JP4839169B2 - Recombinant microorganism - Google Patents

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Description

本発明は、有用なタンパク質又はポリペプチドの生産に用いる組換え微生物、及びタンパク質又はポリペプチドの生産方法に関する。   The present invention relates to a recombinant microorganism used for producing a useful protein or polypeptide, and a method for producing a protein or polypeptide.

微生物による有用物質の工業的生産は、アルコール飲料や味噌、醤油等の食品類をはじめとし、アミノ酸、有機酸、核酸関連物質、抗生物質、糖質、脂質、タンパク質等、その種類は多岐に渡っており、またその用途についても食品、医薬や、洗剤、化粧品等の日用品、或いは各種化成品原料に至るまで幅広い分野に広がっている。   The industrial production of useful substances by microorganisms includes a wide variety of types including foods such as alcoholic beverages, miso and soy sauce, as well as amino acids, organic acids, nucleic acid-related substances, antibiotics, carbohydrates, lipids, proteins, etc. In addition, its application has been extended to a wide range of fields from foods, medicines, daily necessaries such as detergents and cosmetics to various chemical raw materials.

こうした微生物による有用物質の工業生産においては、その生産性の向上が重要な課題の一つであり、その手法として、突然変異等の遺伝学的手法による生産菌の育種が行われてきた。特に最近では、微生物遺伝学、バイオテクノロジーの発展により、遺伝子組換え技術等を用いたより効率的な生産菌の育種が行われるようになっている。さらに、近年のゲノム解析技術の急速な発展を受けて、対象とする微生物のゲノム情報を解読し、これらを積極的に産業に応用しようとする試みもなされている。ゲノム情報の公開されている産業的に有用な宿主微生物としては、枯草菌Bacillus subtilis Marburg No.168(非特許文献1)、大腸菌Escherichia coli K-12 MG1655(非特許文献2)、コリネバクテリウムCorynebacterium glutamicum ATCC132032などが挙げられ、これらのゲノム情報を利用し、改良を加えた菌株が開発されている。 In industrial production of useful substances by such microorganisms, improvement of productivity is one of the important issues, and breeding of produced bacteria by genetic techniques such as mutation has been performed as a technique. Particularly recently, with the development of microbial genetics and biotechnology, more efficient breeding of production bacteria using genetic recombination techniques has been carried out. Furthermore, in response to the rapid development of genome analysis technology in recent years, attempts have been made to decode genome information of target microorganisms and actively apply them to industry. Industrially useful host microorganisms whose genome information has been disclosed include Bacillus subtilis Marburg No. 168 (Non-patent Document 1), Escherichia coli K-12 MG1655 (Non-patent Document 2), Corynebacterium Corynebacterium glutamicum ATCC132032 and the like are mentioned, and strains with improved information have been developed using these genomic information.

しかしながら、上記のような取り組みにも関わらず、必ずしも既存の菌株の生産効率が高いとは言えない状況であった。   However, despite the efforts described above, it was not always possible to say that the production efficiency of existing strains was high.

