 1100-SC38 containing pSE119 produced avermectin cyclohexyl-B2: cyclohexyl-B1 with a change ratio of approximately 3.7: 1 (Table 2).

pSE119は、AveC突然変異体におけるアベルメクチンB2:B1の比を調節できるということが確かめられた後、インサートDNAの配列を決定した。約10μgのpSE119を、プラスミドDNA単離キット[キアジェン(Qiagen),バレンシア(Valencia),カリフォルニア州(CA)]を製造業者の取扱説明書に従って用いて分離し、ABI373A自動DNAシークェンサー(Automated DNA Sequencer)[パーキン・エルマー(Perkin Elmer),フォスターシティ(Foster City),カリフォルニア州]を用いて配列を決定した。配列データは、ジェネティック・コンピューター・グループ・プログラムス(Genetic Computer Group programs)[GCG,マディソン(Madison),ウィスコンシン州(WI)]を用いてアセンブルし編集した。DNA配列及びaveC−ORFは、図1(配列表の配列番号1)に示す。   After confirming that pSE119 can regulate the ratio of avermectin B2: B1 in the AveC mutant, the insert DNA was sequenced. Approximately 10 μg of pSE119 is isolated using a plasmid DNA isolation kit [Qiagen, Valencia, Calif. (CA)] according to the manufacturer's instructions, and the ABI373A automated DNA sequencer (Automated DNA Sequencer). The sequence was determined using [Perkin Elmer, Foster City, CA]. Sequence data was assembled and edited using Genetic Computer Group programs [GCG, Madison, WI (WI)]. The DNA sequence and aveC-ORF are shown in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing).

pSE118と表示する新規なプラスミドは、以下のように構築した。約5μgのpSE66をSphI及びBamHIを用いて消化した。この反応混合物を0.8%シープラークGTGアガロースゲル(FMCバイオプロダクツ)にかけ、2.8KbのSphI/BamHIフラグメントを電気泳動の後にゲルから切り出し、ファースト・プロトコルを用いたGELアーゼ(GELaseTM)(エピセンター・テクノロジーズ)を用いてDNAをゲルから回収した。約5μgのシャトルベクターpWHM3を、SphI及びBamHIで消化した。約0.5μgの2.8Kbインサート及び0.5μgの消化されたpWHM3を一緒にして混合し、1単位のリガーゼ(ニューイングランド・バイオラブス社)と、総容量20μLにして、製造業者の取扱説明書に従い、15℃で一晩インキュベートした。インキュベーション後、5μLの連結混合物は70℃で10分間インキュベートし、室温まで冷却し、製造業者の取扱説明書に従い、コンピテント大腸菌DH5α細胞を形質転換するのに用いた。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、制限分析によって2.8KbのSphI/BamHIインサートの存在を確認した。このプラスミドは、pSE118として表示した。pSE118及びpSE119中のインサートDNAは、約838個のヌクレオチドによって部分的に重なっている(図4)。 A new plasmid designated pSE118 was constructed as follows. About 5 μg of pSE66 was digested with SphI and BamHI. The reaction mixture was run on a 0.8% sieve plaque GTG agarose gel (FMC Bioproducts), and the 2.8 Kb SphI / BamHI fragment was excised from the gel after electrophoresis and GELase (GELase ) using the fast protocol ( DNA was recovered from the gel using Epicenter Technologies. About 5 μg of shuttle vector pWHM3 was digested with SphI and BamHI. About 0.5 μg of 2.8 Kb insert and 0.5 μg of digested pWHM3 are mixed together to make 1 unit of ligase (New England Biolabs), total volume 20 μL, manufacturer's instructions And incubated overnight at 15 ° C. After incubation, 5 μL of the ligation mixture was incubated at 70 ° C. for 10 minutes, cooled to room temperature, and used to transform competent E. coli DH5α cells according to the manufacturer's instructions. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and confirmed by restriction analysis for the presence of a 2.8 Kb SphI / BamHI insert. This plasmid was designated as pSE118. The insert DNA in pSE118 and pSE119 is partially overlapped by approximately 838 nucleotides (FIG. 4).

ストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38のプロトプラストを前記のpSE118で形質転換した。菌株1100−SC38のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、発酵生産物のHPLC分析によって分析した。pSE118を含有するストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38の形質転換体は、菌株1100−SC38と比較して、アベルメクチンシクロヘキシル−B2:アベルメクチンシクロヘキシル−B1の比における変化がなかった(表2)。   A protoplast of Streptomyces avermitilis strain 1100-SC38 was transformed with the above-mentioned pSE118. A thiostrepton resistant transformant of strain 1100-SC38 was isolated and analyzed by HPLC analysis of the fermentation product. Transformants of Streptomyces avermitilis strain 1100-SC38 containing pSE118 had no change in the ratio of avermectin cyclohexyl-B2: avermectin cyclohexyl-B1 compared to strain 1100-SC38 (Table 2).

7.1.10.ストレプトミセス・アベルミチリス染色体DNA由来のaveC遺伝子のPCR増幅
aveC−ORFを含有する〜1.2Kbのフラグメントを、先に得られたaveCヌクレオチド配列に基づいて設計されたプライマーを用いてPCR増幅することにより、ストレプトミセス・アベルミチリス染色体DNAから分離した。PCRプライマーは、ジェノシス・バイオテクノロジーズ社(Genosys Biotechnologies、Inc.),テキサス(Texas)から供給を受けた。右向き(rightward)のプライマーは、5’−TCACGAAACCGGACACAC−3’(配列表の配列番号6)であり、左向き(leftward)のプライマーは、5’−CATGATCGCTGAACCGAG−3’(配列表の配列番号7)であった。PCR反応は、製造業者により供給されたバッファー中ディープ・ベント(Deep VentTM)ポリメラーゼ(ニューイングランド・バイオラブス社)を用い、300μMのdNTP、10%グリセロール、200ビコモルの各プライマー、0.1μgの鋳型、及び2.5単位の酵素の存在下に、最終容量100μで、パーキン−エルマー・シータス(Perkin−Elmer Cetus)サーマルサイクラーを用いて実施した。最初のサイクルの熱履歴は、95℃で5分間(変性工程)、60℃で2分間(アニーリング工程)、及び72℃で2分間(伸長工程)であった。引き続きの24サイクルは、変性工程を45秒間に短縮し及びアニーリング工程を1分間に短縮した以外は、同様の熱履歴であった。
7.1.10. PCR amplification of the aveC gene from Streptomyces avermitilis chromosomal DNA by PCR amplification of the ~ 1.2 Kb fragment containing the aveC-ORF using primers designed based on the previously obtained aveC nucleotide sequence Isolated from Streptomyces avermitilis chromosomal DNA. PCR primers were supplied by Genosys Biotechnologies, Inc., Texas. The right-facing primer is 5′-TCACGAAACCGGACACAC-3 ′ (SEQ ID NO: 6 in the sequence listing), and the left-facing primer is 5′-CATGATCCGCTGAACCGAG-3 ′ (SEQ ID NO: 7 in the sequence listing). there were. The PCR reaction was performed using Deep Vent polymerase (New England Biolabs) in buffer supplied by the manufacturer, 300 μM dNTP, 10% glycerol, 200 bimol of each primer, 0.1 μg of template. , And 2.5 units of enzyme in a final volume of 100μ using a Perkin-Elmer Cetus thermal cycler. The thermal history of the first cycle was 95 ° C. for 5 minutes (denaturation step), 60 ° C. for 2 minutes (annealing step), and 72 ° C. for 2 minutes (extension step). The subsequent 24 cycles had a similar thermal history except that the denaturation step was shortened to 45 seconds and the annealing step was shortened to 1 minute.

このPCR生成物を1%アガロースゲル中で電気泳動させ、〜1.2Kbの単一のDNAバンドを検出した。このDNAをゲルから精製し、製造業者の取扱説明書に従い、25ngの線状化された(linearized)ブラントのpCR−ブラント(Blunt)ベクター[インビトロジェン(Invitrogen)]と、1:10のベクター対インサートのモル比で連結した。この連結混合物を用いて、製造業者の取扱説明書に従い、ワン・ショット(One ShotTM)コンピテント(Competent)大腸菌細胞(インビトロジェン)を形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、〜1.2Kbのインサートの存在を制限分析によって確認した。このプラスミドをpSE179と表示した。 The PCR product was electrophoresed in a 1% agarose gel and a single DNA band of ˜1.2 Kb was detected. The DNA was purified from the gel and 25 ng of linearized blunt pCR-Blunt vector [Invitrogen] and 1:10 vector to insert according to manufacturer's instructions. Were linked at a molar ratio of This ligation mixture was used to transform One Shot Competent E. coli cells (Invitrogen) according to the manufacturer's instructions. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of the ˜1.2 Kb insert was confirmed by restriction analysis. This plasmid was designated as pSE179.

pSE179由来のインサートDNAをBamHI/XbaIで消化して単離し、電気泳動によって分離し、ゲルから精製し、そして同様にBamHI/XbaIで消化しておいたシャトルベクターpWHM3と、全DNA濃度1μgにおいて、1:5のベクター対インサートのモル比で連結した。この連結混合物を用いて、製造業者の取扱説明書に従い、コンピテント大腸菌DH5α細胞を形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、〜1.2Kbのインサートの存在を制限分析によって確認した。pSE186(図2,ATCC209604)と表示したこのプラスミドを、大腸菌DM1中に形質転換し、そしてプラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離した。   The insert DNA from pSE179 was isolated by digestion with BamHI / XbaI, separated by electrophoresis, purified from gel, and similarly digested with BamHI / XbaI and at a total DNA concentration of 1 μg. Ligated at a 1: 5 vector to insert molar ratio. This ligation mixture was used to transform competent E. coli DH5α cells according to the manufacturer's instructions. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of the ˜1.2 Kb insert was confirmed by restriction analysis. This plasmid, designated pSE186 (FIG. 2, ATCC 209604), was transformed into E. coli DM1 and plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants.

7.2.結果
pSE119由来の2.9KbのSacI/BamHIフラグメントは、ストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38中に形質転換された場合、有意にB2:B1アベルメクチン生産の比を変化させることが確認された。ストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38は、通常、約30:1のB2:B1比を有しているが、2.9KbのSacI/BamHIフラグメントを含むベクターで形質転換された場合、B2:B1アベルメクチンの比が約3.7:1まで減少した。形質転換体培養物の発酵後分析により、形質転換DNAの存在が確認された。
7.2. Results The 2.9 Kb SacI / BamHI fragment from pSE119 was confirmed to significantly change the ratio of B2: B1 avermectin production when transformed into Streptomyces avermitilis strain 1100-SC38. Streptomyces avermitilis strain 1100-SC38 typically has a B2: B1 ratio of about 30: 1, but when transformed with a vector containing a 2.9 Kb SacI / BamHI fragment, B2: B1 avermectin Ratio decreased to about 3.7: 1. Post-fermentation analysis of the transformant culture confirmed the presence of transforming DNA.

