JP4186564B2 - L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine - Google Patents

L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine Download PDF

Info

Publication number
JP4186564B2
JP4186564B2 JP2002271463A JP2002271463A JP4186564B2 JP 4186564 B2 JP4186564 B2 JP 4186564B2 JP 2002271463 A JP2002271463 A JP 2002271463A JP 2002271463 A JP2002271463 A JP 2002271463A JP 4186564 B2 JP4186564 B2 JP 4186564B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cysteine
gene
activity
escherichia
strain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2002271463A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003169668A (en
Inventor
博史 高木
大 和田
茂 中森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ajinomoto Co Inc
Original Assignee
Ajinomoto Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ajinomoto Co Inc filed Critical Ajinomoto Co Inc
Priority to JP2002271463A priority Critical patent/JP4186564B2/en
Publication of JP2003169668A publication Critical patent/JP2003169668A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4186564B2 publication Critical patent/JP4186564B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

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

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、L−システインの製造法に関し、詳しくはL−システインの製造に好適な微生物、及びそれを用いたL−システインの製造法に関する。L−システイン及びL−システインの誘導体は、医薬品、化粧品及び食品分野で利用されている。
【0002】
【従来の技術】
従来、L−システインは、毛髪、角、羽毛等のケラチン含有物質から抽出することにより、あるいはDL−2−アミノチアゾリン−4−カルボン酸を前駆体とする微生物酵素変換により得られている。また、新規な酵素を用いた固定化酵素法によるL−システインの大量生産も計画されている。
【0003】
さらに、微生物を用いた発酵法によるL−システインの生産も試みられている。例えば、本発明者らは、L−システイン分解系が抑制され、かつ、L−システインによるフィードバック阻害が低減されたセリンアセチルトランスフェラーゼ(serine acetyltransferase(EC 2.3.1.30):以下、「SAT」ともいう)を保持するエシェリヒア属細菌を用いたL−システインの製造法を開示している(特許文献1)。L−システイン分解系を抑制する手段としては、細胞中のシステインデスルフヒドラーゼ(以下、「CD」ともいう)活性を低下させることが開示されている。同様に、L−システインによるフィードバック阻害が低減された特定の変異を有するSATをコードするDNA配列により脱制御されたシステイン物質代謝を有する微生物を用いた、L−システインの製造法が知られている(特許文献2)。
【0004】
また、非特許文献1には、L−システインによるフィードバック阻害を受けないシロイヌナズナ由来のSATアイソザイムをコードする遺伝子を導入したエシェリヒア・コリを用いたL−システインの製造法が開示されている。
【0005】
一方、抗生物質又は微生物に毒性の物質を細胞から直接放出するために好適である蛋白質をコードする遺伝子を過剰発現する微生物を用いたL−システインの製造法が報告されている(特許文献3)。
【0006】
上記のように、SAT等のL−システイン生合成酵素の活性の増強、及び、L−システイン排出系を改変したL−システイン生産菌に関し、多くの研究がなされている。それに対し、L−システイン分解系については、特にエシェリヒア属細菌においては、詳細な検討がなされていない。
【0007】
エシェリヒア・コリにおいて多少なりともCD活性をもつ酵素として、シスタチオニン−β−リアーゼ(metC産物。以下、「CBL」ともいう)(非特許文献2)、及びトリプトファナーゼ(tnaA産物。以下、「TNase」ともいう)(非特許文献3)が報告されている。しかし、CBLはシスタチオニンをホモシステインに変換する反応を、TNaseはトリプトファンを分解する反応をそれぞれ触媒する酵素であるとされており、実質的にL−システイン分解系を担う酵素であるか否かについては知られていなかった。また、特許文献1には、CD活性が低下した変異株が記載されているが、CD活性を担う酵素の本体に関しては報告されていない。
【0008】
【特許文献1】
特開平11-155571号
【特許文献2】
特表2000-504926号
【特許文献3】
特開平11-56381号
【非特許文献1】
FEMS Microbiol. Lett., 179 (1999) 453-459
【非特許文献2】
Chandra et. al., Biochemistry, 21 (1982) 3064-3069
【非特許文献3】
Austin Newton et. al., J. Biol. Chem. 240 (1965) 1211-1218
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、CD活性を担う酵素及びその遺伝子を明らかにし、同遺伝子をL−システイン生産菌の育種に利用し、新たなL−システインの製造法を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、CBL及びTNaseがエシェリヒア・コリの主要なCD活性を担う酵素であることを見出し、これらの酵素活性を低下又は消失させることにより、L−システイン生産能を向上させることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、以下のとおりである。
【0011】
(1)L−システイン生産能を有し、かつ、シスタチオニン−β−リアーゼ活性が低下又は欠失するように改変されたエシェリヒア属細菌。
(2)L−システイン生産能を有し、かつ、シスシスタチオニン−β−リアーゼ活性及びトリプトファナーゼ活性が低下又は欠失するように改変されたエシェリヒア属細菌。
(3)シスタチオニン−β−リアーゼをコードする遺伝子が破壊された(1)のエシェリヒア属細菌。
(4)シスシスタチオニン−β−リアーゼをコードする遺伝子及びトリプトファナーゼをコードする遺伝子が破壊された(2)のエシェリヒア属細菌。
(5)さらにL−システイン生合成系酵素活性が増強されるように改変された(1)〜(4)のいずれかのエシェリヒア属細菌。
(6)セリンアセチルトランスフェラーゼが増強されるように改変された(5)のエシェリヒア属細菌。
(7)L−システインによるフィードバック阻害に非感受性のセリンアセチルトランスフェラーゼを保持する(6)のエシェリヒア属細菌。
(8)エシェリヒア・コリである(1)〜(7)のいずれかのエシェリヒア属細菌。
(9)(1)〜(8)のいずれかのエシェリヒア属細菌を培地で培養し、L−システインを培地中に生成蓄積させ、該培地よりL−システインを採取する、L−システインの製造法。
(10)エシェリヒア属細菌のシスシスタチオニン−β−リアーゼ活性もしくはトリプトファナーゼ活性、又はこれらの両方の活性を低下又は消失させることによって、同細菌のL−システイン生産能を高めることを特徴とする、L−システイン生産菌の製造方法。
【0012】
本発明においてL−システイン生産能とは、本発明のエシェリヒア属細菌を培地に培養したときに、培地から回収することができる量のL−システインを培地中に蓄積する能力をいう。また、「L−システインによるフィードバック阻害に非感受性」とは、L−システインによるフィードバック阻害が低減又は解除された場合に加えて、元来フィードバック阻害を受けない場合を含む。
尚、本発明においてL−システインとは、特記しない限り、還元型L−システインもしくはL−シスチンまたはこれらの混合物を指す。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明のエシェリヒア属細菌の第一の形態は、L−システイン生産能を有し、かつ、CBL活性が低下又は欠失するように改変されたエシェリヒア属細菌である。本発明のエシェリヒア属細菌の第二の形態は、L−システイン生産能を有し、かつ、CBL活性及びTNase活性が低下又は欠失するように改変されたエシェリヒア属細菌である。また、本発明のエシェリヒア属細菌は、前記第一の形態又は第二の形態において、さらにL−システイン生合成系酵素活性が増強されるように改変されたエシェリヒア属細菌である。このようなエシェリヒア属細菌は、CBL活性、又はCBL活性及びTNase活性が低下又は欠失したエシェリヒア属細菌において、L−システイン生合成系酵素活性を増強することによって得られる。また、L−システイン生合成系酵素活性を増強したエシェリヒア属細菌において、CBL活性、又はCBL活性及びTNase活性を低下又は欠失させることによっても、本発明のエシェリヒア属細菌を取得することができる。