ところで、枯草菌のfus遺伝子、tufA遺伝子、及びtsf遺伝子等は、それぞれEF-Tu、EF-G、EF-Tsと呼ばれる翻訳伸長因子をコードすることが知られている。
EF-Tsは、EF-Tuに結合し、EF-Tuに結合するGDTの解離を促進することによりその機能を調節していることが、大腸菌等において示されている(非特許文献3)。EF-Tsは、生物種を超えて広く保存されており、バチルス ステアロサーモフィラス(Bacillus stearothermophilus)のEF-Tsが大腸菌のEF-Tuに強く結合すること(非特許文献4)やヒトのEF-Tsに相当するEF-1βと大腸菌のEF-Tsの間に構造上の高い類似性が認められること(非特許文献5)が知られている。
尚、EF-Tuは翻訳の際にリボソームへアミノ酸を運搬するトランスファーRNA(アミノアシルtRNA)に結合し、一時的な対形成を行うことを介して、tRNAのアンチコドンがメッセンジャーRNA(mRNA)の配列に対して適切か否かの峻別に必要な時間を確保することに関与している(非特許文献6)。この他、枯草菌の翻訳伸長因子としては、翻訳過程の最初のペプチド結合形成に関与するEF-P等が知られており、EF-Pはefp遺伝子にコードされる。
By the way, it is known that the fus gene, tufA gene, tsf gene, etc. of Bacillus subtilis encode translation elongation factors called EF-Tu, EF-G, and EF-Ts, respectively.
It has been shown in E. coli and the like that EF-Ts regulates its function by binding to EF-Tu and promoting dissociation of GDT binding to EF-Tu (Non-patent Document 3). EF-Ts is widely conserved across species, and Bacillus stearothermophilus EF-Ts strongly binds to E. coli EF-Tu (Non-patent Document 4) and It is known that a high structural similarity is observed between EF-1β corresponding to EF-Ts and EF-Ts of Escherichia coli (Non-patent Document 5).
EF-Tu binds to a transfer RNA (aminoacyl tRNA) that transports amino acids to the ribosome during translation, and the tRNA anticodon is converted into the messenger RNA (mRNA) sequence through temporary pairing. On the other hand, it is involved in securing a necessary time according to whether it is appropriate or not (Non-patent Document 6). In addition, EF-P involved in the first peptide bond formation in the translation process is known as a Bacillus subtilis translation elongation factor, and EF-P is encoded by the efp gene.

また、リボソーム上におけるタンパク質合成は、mRNAの配列に従って行われ、終止コドンの出現により終結する。このような一連のタンパク質合成が終結した後、次のタンパク質合成を速やかに開始するためにはリボソームが迅速にmRNAから解離することが不可欠である。かかる機能には、タンパク質合成の終結を速やかに完了させ、翻訳促進に寄与しているリボソームリサイクリングファクター(ribosome recycling factor)、すなわちfrr遺伝子がコードするFrrタンパク質が関わっている。
Frrタンパク質は大腸菌やシュードモナス属細菌、また枯草菌をはじめとするバチルス属細菌等の原核生物に広く保存されており、シュードモナス アルギノーサのfrr遺伝子が大腸菌のfrr遺伝子変異を相補することが示されている(非特許文献7)。
In addition, protein synthesis on the ribosome is performed according to the mRNA sequence and is terminated by the appearance of a stop codon. After such a series of protein synthesis is completed, it is indispensable for the ribosome to rapidly dissociate from the mRNA in order to quickly start the next protein synthesis. Such function, termination of protein synthesis rapidly to complete the ribosome recycling factor contributing to the translational enhancer (ribosome recycling factor), i.e. frr gene Frr protein encoded is involved.
The Frr protein is widely conserved in prokaryotes such as Escherichia coli, Pseudomonas bacteria, and Bacillus bacteria such as Bacillus subtilis, and it has been shown that the Frr gene of Pseudomonas arginosa complements the frr gene mutation of Escherichia coli. (Non-patent document 7).

これらの遺伝子は細胞の生育に極めて重要であり、それらの変異は生育自体に大きな影響を及ぼすため、細胞内の個別の機能に対する影響の解析は難しい。このため、これらの遺伝子が目的タンパク質又は目的ポリペプチドの生産性に関係するか否かについては知られていなかった。
Nature,390,249,1997 Science,277,1453,1997 J. Biol. Chem.,256,5591,1981 J. Bacteriol., 153, 1266, 1983 Structure, 15, 217, 1999 Biochemistry 3rd Edition, Edited by L. Stryer, W. H. FREEMAN AND COMPANY, pp733, (1988) J. Bacteriol., 181, 1281, 1999
Since these genes are extremely important for cell growth, and their mutations have a great influence on the growth itself, it is difficult to analyze the effect on individual functions in the cell. For this reason, it has not been known whether these genes are related to the productivity of the target protein or polypeptide.
Nature, 390,249,1997 Science, 277,1453,1997 J. Biol. Chem., 256,5591, 1981 J. Bacteriol., 153, 1266, 1983 Structure, 15, 217, 1999 Biochemistry 3rd Edition, Edited by L. Stryer, WH FREEMAN AND COMPANY, pp733, (1988) J. Bacteriol., 181, 1281, 1999

本発明は、目的タンパク質又は目的ポリペプチドの生産性が向上する微生物を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a microorganism capable of improving the productivity of a target protein or polypeptide.