2.9KbのpSE119フラグメントの配列を決定し、〜0.9KbのORFを同定した(図1)(配列表の配列番号1)。これは、予め他で突然変異処理を受け、B2生産物のみを生産するPstI/SphIフラグメントを包含している[イケダ(Ikeda)等,1995年,前記]。このORF又はその対応する推定ポリペプチドの、既知のデータベース(GenEMBL,SWISS−PROT)に照らした比較では、既知のDNA又はタンパク質配列との強い相同性はいずれも示されなかった。   The sequence of the 2.9 Kb pSE119 fragment was determined and the .about.0.9 Kb ORF was identified (FIG. 1) (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing). This includes a PstI / SphI fragment that has been previously mutated elsewhere to produce only the B2 product [Ikeda et al., 1995, supra]. Comparison of this ORF or its corresponding putative polypeptide against a known database (GenEMBL, SWISS-PROT) did not show any strong homology with known DNA or protein sequences.

表2は、種々のプラスミドにより形質転換されたストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38の発酵分析を示す。   Table 2 shows the fermentation analysis of Streptomyces avermitilis strain 1100-SC38 transformed with various plasmids.

Figure 0004011036
Figure 0004011036

8.実施例:ストレプトミセス・アベルミチリスAveC突然変異体の構築
本実施例では、前記の組成及び方法を用いた数種の異なるストレプトミセス・アベルミチリスAveC突然変異体の構築を述べる。ストレプトミセスの遺伝子に突然変異を導入するための技法の一般的な記載は、キーサー(Kieser)及びホップウッド,1991年,Meth.Enzym.,204:430−458にある。一層詳細な記載は、アンザイ(Anzai)ら,1988年,J.Antibiot.,XLI(2):226−233及びストゥツマン−エングウォール(Stutzman−Engwall)ら,1992年,J.Bacteriol.,174(1):144−154により提供される。これらの参考文献は、その全体を参考のため本明細書に引用する。
8). Example: Construction of Streptomyces avermitilis AveC mutants This example describes the construction of several different Streptomyces avermitilis AveC mutants using the compositions and methods described above. A general description of techniques for introducing mutations into Streptomyces genes is given by Kieser and Hopwood, 1991, Meth. Enzym. 204: 430-458. A more detailed description can be found in Anzai et al. Antibiot. , XLI (2): 226-233 and Stutzman-Engwall et al., 1992, J. MoI. Bacteriol. 174 (1): 144-154. These references are hereby incorporated by reference in their entirety.

8.1.ストレプトミセス・アベルミチリスaveC遺伝子の不活性化
不活性化されたaveC遺伝子を含有するAveC突然変異体を、以下に記載のように、いくつかの方法を用いて構築した。
8.1. Inactivation of Streptomyces avermitilis aveC gene AveC mutants containing inactivated aveC gene were constructed using several methods, as described below.

最初の方法では、pSE119(前記セクション7.1.9に記載のプラスミド)中のaveC遺伝子に内在する640bpのSphI/PstIフラグメントをサッカロポリスポラ・エリスレア由来の(エリスロマイシン耐性に対する)ermE遺伝子と置き換えた。ermE遺伝子は、BglII及びEcoRIによる制限酵素消化、それに続く電気泳動によってpIJ4026[ジョン・インズ・インスティチュート,ノーリッジ,英国により供給された;ビブ(Bibb)等,1985年,Gene,41:357−368も参照]から単離し、そしてゲルから精製した。〜1.7Kbのフラグメントを、BamHI及びEcoRIで消化しておいたpGEM7Zf[プロメガ(Promega)]中に連結し、この連結混合物を、製造業者の取扱説明書に従い、コンピテント大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、〜1.7Kbのインサートの存在を制限分析によって確認した。このプラスミドをpSE27と表示した。   In the first method, the 640 bp SphI / PstI fragment endogenous to the aveC gene in pSE119 (the plasmid described in Section 7.1.9 above) was replaced with the ermE gene (for erythromycin resistance) from Saccharopolyspora erythraea. It was. The ermE gene was supplied by pIJ4026 [John Inns Institute, Norwich, UK by restriction enzyme digestion with BglII and EcoRI followed by electrophoresis; Bibb et al., 1985, Gene, 41: 357-. See also 368] and purified from the gel. The ˜1.7 Kb fragment was ligated into pGEM7Zf [Promega] digested with BamHI and EcoRI and the ligation mixture was transformed into competent E. coli DH5α cells according to the manufacturer's instructions. Converted. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of a ~ 1.7 Kb insert was confirmed by restriction analysis. This plasmid was designated as pSE27.

pSE118(前記セクション7.1.9に記載)をSphI及びBamHIで消化し、その消化産物を電気泳動して、〜2.8KbのSphI/BamHIインサートをゲルから精製した。pSE119をPstI及びEcoRIで消化し、その消化産物を電気泳動して、〜1.5KbのPstI/EcoRIインサートをゲルから精製した。シャトルベクターpWHM3をBamHI及びEcoRIで消化した。pSE27をPstI及びSphIで消化し、その消化物を電気泳動して、〜1.7KbのPstI/SphIインサートをゲルから精製した。4つのフラグメント(すなわち、〜2.8Kb、〜1.5Kb、〜7.2Kb、〜1.7Kb)すべてを、4通りの連結法により、一緒に連結した。この連結混合物を、製造業者の取扱説明書に従い、コンピテント大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在を制限分析によって確認した。このプラスミドをpSE180(図3;ATCC209605)と表示した。   pSE118 (described in Section 7.1.9 above) was digested with SphI and BamHI, the digestion product was electrophoresed, and the ˜2.8 Kb SphI / BamHI insert was purified from the gel. pSE119 was digested with PstI and EcoRI, the digestion product was electrophoresed, and the ˜1.5 Kb PstI / EcoRI insert was purified from the gel. The shuttle vector pWHM3 was digested with BamHI and EcoRI. pSE27 was digested with PstI and SphI, the digest was electrophoresed, and the ˜1.7 Kb PstI / SphI insert was purified from the gel. All four fragments (ie ˜2.8 Kb, ˜1.5 Kb, ˜7.2 Kb, ˜1.7 Kb) were ligated together by four ligation methods. This ligation mixture was transformed into competent E. coli DH5α cells according to the manufacturer's instructions. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. This plasmid was designated as pSE180 (FIG. 3; ATCC 209605).

pSE180をストレプトミセス・リビダンス菌株TK64中に形質転換し、形質転換したコロニーをチオストレプトン及びエリスロマイシンに対する耐性により同定した。pSE180をストレプトミセス・リビダンスから単離し、ストレプトミセス・アベルミチリスのプロトプラストを形質転換するのに用いた。4つのチオストレプトン耐性のストレプトミセス・アベルミチリス形質転換体を同定し、それらのプロトプラストを調製し、RM14培地上で非選択的条件下に平板培養した。プロトプラストが再生した後、不活性化されたaveC遺伝子の染色体組込み及び自由レプリコンの欠損を示す、エリスロマイシン耐性の存在及びチオストレプトン耐性の不在について、単一のコロニーをスクリーニングした。1つのErmrThios形質転換体を同定し、菌株SE180−11と表示した。染色体DNAの全体を、菌株SE180−11から単離し、制限酵素BamHI、HindIII、PstI、又はSphIを用いて消化し、0.8%アガロースゲルで電気泳動することによって分離し、ナイロン製の膜に移し、ermEプローブにハイブリダイズさせた。これらの分析により、ermE耐性遺伝子の染色体組込み、及び640bpのPstI/SphIフラグメントの付随的欠失が二重の交差事象により引き起こされたことが示された。菌株SE180−11の発酵生産物のHPLC分析は、通常の(normal)アベルメクチンがもはや生産されないということを示した(図5A)。 pSE180 was transformed into Streptomyces lividans strain TK64 and transformed colonies were identified by resistance to thiostrepton and erythromycin. pSE180 was isolated from Streptomyces lividans and used to transform Streptomyces avermitilis protoplasts. Four thiostrepton resistant Streptomyces avermitilis transformants were identified and their protoplasts were prepared and plated under non-selective conditions on RM14 medium. After the protoplasts were regenerated, single colonies were screened for the presence of erythromycin resistance and the absence of thiostrepton resistance, indicating chromosomal integration of the inactivated aveC gene and loss of free replicon. One Erm r Thio s transformant was identified and designated strain SE180-11. The entire chromosomal DNA is isolated from strain SE180-11, digested with restriction enzymes BamHI, HindIII, PstI, or SphI and separated by electrophoresis on a 0.8% agarose gel, resulting in a nylon membrane. Transfer and hybridize to ermE probe. These analyzes indicated that chromosomal integration of the ermE resistance gene and concomitant deletion of the 640 bp PstI / SphI fragment was caused by double crossover events. HPLC analysis of the fermentation product of strain SE180-11 showed that normal avermectin was no longer produced (FIG. 5A).