【0014】
<1>CBL活性又はTNase活性の低下又は消失
エシェリヒア属細菌のCBL活性又はTNase活性を低下又は消失させるには、例えば、エシェリヒア属細菌を紫外線照射またはN−メチル−N'−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(NTG)もしくは亜硝酸等の通常変異処理に用いられている変異剤によって処理し、CBL活性又はTNase活性が低下した変異株を選択する方法が挙げられる。また、CBL活性又はTNase活性が低下したエシェリヒア属細菌は、変異処理の他に、遺伝子破壊によっても取得することができる。CBL活性又はTNase活性を確実に低下又は消失させるためには、遺伝子破壊による方法が好ましい。エシェリヒア・コリでは、CBLはmetC遺伝子、TNaseはtnaA遺伝子によってそれぞれコードされている。
【0015】
エシェリヒア・コリのmetC遺伝子(GenBank accession M12858、Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 83, 867-871 (1986))及びtnaA遺伝子(GenBank accession K00032、J. Bacteriol. 147, 787-796 (1981)、J. Bacteriol. 151, 942-951 (1982))の塩基配列は報告されており、それぞれの配列の基づいて合成したプライマーを用い、エシェリヒア・コリ染色体DNAを鋳型とするPCR(PCR:polymerase chain reaction; White,T.J. et al., Trends Genet. 5, 185 (1989)参照)によって、各々の遺伝子を含むDNA断片を取得することができる。また、CBLをコードする遺伝子の内部を欠失し、正常に機能するCBLを産生しないように改変したmetC遺伝子(欠失型metC遺伝子)、及びTNaseをコードする遺伝子の内部を欠失し、正常に機能するTNaseを産生しないように改変したtnaA遺伝子(欠失型tnaA遺伝子)は、実施例に示したプライマーを用いたPCRにより取得することができる。
参考として、metC遺伝子の塩基配列及びコードされるアミノ酸配列を、配列番号10及び11に示す。また、tnaA遺伝子の塩基配列及びコードされるアミノ酸配列を、配列番号12及び13に示す。
【0016】
以下に、CBLをコードする遺伝子を破壊する方法を説明するが、同様にしてTNaseをコードする遺伝子を破壊することができる。
CBLをコードする遺伝子の内部を欠失し、正常に機能するCBLを産生しないように改変したmetC遺伝子(欠失型metC遺伝子)を含むDNAでエシェリヒア属細菌を形質転換し、欠失型metC遺伝子と染色体上のmetC遺伝子との間で組換えを起こさせることにより、染色体上のmetC遺伝子を破壊することができる。このような相同組換えを利用した遺伝子置換による遺伝子破壊は既に確立しており、直鎖DNAを用いる方法や温度感受性複製起点を含むプラスミドを用いる方法などがある。
【0017】
欠失型metC遺伝子を、宿主染色体上のmetC遺伝子と置換するには、例えば以下のようにすればよい。温度感受性複製起点と、欠失型metC遺伝子と、アンピシリン又はクロラムフェニコール等の薬剤に耐性を示すマーカー遺伝子とをベクターに挿入して組換えDNAを調製し、この組換えDNAでエシェリヒア属細菌を形質転換し、温度感受性複製起点が機能しない温度で形質転換株を培養し、続いてこれを薬剤を含む培地で培養することにより、組換えDNAが染色体DNAに組み込まれた形質転換株が得られる。
【0018】
こうして染色体に組換えDNAが組み込まれた株は、染色体上にもともと存在するmetC遺伝子配列との組換えを起こし、染色体metC遺伝子と欠失型metC遺伝子との融合遺伝子2個が組換えDNAの他の部分(ベクター部分、温度感受性複製起点及び薬剤耐性マーカー)を挟んだ状態で染色体に挿入されている。したがって、この状態では正常なmetC遺伝子が優性であるので、形質転換株は正常なmetCを発現する。
【0019】
次に、染色体DNA上に欠失型metC遺伝子のみを残すために、2個のmetC遺伝子の組換えにより1コピーのmetC遺伝子を、ベクター部分(温度感受性複製起点及び薬剤耐性マーカーを含む)とともに染色体DNAから脱落させる。その際、正常なmetC遺伝子が染色体DNA上に残され、欠失型metC遺伝子が切り出される場合と、反対に欠失型metC遺伝子が染色体DNA上に残され、正常なmetC遺伝子が切り出される場合がある。いずれの場合も、温度感受性複製起点が機能する温度で培養すれば、切り出されたDNAはプラスミド状で細胞内に保持される。次に、温度感受性複製起点が機能しない温度で培養すると、プラスミド上のmetC遺伝子は、プラスミドとともに細胞から脱落する。そして、PCRまたはサザンハイブリダイゼーション等により、染色体上に欠失型metC遺伝子が残った株を選択することによって、metC遺伝子が破壊された株を取得することができる。
【0020】
遺伝子破壊株又は変異株のCBL活性が低下又は消失していることは、候補株の菌体抽出液について、Guggenheim,S.の方法(Methods Enzymol., 17, 439-442 (1971)の方法等によりCBL活性を測定し、親株のCBL活性と比較することにより確認することができる。
【0021】
エシェリヒア・コリ用の温度感受性複製起点を含むプラスミドとしては、例えばpMAN031(Yasueda, H. et al, Appl. Microbiol. Biotechnol., 36, 211 (1991))、pMAN997(WO 99/03988号)、及びpEL3(K. A. Armstrong et. al., J. Mol. Biol. (1984) 175, 331-347)が挙げられる。
【0022】
上記と同様にして、tnaA遺伝子破壊株を取得することができる。tnaA遺伝子破壊株又は変異株のTNase活性が低下又は消失していることは、候補株の菌体抽出液について、Newton, W. A. らの方法(J. Biol. Chem., 240, 1211-1218 (1965))の方法等によりTNase活性を測定し、親株のTNase活性と比較することにより確認することができる。
遺伝子破壊に用いる欠失型metC遺伝子及び欠失型tnaA遺伝子は、目的とするエシェリヒア属細菌の染色体DNA上のmetC遺伝子及びtnaA遺伝子と相同組換えを起こす程度の相同性を有していればよい。このような相同性は、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上である。また、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズし得るDNA同士であれば、相同組換えは起こり得る。
【0023】
<2>SAT活性の増強
エシェリヒア属細菌細胞内のSAT活性の増強は、SATをコードする遺伝子のコピー数を高めることによって達成される。例えば、SATをコードする遺伝子断片を、エシェリヒア属細菌で機能するベクター、好ましくはマルチコピー型のベクターと連結して組換えDNAを作製し、これを宿主エシェリヒア属細菌に導入して形質転換すればよい。
【0024】
SAT遺伝子は、エシェリヒア属細菌由来の遺伝子および他の生物由来の遺伝子のいずれも使用することができる。エシェリヒア・コリのSATをコードする遺伝子として、cysEが野生株及びL−システイン分泌変異株よりクローニングされ、塩基配列が明らかになっている(Denk, D. and Boeck, A., J. General Microbiol., 133, 515-525 (1987))。したがって、その塩基配列に基づいて作製したプライマーを用いて、エシェリヒア属細菌の染色体DNAを鋳型とするPCRによって、SAT遺伝子を取得することができる(特開平11-155571号参照)。他の生物のSATをコードする遺伝子も、同様にして取得され得る。
参考として、配列番号14及び15に、報告されている野生型cysEの塩基配列及びコードされるSATのアミノ酸配列(Denk, D. and Bock, A., J. general Microbiol., 133, 515-525 (1987))を示す。
SAT遺伝子としては、野生型SAT遺伝子の他に、アセチル−CoAによるL−セリンの活性化を触媒する活性を実質的に損なわないような1若しくは数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、付加、又は逆位を含むアミノ酸配列を有するものであってもよい。ここで、「数個」とは、アミノ酸残基のタンパク質の立体構造における位置や種類によっても異なるが、好ましくは2から50個、より好ましくは2から40個、特に好ましくは2から30個である。
【0025】
上記のようなSATと実質的に同一のタンパク質をコードするDNAとしては、配列番号14の塩基番号223〜1047からなる塩基配列又は同塩基配列から調製され得るプローブとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつSATと同様の活性を有するタンパク質をコードするDNAが挙げられる。「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。この条件を明確に数値化することは困難であるが、一例を示せば、相同性が高いDNA同士、例えば50%以上の相同性を有するDNA同士がハイブリダイズし、それより相同性が低いDNA同士がハイブリダイズしない条件、あるいは通常のサザンハイブリダイゼーションの洗いの条件である60℃、1×SSC,0.1%SDS、好ましくは、0.1×SSC、0.1%SDSに相当する塩濃度でハイブリダイズする条件が挙げられる。
【0026】
染色体DNAは、DNA供与体である細菌から、例えば、斎藤、三浦の方法(H. Saito and K.Miura, Biochem.B iophys. Acta, 72, 619 (1963)、生物工学実験書、日本生物工学会編、97〜98頁、培風館、1992年参照)等により調製することができる。