本発明者らは、翻訳伸長因子やリボソーム再生因子であるTsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質について、それらをコードする遺伝子の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位を改変して強化するか又は当該遺伝子を導入させ、これらTsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質の発現量を増大させることによって、その宿主微生物の目的タンパク質又は目的ポリペプチドの生産性が向上することを見出した。   Whether the Tsf protein and / or the Frr protein, which are translation elongation factors and ribosome regeneration factors, are modified by the transcription initiation control region or the transcription initiation control region and the ribosome binding site of the gene encoding them. Alternatively, it has been found that by introducing the gene and increasing the expression level of these Tsf protein and / or Frr protein, the productivity of the target protein or target polypeptide of the host microorganism is improved.

すなわち、本発明は、目的タンパク質又は目的ポリペプチドをコードする遺伝子を有する微生物であって、Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする遺伝子の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位を強化した微生物、又はTsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする遺伝子を導入してなる微生物を提供するものである。   That is, the present invention is a microorganism having a gene encoding a target protein or target polypeptide, and strengthens the transcription initiation control region or transcription initiation control region and the ribosome binding site of the gene encoding the Tsf protein and / or Frr protein. Or a microorganism obtained by introducing a gene encoding Tsf protein and / or Frr protein.

また、本発明は、上記微生物を用いる目的タンパク質又は目的ポリペプチドの製造方法を提供するものである。   Moreover, this invention provides the manufacturing method of the target protein or target polypeptide which uses the said microorganisms.

本発明の微生物は、目的タンパク質又は目的ポリペプチドの高い生産性を実現する。これにより、培地成分をタンパク質又はポリペプチドの生産に効率的に利用することで、エネルギーロス、炭素源、窒素源といった培地成分の浪費を抑えることが可能になる。   The microorganism of the present invention achieves high productivity of the target protein or polypeptide. Thereby, it is possible to suppress waste of medium components such as energy loss, a carbon source, and a nitrogen source by efficiently using the medium components for protein or polypeptide production.

この明細書においてアミノ酸配列及び塩基配列の同一性は、Lipman-Pearson法 (Science,227,1435,1985)によって計算される。具体的には、遺伝情報処理ソフトウェアGenetyx-Win(ソフトウェア開発)のホモロジー解析(Search homology)プログラムを用いて、Unit size to compare(ktup)を2として解析を行うことにより算出される。   In this specification, the identity of amino acid sequences and nucleotide sequences is calculated by the Lipman-Pearson method (Science, 227, 1435, 1985). Specifically, it is calculated by performing an analysis with a unit size to compare (ktup) of 2 using a homology analysis (Search homology) program of genetic information processing software Genetyx-Win (software development).

本明細書において、転写開始制御領域は、プロモーター及び転写開始点を含む領域であり、リボソーム結合部位は、開始コドンと共に翻訳開始制御領域を形成するShine-Dalgarno(SD)配列(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74, 5463 (1974))に相当する部位である。   In the present specification, the transcription initiation control region is a region including a promoter and a transcription initiation point, and the ribosome binding site is a Shine-Dalgarno (SD) sequence (Proc. Natl. Acad) that forms a translation initiation control region together with the initiation codon. Sci. USA 74, 5463 (1974)).