aveC遺伝子を不活性化する第二の方法では、ストレプトミセス・アベルミチリス菌株SE180−11の染色体から、aveC遺伝子中に640bpのPstI/SphI欠失を残して、1.7KbのermE遺伝子を取り出した。遺伝子置き換えプラスミドを以下のように構築した。すなわち、pSE180をXbaIで部分的に消化し、〜11.4Kbのフラグメントをゲルから精製した。この〜11.4Kbのバンドは、1.7KbのermE耐性遺伝子を欠いている。次いで、このDNAを連結し、大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在を制限分析によって確認した。このpSE184と表示したプラスミドを大腸菌DM1中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離した。このプラスミドを用いて、ストレプトミセス・アベルミチリス菌株SE180−11のプロトプラストを形質転換した。プロトプラストは、菌株SE180−11のチオストレプトン耐性の形質転換体から調製し、RM14培地上で単一のコロニーとして平板培養した。プロトプラストを再生した後、不活性化されたaveC遺伝子の染色体組込み及びermE遺伝子を含有する自由レプリコンの欠損を示す、エリスロマイシン耐性及びチオストレプトン耐性の両方の不在について、単一のコロニーをスクリーニングした。1つのErmsThios形質転換体を同定し、SE184−1−13と表示した。SE184−1−13の発酵分析によって、通常のアベルメクチンが生産されないこと及びSE184−1−13がSE180−11と同じ発酵の特徴を有していることが示された。 In the second method of inactivating the aveC gene, a 1.7 Kb ermE gene was removed from the chromosome of Streptomyces avermitilis strain SE180-11 leaving a 640 bp PstI / SphI deletion in the aveC gene. A gene replacement plasmid was constructed as follows. That is, pSE180 was partially digested with XbaI and the ˜11.4 Kb fragment was purified from the gel. This ˜11.4 Kb band lacks the 1.7 Kb ermE resistance gene. This DNA was then ligated and transformed into E. coli DH5α cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. The plasmid designated pSE184 was transformed into E. coli DM1, and the plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants. This plasmid was used to transform Streptomyces avermitilis strain SE180-11 protoplasts. Protoplasts were prepared from thiostrepton resistant transformants of strain SE180-11 and plated as single colonies on RM14 medium. After regenerating the protoplasts, single colonies were screened for the absence of both erythromycin resistance and thiostrepton resistance, indicating chromosomal integration of the inactivated aveC gene and a free replicon containing the ermE gene. One Erm s Thio s transformant was identified and designated SE184-1-13. Fermentation analysis of SE184-1-13 indicated that normal avermectin was not produced and that SE1844-1-13 had the same fermentation characteristics as SE180-11.

aveC遺伝子を不活性化する第三の方法では、PCRを用いてnt位471のCの後ろに2個のGを付加してBspE1部位を作ることにより、染色体aveC遺伝子中にフレームシフトを導入した。作られたBspE1部位の存在は、遺伝子置き換え事象を検出するのに有効であった。PCRプライマーは、フレームシフト突然変異をaveC遺伝子中に導入するように設計し、これは、ジェノシス・バイオテクノロジーズ社により供給された。右向きのプライマーは、5’−GGTTCCGGATGCCGTTCTCG−3’(配列表の配列番号8)であり、左向きのプライマーは、5’−AACTCCGGTCGACTCCCCTTC−3’(配列表の配列番号9)であった。PCR条件は、前記セクション7.1.10に記載の通りであった。その666bpPCR産物をSphIで消化し、それぞれ278bp及び388bpの2つのフラグメントを得た。388bpのフラグメントをゲルから精製した。   In the third method of inactivating the aveC gene, a frame shift was introduced into the chromosomal aveC gene by using PCR to add two Gs after C at nt position 471 to create a BspE1 site. . The presence of the created BspE1 site was effective in detecting gene replacement events. PCR primers were designed to introduce frameshift mutations into the aveC gene, which was supplied by Genosys Biotechnologies. The right-facing primer was 5'-GGTTCCGGATGCCGTTCCT-3 '(SEQ ID NO: 8 in the sequence listing), and the left facing primer was 5'-AACTCCGGTCCGACTCCCCCTTC-3' (SEQ ID NO: 9 in the sequence listing). PCR conditions were as described in Section 7.1.10. The 666 bp PCR product was digested with SphI, resulting in two fragments of 278 bp and 388 bp, respectively. A 388 bp fragment was purified from the gel.

遺伝子置き換えプラスミドを以下のように構築した。すなわち、シャトルベクターpWHM3をEcoRI及びBamHIで消化した。pSE119をBamHI及びSphIを用いて消化し、その消化産物を電気泳動し、〜840bpのフラグメントをゲルから精製した。pSE119をEcoRI及びXmnIで消化し、その消化産物を電気泳動によって分離し、〜1.7Kbのフラグメントをゲルから精製した。4つのフラグメント(すなわち、〜7.2Kb、〜840bp、〜1.7Kb、及び388bp)すべてを、4通りの連結法で一緒に連結した。この連結混合物を、コンピテント大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在を制限分析及びDNA配列分析によって確認した。このpSE185と表示したプラスミドを大腸菌DM1中に形質転換し、アンピシリン耐性の形質転換体からプラスミドDNAを単離した。このプラスミドを用いてストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38のプロトプラストを形質転換した。菌株1100−SC38のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、発酵生産物のHPLC分析によって分析した。pSE185は、ストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38中に形質転換された場合、B2:B1アベルメクチンの比を有意に変えなかった(表2)。   A gene replacement plasmid was constructed as follows. That is, the shuttle vector pWHM3 was digested with EcoRI and BamHI. pSE119 was digested with BamHI and SphI, the digestion product was electrophoresed, and the ˜840 bp fragment was purified from the gel. pSE119 was digested with EcoRI and XmnI, the digestion products were separated by electrophoresis, and the ˜1.7 Kb fragment was purified from the gel. All four fragments (ie ˜7.2 Kb, ˜840 bp, ˜1.7 Kb, and 388 bp) were ligated together in four ways. This ligation mixture was transformed into competent E. coli DH5α cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis and DNA sequence analysis. The plasmid designated pSE185 was transformed into E. coli DM1, and plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants. This plasmid was used to transform Streptomyces avermitilis strain 1100-SC38 protoplasts. A thiostrepton resistant transformant of strain 1100-SC38 was isolated and analyzed by HPLC analysis of the fermentation product. pSE185 did not significantly change the B2: B1 avermectin ratio when transformed into Streptomyces avermitilis strain 1100-SC38 (Table 2).

pSE185を用いてストレプトミセス・アベルミチリスのプロトプラストを形質転換し、染色体aveC遺伝子にフレームシフト突然変異を引き起こした。チオストレプトン耐性の形質転換体からプロトスラストを調製し、RM14上で単一のコロニーとして平板培養した。プロトプラストを再生した後、チオストレプトン耐性の不在について、単一のコロニーをスクリーニングした。チオストレプトン感受性コロニーから染色体DNAを単離し、染色体中に組込まれたフレームシフト突然変異の存在についてPCRによりスクリーニングした。このPCRプライマーは、aveCヌクレオチド配列に基づいて設計し、ジェノシス・バイオテクノロジーズ社(テキサス)により供給された。右向きのPCRプライマーは、5’−GCAAGGATACGGGGACTAC−3’(配列表の配列番号10)であり、左向きのプライマーは、5’−GAACCGACCGCCTGATAC−3’(配列表の配列番号11)であり、PCR条件は前記セクション7.1.10に記載の通りであった。得られたPCR産物は543bpであり、BspE1で消化した場合、不活性化されたaveC遺伝子の染色体組込み及び自由レプリコンの欠損を示す、368bp、96bp、及び79bpの3つのフラグメントが観察された。   pSE185 was used to transform Streptomyces avermitilis protoplasts, causing a frameshift mutation in the chromosomal aveC gene. Protothrust was prepared from thiostrepton resistant transformants and plated as a single colony on RM14. After regenerating protoplasts, single colonies were screened for the absence of thiostrepton resistance. Chromosomal DNA was isolated from thiostrepton sensitive colonies and screened by PCR for the presence of frameshift mutations integrated into the chromosome. This PCR primer was designed based on the aveC nucleotide sequence and was supplied by Genosys Biotechnology (Texas). The right-pointing PCR primer is 5'-GCAAGGATACGGGGAACTAC-3 '(SEQ ID NO: 10 in the sequence listing), the left-pointing primer is 5'-GAACCGACCGCCTGATAC-3' (SEQ ID NO: 11 in the sequence listing), and the PCR conditions are As described in Section 7.1.10. The resulting PCR product was 543 bp, and when digested with BspE1, three fragments of 368 bp, 96 bp, and 79 bp were observed, indicating chromosomal integration of the inactivated aveC gene and deletion of the free replicon.

aveC遺伝子中にフレームシフト突然変異を含有するストレプトミセス・アベルミチリス突然変異体の発酵分析は、通常のアベルメクチンがもはや生産されないこと、及びこれらの突然変異体が菌株SE180−11及びSE184−1−13と同じ発酵HPLCの特徴を有していることを示した。1つのThios突然変異体を同定し、菌株SE185−5aと表示した。 Fermentation analysis of Streptomyces avermitilis mutants containing a frameshift mutation in the aveC gene indicates that normal avermectin is no longer produced and that these mutants are identified as strains SE180-11 and SE1844-1-13. It was shown to have the same fermentation HPLC characteristics. One Thio s mutant was identified and designated strain SE185-5a.

更に、nt位520をGからAに変え、この結果、位116でトリプトファン(W)をコードするコドンを終止コドンに変える、aveC遺伝子における突然変異を行った。この突然変異を持ったストレプトミセス・アベルミチリス菌株は、通常のアベルメクチンを生産せず、そして菌株SE180−11、SE184−1−13、及びSE185−5aと同じ発酵の特徴を有していた。   In addition, a mutation in the aveC gene was made that changed nt position 520 from G to A, resulting in a change in the codon encoding tryptophan (W) at position 116 to a stop codon. The Streptomyces avermitilis strain with this mutation did not produce normal avermectin and had the same fermentation characteristics as strains SE180-11, SE184-1-13, and SE185-5a.

さらに、(i)位256でアミノ酸をグリシン(G)からアスパラギン酸(D)に変える、nt位970でのGからAへの変更、及び(ii)位275でアミノ酸をチロシン(Y)からヒスチジン(H)に変える、nt位996でのTからCへの変更の両方を行うaveC遺伝子における突然変異を行った。これらの突然変異(G256D/Y275H)を持ったストレプトミセス・アベルミチリス菌株は、通常のアベルメクチンを生産せず、そして菌株SE180−11、SE184−1−13、及びSE185−5aと同じ発酵の特徴を有していた。   Further, (i) changing the amino acid from glycine (G) to aspartic acid (D) at position 256, changing from G to A at nt position 970, and (ii) changing the amino acid from tyrosine (Y) to histidine at position 275 A mutation in the aveC gene was made that both changed to (H), changing both T to C at nt position 996. The Streptomyces avermitilis strain with these mutations (G256D / Y275H) does not produce normal avermectin and has the same fermentation characteristics as strains SE180-11, SE1844-1-13, and SE185-5a. Was.