【0027】
PCR法により増幅されたSAT遺伝子を含むDNA断片をエシェリヒア属細菌に導入するには、通常のタンパク質発現に用いられる種々のベクターを用いることができる。このようなベクターとしては、pUC19、pUC18、pHSG299, pHSG399, pHSG398, RSF1010, pBR322, pACYC184, pMW219等が挙げられる。
【0028】
SAT遺伝子を含む組換えベクターをエシェリヒア属細菌に導入するには、D.A.Morrisonの方法(Methods in Enzymology 68, 326 (1979))あるいは受容菌細胞を塩化カルシウムで処理してDNAの透過性を増す方法(Mandel,M. and Higa,A.,J.Mol.Biol.,53,159(1970))等、エシェリヒア属細菌の形質転換に通常用いられている方法により行うことができる。
【0029】
SAT遺伝子のコピー数を高めることは、SAT遺伝子をエシェリヒア属細菌の染色体DNA上に多コピー存在させることによっても達成できる。エシェリヒア属細菌の染色体DNA上にSAT遺伝子を多コピーで導入するには、染色体DNA上に多コピー存在する配列を標的に利用して相同組換えにより行う。染色体DNA上に多コピー存在する配列としては、レペティティブDNA、転移因子の端部に存在するインバーテッド・リピートが利用できる。あるいは、特開平2-109985号公報に開示されているように、SAT遺伝子をトランスポゾンに搭載してこれを転移させて染色体DNA上に多コピー導入することも可能である。
【0030】
SAT活性の増強は、上記の遺伝子増幅による以外に、染色体DNA上またはプラスミド上のSAT遺伝子のプロモーター等の発現調節配列を強力なものに置換することによっても達成される(特開平1-215280号公報参照)。例えば、lacプロモーター、trpプロモーター、trcプロモーター等が強力なプロモーターとして知られている。発現調節配列の置換は、例えば温度感受性プラスミドを用いた遺伝子置換によっても行うことができる。
【0031】
また、国際公開WO00/18935に開示されているように、SAT遺伝子のプロモーター領域に数塩基の塩基置換を導入し、より強力なものに改変することも可能である。これらのプロモーター置換または改変によりSAT遺伝子の発現が増強され、SAT活性が増強される。これら発現調節配列の改変は、SAT遺伝子のコピー数を高めることと組み合わせてもよい。
【0032】
さらに、SAT遺伝子の発現に抑制機構が存在する場合には、抑制が解除又は低減されるように、発現調節配列又は抑制に関与する遺伝子を改変することによっても、SAT遺伝子の発現を増強することができる。
【0033】
エシェリヒア属細菌細胞内のSAT活性は、L−システインによるフィードバック阻害が低減又は解除されたSAT(以下、「変異型SAT」ともいう)をエシェリヒア属細菌に保持させることによっても、上昇させることができる。変異型SATとしては、野生型SATの256位のメチオニン残基に相当するアミノ酸残基をリジン残基及びロイシン残基以外のアミノ酸残基に置換する変異、又は256位のメチオニン残基に相当するアミノ酸残基からC末端側の領域を欠失させる変異を有するSATが挙げられる。前記リジン残基及びロイシン残基以外のアミノ酸残基としては、通常のタンパク質を構成するアミノ酸のうち、メチオニン残基、リジン残基及びロイシン残基を除く17種類のアミノ酸残基が挙げられる。より具体的にはイソロイシン残基が挙げられる。野生型SAT遺伝子に所望の変異を導入する方法としては、部位特異的変異が挙げられる。変異型SAT遺伝子としては、エシェリヒア・コリの変異型SATをコードする変異型cysEが知られている(WO 97/15673号国際公開パンフレット、特開平11-155571号参照)。256位のメチオニン残基をグルタミン酸残基に置換した変異型SATをコードする変異型cysEを含むプラスミドpCEM256Eを保持するエシェリヒア・コリJM39-8株(E. coli JM39-8(pCEM256E)、プライベートナンバー:AJ13391)は、平成9年11月20日より工業技術院生命工学工業技術研究所(現 独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センター、〒305-8566 日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に、FERM P-16527の受託番号のもとで寄託され、2002年7月8日にブダペスト条約に基づく国際寄託に移管され、受託番号FERM BP-8112が付与されている。
【0034】
また、シロイヌナズナのSATは、L−システインによるフィードバック阻害を受けないことが知られており、本発明に好適に用いることができる。シロイヌナズナ由来のSAT遺伝子含有プラスミドとして、pEAS-m(FEMS Microbiol. Lett., 179 (1999) 453-459)が知られている。
【0035】
変異型SATとしては、上記のL−システインによるフィードバック阻害を低減する変異に加えて、アセチル−CoAによるL−セリンの活性化を触媒する活性を実質的に損なわないような1若しくは数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、付加、又は逆位を含むアミノ酸配列を有するものであってもよい。そのような変異を有するSATにおいては、256位のメチオニン残基の位置が変わっている場合もあるが、そのような場合であっても、256位のメチオニン残基に相当するアミノ酸残基をリジン残基及びロイシン残基以外のアミノ酸残基に置換することによって、L−システインによるフィードバック阻害が低減した変異型SATが取得され得る。
【0036】
また、エシェリヒア属細菌に変異型SATを保持させるには、細胞内のSAT遺伝子に、コードされるSATのL−システインによるフィードバック阻害が解除されるような変異を導入することによって行うことができる。変異の導入は、紫外線照射またはN−メチル−N'−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(NTG)もしくは亜硝酸等の通常の突然変異に用いられている変異剤による処理によって行うことができる。
【0037】
<3>L−システインの生産
上記のようにして得られる本発明のエシェリヒア属細菌を好適な培地で培養し、該培養物中にL−システインを生産蓄積せしめ、該培養物からL−システインを採取することにより、L−システインを効率よく、かつ、安定に製造することができる。尚、本発明の方法により製造されるL−システインには、還元型のシステインに加えてシスチンも含まれる場合があるが、本発明の製造法の対象物にはシスチン又は還元型のシステイン及びシスチンの混合物も含まれる。
【0038】
使用する培地としては、炭素源、窒素源、イオウ源、無機イオン及び必要に応じその他の有機成分を含有する通常の培地が挙げられる。
炭素源としては、グルコース、フラクトース、シュクロース、糖蜜やでんぷんの加水分解物などの糖類、フマール酸、クエン酸、コハク酸等の有機酸類を用いることができる。
【0039】
窒素源としては、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム等の無機アンモニウム塩、大豆加水分解物などの有機窒素、アンモニアガス、アンモニア水等を用いることができる。
【0040】
イオウ源としては、硫酸塩、亜硫酸塩、硫化物、次亜硫酸塩、チオ硫酸塩等の無機硫黄化合物が挙げられる、
有機微量栄養源としては、ビタミンB1などの要求物質または酵母エキス等を適量含有させることが望ましい。これらの他に、必要に応じてリン酸カリウム、硫酸マグネシウム、鉄イオン、マンガンイオン等が少量添加される。
【0041】
培養は好気的条件下で30〜90時間実施するのがよく、培養温度は25℃〜37℃に、培養中pHは5〜8に制御することが好ましい。尚、pH調整には無機あるいは有機の酸性あるいはアルカリ性物質、更にアンモニアガス等を使用することができる。培養物からのL−システインの採取は通常のイオン交換樹脂法、沈澱法その他の公知の方法を組み合わせることにより実施できる。
【0042】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
【0043】
<1>エシェリヒア・コリにおけるCD活性を担う酵素の同定
(1)エシェリヒア・コリ菌体抽出液の電気泳動及びCD活性染色
エシェリヒア・コリのSAT欠損株であるエシェリヒア・コリJM39(F+ cysE51 tfr-8)(Denk, D. and Bock, A., J. Gene. Microbiol, 133, 515-525(1987))、及び、CD活性低下株JM39-8(特開平11-155571号)の細胞抽出液を、非変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動(Native-PAGE)に供し、CD活性染色を行い、CD活性の主体について解析した。JM39-8株は、JM39株をNTG処理し、L−システイン非資化性株として分離された変異株である(特開平11-155571号)。
【0044】
各菌株を、0.3%のL−システイン添加、あるいは無添加のLB培地(トリプトン 10g/L、Yeast Extract 5g/L、NaCl 5g/L (pH7.0))に植菌後、37℃、終夜培養した。菌体を遠心集菌後0.85%NaClで洗浄し、得られた湿菌体を約3ml菌体破壊用Buffer(10mM Tris-HCl (pH8.6)、10μM PLP、100μM DTT)に懸濁してCOSMOBIO社Bioruptorで30分超音波菌体破壊を行った。12,000rpm、10分間遠心し、得られた上清を菌体抽出液とした。Protein Assay Kit (Bio-Rad社)を使用してタンパク濃度を定量した。
【0045】