本発明の微生物を作製する際に、親微生物として利用される微生物としては、特に限定されず、野生型のものでも変異を施したものでものよいが、Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質を有する微生物が好ましい。具体的には、枯草菌などのバチルス(Bacillus)属細菌や、クロストリジウム(Clostridium)属細菌、或いは酵母等が挙げられ、中でもバチルス(Bacillus)属細菌が好ましい。更に、全ゲノム情報が明らかにされ、遺伝子工学、ゲノム工学技術が確立されている点や、タンパク質を菌体外に分泌生産させる能力を有する点から特に枯草菌が好ましい。 When preparing the microorganism of the present invention, the microorganism used as a parent microorganism is not particularly limited, and may be a wild type or a mutant, but a microorganism having a Tsf protein and / or a Frr protein. Is preferred. Specifically, and Bacillus (Bacillus) bacteria such as Bacillus subtilis, Clostridium (Clostridium) bacteria, or yeast, and among them B. (Bacillus) bacteria are preferred. Furthermore, Bacillus subtilis is particularly preferred from the viewpoint that whole genome information has been clarified and genetic engineering and genomic engineering techniques have been established, and that it has the ability to secrete and produce proteins outside the cells.

本発明の微生物は、目的タンパク質又は目的ポリペプチドをコードする遺伝子を有する微生物であって、Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする遺伝子の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位を強化するか又は当該遺伝子を導入してなるものである。   The microorganism of the present invention is a microorganism having a gene encoding a target protein or polypeptide, and strengthens a transcription initiation control region or a transcription initiation control region and a ribosome binding site of a gene encoding a Tsf protein and / or a Frr protein. Or the gene is introduced.

Tsfタンパク質とは、EF-Tsと呼ばれる翻訳伸長因子である。EF-Tsは、EF-Tuに結合し、EF-Tuに結合するGDTの解離を促進することによりその機能を調節していることが、大腸菌等において示されている(非特許文献3)。EF-Tsは、生物種を超えて広く保存されており、バチルス ステアロサーモフィラス(Bacillus stearothermophilus)のEF-Tsが大腸菌のEF-Tuに強く結合すること(非特許文献4)やヒトのEF-Tsに相当するEF-1βと大腸菌のEF-Tsの間に構造上の高い類似性が認められること(非特許文献5)が知られている。
Frrタンパク質は、翻訳の終了段階でリボソームをmRNAから解離させ、リボソームを次のサイクルの翻訳のためにリサイクルする役割を持つ因子である。
翻訳伸長因子としては、Tsfタンパク質の他、Fusタンパク質及びTufAタンパク質等や翻訳過程の最初のペプチド結合形成に関与するEfpタンパク質等が知られている。Efpタンパク質(翻訳伸長因子EF-P)はefp遺伝子にコードされる。
Tsf protein is a translation elongation factor called EF-Ts. It has been shown in E. coli and the like that EF-Ts regulates its function by binding to EF-Tu and promoting dissociation of GDT binding to EF-Tu (Non-patent Document 3). EF-Ts is widely conserved across species, and Bacillus stearothermophilus EF-Ts strongly binds to E. coli EF-Tu (Non-patent Document 4) and It is known that a high structural similarity is observed between EF-1β corresponding to EF-Ts and EF-Ts of Escherichia coli (Non-patent Document 5).
The Frr protein is a factor that has the role of dissociating ribosomes from mRNA at the end of translation and recycling the ribosomes for the next cycle of translation.
Known translation elongation factors include Tsf protein, Fus protein and TufA protein, and Efp protein involved in the first peptide bond formation in the translation process. The Efp protein (translation elongation factor EF-P) is encoded by the efp gene.

Tsfタンパク質、Frrタンパク質、Efpタンパク質としては、例えば、それぞれ、配列番号7、配列番号9、配列番号11で示される塩基配列からなる遺伝子にコードされるタンパク質が挙げられる。かかるタンパク質のアミノ酸配列は、それぞれ配列番号8、配列番号10、配列番号12で示されるアミノ酸配列である。かかる配列からなるタンパク質は、JAFAN:Japan Functional Analysis Network for Bacillus subtilis (BSORF DB)でインターネット公開(http://bacillus.genome.ad.jp/、2004年3月10日更新)により、それぞれ遺伝子番号BG19025、BG12587、BG11460として開示された遺伝子によりそれぞれコードされるタンパク質である。 Examples of the Tsf protein, Frr protein, and Efp protein include proteins encoded by genes consisting of the nucleotide sequences represented by SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 9, and SEQ ID NO: 11, respectively. The amino acid sequences of such proteins are the amino acid sequences shown by SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, and SEQ ID NO: 12, respectively. Proteins consisting of such sequences have their gene numbers as published on the JAFAN: Japan Functional Analysis Network for Bacillus subtilis (BSORF DB) (http://bacillus.genome.ad.jp/, updated March 10, 2004). These are proteins encoded by the genes disclosed as BG19025, BG12587, and BG11460, respectively.

Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする遺伝子を制御する転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位の強化は、Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする遺伝子を制御する本来の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位の全部若しくは一部を他の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位に置換すること、又は他の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位をTsfタンパク質又はFrrタンパク質をコードする遺伝子の上流に挿入することにより行うことができる。
尚、ここで遺伝子の上流とは、対象となる遺伝子の開始コドンの上流側であれば特に限定されないが、隣接する2000塩基対以内の領域が好ましく、500塩基対以内の領域がより好ましく、100塩基対以内の領域が更に好ましく、50塩基対以内の領域が特に好ましい。
Transcription initiation control region that controls Tsf protein and / or Frr protein-encoding gene, or enhancement of transcription initiation control region and ribosome binding site, inherent transcription initiation control that regulates Tsf protein and / or Frr protein-encoding gene Replacing all or part of the region or transcription initiation control region and ribosome binding site with another transcription initiation control region or transcription initiation control region and ribosome binding site, or other transcription initiation control region or transcription initiation control region and ribosome This can be done by inserting a binding site upstream of the gene encoding Tsf protein or Frr protein.
Here, the upstream of the gene is not particularly limited as long as it is upstream of the start codon of the target gene, but an adjacent region within 2000 base pairs is preferable, a region within 500 base pairs is more preferable, and 100 A region within base pairs is more preferred, and a region within 50 base pairs is particularly preferred.