ストレプトミセス・アベルミチリスのaveC不活性化突然変異体菌株SE180−11、SE184−1−13、SE185−5a、及び本明細書で記載した他の菌株は、aveC遺伝子中の他の突然変異の影響を評価するためのスクリーニングツールを提供する。aveC遺伝子の野生型のコピーを含んでいるpSE186を、大腸菌DM1中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離した。このpSE186DNAを用いてストレプトミセス・アベルミチリス菌株SE180−11のプロトプラストを形質転換した。菌株SE180−11のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、エリスロマイシン耐性の存在を確認し、ThiorErmr形質転換体を発酵生産物のHPLC分析によって分析した。機能的なaveC遺伝子[イン・トランス(in trans)]の存在により、菌株SE180−11は通常のアベルメクチン生産を回復することができた(図5B)。 Streptomyces avermitilis aveC-inactivating mutant strains SE180-11, SE184-1-13, SE185-5a, and other strains described herein may affect the effects of other mutations in the aveC gene. Provide screening tools for evaluation. pSE186 containing a wild type copy of the aveC gene was transformed into E. coli DM1, and plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants. The pSE186 DNA was used to transform Streptomyces avermitilis strain SE180-11 protoplasts. Transformants thiostrepton resistant strains SE180-11 were isolated, the presence of erythromycin resistance was determined, and analyzed by HPLC analysis of fermentation products to Thio r Erm r transformants. The presence of a functional aveC gene [in trans] allowed strain SE180-11 to restore normal avermectin production (FIG. 5B).

8.2.クラスB2:B1の比を変えるaveC遺伝子における突然変異の分析
前記のように、不活性なaveC遺伝子を含有するストレプトミセス・アベルミチリス菌株SE180−11は、機能的なaveC遺伝子(pSE186)を含有するプラスミドを用いて形質転換することにより補完した。菌株SE180−11も、下記のように、aveC遺伝子における他の突然変異を特徴付けるために宿主菌株として用いた。
8.2. Analysis of mutations in the aveC gene that alter the ratio of class B2: B1 As described above, the Streptomyces avermitilis strain SE180-11 containing an inactive aveC gene is a plasmid containing a functional aveC gene (pSE186) Was complemented by transformation with. Strain SE180-11 was also used as a host strain to characterize other mutations in the aveC gene as described below.

染色体DNAを菌株1100−SC38から単離し、aveC遺伝子のPCR増幅のための鋳型として用いた。1.2KbのORFを、aveCヌクレオチド配列を基礎として設計したプライマーを用いたPCR増幅によって単離した。右向きのプライマーは、配列表の配列番号6であり、左向きのプライマーは、配列表の配列番号7であった(前記セクション7.1.10参照)。PCR及びサブクローニング条件は、セクション7.1.10に記載の通りであった。1.2KbのORFのDNA配列分析は、nt位337をCからTに変えるaveC遺伝子における突然変異であって、位55のアミノ酸をセリン(S)からフェニルアラニン(F)に変える突然変異を示している。S55F突然変異を含有するaveC遺伝子をpWHM3中にサブクローニングしてpSE187と表示したプラスミドを形成し、これを用いてストレプトミセス・アベルミチリス菌株SE180−11のプロトプラストを形質転換した。菌株SE180−11のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、エリスロマイシン耐性の存在を確認し、ThiorErmr形質転換体を発酵生産物のHPLC分析によって分析した。アミノ酸残基55(S55F)における変化をコードするaveC遺伝子の存在により、菌株SE180−11は通常のアベルメクチン生産を回復することができた(図5C)。しかしながら、そのシクロヘキシルB2:シクロヘキシルB1の比は、約1.6:1のB2:B1の比を有する、pSE186を用いて形質転換した菌株SE180−11と比較して、約26:1であり(表3)、このことは、単一の突然変異(S55F)がシクロヘキシル−B1に対して生産されるシクロヘキシル−B2の量を調節していることを示している。 Chromosomal DNA was isolated from strain 1100-SC38 and used as a template for PCR amplification of the aveC gene. The 1.2 Kb ORF was isolated by PCR amplification using primers designed on the basis of the aveC nucleotide sequence. The right-facing primer was SEQ ID NO: 6 in the Sequence Listing, and the left-facing primer was SEQ ID NO: 7 in the Sequence Listing (see Section 7.1.10 above). PCR and subcloning conditions were as described in Section 7.1.10. DNA sequence analysis of the 1.2 Kb ORF shows a mutation in the aveC gene that changes nt position 337 from C to T, changing the amino acid at position 55 from serine (S) to phenylalanine (F). Yes. The aveC gene containing the S55F mutation was subcloned into pWHM3 to form a plasmid designated pSE187, which was used to transform the protoplast of Streptomyces avermitilis strain SE180-11. Transformants thiostrepton resistant strains SE180-11 were isolated, the presence of erythromycin resistance was determined, and analyzed by HPLC analysis of fermentation products to Thio r Erm r transformants. The presence of the aveC gene encoding a change at amino acid residue 55 (S55F) allowed strain SE180-11 to restore normal avermectin production (FIG. 5C). However, the ratio of cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 is about 26: 1 compared to strain SE180-11 transformed with pSE186 having a B2: B1 ratio of about 1.6: 1 ( Table 3), indicating that a single mutation (S55F) regulates the amount of cyclohexyl-B2 produced relative to cyclohexyl-B1.

nt位862をGからAに変える、aveC遺伝子における別の突然変異であって、位230のアミノ酸をグリシン(G)からアスパラギン酸(D)に変える突然変異を同定した。この突然変異(G230D)を有するストレプトミセス・アベルミチリス菌株は、約30:1のB2:B1比でアベルメクチンを生産する。   Another mutation in the aveC gene that changes nt position 862 from G to A was identified, which changes the amino acid at position 230 from glycine (G) to aspartic acid (D). A Streptomyces avermitilis strain carrying this mutation (G230D) produces avermectins with a B2: B1 ratio of about 30: 1.

8.3.B2:B1比を低下させる突然変異
シクロヘキシル−B1に対して生産されるシクロヘキシル−B2の量を低下させる数種の突然変異を、以下のように構築した。
8.3. Mutations that reduce the B2: B1 ratio Several mutations that reduce the amount of cyclohexyl-B2 produced relative to cyclohexyl-B1 were constructed as follows.

nt位588をGからAに変える、aveC遺伝子における突然変異であって、位139のアミノ酸をアラニン(A)からスレオニン(T)に変える突然変異を同定した。このA139T突然変異を含有するaveC遺伝子をpWHM3中にサブクローニングしてpSE188と表示したプラスミドを形成し、これを用いてストレプトミセス・アベルミチリス菌株SE180−11のプロトプラストを形質転換した。菌株SE180−11のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、エリスロマイシン耐性の存在を確認し、ThiorErmr形質転換体を発酵生産物のHPLC分析によって分析した。アミノ酸残基139(A139T)における変化をコードする、突然変異aveC遺伝子の存在により、菌株SE180−11はアベルメクチン生産を回復することができた(図5D)。しかしながら、そのB2:B1の比は、約0.94:1であり、このことは、この突然変異がシクロヘキシル−B1に対して生産されるシクロヘキシル−B2の量を低下させることを示している。この結果は予期できないものであった。なぜならば、刊行物に記載されている結果、並びに前記の突然変異の結果は、aveC遺伝子の不活性化またはアベルメクチンのB1型に対するB2型の生産の増加を示していたに過ぎないからである。 A mutation in the aveC gene that changes nt position 588 from G to A was identified, which changes the amino acid at position 139 from alanine (A) to threonine (T). The aveC gene containing this A139T mutation was subcloned into pWHM3 to form a plasmid designated pSE188, which was used to transform the protoplast of Streptomyces avermitilis strain SE180-11. Transformants thiostrepton resistant strains SE180-11 were isolated, the presence of erythromycin resistance was determined, and analyzed by HPLC analysis of fermentation products to Thio r Erm r transformants. Strain SE180-11 was able to restore avermectin production due to the presence of a mutant aveC gene encoding a change at amino acid residue 139 (A139T) (FIG. 5D). However, the B2: B1 ratio is about 0.94: 1, indicating that this mutation reduces the amount of cyclohexyl-B2 produced relative to cyclohexyl-B1. This result was unexpected. This is because the results described in the publication, as well as the results of the mutations described above, only showed inactivation of the aveC gene or increased production of B2 type relative to B1 type of avermectin.

A139T突然変異は、B2:B1の比をより有利なB1方向に変えたので、アミノ酸位138でセリンの代わりにスレオニンをコードする突然変異が構築された。このように、pSE186をEcoRIで消化し、EcoRIで消化されているpGEM3Zf(プロメガ)中にクローニングした。このpSE186aと表示したプラスミドをApaI及びKpnIで消化し、そのDNAフラグメントをアガロースゲルで分離し、そして〜3.8Kb及び〜0.4Kbの2つのフラグメントをゲルから精製した。pSE186由来の〜1.2KbのインサートDNAをPCR鋳型として用いて、nt位585に単一の塩基変化を導入した。このPCRプライマーは、nt位585に突然変異を導入するように設計し、ジェノシス・バイオテクノロジーズ社(テキサス)により供給を受けた。右向きのPCRプライマーは、5’−GGGGGCGGGCCCGGGTGCGGAGGCGGAAATGCCCCTGGCGACG−3’(配列表の配列番号12)であり、左向きのPCRプライマーは、5’−GGAACCGACCGCCTGATACA−3’(配列表の配列番号13)であった。PCR反応は、アドバンテージGCゲノムPCRキット(Advantage GC genomic PCR kit)[クローンテック・ラボラトリーズ(Clonetech Laboratories),パロ・アルト(Palo Alto ),カリフォルニア州]を用いて、製造業者によって供給されたバッファー中、200μMのdNTPs、200ピコモルの各プライマー、50ngの鋳型DNA、1.0MのGC−メルト(GC−Melt)及び1ユニットのクレンタック・ポリメラーゼ・ミックス(KlenTaq Polymerase Mix)の存在下に最終容量50μLで実施した。最初のサイクルの熱履歴は、94℃で1分間であり、それに続いて94℃で30秒間及び68℃で2分間の25サイクル、そして68℃で3分間の1サイクルであった。295bpのPCR産物をApaI及びKpnIを用いて消化して254bpフラグメントを放出させ、これを電気泳動により分離しそしてゲルから精製した。3個のフラグメント(〜3.8Kb、〜0.4Kb及び254bp)すべてを3通りの連結法で一緒に連結した。この連結混合物を、コンピテント大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在を制限分析によって確認した。このプラスミドをpSE198と表示した。   Since the A139T mutation changed the B2: B1 ratio in the more favorable B1 direction, a mutation was constructed that encoded threonine instead of serine at amino acid position 138. Thus, pSE186 was digested with EcoRI and cloned into pGEM3Zf (Promega) that had been digested with EcoRI. The plasmid designated pSE186a was digested with ApaI and KpnI, the DNA fragments were separated on an agarose gel, and two fragments of ˜3.8 Kb and ˜0.4 Kb were purified from the gel. A single base change was introduced at nt position 585 using the ~ 1.2 Kb insert DNA from pSE186 as a PCR template. This PCR primer was designed to introduce a mutation at nt position 585 and was supplied by Genosis Biotechnologies (Texas). The right-pointing PCR primer was 5'-GGGGGGGGGCCCGGGGTGCGGAGGCGGAAATGCCCCCTGCGCAGCG-3 '(SEQ ID NO: 12 in the sequence listing), and the PCR primer facing left was 5'-GGAACCGACCGCCTGATACA-3' (SEQ ID NO: 13 in the sequence listing). The PCR reaction was performed using the Advantage GC genomic PCR kit (Clonetech Laboratories, Palo Alto, Calif.) In the buffer supplied by the manufacturer, Performed in a final volume of 50 μL in the presence of 200 μM dNTPs, 200 pmoles of each primer, 50 ng template DNA, 1.0 M GC-melt (GC-Melt) and 1 unit of Clentack Polymerase Mix (KlenTaq Polymerase Mix) did. The thermal history of the first cycle was 94 ° C. for 1 minute, followed by 25 cycles of 94 ° C. for 30 seconds and 68 ° C. for 2 minutes, and 1 cycle of 68 ° C. for 3 minutes. The 295 bp PCR product was digested with ApaI and KpnI to release a 254 bp fragment, which was separated by electrophoresis and purified from the gel. All three fragments (-3.8 Kb, -0.4 Kb and 254 bp) were ligated together in three ways. This ligation mixture was transformed into competent E. coli DH5α cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. This plasmid was designated as pSE198.