各菌体抽出液(各々30μgタンパク質)を、2×Native-PAGE buffer(Glycine 14.43g/L、Tris 3.0 g/L、pH8.6(HCl))に懸濁し、定法に従い非変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動(Native-PAGE)を実施した。得られた電気泳動ゲルを用い、CD活性染色を実施した。反応溶液(Tris・HCl 100mM、EDTA 10mM、PLP(Pyridoxal-5-phosphate) 20μM、L-Cys 50mM、pH8.6に調製後、100mlにフィルアップし、塩化ビスマス(BiCl3)を50mg加えた)に、ゲルの両端のレーンのみを切り出して浸し、室温で振盪してバンドが見えてくるまで放置したところ、主なバンドが2本検出された(図1A)。なお、ゲルの中央部のレーンは、アミノ酸配列決定に用いた。JM39-8株では、上記の2つのバンドのうち、分子量が大きい方のバンドが、JM39株に比べて弱かった。
【0046】
(2)CBLのCD活性を担う酵素としての同定
エシェリヒア・コリにおいてCD活性をもつ酵素として、CBL(metC産物)が報告されている(Chandra et. al., Biochemistry, 21 (1982) 3064-3069)。上記バンドがCBLである可能性を検証するため、metC欠損株及びmetC遺伝子をマルチコピープラスミドにて増幅したエシェリヒア・コリを用いて、上記と同様な実験を実施した。
【0047】
metC欠損株EZ5(metC:Tn10Tets rpsL add-uid-man uraA:Tn10)、及びmetCを搭載したプラスミドpIP29(フランス・パスツール研究所のSaint-Girons博士より供与された。Belfaiza et. al., Proc. Natl. Acad. Sci. 83 (1986) 867-871参照)をEZ5に導入した菌株を用いて、Native-PAGE、及びCD活性染色を実施した。その結果、metC欠損株では、分子量の小さい方のバンドが欠失しており、pIP29の導入によってそのバンドが大きく増幅されることが判明した(図1B)。この結果より、分子量の小さい方のバンドは、CBLであると結論付けた。
【0048】
(3)TNaseのCD活性を担う酵素としての同定
活性染色で認められた前記2本のバンドのうち分子量の大きい方のバンドに相当するタンパク質の精製を行った。電気泳動ゲルから、分子量の大きい方のバンドをゲルより切り出し、定法により抽出、濃縮した。得られたCD活性を持つ画分をについてSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)を行い、染色は行わずに、PVDF膜(Bio-Rad)にブロッティングを行った。転写が終わった膜を蒸留水で5分間洗浄し、0.025% CBB(クマシーブリリアントブルー)R-250を含む40%メタノールで5分間染色した。脱色は50%メタノールで行い、確認した目的酵素のバンドを切り取って、Protein Sequencer 476A(Applied Biosystems 社)を用いた自動エドマン分解法により、N末端アミノ酸配列を決定した。
【0049】
結果を配列番号1に示す。この配列を、若干のCD活性を有することが報告されている(Austin Newton et. al., J. Biol. Chem. 240 (1965) 1211-1218)エシェリヒア・コリのTNaseのアミノ酸配列と比較したところ、15残基中14残基が一致した。配列番号1のアミノ酸配列において10位のメチオニンは、報告されているアミノ酸配列ではプロリンであった。この結果から、分子量の大きい方のバンドは、TNaseである可能性が高いと考えられた。また、この結果から、JM39-8株ではTNaseの発現が低下していると推定された。
【0050】
<2>エシェリヒア・コリのtnaA欠損株及びmetC欠損株の構築
上記のようにして、エシェリヒア・コリにおけるCD活性を担う酵素としてCBL及びTNaseが同定されたので、それらの活性低下のL−システイン生産に対する効果を調べるために、CBLをコードする遺伝子metC又はTNaseをコードする遺伝子tnaAの破壊株、及びこれらの両方の遺伝子の破壊株を作製した(図2)。具体的には、以下のようにして行った。
【0051】
(1)tnaA欠損株の構築
エシェリヒア・コリJM109株の染色体DNAを鋳型に、配列番号2及び3に示す塩基配列を有するプライマーと、配列番号4及び5に示す塩基配列を有するプライマーとを用いて、それぞれPCRを実施した。次に、各PCR産物をHindIIIで切断した後ライゲーションした。この反応液を鋳型として、配列番号2及び5に示す塩基配列を有するプライマーを用いてPCRを実施し、約1.6kbの断片を得た。この断片をBamHIにて消化し、温度感受性プラスミドpEL3(K. A. Armstrong et. al., J. Mol. Biol. (1984) 175, 331-347)のBamHIサイトに組み込み、tnaA破壊用プラスミドpEL3ΔtnaAを構築した。
【0052】
JM39株を、プラスミドpEL3ΔtnaAを用いて形質転換し、30℃にてアンピシリン耐性を示すクローンを得た。本クローンの培養液を適宜希釈してアンピシリン添加LB寒天培地に塗布し、42℃にて一夜培養し、pEL3ΔtnaAがJM39株染色体に組み込まれた株を得た。次いで、本株をアンピシリン無添加LB培地にて37℃経代培養し、アンピシリン感受性のクローンを分離した。分離クローンについて、ゲノミックPCRによって染色体上のtnaA遺伝子周辺を解析し、野生型のtnaAは有しておらず、pEL3ΔtnaA上にクローニングされた破壊型tnaA遺伝子のみを有する株を選択した。こうして、JM39株由来のtnaA遺伝子破壊株JM39ΔtnaAを得た。
【0053】
(2)metC欠損株の構築
エシェリヒア・コリJM109株の染色体DNAを鋳型に、配列番号6及び7に示す塩基配列を有するプライマー、及び配列番号8及び9に示す塩基配列を有するプライマーを用いて、それぞれPCRを実施した。次に、各PCR産物をKpnIで切断した後ライゲーションした。この反応液を鋳型として、配列番号6及び9に示す塩基配列を有するプライマーを用いてPCRを実施し、約1.4kbの断片を得た。この断片をBamHIにて消化し、pEL3のBamHIサイトに組み込み、metC破壊用プラスミドpEL3ΔmetCを構築した。
【0054】
JM39株又はJM39ΔtnaAを、プラスミドpEL3ΔmetCを用いて形質転換し、30℃にてアンピシリン耐性を示すクローンを得た。本クローンの培養液を適宜希釈してアンピシリン添加LB寒天培地に塗布し、42℃にて一夜培養し、pEL3ΔmetCがJM39株染色体に組み込まれた株を得た。次いで、本株をアンピシリン無添加LB培地にて37℃経代培養し、アンピシリン感受性のクローンを分離した。分離クローンについて、ゲノミックPCRによって染色体上のmetC遺伝子周辺を解析し、野生型のmetCは有しておらず、pEL3ΔmetC上にクローニングされた破壊型metC遺伝子のみを有する株を選択した。こうして、JM39株由来のmetC遺伝子破壊株JM39ΔmetC、及びJM39ΔtnaA株由来のmetC遺伝子破壊株JM39ΔtnaAΔmetCを得た。
【0055】
(3)遺伝子破壊の確認
次に、JM39ΔtnaA株及びJM39ΔmetC株について、電気泳動及び活性染色によって、CD活性を有するバンドの有無を調べた (図3)。その結果、tnaA破壊株では分子量の大きな方のバンドが、metC破壊株では分子量の小さな方のバンドが、tnaA/metC 両破壊株では両方のバンドが完全に消失していた。
【0056】
<3>フィードバック阻害非感受性SAT遺伝子の導入
上記で得られた各遺伝子破壊株に、シロイヌナズナ由来のフィードバック阻害非感受性SAT遺伝子を導入した。
【0057】
シロイヌナズナ由来のSAT遺伝子含有プラスミドpEAS-m(FEMS Microbiol. Lett., 179 (1999) 453-459)を使用した。プラスミドpES-mは、特開平11-155571号公報に記載されているE. coli由来cysE遺伝子の導入に用いたプラスミドpCEをベースとして、E. coli由来cysE遺伝子の代わりにシロイヌナズナ由来フィードバック阻害非感受性SAT遺伝子を挿入したものであり、以下のような方法で構築可能である。まず、FEMS Microbiol. Lett., 179 (1999) 453-459に記載された方法で、pCEのcysE遺伝子の開始コドンの直前及び終止コドンの直後にNcoIサイトを導入したプラスミドpCE(NcoI)を構築する。このプラスミドのNcoI消化によってcysE遺伝子を除去し、代わりにシロイヌナズナのSAT遺伝子にNcoIリンカーを付加したものを導入する。シロイヌナズナのSAT遺伝子はその構造が既知であり(Plant Molecular Biology, 30, 1041-1049, 1996)、化学合成又はPCR等によって取得することができる。pEAS-mは、Plant Molecular Biology, 30, 1041-1049, 1996のFig.2に記載されている塩基配列中189−1201位の配列の前後にNcoIサイトを付加したDNA断片をpCEのNcoIサイトに導入して得られたものである。
【0058】
JM39、JM39ΔtnaA、JM39ΔmetC、及びJM39ΔtnaAΔmetCを、上記プラスミドpEAS-mで形質転換した。得られた各形質転換株を、アンピシリン50mg/Lを含むLBプレート培地で30℃、24時間培養した後、菌体1白金耳を、アンピシリン50mg/Lを添加したC1培地(グルコース 30g/L、NH4Cl 10g/L、KH2PO4 2g/L、MgSO4・7H2O 1g/L、FeSO4・7H2O 10mg/L、MnCl2・4H2O 10mg/L、CaCO3 20g/L)20mlを入れた坂口フラスコに接種し、30℃で48時間および72時間培養した。培養後の上清のL−システイン含量をバイオアッセイで定量したところ、全ての破壊株で野生株を上回り、tnaA及びmetCの破壊がL−システイン生産性の向上に効果のあることが確認された(図4)。
【0059】
【発明の効果】
本発明により、エシェリヒア属細菌のL−システイン生産性を向上させることができる。
【0060】
【配列表】

Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564

【図面の簡単な説明】
【図1】 エシェリヒア・コリ細胞抽出液Native-PAGEのCD活性染色の結果を示す図。
A:SAT欠損株JM39、及び、CD活性低下株JM39-8
B:metC欠損株EZ5、及びmetCを搭載したプラスミドpIP29を導入したEZ5
【図2】 エシェリヒア・コリのmetC破壊株、tnaA破壊株、及びmetC/tnaA破壊株の構築過程を示す図。「A」、「B」は遺伝子の末端領域、「X」は欠失領域を示す。
【図3】 metC破壊株、tnaA破壊株、及びmetC/tnaA破壊株の遺伝子破壊を確認する電気泳動及びCD活性染色の結果を示す写真。
【図4】 metC破壊株、tnaA破壊株、及びmetC/tnaA破壊株のL−システイン生産性を示す図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing L-cysteine, and more particularly to a microorganism suitable for producing L-cysteine, and a method for producing L-cysteine using the same. L-cysteine and L-cysteine derivatives are used in the fields of pharmaceuticals, cosmetics and foods.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, L-cysteine has been obtained by extraction from keratin-containing substances such as hair, horns and feathers, or by microbial enzyme conversion using DL-2-aminothiazoline-4-carboxylic acid as a precursor. In addition, mass production of L-cysteine by an immobilized enzyme method using a novel enzyme is also planned.
[0003]
Furthermore, production of L-cysteine by fermentation using microorganisms has also been attempted. For example, the present inventors have found that serine acetyltransferase (EC 2.3.1.30: hereinafter also referred to as “SAT”) in which the L-cysteine decomposition system is suppressed and feedback inhibition by L-cysteine is reduced. Has disclosed a method for producing L-cysteine using Escherichia bacteria that retains (Patent Document 1). As a means for suppressing the L-cysteine degradation system, it is disclosed to reduce cysteine desulfhydrase (hereinafter also referred to as “CD”) activity in cells. Similarly, a method for producing L-cysteine using a microorganism having cysteine substance metabolism deregulated by a DNA sequence encoding SAT having a specific mutation with reduced feedback inhibition by L-cysteine is known. (Patent Document 2).
[0004]
Non-Patent Document 1 discloses a method for producing L-cysteine using Escherichia coli into which a gene encoding a SAT isozyme derived from Arabidopsis that is not subject to feedback inhibition by L-cysteine is introduced.
[0005]
On the other hand, a method for producing L-cysteine using a microorganism that overexpresses a gene encoding a protein that is suitable for directly releasing antibiotics or substances that are toxic to microorganisms from cells has been reported (Patent Document 3). .
[0006]
As described above, many studies have been made on the enhancement of the activity of L-cysteine biosynthetic enzymes such as SAT and the L-cysteine producing bacteria having a modified L-cysteine excretion system. On the other hand, the L-cysteine decomposition system has not been studied in detail, particularly in bacteria belonging to the genus Escherichia.
[0007]
As an enzyme having some CD activity in Escherichia coli, cystathionine-β-lyase (metC product; hereinafter also referred to as “CBL”) (Non-patent Document 2) and tryptophanase (tnaA product; hereinafter referred to as “TNase”. (Non-Patent Document 3) has also been reported. However, CBL is considered to be an enzyme that catalyzes a reaction that converts cystathionine to homocysteine, and TNase is an enzyme that catalyzes a reaction that degrades tryptophan. Was not known. Further, Patent Document 1 describes a mutant strain having decreased CD activity, but no report has been made regarding the main body of the enzyme responsible for CD activity.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 11-155571 A
[Patent Document 2]
Special table 2000-504926
[Patent Document 3]
JP-A-11-56381
[Non-Patent Document 1]
FEMS Microbiol. Lett., 179 (1999) 453-459
[Non-Patent Document 2]
Chandra et.al., Biochemistry, 21 (1982) 3064-3069
[Non-Patent Document 3]
Austin Newton et.al., J. Biol. Chem. 240 (1965) 1211-1218
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to clarify an enzyme responsible for CD activity and its gene, and to use the same gene for breeding L-cysteine-producing bacteria to provide a new method for producing L-cysteine.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that CBL and TNase are enzymes responsible for the major CD activity of Escherichia coli, and reduce or eliminate these enzyme activities. Thus, it was found that the ability to produce L-cysteine can be improved, and the present invention has been completed.
That is, the present invention is as follows.
[0011]
(1) A bacterium belonging to the genus Escherichia having an ability to produce L-cysteine and modified so that cystathionine-β-lyase activity is reduced or deleted.
(2) A bacterium belonging to the genus Escherichia having an ability to produce L-cysteine and modified so that ciscystathionine-β-lyase activity and tryptophanase activity are reduced or deleted.
(3) The Escherichia bacterium according to (1), wherein a gene encoding cystathionine-β-lyase is disrupted.
(4) The Escherichia bacterium according to (2), wherein a gene encoding ciscystathionine-β-lyase and a gene encoding tryptophanase are disrupted.
(5) The bacterium belonging to the genus Escherichia according to any one of (1) to (4), which is further modified to enhance the L-cysteine biosynthesis enzyme activity.
(6) The Escherichia bacterium according to (5), which is modified so that serine acetyltransferase is enhanced.
(7) The Escherichia bacterium according to (6), which retains a serine acetyltransferase insensitive to feedback inhibition by L-cysteine.
(8) The Escherichia bacterium according to any one of (1) to (7), which is Escherichia coli.
(9) A method for producing L-cysteine, wherein the bacterium belonging to the genus Escherichia of any one of (1) to (8) is cultured in a medium, L-cysteine is produced and accumulated in the medium, and L-cysteine is collected from the medium. .
(10) It is characterized by increasing the L-cysteine-producing ability of the bacterium by decreasing or eliminating the ciscystathionine-β-lyase activity or tryptophanase activity of the bacterium belonging to the genus Escherichia, or both of these activities. A method for producing an L-cysteine-producing bacterium.
[0012]
In the present invention, the ability to produce L-cysteine refers to the ability to accumulate in the medium an amount of L-cysteine that can be recovered from the medium when the Escherichia bacterium of the present invention is cultured in the medium. In addition, “insensitive to feedback inhibition by L-cysteine” includes a case where feedback inhibition by L-cysteine is reduced or eliminated and a case where feedback inhibition is not originally received.
In the present invention, L-cysteine refers to reduced L-cysteine or L-cystine or a mixture thereof unless otherwise specified.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The first form of the genus Escherichia of the present invention is an Escherichia bacterium that has L-cysteine-producing ability and has been modified so that CBL activity is reduced or eliminated. The second form of the genus Escherichia of the present invention is an Escherichia bacterium that has L-cysteine-producing ability and has been modified so that CBL activity and TNase activity are reduced or deleted. Further, the Escherichia bacterium of the present invention is an Escherichia bacterium modified in the first form or the second form so that the L-cysteine biosynthesis enzyme activity is further enhanced. Such an Escherichia bacterium can be obtained by enhancing L-cysteine biosynthesis enzyme activity in an Escherichia bacterium in which CBL activity, or CBL activity and TNase activity are reduced or deleted. Further, the Escherichia bacterium of the present invention can also be obtained by reducing or deleting CBL activity, CBL activity and TNase activity in an Escherichia bacterium having enhanced L-cysteine biosynthesis enzyme activity.
[0014]
<1> Decrease or disappearance of CBL activity or TNase activity
In order to reduce or eliminate the CBL activity or TNase activity of Escherichia bacteria, for example, the Escherichia bacteria are irradiated with ultraviolet rays or subjected to normal mutation treatment such as N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) or nitrous acid. And a method of selecting a mutant strain having a decreased CBL activity or TNase activity by treatment with the mutagen used in the above. In addition, Escherichia bacteria having reduced CBL activity or TNase activity can be obtained by gene disruption in addition to mutation treatment. In order to reliably reduce or eliminate CBL activity or TNase activity, a gene disruption method is preferred. In Escherichia coli, CBL is encoded by the metC gene and TNase is encoded by the tnaA gene.
[0015]
Escherichia coli metC gene (GenBank accession M12858, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83, 867-871 (1986)) and tnaA gene (GenBank accession K00032, J. Bacteriol. 147, 787-796 (1981), The base sequence of J. Bacteriol. 151, 942-951 (1982) has been reported. PCR using primers synthesized based on the respective sequences and PCR using Escherichia coli chromosomal DNA as a template (PCR: polymerase chain reaction) White, TJ et al., Trends Genet. 5, 185 (1989)), DNA fragments containing each gene can be obtained. In addition, the inside of the gene encoding CBL has been deleted, and the inside of the gene encoding TNase that has been modified so that it does not produce CBL that functions normally (deleted metC gene) and TNase is deleted. The tnaA gene (deleted tnaA gene) modified so as not to produce a functional TNase can be obtained by PCR using the primers shown in the Examples.
For reference, the nucleotide sequence of the metC gene and the encoded amino acid sequence are shown in SEQ ID NOs: 10 and 11, respectively. In addition, the nucleotide sequence of the tnaA gene and the encoded amino acid sequence are shown in SEQ ID NOs: 12 and 13, respectively.
[0016]
In the following, a method for destroying a gene encoding CBL will be described, but a gene encoding TNase can be similarly disrupted.
The Escherichia bacterium is transformed with DNA containing the metC gene (deleted metC gene) that has been modified so that it does not produce CBL that functions normally by deleting the CBL-encoding gene, and the deleted metC gene And the metC gene on the chromosome can be recombined to destroy the metC gene on the chromosome. Gene disruption by gene replacement using such homologous recombination has already been established, and there are a method using linear DNA and a method using a plasmid containing a temperature-sensitive replication origin.
[0017]
In order to replace the deleted metC gene with the metC gene on the host chromosome, for example, the following may be performed. A recombinant DNA is prepared by inserting a temperature-sensitive replication origin, a deletion-type metC gene, and a marker gene showing resistance to drugs such as ampicillin or chloramphenicol into a vector, and Escherichia bacteria using this recombinant DNA And culturing the transformed strain at a temperature at which the temperature-sensitive replication origin does not function, and then culturing the transformed strain in a medium containing a drug to obtain a transformed strain in which the recombinant DNA is incorporated into the chromosomal DNA. It is done.
[0018]
In this way, a strain in which the recombinant DNA is integrated into the chromosome undergoes recombination with the original metC gene sequence on the chromosome, and two fusion genes of the chromosome metC gene and the deleted metC gene are present in addition to the recombinant DNA. (A vector part, a temperature sensitive replication origin and a drug resistance marker) are inserted into the chromosome. Therefore, since the normal metC gene is dominant in this state, the transformed strain expresses normal metC.
[0019]