ここで上記他の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位としては、本来の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位より強力な転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位であればよく、かかる転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位としては、例えば、spoVG遺伝子の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位やaprE遺伝子の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位のような公知のものが挙げられる。
spoVG遺伝子の転写開始制御領域としては、より具体的には、配列番号13の塩基番号38〜210の塩基配列からなる領域、又はこれらの配列と相同な配列からなり転写開始制御領域としての機能を有する領域が挙げられる。
また、spoVG遺伝子の転写開始制御領域とリボソーム結合部位としては、より具体的には、配列番号13の塩基番号38〜230の塩基配列からなる領域、又はこれらの配列と相同な配列からなり転写開始制御領域とリボソーム結合部位としての機能を有する領域が挙げられる。配列番号13で示される塩基番号38〜210の塩基配列や塩基番号38〜230の塩基配列と相同な塩基配列としては、例えば、(A)配列番号13で示される塩基番号38〜210又は塩基番号38〜230の塩基配列と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAからなる塩基配列、(B)配列番号13で示される塩基番号38〜210又は塩基番号38〜230の塩基配列と90%以上、好ましくは95%以上、更に好ましくは99%以上の同一性を有する塩基配列等が挙げられる。
なお、ここで、「ストリンジェントな条件」としては、例えばMolecular Cloning −A LABORATORY MANUAL THIRD EDITION[Joseph Sambrook, David W. Russell., Cold Spring Harbor Laboratory Press]記載の方法が挙げられ、例えば、6×SSC(1×SSCの組成:0.15M 塩化ナトリウム、0.015M クエン酸ナトリウム、pH7.0)、0.5% SDS、5xデンハート及び100mg/mLニシン精子DNAを含む溶液にプローブとともに65℃で8〜16時間恒温し、ハイブリダイズさせる条件が挙げられる。
また、塩基配列の同一性はLipman-Pearson法 (Science,227,1435,1985)によって計算される。また、他の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位は、公知の方法により本来の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位に変異を導入してその機能を強化したものでもよい。
斯かる転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位は、例えば、本来の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位にPCR法や変異原処理などの公知の方法によりランダムに変異を導入したり、或いは部位特異的変異により1若しくは2以上の塩基の欠失、置換若しくは付加を行ったのち、変異が導入された転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位の制御下にβ-ガラクトシダーゼや緑色蛍光タンパク質等をコードする遺伝子、或いは薬剤耐性遺伝子等の適当な遺伝子を置き、その遺伝子の発現量を調べ、発現量が変異導入前の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位で行った場合に比較して増大されている転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位を選択することにより得ることができる。
上記1若しくは2以上の塩基の欠失、置換若しくは付加には、1若しくは数個、好ましくは1〜10個の塩基の欠失、置換若しくは付加が含まれ、付加には、両末端への1〜数個の塩基の付加が含まれる。
Here, the other transcription initiation control region or the transcription initiation control region and the ribosome binding site include the original transcription initiation control region or the transcription initiation control region and the transcription initiation control region or the transcription initiation control region and the ribosome stronger than the ribosome binding site. The transcription initiation control region or the transcription initiation control region and the ribosome binding site may be, for example, the transcription initiation control region of the spoVG gene or the transcription initiation control region and the ribosome binding site or the transcription initiation control region of the aprE gene. Alternatively, known ones such as a transcription initiation control region and a ribosome binding site can be mentioned.
More specifically, the transcription start control region of the spoVG gene has a function as a transcription start control region consisting of a region consisting of the base sequence of base numbers 38 to 210 of SEQ ID NO: 13, or a sequence homologous to these sequences. The area | region which has is mentioned.
More specifically, the transcription initiation control region and the ribosome binding site of the spoVG gene are more specifically a region comprising the nucleotide sequence of base numbers 38 to 230 of SEQ ID NO: 13, or a sequence homologous to these sequences. Examples include a region having a function as a control region and a ribosome binding site. Examples of the base sequence of base numbers 38 to 210 represented by SEQ ID NO: 13 and the base sequence homologous to the base sequence of base numbers 38 to 230 include (A) base numbers 38 to 210 represented by SEQ ID NO: 13 or base numbers A base sequence comprising a DNA hybridizing under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to the base sequence of 38 to 230, (B) a base number 38 to 210 represented by SEQ ID NO: 13 or a base number 38 to Examples include base sequences having the identity of 230 base sequences with 90% or more, preferably 95% or more, and more preferably 99% or more.
Here, examples of the “stringent conditions” include a method described in Molecular Cloning-A LABORATORY MANUAL THIRD EDITION [Joseph Sambrook, David W. Russell., Cold Spring Harbor Laboratory Press], for example, 6 × SSC (1 × SSC composition: 0.15 M sodium chloride, 0.015 M sodium citrate, pH 7.0), 0.5% SDS, 5 × Denhart and 100 mg / mL herring sperm DNA together with the probe at 65 ° C. Examples include conditions of constant temperature for 8 to 16 hours for hybridization.
The identity of the base sequence is calculated by the Lipman-Pearson method (Science, 227, 1435, 1985). Other transcription initiation control regions or transcription initiation control regions and ribosome binding sites are enhanced by introducing mutations into the original transcription initiation control region or transcription initiation control region and ribosome binding sites using known methods. But you can.
Such a transcription initiation control region or transcription initiation control region and ribosome binding site are randomly mutated by a known method such as PCR or mutagen treatment, for example, to the original transcription initiation control region or transcription initiation control region and ribosome binding site. Or after deletion, substitution or addition of one or more bases by site-specific mutation, and under the control of the transcription initiation control region or transcription initiation control region into which the mutation has been introduced and the ribosome binding site Place an appropriate gene such as β-galactosidase or green fluorescent protein, or a drug resistance gene, and examine the expression level of that gene, and the expression level is the transcription initiation control region or transcription initiation control region before mutagenesis. Increased transcription initiation control region or transcription initiation control compared to when performed at the ribosome binding site It can be obtained by selecting the frequency and ribosome binding site.
The above deletion, substitution or addition of one or more bases includes deletion, substitution or addition of one or several, preferably 1 to 10 bases. ~ Addition of several bases included.