pSE198をEcoRIで消化し、EcoRIで消化されているpWHM3中にクローニングし、そして大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在を制限分析及びDNA配列分析によって確認した。このプラスミドDNAを大腸菌DM1中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、そして正しいインサートの存在を制限分析によって確認した。このpSE199と表示したプラスミドを用いて、ストレプトミセス・アベルミチリス菌株SE180−11のプロトプラストを形質転換した。菌株SE180−11のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、エリスロマイシン耐性の存在を確認し、そしてThiorErmr形質転換体を発酵生産物のHPLC分析によって分析した。アミノ酸残基138(S138T)における変化をコードする、突然変異aveC遺伝子の存在により、菌株SE180−11は通常のアベルメクチン生産を回復することができた。しかしながら、そのB2:B1の比は、約0.88:1であり、このことは、この突然変異がシクロヘキシル−B1に対して生産されるシクロヘキシル−B2の量を低下させることを示している(表3)。このB2:B1の比は、前記の、pSE188を用いた菌株SE180−11の形質転換により形成されたA139T突然変異について観察された0.94:1の比より低くさえある。 pSE198 was digested with EcoRI, cloned into pWHM3 that had been digested with EcoRI, and transformed into E. coli DH5α cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis and DNA sequence analysis. This plasmid DNA was transformed into E. coli DM1, plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. A plasmid designated pSE199 was used to transform a protoplast of Streptomyces avermitilis strain SE180-11. Transformants thiostrepton resistant strains SE180-11 were isolated, the presence of erythromycin resistance was determined, and the Thio r Erm r transformants were analyzed by HPLC analysis of fermentation products. Strain SE180-11 was able to restore normal avermectin production due to the presence of a mutated aveC gene encoding a change at amino acid residue 138 (S138T). However, the B2: B1 ratio is about 0.88: 1, indicating that this mutation reduces the amount of cyclohexyl-B2 produced relative to cyclohexyl-B1 ( Table 3). This B2: B1 ratio is even lower than the 0.94: 1 ratio observed for the A139T mutation formed by transformation of strain SE180-11 with pSE188 as described above.

アミノ酸位138及び139の両方にスレオニンを導入するように、別の突然変異を構築した。pSE186由来の〜1.2KbのインサートDNAをPCR鋳型として用いた。PCRプライマーは、nt位585及び588に突然変異を導入するように設計し、ジェノシス・バイオテクノロジーズ社(テキサス)により供給を受けた。右向きのPCRプライマーは、5’−GGGGGCGGGCCCGGGTGCGGAGGCGGAAATGCCGCTGGCGACGACC−3’(配列表の配列番号14)であり、左向きのPCRプライマーは、5’−GGAACATCACGGCATTCACC−3’(配列表の配列番号15)であった。PCR反応は、本セクションにおいて直前に記載した条件を用いて実施した。449bpのPCR産物をApaI及びKpnIを用いて消化して254bpのフラグメントを放出させ、これを電気泳動により分離しそしてゲルから精製した。pSE186aをApaI及びKpnIを用いて消化し、そのDNAフラグメントをアガロースゲルで分離し、そして〜3.8Kb及び〜0.4Kbの2つのフラグメントをゲルから精製した。3つのフラグメント(〜3.8Kb、〜0.4Kb及び254bp)すべてを3通りの連結法で一緒に連結し、この連結混合物をコンピテント大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在を制限分析によって確認した。このプラスミドをpSE230と表示した。   Another mutation was constructed to introduce threonine at both amino acid positions 138 and 139. A ~ 1.2 Kb insert DNA from pSE186 was used as a PCR template. PCR primers were designed to introduce mutations at nt positions 585 and 588 and were supplied by Genosis Biotechnology (Texas). The right-pointing PCR primer was 5'-GGGGGGGGGCCCGGGGTGCGGAGGCGGAAATGCCGCTGGCGACGACCACC-3 '(SEQ ID NO: 14 in the sequence listing), and the PCR primer facing left was 5'-GGAACATACGGCATTCACC-3' (SEQ ID NO: 15 in the sequence listing). PCR reactions were performed using the conditions described immediately above in this section. The 449 bp PCR product was digested with ApaI and KpnI to release a 254 bp fragment that was separated by electrophoresis and purified from the gel. pSE186a was digested with ApaI and KpnI, the DNA fragments were separated on an agarose gel, and two fragments of ˜3.8 Kb and ˜0.4 Kb were purified from the gel. All three fragments (-3.8 Kb, -0.4 Kb, and 254 bp) were ligated together in three ways and the ligation mixture was transformed into competent E. coli DH5α cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. This plasmid was designated as pSE230.

pSE230をEcoRIで消化し、EcoRIで消化されているpWHM3中にクローニングし、そして大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在を制限分析及びDNA配列分析によって確認した。このプラスミドDNAを大腸菌DM1中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、そして正しいインサートの存在を制限分析によって確認した。このプラスミドをpSE231と表示し、このプラスミドを用いて、ストレプトミセス・アベルミチリス菌株SE180−11のプロトプラストを形質転換した。SE180−11のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、エリスロマイシン耐性の存在を確認し、そしてThiorErmr形質転換体を発酵によって分析した。S138T/A139Tをコードする、二重に突然変異されたaveC遺伝子の存在により、菌株SE180−11は通常のアベルメクチン生産を回復することができた。しかしながら、そのB2:B1の比は、約0.84:1であり、このことは、この突然変異が、前記のpSE188またはpSE199を用いた菌株SE180−11の形質転換によりもたらされた低下よりさらに、シクロヘキシル−B1に対して生産されるシクロヘキシル−B2の量を低下させることを示している(表3)。 pSE230 was digested with EcoRI, cloned into pWHM3 that had been digested with EcoRI, and transformed into E. coli DH5α cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis and DNA sequence analysis. This plasmid DNA was transformed into E. coli DM1, plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. This plasmid was designated as pSE231, and this plasmid was used to transform a protoplast of Streptomyces avermitilis strain SE180-11. Transformants of thiostrepton resistance SE180-11 were isolated, the presence of erythromycin resistance was determined, and the Thio r Erm r transformants were analyzed by fermentation. The presence of doubly mutated aveC gene encoding S138T / A139T allowed strain SE180-11 to restore normal avermectin production. However, the ratio of B2: B1 is about 0.84: 1, indicating that this mutation is less than the reduction caused by transformation of strain SE180-11 with pSE188 or pSE199 as described above. Furthermore, it shows that the amount of cyclohexyl-B2 produced relative to cyclohexyl-B1 is reduced (Table 3).

Figure 0004011036
Figure 0004011036

これらの結果は、クラス2のアベルメクチンに対してより商業的に望ましいクラス1の生産を増加させる結果をもたらす、aveC遺伝子における特異的な突然変異を示す最初のものである。   These results are the first to show specific mutations in the aveC gene that result in increased production of the more commercially desirable class 1 versus class 2 avermectins.

9.実施例:5’欠失突然変異体の構築
前記セクション5.1において説明したように、図1に示したストレプトミセス・アベルミチリスのヌクレオチド配列(配列表の配列番号1)は、潜在的な開始位置であるbp位42、174、177及び180において4つの異なるGTGコドンを含んでいる。本セクションは、aveC−ORF(図1;配列表の配列番号1)の5’領域の複数の欠失の構成を説明し、これらのコドンのうちどれがタンパク質発現のためのaveC−ORFにおける開始位置として機能することができたかを規定するのに資するものである。
9. Example: Construction of 5 'deletion mutants As explained in section 5.1 above, the nucleotide sequence of Streptomyces avermitilis (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) shown in FIG. It contains four different GTG codons at bp positions 42, 174, 177 and 180. This section describes the organization of multiple deletions in the 5 ′ region of the aveC-ORF (FIG. 1; SEQ ID NO: 1 in the sequence listing), which of these codons begins in the aveC-ORF for protein expression It helps to define whether it could function as a position.

5’末端において種々に欠失したaveC遺伝子のフラグメントを、PCR増幅によりストレプトミセス・アベルミチリスの染色体DNAから単離した。PCRプライマーは、aveCのDNA配列に基づいて設計し、これは、ジェノシス・バイオテクノロジーズ社により供給を受けた。右向きのプライマーは、5'−AACCCATCCGAGCCGCTC−3'(配列表の配列番号16)(D1F1);5'−TCGGCCTGCCAACGAAC−3'(配列表の配列番号17)(D1F2);5'−CCAACGAACGTGTAGTAG−3'(配列表の配列番号18)(D1F3);及び5'−TGCAGGCGTACGTGTTCAGC―3'(配列表の配列番号19)(D2F2);であった。左向きのプライマーは、5'−CATGATCGCTGAACCGA−3'(配列表の配列番号20);5'−CATGATCGCTGAACCGAGGA−3'(配列表の配列番号21);及び5'−AGGAGTGTGGTGCGTCTGGA―3'(配配列表の配列番号22)であった。このPCR反応は前記セクション8.3に記載の通りに実施した。   Fragments of the aveC gene that were variously deleted at the 5 'end were isolated from Streptomyces avermitilis chromosomal DNA by PCR amplification. PCR primers were designed based on the aveC DNA sequence and were supplied by Genosys Biotechnologies. The primer facing right is 5′-AACCCATCCGAGCCCTC-3 ′ (SEQ ID NO: 16 in the sequence listing) (D1F1); 5′-TCGGCCTGCCCAACGAAC-3 ′ (SEQ ID NO: 17 in the sequence listing) (D1F2); (SEQ ID NO: 18 of the Sequence Listing) (D1F3); and 5′-TGCAGGCGTACGTGTCAGC-3 ′ (SEQ ID NO: 19 of the Sequence Listing) (D2F2); The left-facing primers were 5′-CATGATCCGCTGAACCGA-3 ′ (SEQ ID NO: 20 in the sequence listing); 5′-CATGATCCGCTGAACCGAGGA-3 ′ (SEQ ID NO: 21 in the sequence listing); and 5′-AGGAGTGTGGTGGCGTCTTGGA-3 ′ (sequence listing SEQ ID NO: 22). This PCR reaction was performed as described in section 8.3 above.