Next, in order to leave only the deleted metC gene on the chromosomal DNA, one copy of the metC gene is recombined by recombination of the two metC genes together with the vector portion (including the temperature-sensitive replication origin and drug resistance marker). Remove from DNA. At that time, there is a case where the normal metC gene is left on the chromosomal DNA and the deleted metC gene is excised, and conversely, the deleted metC gene is left on the chromosomal DNA and the normal metC gene is excised. is there. In either case, if the cells are cultured at a temperature at which the temperature-sensitive replication origin functions, the excised DNA is retained in the cell in the form of a plasmid. Next, when cultured at a temperature at which the temperature-sensitive replication origin does not function, the metC gene on the plasmid is removed from the cell together with the plasmid. Then, a strain in which the metC gene is disrupted can be obtained by selecting a strain in which the deletion-type metC gene remains on the chromosome by PCR or Southern hybridization.
[0020]
The fact that the CBL activity of the gene-disrupted strain or mutant strain is reduced or eliminated is that the method of Guggenheim, S. (Methods Enzymol., 17, 439-442 (1971), etc.) Can be confirmed by measuring CBL activity and comparing with the CBL activity of the parent strain.
[0021]
Examples of plasmids containing a temperature sensitive replication origin for Escherichia coli include pMAN031 (Yasueda, H. et al, Appl. Microbiol. Biotechnol., 36, 211 (1991)), pMAN997 (WO 99/03988), and pEL3 (KA Armstrong et. al., J. Mol. Biol. (1984) 175, 331-347).
[0022]
In the same manner as described above, a tnaA gene-disrupted strain can be obtained. The fact that the TNase activity of the tnaA gene disrupted strain or mutant strain is reduced or eliminated is determined by the method of Newton, WA et al. (J. Biol. Chem., 240, 1211-1218 (1965 )) Method can be used to measure the TNase activity and compare it with the TNase activity of the parent strain.
Deletion-type metC gene and deletion-type tnaA gene used for gene disruption only have to have homology to the extent that homologous recombination occurs with the metC gene and tnaA gene on the chromosomal DNA of the target Escherichia bacterium. . Such homology is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and particularly preferably 90% or more. In addition, homologous recombination can occur if the DNAs can hybridize under stringent conditions.
[0023]
<2> Enhancement of SAT activity
Enhancement of SAT activity in Escherichia bacterial cells is achieved by increasing the copy number of the gene encoding SAT. For example, if a gene fragment encoding SAT is ligated with a vector that functions in an Escherichia bacterium, preferably a multicopy-type vector, a recombinant DNA is prepared, and this is introduced into the host Escherichia bacterium and transformed. Good.
[0024]
As the SAT gene, any of genes derived from bacteria belonging to the genus Escherichia and genes derived from other organisms can be used. As a gene encoding SAT of Escherichia coli, cysE has been cloned from a wild type strain and an L-cysteine secreting mutant, and its nucleotide sequence has been clarified (Denk, D. and Boeck, A., J. General Microbiol. , 133, 515-525 (1987)). Therefore, the SAT gene can be obtained by PCR using a chromosomal DNA of an Escherichia bacterium as a template using a primer prepared based on the base sequence (see JP-A-11-155571). Genes encoding SATs of other organisms can be obtained in the same manner.
For reference, SEQ ID NOs: 14 and 15 include the reported nucleotide sequence of wild-type cysE and the encoded amino acid sequence of SAT (Denk, D. and Bock, A., J. general Microbiol., 133, 515-525 (1987)).
As the SAT gene, in addition to the wild-type SAT gene, substitution, deletion or insertion of one or several amino acid residues that do not substantially impair the activity of catalyzing the activation of L-serine by acetyl-CoA It may have an amino acid sequence containing an addition or inversion. Here, “several” varies depending on the position and type of the amino acid residue protein in the three-dimensional structure, but is preferably 2 to 50, more preferably 2 to 40, particularly preferably 2 to 30. is there.
[0025]
The DNA encoding the protein substantially the same as SAT as described above is hybridized under stringent conditions with a base sequence consisting of base numbers 223 to 1047 of SEQ ID NO: 14 or a probe that can be prepared from the base sequence. And a DNA encoding a protein having the same activity as SAT. “Stringent conditions” refers to conditions under which so-called specific hybrids are formed and non-specific hybrids are not formed. Although it is difficult to quantify these conditions clearly, for example, DNAs with high homology, for example, DNAs having 50% or more homology hybridize and DNA with lower homology than that. A salt corresponding to 60 ° C., 1 × SSC, 0.1% SDS, preferably 0.1 × SSC, 0.1% SDS, which does not hybridize with each other, or is a condition for washing of ordinary Southern hybridization Conditions for hybridizing at a concentration are mentioned.
[0026]
Chromosomal DNA is obtained from bacteria that are DNA donors, for example, the method of Saito and Miura (H. Saito and K. Miura, Biochem. Biophys. Acta, 72, 619 (1963), Biotechnology Experiments, Nippon Biotechnology, Ed., Pp. 97-98, Bafukan, 1992).
[0027]
In order to introduce a DNA fragment containing the SAT gene amplified by the PCR method into a bacterium belonging to the genus Escherichia, various vectors used for normal protein expression can be used. Examples of such vectors include pUC19, pUC18, pHSG299, pHSG399, pHSG398, RSF1010, pBR322, pACYC184, pMW219 and the like.
[0028]
In order to introduce a recombinant vector containing the SAT gene into a bacterium belonging to the genus Escherichia, the method of DA Morrison (Methods in Enzymology 68, 326 (1979)) or the method of increasing the DNA permeability by treating recipient cells with calcium chloride ( Mandel, M. and Higa, A., J. Mol. Biol., 53, 159 (1970)) and the like, can be performed by a method usually used for transformation of bacteria belonging to the genus Escherichia.
[0029]
Increasing the copy number of the SAT gene can also be achieved by making multiple copies of the SAT gene on the chromosomal DNA of Escherichia bacteria. In order to introduce multiple copies of the SAT gene into the chromosomal DNA of an Escherichia bacterium, homologous recombination is performed using a sequence present in multiple copies on the chromosomal DNA as a target. As a sequence present in multiple copies on chromosomal DNA, repetitive DNA and inverted repeats present at the end of a transposable element can be used. Alternatively, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-109985, it is possible to mount a SAT gene on a transposon, transfer it, and introduce multiple copies onto chromosomal DNA.
[0030]
In addition to the gene amplification described above, the enhancement of SAT activity can also be achieved by replacing expression control sequences such as the promoter of the SAT gene on chromosomal DNA or plasmid with a strong one (JP-A-1-215280). See the official gazette). For example, lac promoter, trp promoter, trc promoter and the like are known as strong promoters. The replacement of the expression regulatory sequence can also be performed, for example, by gene replacement using a temperature sensitive plasmid.
[0031]
Further, as disclosed in International Publication WO00 / 18935, it is possible to introduce a base substitution of several bases into the promoter region of the SAT gene and modify it to be more powerful. These promoter substitutions or modifications enhance SAT gene expression and enhance SAT activity. Modification of these expression regulatory sequences may be combined with increasing the copy number of the SAT gene.
[0032]
Furthermore, if there is a suppression mechanism for the expression of SAT gene, the expression of SAT gene can be enhanced by modifying the expression regulatory sequence or the gene involved in the suppression so that the suppression is released or reduced. Can do.
[0033]
The SAT activity in Escherichia bacteria cells can also be increased by retaining SAT (hereinafter also referred to as “mutant SAT”) in which feedback inhibition by L-cysteine is reduced or eliminated in Escherichia bacteria. . The mutant SAT is a mutation in which the amino acid residue corresponding to the methionine residue at position 256 of wild-type SAT is substituted with an amino acid residue other than the lysine residue and leucine residue, or corresponds to the methionine residue at position 256. And SAT having a mutation that deletes the C-terminal region from the amino acid residue. Examples of amino acid residues other than the lysine residue and leucine residue include 17 types of amino acid residues other than methionine residue, lysine residue and leucine residue among amino acids constituting normal proteins. More specifically, an isoleucine residue is mentioned. Examples of a method for introducing a desired mutation into the wild-type SAT gene include site-specific mutation. As a mutant SAT gene, a mutant cysE encoding a mutant SAT of Escherichia coli is known (see WO 97/15673 International Publication Pamphlet, JP-A-11-155571). Escherichia coli JM39-8 strain (E. coli JM39-8 (pCEM256E) carrying a plasmid pCEM256E containing a mutant cysE encoding a mutant SAT in which the methionine residue at position 256 is substituted with a glutamic acid residue, private number: AJ13391) is the National Institute of Biotechnology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (currently the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Japan) on November 20, 1997. 1 center 6), deposited under the deposit number of FERM P-16527, transferred to the international deposit under the Budapest Treaty on July 8, 2002, and assigned the deposit number FERM BP-8112.
[0034]
Moreover, SAT of Arabidopsis thaliana is known not to be subjected to feedback inhibition by L-cysteine, and can be suitably used in the present invention. As an SAT gene-containing plasmid derived from Arabidopsis thaliana, pEAS-m (FEMS Microbiol. Lett., 179 (1999) 453-459) is known.
[0035]
The mutant SAT includes one or several amino acids that do not substantially impair the activity of catalyzing the activation of L-serine by acetyl-CoA in addition to the mutation that reduces the feedback inhibition by L-cysteine. It may have an amino acid sequence including residue substitution, deletion, insertion, addition, or inversion. In the SAT having such a mutation, the position of the methionine residue at position 256 may be changed. Even in such a case, the amino acid residue corresponding to the methionine residue at position 256 is changed to lysine. By substituting amino acid residues other than residues and leucine residues, mutant SATs with reduced feedback inhibition by L-cysteine can be obtained.
[0036]
In addition, the Escherichia bacterium can retain the mutant SAT by introducing into the intracellular SAT gene a mutation that cancels feedback inhibition of the encoded SAT by L-cysteine. Mutation can be introduced by ultraviolet irradiation or treatment with a mutagen used for normal mutation such as N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) or nitrous acid.
[0037]
<3> Production of L-cysteine
By culturing the Escherichia bacterium of the present invention obtained as described above in a suitable medium, producing and accumulating L-cysteine in the culture, and collecting L-cysteine from the culture, L-cysteine is obtained. Can be produced efficiently and stably. The L-cysteine produced by the method of the present invention may contain cystine in addition to the reduced cysteine, but the object of the production method of the present invention includes cystine or reduced cysteine and cystine. A mixture of
[0038]
Examples of the medium to be used include a normal medium containing a carbon source, a nitrogen source, a sulfur source, inorganic ions, and other organic components as required.
As the carbon source, saccharides such as glucose, fructose, sucrose, molasses and starch hydrolysate, and organic acids such as fumaric acid, citric acid and succinic acid can be used.
[0039]
As the nitrogen source, inorganic ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride and ammonium phosphate, organic nitrogen such as soybean hydrolysate, ammonia gas, aqueous ammonia and the like can be used.
[0040]
Examples of the sulfur source include inorganic sulfur compounds such as sulfate, sulfite, sulfide, hyposulfite, and thiosulfate.