当該他の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位への置換は、例えば相同組換えによる公知の方法を用いればよい。
すなわち、まず、当該他の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位を含むDNA断片の上流にtsf遺伝子及び/又はfrr遺伝子の本来の転写開始制御領域の上流領域を含むDNA断片と薬剤耐性遺伝子断片を、一方、当該他の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位を含むDNA断片の下流に該遺伝子の翻訳開始制御領域と構造遺伝子領域の一部又は全部或いは該遺伝子の構造遺伝子領域の一部又は全部を含むDNA断片を、SOE(splicing by overlap extension)−PCR法(Gene,77,61,1989)などの公知の方法により結合させる。
次に、かかる結合によりできたDNA断片を、公知の方法により宿主微生物に導入すると、微生物内の染色体上の領域のうち、導入したDNA断片と相同性のある部位において、相同組換えが起こり、本来の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位が当該他の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位に置換された形質転換体を、上記薬剤耐性遺伝子を指標として分離することができる。これにより、導入された転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位は、遺伝的に安定に保持されることとなる。
尚、具体的に導入用DNA断片を宿主微生物に導入する方法としては、コンピテントセル形質転換方法(J. Bacterial. 93, 1925 (1967))、プロトプラスト形質転換法(Mol. Gen. Genet. 168, 111 (1979))、或いはエレクトロポレーション法(FEMS Microbiol. Lett. 55, 135 (1990))等が挙げられ、特にコンピテントセル形質転換方法が好ましい。
また、本明細書において、遺伝子の上流・下流とは、複製開始点からの位置ではなく、上流とは対象として捉えている遺伝子又は領域の5'側に続く領域を示し、一方、下流とは対象として捉えている遺伝子又は領域の3'側に続く領域を示す。
For the substitution to the other transcription initiation control region or the transcription initiation control region and the ribosome binding site, for example, a known method by homologous recombination may be used.
That is, first, the DNA fragment and drug containing the upstream region of the original transcription initiation control region of the tsf gene and / or frr gene upstream of the other transcription initiation control region or the DNA fragment comprising the transcription initiation control region and the ribosome binding site. On the other hand, a part of or all of the translation initiation control region and the structural gene region of the gene downstream of the other transcription initiation control region or the DNA fragment containing the transcription initiation control region and the ribosome binding site A DNA fragment containing a part or all of the structural gene region is bound by a known method such as SOE (splicing by overlap extension) -PCR (Gene, 77, 61, 1989).
Next, when the DNA fragment formed by such binding is introduced into the host microorganism by a known method, homologous recombination occurs at a site homologous to the introduced DNA fragment in the region on the chromosome in the microorganism, Isolate transformants in which the original transcription initiation control region or transcription initiation control region and the ribosome binding site are replaced with the other transcription initiation control region or transcription initiation control region and the ribosome binding site, using the drug resistance gene as an index be able to. As a result, the introduced transcription initiation control region or transcription initiation control region and the ribosome binding site are genetically stably maintained.
Specific methods for introducing the DNA fragment for introduction into the host microorganism include competent cell transformation method (J. Bacterial. 93, 1925 (1967)) and protoplast transformation method (Mol. Gen. Genet. 168). , 111 (1979)) or electroporation (FEMS Microbiol. Lett. 55, 135 (1990)), etc., and competent cell transformation methods are particularly preferred.
Further, in the present specification, upstream and downstream of a gene is not a position from the replication start point, and upstream indicates a region continuing on the 5 ′ side of the gene or region regarded as a target, while downstream is The region following the 3 'side of the gene or region captured as the target is shown.