このPCR産物を1%アガロースゲル中での電気泳動により分離し、〜1.0Kbまたは〜1.1Kbの単一のDNAバンドを検出した。このPCR産物をゲルから精製し、25ngの線状化されたpCR2.1ベクター(インビトロジェン)と1:10モルのベクター対インサートの比で、製造業者の取扱説明書に従って連結した。この連結混合物を用いて、製造業者の取扱説明書に従い、ワン・ショット(One ShotTM)コンピテント(Competent)大腸菌細胞(インビトロジェン)を形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、インサートの存在を制限分析及びDNA配列分析によって確認した。これらのプラスミドをpSE190(プライマーD1F1を用いて得られた)、pSE191(プライマーD1F2を用いて得られた)、pSE192(プライマーD1F3を用いて得られた)、及びpSE193(プライマーD2F2を用いて得られた)と表示した。 The PCR products were separated by electrophoresis in a 1% agarose gel and a single DNA band of ˜1.0 Kb or ˜1.1 Kb was detected. The PCR product was purified from the gel and ligated with 25 ng of linearized pCR2.1 vector (Invitrogen) at a 1:10 molar vector to insert ratio according to the manufacturer's instructions. This ligation mixture was used to transform One Shot Competent E. coli cells (Invitrogen) according to the manufacturer's instructions. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of the insert was confirmed by restriction analysis and DNA sequence analysis. These plasmids were pSE190 (obtained using primer D1F1), pSE191 (obtained using primer D1F2), pSE192 (obtained using primer D1F3), and pSE193 (obtained using primer D2F2). Displayed).

これらのインサートDNAをそれぞれBamHI/XbaIで消化し、電気泳動により分離し、ゲルから精製し、そして別々に、BamHI/XbaIで消化されているシャトルベクターpWHM3と、1:5のベクター対インサートのモル比で総DNA濃度1μgにして連結した。この連結混合物を用いてコンピテント大腸菌DH5α細胞を形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から分離し、インサートの存在を制限分析によって確認した。これらのプラスミドは、pSE194(D1F1)、pSE195(D1F2)、pSE196(D1F3)及びpSE197(D2F2)と表示し、それぞれを別々に大腸菌菌株DM1中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在を制限分析によって確認した。このDNAを用いてストレプトミセス・アベルミチリス菌株SE180−11のプロトプラストを形質転換した。菌株SE180−11のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、エリスロマイシン耐性の存在を確認し、そしてThiorErmr形質転換体を発酵生産物のHPLC分析によって分析し、どのGTG部位がaveC発現に必要であるかを特定した。この結果は、それぞれ位42においてGTG部位を欠いているが位174、位177及び位180においてはすべてが3つのGTG部位を含んでいるpSE194、pSE195及びpSE196は、それぞれがSE180−11中に形質転換された場合に通常のアベルメクチン生産を回復することができたので、位42のGTGコドンを、aveC発現に影響を与えることなしに除去することができるということを示している。通常のアベルメクチン生産は、菌株SE180−11を、4つのGTG部位のすべてを欠いているpSE197で形質転換した場合には、回復がなかった(表4)。 These insert DNAs were each digested with BamHI / XbaI, separated by electrophoresis, purified from gel and separately digested with BamHI / XbaI and the 1: 5 vector to insert moles. The DNA was ligated at a total DNA concentration of 1 μg. This ligation mixture was used to transform competent E. coli DH5α cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of the insert was confirmed by restriction analysis. These plasmids are designated as pSE194 (D1F1), pSE195 (D1F2), pSE196 (D1F3) and pSE197 (D2F2), each of which is separately transformed into E. coli strain DM1, and the plasmid DNA is transformed into ampicillin resistant transformants. And the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. This DNA was used to transform Streptomyces avermitilis strain SE180-11 protoplasts. Transformants thiostrepton resistant strains SE180-11 were isolated, the presence of erythromycin resistance was determined, and the Thio r Erm r transformants were analyzed by HPLC analysis of fermentation products, which GTG sites aveC expression Identified what is needed. This result indicates that pSE194, pSE195, and pSE196, which each lack a GTG site at position 42 but all contain 3 GTG sites at positions 174, 177, and 180, are transformed into SE180-11. Since it was able to restore normal avermectin production when converted, it indicates that the GTG codon at position 42 can be removed without affecting aveC expression. Normal avermectin production was not restored when strain SE180-11 was transformed with pSE197 lacking all four GTG sites (Table 4).

Figure 0004011036
Figure 0004011036

10.実施例:ストレプトミセス・ヒグロスコピカス(S.hygroscopicus)及びストレプトミセス・グリセオクロモゲネス(S.griseochromogenes)由来のaveC相同体のクローニング
本発明は、他のアベルメクチンまたはミルベマイシン(milbemycin)を生産するストレプトミセスの種由来のaveC相同遺伝子を同定しそしてクローニングすることを可能にするものである。例えば、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス(FERM BP−1901)のコスミドライブラリーを、前記ストレプトミセス・アベルミチリス由来の1.2KbのaveCプローブとハイブリダイズさせた。強くハイブリダイズしたいくつかのコスミドクローンを同定した。染色体DNAをこれらのコスミドから分離し、aveCプローブとハイブリッドした4.9KbのKpnIフラグメントを同定した。このDNAの配列を決定し、ストレプトミセス・アベルミチリスのaveC−ORFと有意な相同性を持つORF(配列表の配列番号3)を同定した。ストレプトミセス・ヒグロスコピカスのaveC相同ORFから推定されたアミノ酸配列(配列表の配列番号4)を図6に示す。
10. Example: Cloning of aveC homologues from S. hygroscopicus and S. griseochromogenes The present invention produces other avermectins or milbemycin. It makes it possible to identify and clone aveC homologous genes from species. For example, a cosmid library of Streptomyces hygroscopicus (FERM BP-1901) was hybridized with the 1.2 Kb aveC probe derived from Streptomyces avermitilis. Several strongly cosmid clones were identified. Chromosomal DNA was isolated from these cosmids and a 4.9 Kb KpnI fragment hybridized with the aveC probe was identified. The sequence of this DNA was determined, and an ORF (SEQ ID NO: 3 in the sequence listing) having significant homology with the aveC-ORF of Streptomyces avermitilis was identified. The amino acid sequence deduced from the aveC homologous ORF of Streptomyces hygroscopicus is shown in FIG.

更に、ストレプトミセス・グリセオクロモゲネスのゲノムDNAのコスミドライブラリーを、前記したストレプトミセス・アベルミチリス由来の1.2KbのaveCプローブとハイブリダイズした。強くハイブリダイズしたいくつかのコスミドクローンを同定した。染色体DNAをこれらのコスミドから分離し、aveCプローブとハイブリダイズした5.4KbのPstIフラグメントを同定した。このDNAの配列を決定し、ストレプトミセス・アベルミチリスのaveC−ORFと有意な相同性を持つaveC相同体の部分的ORFを同定した。推定された部分的アミノ酸配列(配列表の配列番号5)を図6に示す。   Further, a cosmid library of Streptomyces glyceochromogenes genomic DNA was hybridized with the 1.2 Kb aveC probe derived from Streptomyces avermitilis described above. Several strongly cosmid clones were identified. Chromosomal DNA was isolated from these cosmids and a 5.4 Kb PstI fragment hybridized with the aveC probe was identified. The DNA was sequenced and a partial ORF of the aveC homolog with significant homology to the aveC-ORF of Streptomyces avermitilis was identified. The deduced partial amino acid sequence (SEQ ID NO: 5 in the sequence listing) is shown in FIG.

ストレプトミセス・ヒグロスコピカス及びストレプトミセス・グリセオクロモゲネス由来のaveC相同体のDNA及びアミノ酸配列分析は、これらの領域が、両方とも互いに対して及びストレプトミセス・アベルミチリスのaveC−ORF及びAveC遺伝子産物に対して有意な相同性(アミノ酸レベルで〜50%の配列一致)を共有していることを示している(図6)。   DNA and amino acid sequence analysis of aveC homologues from Streptomyces hygroscopicus and Streptomyces griseochromogenes shows that these regions are both relative to each other and to the aveC-ORF and AveC gene products of Streptomyces avermitilis Share significant homology (˜50% sequence identity at the amino acid level) (FIG. 6).