As an organic trace nutrient source, it is desirable to contain a required substance such as vitamin B1 or a yeast extract. In addition to these, potassium phosphate, magnesium sulfate, iron ions, manganese ions and the like are added in small amounts as necessary.
[0041]
Cultivation is preferably carried out under aerobic conditions for 30 to 90 hours. The culture temperature is preferably controlled at 25 ° C. to 37 ° C., and the pH during culture is preferably controlled at 5 to 8. In addition, an inorganic or organic acidic or alkaline substance, ammonia gas or the like can be used for pH adjustment. Collection of L-cysteine from the culture can be carried out by a combination of ordinary ion exchange resin method, precipitation method and other known methods.
[0042]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[0043]
<1> Identification of enzymes responsible for CD activity in Escherichia coli
(1) Electrophoresis and CD activity staining of Escherichia coli cell extract
Escherichia coli JM39 (F), an SAT-deficient strain of Escherichia coli + cysE51 tfr-8) (Denk, D. and Bock, A., J. Gene. Microbiol, 133, 515-525 (1987)) and CD activity-reduced strain JM39-8 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-155571) The cell extract was subjected to non-denaturing polyacrylamide gel electrophoresis (Native-PAGE), stained for CD activity, and analyzed for CD activity. The JM39-8 strain is a mutant strain obtained by treating the JM39 strain with NTG and isolated as an L-cysteine non-assimilating strain (Japanese Patent Laid-Open No. 11-155571).
[0044]
Each strain was inoculated into 0.3% L-cysteine-added or non-added LB medium (tryptone 10g / L, Yeast Extract 5g / L, NaCl 5g / L (pH7.0)), and then cultured at 37 ° C overnight. did. The bacterial cells are collected by centrifugation, washed with 0.85% NaCl, and the resulting wet cells are suspended in approximately 3 ml of a cell disruption buffer (10 mM Tris-HCl (pH 8.6), 10 μM PLP, 100 μM DTT). Ultrasonic cell destruction was performed with Bioruptor, Inc. for 30 minutes. Centrifugation was performed at 12,000 rpm for 10 minutes, and the resulting supernatant was used as a cell extract. Protein concentration was quantified using Protein Assay Kit (Bio-Rad).
[0045]
Suspend each bacterial cell extract (30 μg protein each) in 2 × Native-PAGE buffer (Glycine 14.43 g / L, Tris 3.0 g / L, pH 8.6 (HCl)) Electrophoresis (Native-PAGE) was performed. Using the obtained electrophoresis gel, CD activity staining was performed. Prepare the reaction solution (Tris · HCl 100 mM, EDTA 10 mM, PLP (Pyridoxal-5-phosphate) 20 μM, L-Cys 50 mM, pH 8.6, fill up to 100 ml, and add bismuth chloride (BiCl Three ) Was added, and only the lanes at both ends of the gel were cut out and soaked. The gel was shaken at room temperature and allowed to stand until the bands were visible. Two main bands were detected (FIG. 1A). The lane at the center of the gel was used for amino acid sequencing. In the JM39-8 strain, of the two bands described above, the band with the higher molecular weight was weaker than the JM39 strain.
[0046]
(2) Identification of CBL as an enzyme responsible for CD activity
CBL (metC product) has been reported as an enzyme having CD activity in Escherichia coli (Chandra et. Al., Biochemistry, 21 (1982) 3064-3069). In order to verify the possibility that the band was CBL, an experiment similar to the above was performed using a metC-deficient strain and Escherichia coli obtained by amplifying the metC gene with a multicopy plasmid.
[0047]
metC deficient strain EZ5 (metC: Tn10Tet s rpsL add-uid-man uraA: Tn10) and plasmid pIP29 carrying metC (provided by Dr. Saint-Girons of the Pasteur Institute, France. Belfaiza et. al., Proc. Natl. Acad. Sci. 83 (1986) 867-871) was used to carry out Native-PAGE and CD activity staining using a strain introduced into EZ5. As a result, it was found that the band having the smaller molecular weight was deleted in the metC-deficient strain, and that the band was greatly amplified by introduction of pIP29 (FIG. 1B). From this result, it was concluded that the lower molecular weight band was CBL.
[0048]
(3) Identification of TNase as an enzyme responsible for CD activity
The protein corresponding to the band with the larger molecular weight of the two bands observed by activity staining was purified. From the electrophoresis gel, the band having the larger molecular weight was cut out from the gel, extracted and concentrated by a conventional method. The obtained fraction having CD activity was subjected to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), and blotting was performed on a PVDF membrane (Bio-Rad) without staining. The membrane after the transfer was washed with distilled water for 5 minutes and stained with 40% methanol containing 0.025% CBB (Coomassie Brilliant Blue) R-250 for 5 minutes. Decolorization was performed with 50% methanol, the band of the confirmed target enzyme was cut out, and the N-terminal amino acid sequence was determined by an automated Edman degradation method using Protein Sequencer 476A (Applied Biosystems).
[0049]
The result is shown in SEQ ID NO: 1. This sequence has been reported to have some CD activity (Austin Newton et. Al., J. Biol. Chem. 240 (1965) 1211-1218) and compared with the amino acid sequence of Escherichia coli TNase. , 14 of 15 residues matched. The methionine at position 10 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 was proline in the reported amino acid sequence. From this result, it was considered that the band with the higher molecular weight is likely to be TNase. From this result, it was estimated that the expression of TNase was reduced in the JM39-8 strain.
[0050]
<2> Construction of Escherichia coli tnaA-deficient and metC-deficient strains
As described above, CBL and TNase were identified as enzymes responsible for CD activity in Escherichia coli. In order to examine the effect of these decreased activities on L-cysteine production, the gene metC or TNase encoding CBL was used. A disrupted strain of the encoded gene tnaA and a disrupted strain of both of these genes were prepared (FIG. 2). Specifically, it was performed as follows.
[0051]
(1) Construction of tnaA deficient strain
PCR was carried out using the chromosomal DNA of Escherichia coli JM109 strain as a template and primers having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 2 and 3 and primers having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 4 and 5, respectively. Next, each PCR product was cleaved with HindIII and ligated. Using this reaction solution as a template, PCR was performed using primers having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 2 and 5, and a fragment of about 1.6 kb was obtained. This fragment was digested with BamHI and incorporated into the BamHI site of a temperature sensitive plasmid pEL3 (KA Armstrong et. Al., J. Mol. Biol. (1984) 175, 331-347) to construct a plasmid pEL3ΔtnaA for destroying tnaA. .
[0052]
The JM39 strain was transformed with the plasmid pEL3ΔtnaA, and a clone showing ampicillin resistance at 30 ° C. was obtained. The culture solution of this clone was appropriately diluted and applied to ampicillin-added LB agar medium and cultured overnight at 42 ° C. to obtain a strain in which pEL3ΔtnaA was integrated into the JM39 strain chromosome. Subsequently, this strain was subcultured at 37 ° C. in an ampicillin-free LB medium to isolate ampicillin-sensitive clones. The isolated clone was analyzed around the tnaA gene on the chromosome by genomic PCR, and a strain having no wild-type tnaA but having only the disrupted tnaA gene cloned on pEL3ΔtnaA was selected. In this way, a tnaA gene disruption strain JM39ΔtnaA derived from the JM39 strain was obtained.
[0053]
(2) Construction of metC deficient strain
PCR was carried out using the chromosomal DNA of Escherichia coli JM109 strain as a template and primers having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 6 and 7 and primers having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 8 and 9, respectively. Next, each PCR product was cleaved with KpnI and then ligated. Using this reaction solution as a template, PCR was carried out using primers having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 6 and 9, and a fragment of about 1.4 kb was obtained. This fragment was digested with BamHI and incorporated into the BamHI site of pEL3 to construct a plasmid pEL3ΔmetC for disrupting metC.
[0054]
JM39 strain or JM39ΔtnaA was transformed with plasmid pEL3ΔmetC to obtain a clone showing ampicillin resistance at 30 ° C. The culture solution of this clone was appropriately diluted and applied to an LB agar medium supplemented with ampicillin, and cultured overnight at 42 ° C. to obtain a strain in which pEL3ΔmetC was integrated into the JM39 strain chromosome. Subsequently, this strain was subcultured at 37 ° C. in an ampicillin-free LB medium to isolate ampicillin-sensitive clones. The isolated clone was analyzed around the metC gene on the chromosome by genomic PCR, and a strain having no wild-type metC but having only the disrupted metC gene cloned on pEL3ΔmetC was selected. Thus, the metC gene-disrupted strain JM39ΔmetC derived from the JM39 strain and the metC gene-disrupted strain JM39ΔtnaAΔmetC derived from the JM39ΔtnaA strain were obtained.
[0055]
(3) Confirmation of gene disruption
Next, JM39ΔtnaA and JM39ΔmetC strains were examined for the presence or absence of a band having CD activity by electrophoresis and activity staining (FIG. 3). As a result, the band with the larger molecular weight was completely lost in the tnaA-disrupted strain, the band with the smaller molecular weight was lost in the metC-disrupted strain, and both bands were completely lost in the tnaA / metC-disrupted strain.
[0056]
<3> Introduction of feedback inhibition insensitive SAT gene
A feedback inhibition insensitive SAT gene derived from Arabidopsis thaliana was introduced into each of the gene-disrupted strains obtained above.
[0057]
The SAT gene-containing plasmid pEAS-m (FEMS Microbiol. Lett., 179 (1999) 453-459) derived from Arabidopsis thaliana was used. The plasmid pES-m is based on the plasmid pCE used for the introduction of the cysE gene derived from E. coli described in JP-A-11-155571, and is insensitive to feedback inhibition from Arabidopsis instead of the cysE gene derived from E. coli. The SAT gene is inserted and can be constructed by the following method. First, by the method described in FEMS Microbiol. Lett., 179 (1999) 453-459, a plasmid pCE (NcoI) having an NcoI site introduced immediately before the start codon and immediately after the stop codon of the cysE gene of pCE is constructed. . The cysE gene is removed by NcoI digestion of this plasmid, and an Arabidopsis SAT gene added with an NcoI linker is introduced instead. The structure of the SAT gene of Arabidopsis thaliana is known (Plant Molecular Biology, 30, 1041-1049, 1996), and can be obtained by chemical synthesis or PCR. pEAS-m is a DNA fragment in which NcoI sites are added before and after the sequence of positions 189-1201 in the base sequence described in Fig. 2 of Plant Molecular Biology, 30, 1041-1049, 1996. It was obtained by introduction.
[0058]
JM39, JM39ΔtnaA, JM39ΔmetC, and JM39ΔtnaAΔmetC were transformed with the plasmid pEAS-m. Each of the obtained transformants was cultured in an LB plate medium containing 50 mg / L of ampicillin at 30 ° C. for 24 hours, and then 1 platinum loop of cells was added to C1 medium (glucose 30 g / L, glucose, supplemented with 50 mg / L of ampicillin). NH Four Cl 10g / L, KH 2 PO Four 2g / L, MgSO Four ・ 7H 2 O 1g / L, FeSO Four ・ 7H 2 O 10mg / L, MnCl 2 ・ 4H 2 O 10mg / L, CaCO Three 20 g / L) 20 ml of Sakaguchi flask was inoculated and cultured at 30 ° C. for 48 hours and 72 hours. When the L-cysteine content of the supernatant after culturing was quantified by bioassay, it was confirmed that the disruption of tnaA and metC was effective in improving L-cysteine productivity in all disrupted strains over the wild strain. (FIG. 4).
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, L-cysteine productivity of an Escherichia bacterium can be improved.
[0060]
[Sequence Listing]
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564
Figure 0004186564