11.実施例:ermEプロモーターの後にaveC遺伝子を用いたプラスミドの構築
pSE186由来の1.2KbのaveC−ORFを、pWHM3のKpnI/BamHI部位中にKpnI/BamHIフラグメントとしてインサートされた300bpのermEプロモーターを有するシャトルベクターpWHM3であるpSE34中にサブクローニングした[ウォード(Ward)ら,1986年,Mol.Gen.Genet.,203:468−478参照]。pSE186をBamHI及びHindIIIで消化し、その消化産物を電気泳動により分離し、そして1.2Kbフラグメントをアガロースゲルから分離し、BamHI及びHindIIIで消化されているpSE34と連結した。この連結混合物を、製造業者の取扱説明書に従い、コンピテント大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、1.2Kbのインサートの存在を制限分析によって確認した。このプラスミドは、pSE189と表示し、大腸菌DM1中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離した。ストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38のプロトプラストをpSE189を用いて形質転換した。菌株1100−SC38のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、発酵生産物のHPLC分析によって分析した。
11. Example: Construction of a plasmid using the aveC gene after the ermE promoter A 1.2 Kb aveC-ORF from pSE186 was shuttled with a 300 bp ermE promoter inserted as a KpnI / BamHI fragment in the KpnI / BamHI site of pWHM3. Subcloned into the vector pWHM3, pSE34 [Ward et al., 1986, Mol. Gen. Genet. , 203: 468-478]. pSE186 was digested with BamHI and HindIII, the digestion products were separated by electrophoresis, and the 1.2 Kb fragment was separated from the agarose gel and ligated with pSE34 that had been digested with BamHI and HindIII. This ligation mixture was transformed into competent E. coli DH5α cells according to the manufacturer's instructions. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of a 1.2 Kb insert was confirmed by restriction analysis. This plasmid was designated pSE189, transformed into E. coli DM1, and plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants. Protoplasts of Streptomyces avermitilis strain 1100-SC38 were transformed with pSE189. A thiostrepton resistant transformant of strain 1100-SC38 was isolated and analyzed by HPLC analysis of the fermentation product.

pSE189を含有するストレプトミセス・アベルミチリス菌株1100−SC38の形質転換体は、生産されるアベルメクチン・シクロヘキシル−B2:アベルメクチン・シクロヘキシル−B1の比(約3:1)において菌株1100−SC38(約34:1)と比較して変化が生じ、アベルメクチンの総生産量が、pSE119を用いて形質転換された菌株1100−SC38と比べ約2.4倍増加した(表5)。   A transformant of Streptomyces avermitilis strain 1100-SC38 containing pSE189 is produced in strain 1100-SC38 (approximately 34: 1) in the ratio of avermectin cyclohexyl-B2: avermectin cyclohexyl-B1 produced (approximately 3: 1). ) And the total production of avermectin increased about 2.4-fold compared to the strain 1100-SC38 transformed with pSE119 (Table 5).

pSE189を、同様に、野生型のストレプトミセス・アベルミチリス菌株のプロトプラスト中に形質転換した。チオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、発酵生産物のHPLC分析によって分析した。pSE189を用いて形質転換された野生型のストレプトミセス・アベルミチリスにより生産されたアベルメクチン総量は、pSE119を用いて形質転換された野生型のストレプトミセス・アベルミチリスに比べて約2.2倍増加した(表5)。   pSE189 was similarly transformed into protoplasts of wild-type Streptomyces avermitilis strains. Thiostrepton resistant transformants were isolated and analyzed by HPLC analysis of the fermentation product. The total amount of avermectin produced by wild-type Streptomyces avermitilis transformed with pSE189 increased approximately 2.2-fold compared to wild-type Streptomyces avermitilis transformed with pSE119 (Table 5).

Figure 0004011036
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12.実施例:ストレプトミセス・アベルミチリスのaveC−ORF及びストレプトミセス・ヒグロスコピカスのaveC相同体の両方に由来する配列を含んでいるキメラプラスミド
ストレプトミセス・アベルミチリスのaveC−ORFの564bp相同性部分をストレプトミセス・ヒグロスコピカスのaveC相同体の564bp部分に置き換えて含んでいる、pSE350と表示したハイブリッドプラスミド(図7)を、以下のように構築した。pSE350は、両方の配列中に保存されているBsaAI制限部位(aveC位225)、及びストレプトミセス・アベルミチリスのaveC遺伝子中に存在するKpnI制限部位(aveC位810)を用いて構築した。KpnI部位は、前記セクション7.1.10に記載のPCR条件を用い、右向きのプライマー5’−CTTCAGGTGTACGTGTTCG−3’(配列表の配列番号23)及び左向きのプライマー5’−GAACTGGTACCAGTGCCC−3’(配列表の配列番号24)(ジェノシス・バイオテクノロジーズ社により供給された)を用いたPCRによって、ストレプトミセス・ヒグロスコピカスのDNA中に導入した。このPCR産物をBsaAI及びKpnIで消化し、そのフラグメントを1%アガロースゲル中の電気泳動により分離し、そして564bpのBsaAI/KpnIフラグメントをゲルから分離した。pSE179(前記セクション7.1.10に記載)をKpnI及びHindIIIで消化し、そのフラグメントを1%アガロースゲル中の電気泳動により分離し、そして〜4.5Kbのフラグメントをゲルから分離した。pSE179をHindIII及びBsaAIで消化し、そのフラグメントを1%アガロースゲル中の電気泳動により分離し、そして〜0.2KbのBsaAI/HindIIIフラグメントをゲルから分離した。ストレプトミセス・ヒグロスコピカス由来の〜4.5KbのHindIII/KpnIフラグメント、〜0.2KbのBsaAI/HindIIIフラグメント及び564bpのBsaAI/KpnIフラグメントを3通りの連結法で一緒に連結し、この連結混合物をコンピテント大腸菌DH5α細胞中に形質転換した。プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在をKpnI及びAvaIを用いた制限分析によって確認した。このプラスミドをHindIII及びXbaIで消化して、1.2Kbのインサートを放出させ、次いでこのインサートを、HindIII及びXbaIで消化しておいたpWHM3と連結した。この連結混合物をコンピテント大腸菌DH5α細胞中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から単離し、正しいインサートの存在をHindIII及びAvaIを用いた制限分析によって確認した。このプラスミドDNAを大腸菌DM1中に形質転換し、プラスミドDNAをアンピシリン耐性の形質転換体から分離し、正しいインサートの存在を制限分析及びDNA配列分析によって確認した。このプラスミドをpSE350と表示し、これを用いてストレプトミセス・アベルミチリス菌株SE180−11のプロトプラストを形質転換した。菌株SE180−11のチオストレプトン耐性の形質転換体を単離し、エリスロマイシン耐性の存在を確認し、そしてThiorErmr形質転換体を発酵生産物のHPLC分析によって分析した。その結果は、ストレプトミセス・アベルミチリス/ストレプトミセス・ヒグロスコピカスのハイブリッドプラスミドを含有する形質転換体は平均で約109:1のB2:B1比を有していることを示している。
12 Example: A chimeric plasmid containing sequences derived from both the aveC-ORF of Streptomyces avermitilis and the aveC homologue of Streptomyces hygroscopicus The 564 bp homology portion of the aveC-ORF of Streptomyces avermitilis A hybrid plasmid designated as pSE350 (FIG. 7), which was replaced with the 564 bp portion of the aveC homologue, was constructed as follows. pSE350 was constructed using a BsaAI restriction site conserved in both sequences (aveC position 225) and a KpnI restriction site (aveC position 810) present in the aveC gene of Streptomyces avermitilis. The KpnI site was prepared by using the PCR conditions described in Section 7.1.10 above, the primer 5′-CTTCAGGTGTACGTGTTTCG-3 ′ (SEQ ID NO: 23 in the sequence listing) and the primer 5′-GAACTGGTACCATGGCCC-3 ′ (designated to the left) It was introduced into DNA of Streptomyces hygroscopicus by PCR using SEQ ID NO: 24 (supplied by Genosys Biotechnology). The PCR product was digested with BsaAI and KpnI, the fragments were separated by electrophoresis in a 1% agarose gel, and the 564 bp BsaAI / KpnI fragment was separated from the gel. pSE179 (described in Section 7.1.10 above) was digested with KpnI and HindIII, the fragments were separated by electrophoresis in a 1% agarose gel, and the ˜4.5 Kb fragment was separated from the gel. pSE179 was digested with HindIII and BsaAI, the fragments were separated by electrophoresis in a 1% agarose gel, and the ˜0.2 Kb BsaAI / HindIII fragment was separated from the gel. A ~ 4.5 Kb HindIII / KpnI fragment, a ~ 0.2 Kb BsaAI / HindIII fragment and a 564 bp BsaAI / KpnI fragment from Streptomyces hygroscopicus were ligated together in three ways and the ligation mixture was competed. Transformation into E. coli DH5α cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis using KpnI and AvaI. This plasmid was digested with HindIII and XbaI to release a 1.2 Kb insert, which was then ligated with pWHM3 that had been digested with HindIII and XbaI. This ligation mixture was transformed into competent E. coli DH5α cells, plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis using HindIII and AvaI. This plasmid DNA was transformed into E. coli DM1, the plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis and DNA sequence analysis. This plasmid was designated as pSE350 and was used to transform a protoplast of Streptomyces avermitilis strain SE180-11. Transformants thiostrepton resistant strains SE180-11 were isolated, the presence of erythromycin resistance was determined, and the Thio r Erm r transformants were analyzed by HPLC analysis of fermentation products. The results show that transformants containing the Streptomyces avermitilis / Streptomyces hygroscopicus hybrid plasmid have an average B2: B1 ratio of about 109: 1.

Figure 0004011036
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生物学的材料の寄託
下記の生物学的材料を、米国、20852、メリーランド州、ロックビル(Rockville)、パークローン・ドライブ(Parklawn Drive)12301在のアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(American Type Culture Collection)(ATCC)に、1998年1月29日に寄託し、下記の受託番号を付与された。

プラスミド 受託番号
プラスミドpSE180 209605
プラスミドpSE186 209604
Deposit of Biological Materials The following biological materials are available from the American Type Culture Collection, US, 20852, Rockville, Maryland 12301, Parklawn Drive. Collection) (ATCC) was deposited on January 29, 1998 and was given the following deposit number.

Plasmid Accession Number Plasmid pSE180 209605
Plasmid pSE186 209604

前記したすべての特許、特許出願及び刊行物は、その全体を参考までに本明細書に引用するものである。
本発明は、本明細書に記した特定の態様により発明の範囲を限定することを意図するものではなく、これらの態様は本発明の個々の観点の単独の説明を意図して設けたものであり、機能的に等価な方法及び要素は本発明の範囲内にある。実際、本明細書に示し記載した態様の他に、本発明の種々の態様があることは、本明細書の記載内容及び添付の図面から当業者には明白なことであろう。かかる態様が、請求の範囲内に包含されることは意図するところである。
All patents, patent applications and publications mentioned above are hereby incorporated by reference in their entirety.
The present invention is not intended to limit the scope of the invention by the specific embodiments described herein, which are provided as a sole explanation of the individual aspects of the invention. Yes, functionally equivalent methods and elements are within the scope of the invention. Indeed, it will be apparent to those skilled in the art from the description herein and accompanying drawings that there are various aspects of the present invention in addition to the aspects shown and described herein. Such embodiments are intended to be encompassed within the scope of the claims.