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the results of CD activity staining of Escherichia coli cell extract Native-PAGE.
A: SAT-deficient strain JM39 and CD activity-reduced strain JM39-8
B: EZ5 into which metC-deficient strain EZ5 and plasmid pIP29 carrying metC were introduced
FIG. 2 is a diagram showing the construction process of Escherichia coli metC-disrupted strain, tnaA-disrupted strain, and metC / tnaA-disrupted strain. “A” and “B” indicate terminal regions of the gene, and “X” indicates a deletion region.
FIG. 3 is a photograph showing the results of electrophoresis and CD activity staining for confirming gene disruption of metC disrupted strain, tnaA disrupted strain, and metC / tnaA disrupted strain.
FIG. 4 is a diagram showing L-cysteine productivity of metC disrupted strain, tnaA disrupted strain, and metC / tnaA disrupted strain.

Claims (4)

シェリヒア属細菌を培地で培養し、L−システインを培地中に生成蓄積させ、該培地よりL−システインを採取する、L−システインの製造法であって、前記エシェリヒア属細菌が、L−システイン生産能を有し、L−システインによるフィードバック阻害に非感受性のセリンアセチルトランスフェラーゼを保持し、かつ、シスタチオニン−β−リアーゼ活性及びトリプトファナーゼ活性が低下又は欠失するように改変されたエシェリヒア属細菌であることを特徴とする方法Culturing a bacterium belonging to the genus Escherichia in a culture medium, L- cysteine is produced and accumulated in the medium, and collecting the L- cysteine from the medium, a method of manufacturing a L- cysteine, the Escherichia bacteria, L- cysteine A bacterium belonging to the genus Escherichia that has a production ability, retains serine acetyltransferase insensitive to feedback inhibition by L-cysteine, and is modified so that cystathionine-β-lyase activity and tryptophanase activity are reduced or eliminated A method characterized in that 前記エシェリヒア属細菌は、シスタチオニン−β−リアーゼをコードする遺伝子及びトリプトファナーゼをコードする遺伝子が破壊されたエシェリヒア属細菌である、請求項1に記載の方法 The method according to claim 1, wherein the Escherichia bacterium is an Escherichia bacterium in which a gene encoding cystathionine-β-lyase and a gene encoding tryptophanase are disrupted . 前記エシェリヒア属細菌はエシェリヒア・コリである、請求項1または2に記載の方法。The method according to claim 1 or 2, wherein the Escherichia bacterium is Escherichia coli. エシェリヒア属細菌のシスタチオニン−β−リアーゼ活性もしくはトリプトファナーゼ活性、又はこれらの両方の活性を低下又は消失させ、さらにL−システインによるフィードバック阻害に非感受性のセリンアセチルトランスフェラーゼを保持させることによって、同細菌のL−システイン生産能を高めることを特徴とする、エシェリヒア属細菌のL−システイン生産菌の製造方法。 Escherichia bacteria Sutachionin -β- lyase activity or tryptophanase activity, or both of these activities is reduced or eliminated, by Rukoto to hold insensitive serine acetyltransferase to feedback inhibition by addition L- cysteine, A method for producing an L-cysteine-producing bacterium of the genus Escherichia characterized by increasing the L-cysteine-producing ability of the bacterium.
JP2002271463A 2001-09-28 2002-09-18 L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine Expired - Lifetime JP4186564B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002271463A JP4186564B2 (en) 2001-09-28 2002-09-18 L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-302008 2001-09-28
JP2001302008 2001-09-28
JP2002271463A JP4186564B2 (en) 2001-09-28 2002-09-18 L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003169668A JP2003169668A (en) 2003-06-17
JP4186564B2 true JP4186564B2 (en) 2008-11-26

Family

ID=26623338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002271463A Expired - Lifetime JP4186564B2 (en) 2001-09-28 2002-09-18 L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4186564B2 (en)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4479283B2 (en) 2004-03-04 2010-06-09 味の素株式会社 L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine
JP4604537B2 (en) * 2004-03-31 2011-01-05 味の素株式会社 L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine
JP2010088301A (en) 2007-02-01 2010-04-22 Ajinomoto Co Inc Method for production of l-amino acid
WO2009104731A1 (en) 2008-02-21 2009-08-27 味の素株式会社 L-cysteine-producing bacterium, and method for production of l-cysteine
JP5332237B2 (en) 2008-03-06 2013-11-06 味の素株式会社 L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine
DE602009000714D1 (en) 2008-03-06 2011-03-24 Ajinomoto Kk L-cysteine-producing bacterium and process for producing L-cysteine
JP5521347B2 (en) 2009-02-16 2014-06-11 味の素株式会社 L-amino acid producing bacterium and method for producing L-amino acid
JP5463528B2 (en) 2009-02-25 2014-04-09 味の素株式会社 L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine
JP5359409B2 (en) 2009-03-12 2013-12-04 味の素株式会社 L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine
WO2011065469A1 (en) 2009-11-30 2011-06-03 味の素株式会社 L-cysteine-producing bacterium, and process for production of l-cysteine
JP5579456B2 (en) * 2010-01-18 2014-08-27 味の素株式会社 L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine
CN103119154B (en) 2010-09-14 2015-11-25 味之素株式会社 The manufacture method of bacterium and sulfur-containing amino acid produced by sulfur-containing amino acid
JP2014087259A (en) 2011-02-22 2014-05-15 Ajinomoto Co Inc L-cysteine-producing bacterium, and production method of l-cysteine
US9234223B2 (en) 2011-04-01 2016-01-12 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing L-cysteine
CN110016484A (en) 2011-04-01 2019-07-16 味之素株式会社 Method for generating L-cysteine
JP2014131487A (en) 2011-04-18 2014-07-17 Ajinomoto Co Inc Method for producing l-cysteine
JP2016165225A (en) 2013-07-09 2016-09-15 味の素株式会社 Method for producing useful substance
WO2015060314A1 (en) 2013-10-21 2015-04-30 味の素株式会社 Method for producing l-amino acid
JP7066977B2 (en) 2017-04-03 2022-05-16 味の素株式会社 Manufacturing method of L-amino acid
EP3861109A1 (en) 2018-10-05 2021-08-11 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing target substance by bacterial fermentation
BR112021014194A2 (en) 2019-02-22 2021-12-28 Ajinomoto Kk Method for producing an l-amino acid
JP2022526181A (en) 2019-04-05 2022-05-23 味の素株式会社 Method for producing L-amino acid
JP2022550084A (en) 2019-09-25 2022-11-30 味の素株式会社 Method for producing L-amino acid by bacterial fermentation
WO2021220970A1 (en) * 2020-04-28 2021-11-04 株式会社カネカ Microbe that produces useful substance, and production method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003169668A (en) 2003-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4186564B2 (en) L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine
JP4604537B2 (en) L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine
JP4479283B2 (en) L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine
ES2373863T3 (en) L-LISINE PRODUCTION PROCEDURE.
JP4151094B2 (en) Method for producing L-cysteine
JP4066543B2 (en) Method for producing L-serine by fermentation
JP5287904B2 (en) Production method of target substances
JP3997631B2 (en) Method for producing L-serine by fermentation
JP5978579B2 (en) Method for producing γ-Glu-XY
JP6582997B2 (en) Method for producing mutant glutamate-cysteine ligase and γ-glutamylvalylglycine
WO1995023224A1 (en) Novel gene originating in corynebacterium and use thereof
KR101704199B1 (en) A microorganism of escherichia genus having l-tryptophan producing activity and method for producing l-tryptophan using the same
CN107075454B (en) Microorganism having increased intracellular energy level and method for producing L-amino acid using the same
US6946268B2 (en) L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine
JP2022529246A (en) Microorganisms that produce L-amino acids and methods for producing L-amino acids using them
JP2010022215A (en) Method for producing l-cysteine
JP5579456B2 (en) L-cysteine producing bacterium and method for producing L-cysteine
JP4239334B2 (en) Method for producing L-glutamic acid by fermentation
JP4284840B2 (en) Method for producing carbamoylphosphate synthetase gene and L-arginine of coryneform bacterium
KR102472559B1 (en) A method of producing sulfur-containing amino acids and derivatives thereof
JP4742521B2 (en) Production method of target substances
JP2006129840A (en) Method for producing l-glutamic acid
EP4317461A1 (en) Cyclic lipopeptide-producing microbial strain and method for producing cyclic lipopeptide

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050714

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080520

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080722

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080819

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080901

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4186564

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120919

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120919

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130919

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term