ストレプトミセス・アベルミティリスaveC−ORFを含むDNA配列(配列表の配列番号1)及び推定されるアミノ酸配列(配列表の配列番号2)。DNA sequence (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) containing Streptomyces avermitilis aveC-ORF and deduced amino acid sequence (SEQ ID NO: 2 in the sequence listing). ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC遺伝子の完全ORFを含むプラスミドベクターpSE186(ATCC209604)。Plasmid vector pSE186 (ATCC 209604) containing the complete ORF of the aveC gene of Streptomyces avermitilis. ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORF中に挿入された、サッカロポリスポラ・エリスラエア(Saccharopolyspora erythraea)のermE遺伝子を含む遺伝子置換ベクターpSE186(ATCC209605)。A gene replacement vector pSE186 (ATCC 209605) containing the ermE gene of Saccharopolyspora erythraea inserted into the aveC-ORF of Streptomyces avermitilis. ストレプトミセス・アベルミティリス由来のアベルメクチンポリケチドシンターゼ遺伝子クラスターのBamHI制限地図、及び同定された5種の重複コスミドクローン(すなわち、pSE65、pSE66、pSE67、pSE68、pSE69)。pSE118とpSE119との関係も示す。BamHI restriction map of the avermectin polyketide synthase gene cluster from Streptomyces avermitilis and five overlapping cosmid clones identified (ie, pSE65, pSE66, pSE67, pSE68, pSE69). The relationship between pSE118 and pSE119 is also shown. ストレプトミセス・アベルミティリス株により生成された発酵生成物のHPLC分析。ピークの定量は、シクロヘキシルB1の標準量との比較により実施した。シクロヘキシルB2の保持時間は、7.4〜7.7分間;シクロヘキシルB1の保持時間は、11.9〜12.3分間。不活性aveC−ORFを有するストレプトミセス・アベルミティリスSE180−11株。HPLC analysis of fermentation products produced by Streptomyces avermitilis strains. Peak quantification was performed by comparison with a standard amount of cyclohexyl B1. The retention time of cyclohexyl B2 is 7.4 to 7.7 minutes; the retention time of cyclohexyl B1 is 11.9 to 12.3 minutes. Streptomyces avermitilis strain SE180-11 having an inactive aveC-ORF. ストレプトミセス・アベルミティリス株により生成された発酵生成物のHPLC分析。ピークの定量は、シクロヘキシルB1の標準量との比較により実施した。シクロヘキシルB2の保持時間は、7.4〜7.7分間;シクロヘキシルB1の保持時間は、11.9〜12.3分間。pSE186(ATCC209604)で形質転換されたストレプトミセス・アベルミティリスSE180−11株。HPLC analysis of fermentation products produced by Streptomyces avermitilis strains. Peak quantification was performed by comparison with a standard amount of cyclohexyl B1. The retention time of cyclohexyl B2 is 7.4 to 7.7 minutes; the retention time of cyclohexyl B1 is 11.9 to 12.3 minutes. Streptomyces avermitilis strain SE180-11 transformed with pSE186 (ATCC 209604). ストレプトミセス・アベルミティリス株により生成された発酵生成物のHPLC分析。ピークの定量は、シクロヘキシルB1の標準量との比較により実施した。シクロヘキシルB2の保持時間は、7.4〜7.7分間;シクロヘキシルB1の保持時間は、11.9〜12.3分間。pSE187で形質転換されたストレプトミセス・アベルミティリスSE180−11株。HPLC analysis of fermentation products produced by Streptomyces avermitilis strains. Peak quantification was performed by comparison with a standard amount of cyclohexyl B1. The retention time of cyclohexyl B2 is 7.4 to 7.7 minutes; the retention time of cyclohexyl B1 is 11.9 to 12.3 minutes. Streptomyces avermitilis strain SE180-11 transformed with pSE187. ストレプトミセス・アベルミティリス株により生成された発酵生成物のHPLC分析。ピークの定量は、シクロヘキシルB1の標準量との比較により実施した。シクロヘキシルB2の保持時間は、7.4〜7.7分間;シクロヘキシルB1の保持時間は、11.9〜12.3分間。pSE188で形質転換されたストレプトミセス・アベルミティリスSE180−11株。HPLC analysis of fermentation products produced by Streptomyces avermitilis strains. Peak quantification was performed by comparison with a standard amount of cyclohexyl B1. The retention time of cyclohexyl B2 is 7.4 to 7.7 minutes; the retention time of cyclohexyl B1 is 11.9 to 12.3 minutes. Streptomyces avermitilis strain SE180-11 transformed with pSE188. ストレプトミセス・アベルミティリスのaveC−ORFでコードされる推定アミノ酸配列(SEC ID NO:2)と、ストレプトミセス・グリセオクロモゲネス(griseochromogenes)由来のaveC相同部分的ORFでコードされる推定アミノ酸配列(配列表の配列番号5)と、ストレプトミセス・ヒグロスコピカス(hygroscopicus)由来のaveC相同ORFでコードされる推定アミノ酸配列(配列表の配列番号4)との比較。太字(bold)のバリン残基が、タンパク質の推定上のスタート部位である。保存されている残基を、3種の全ての配列で相同であれば大文字で示し、3種の配列の内、2つが相同であれば小文字で示す。アミノ酸配列は、約50%の配列一致を含む。A deduced amino acid sequence encoded by the aveC-ORF (SEC ID NO: 2) of Streptomyces avermitilis and a deduced amino acid sequence encoded by the aveC homologous partial ORF derived from Streptomyces griseochromogenes Comparison of (SEQ ID NO: 5 in the Sequence Listing) with the deduced amino acid sequence (SEQ ID NO: 4 in the Sequence Listing) encoded by the aveC homologous ORF derived from Streptomyces hygroscopicus. The bold valine residue is the putative start site for the protein. Conserved residues are shown in capital letters if all three sequences are homologous and in lower case if two of the three sequences are homologous. The amino acid sequence contains about 50% sequence identity. ストレプトミセス・アベルミティリスaveC−ORF中のBsaAl/Kpnl部位に挿入された、ストレプトミセス・ヒグロスコピカスaveC相同遺伝子由来の564bpのBsaAl/Kpnlフラグメントを含むハイブリッドプラスミド構築物。A hybrid plasmid construct comprising a 564 bp BsaAl / Kpnl fragment from the Streptomyces hygroscopicus aveC homologous gene inserted into the BsaAl / Kpnl site in Streptomyces avermitilis aveC-ORF.

Claims (9)

以下の(a)から(d)のいずれかの塩基配列からなる単離ポリヌクレオチド分子。
(a)配列表の配列番号3の塩基配列からなるストレプトミセス・ヒグロスコピカスの完全aveCオープンリーディングフレーム(ORF)の塩基配列
(b)(a)の塩基配列と高度にストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつaveC活性を有するポリペプチドをコードする塩基配列
(c)(a)の塩基配列がコードするaveC遺伝子産物のポリペプチドをコードする塩基配列
(d)(a)の塩基配列がコードするaveC遺伝子産物のポリペプチドにおいて、1個もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換、若しくは付加されたポリペプチドをコードする塩基配列であって、aveC活性を有するポリペプチドをコードする塩基配列
An isolated polynucleotide molecule comprising the base sequence of any one of the following (a) to (d):
(A) Hybridization under high stringency conditions with the base sequence of the complete aveC open reading frame (ORF) of Streptomyces hygroscopicus consisting of the base sequence of SEQ ID NO: 3 in the sequence listing (b) (a) And the aveC gene encoded by the nucleotide sequence of the nucleotide sequence (d) (a) encoding the polypeptide of the aveC gene product encoded by the nucleotide sequence of the nucleotide sequence (c) (a) encoding the polypeptide having aveC activity A nucleotide sequence encoding a polypeptide in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added in the product polypeptide, and encoding a polypeptide having aveC activity
以下の(a)または(b)のポリヌクレオチドに対して、高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチド分子であって、請求項1に記載のポリヌクレオチドを検出するためのプローブ又は増幅するためのプライマーとして機能するオリゴヌクレオチド分子。
(a)配列表の配列番号3の塩基配列からなるポリヌクレオチド
(b)配列表の配列番号3の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド
A probe or amplification for detecting a polynucleotide according to claim 1, which is an oligonucleotide molecule that hybridizes under highly stringent conditions to the following polynucleotide (a) or (b): Oligonucleotide molecule that functions as a primer for
(A) a polynucleotide comprising the base sequence of SEQ ID NO: 3 in the sequence listing (b) a polynucleotide comprising a base sequence complementary to the base sequence of SEQ ID NO: 3 of the sequence listing
以下の(a)または(b)に対して相補的である請求項2に記載のオリゴヌクレオチド分子。
(a)配列表の配列番号3の塩基配列からなるポリヌクレオチド
(b)配列表の配列番号3の塩基配列に相補的な塩基配列からなるポリヌクレオチド
The oligonucleotide molecule according to claim 2, which is complementary to the following (a) or (b).
(A) a polynucleotide comprising the base sequence of SEQ ID NO: 3 in the sequence listing (b) a polynucleotide comprising a base sequence complementary to the base sequence of SEQ ID NO: 3 of the sequence listing
請求項1に記載のポリヌクレオチド分子を含む組換えベクター。 A recombinant vector comprising the polynucleotide molecule of claim 1. 選択マーカーをコードする塩基配列を更に含む、請求項4に記載の組換えベクター。 The recombinant vector according to claim 4, further comprising a base sequence encoding a selectable marker. 請求項4に記載の組換えベクターを含む、宿主細胞。 A host cell comprising the recombinant vector according to claim 4. ストレプトミセス・ヒグロスコピカスである、請求項6に記載の宿主細胞。 The host cell according to claim 6, which is Streptomyces hygroscopicus. 以下の(a)から(c)のいずれかのポリペプチド。
(a)配列表の配列番号4のアミノ酸配列からなるポリペプチド
(b)(a)のポリペプチドにおいて、1個もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換、若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、aveC活性を有するポリペプチド
(c)(a)または(b)のポリペプチドをコードする塩基配列と高度にストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列にコードされるポリペプチドであって、かつaveC活性を有するポリペプチド
The polypeptide of any of the following (a) to (c).
(A) a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing (b) consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the polypeptide of (a), and A polypeptide encoded by a nucleotide sequence that hybridizes under high stringency conditions with a nucleotide sequence encoding the polypeptide (c) (a) or (b) having aveC activity, and aveC Polypeptide having activity
組換え発現ベクターで形質転換した宿主細胞を、組換えAveC遺伝子産物の生成を促す条件下で培養し、その細胞培養物からAveC遺伝子産物を回収することを含む、組換えAveC遺伝子産物の製造方法であって、組換え発現ベクターが請求項4に記載の組換えベクターであることを特徴とする製造方法。 A method for producing a recombinant AveC gene product, comprising culturing host cells transformed with a recombinant expression vector under conditions that promote the production of a recombinant AveC gene product, and recovering the AveC gene product from the cell culture. A production method, wherein the recombinant expression vector is the recombinant vector according to claim 4.
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