また、当該他の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位の挿入は、挿入したい転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位の両末端に付加するDNA断片の配列を適切に選択すれば、上述の置換の方法と同様の方法により行うことができる。
例えば、かかる転写開始制御領域の上流に、本来の転写開始制御領域の上流領域を含むDNA断片と薬剤耐性遺伝子断片とを結合させ、下流に本来の転写開始制御領域の一部又は全部を含むDNA断片を結合させる。
次に、かかる結合によりできたDNA断片を宿主微生物に導入したのち、薬剤耐性遺伝子を指標として形質転換体を分離することができる。
このようにして分離した形質転換体のゲノム上では、本来の転写開始制御領域と当該他の転写開始制御領域とがそれぞれ間をあけずに隣接した状態で安定に保持されることとなる。
In addition, the insertion of the other transcription initiation control region or transcription initiation control region and the ribosome binding site is performed by appropriately arranging the transcription initiation control region to be inserted or the DNA fragment sequence added to both ends of the transcription initiation control region and the ribosome binding site. If selected, it can be carried out by a method similar to the above-described replacement method.
For example, a DNA fragment containing an upstream region of the original transcription initiation control region and a drug resistance gene fragment are linked upstream of the transcription initiation control region, and a DNA containing a part or all of the original transcription initiation control region downstream. Combine the fragments.
Next, after introducing a DNA fragment formed by such binding into a host microorganism, a transformant can be isolated using a drug resistance gene as an index.
On the genome of the transformant thus separated, the original transcription initiation control region and the other transcription initiation control region are stably held in a state where they are adjacent to each other without any gap.

Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする遺伝子の導入は、Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする塩基配列を含む核酸断片であって、その上流側で、転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位を含むDNA断片と適正な形で結合している核酸断片を導入すればよい。
このような断片は、(1)その両端に宿主が有する染色体の一部配列からなる核酸断片が付加された核酸断片として導入することにより、又は(2)適当なベクターに導入された核酸断片として導入することにより、宿主微生物に遺伝的に安定に保持させることができる。
The introduction of a gene encoding Tsf protein and / or Frr protein is a nucleic acid fragment containing a base sequence encoding Tsf protein and / or Frr protein, which is upstream of the transcription initiation control region or transcription initiation control region. What is necessary is just to introduce | transduce the nucleic acid fragment couple | bonded with the DNA fragment containing a ribosome binding site in an appropriate form.
Such a fragment can be either (1) introduced as a nucleic acid fragment to which a nucleic acid fragment consisting of a partial chromosome sequence of the host is added at both ends, or (2) as a nucleic acid fragment introduced into an appropriate vector. By introducing, it can be genetically stably maintained in the host microorganism.

なお、導入するTsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする塩基配列は、導入する核酸断片が、Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする塩基配列である限り、宿主微生物が本来有するTsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする塩基配列と一致しないものであってもよい。
上記(1)の断片を導入すれば、核酸断片に付加された宿主染色体が有する配列に相当する部位において相同組換えが起こり、導入した核酸断片が微生物内の染色体に組み込まれる。核酸断片の宿主微生物内への導入方法としては、コンピテントセル形質転換方法、プロトプラスト形質転換法、或いはエレクトロポレーション法等が挙げられ、特にコンピテントセル形質転換方法が好ましい。
The base sequence encoding the Tsf protein and / or Frr protein to be introduced is the Tsf protein and / or the host microorganism originally possessed as long as the nucleic acid fragment to be introduced is a base sequence encoding the Tsf protein and / or Frr protein. It may not be the same as the base sequence encoding the Frr protein.
When the fragment (1) is introduced, homologous recombination occurs at a site corresponding to the sequence of the host chromosome added to the nucleic acid fragment, and the introduced nucleic acid fragment is incorporated into the chromosome in the microorganism. Examples of a method for introducing a nucleic acid fragment into a host microorganism include a competent cell transformation method, a protoplast transformation method, an electroporation method, and the like, and a competent cell transformation method is particularly preferable.

なお、宿主において導入を起こさせる染色体の領域としては、必須でない遺伝子の内部、若しくは必須でない遺伝子上流の非遺伝子領域の内部が好ましく、例えば、aprE遺伝子、sacB遺伝子、nprE遺伝子、amyE遺伝子の内部、若しくは当該遺伝子上流の非遺伝子領域の内部が挙げられるが、amyE遺伝子の内部が好ましい。
ここで必須でない遺伝子とは、破壊されたとしても、少なくともある条件においては、宿主は生存することができる遺伝子の意である。また、導入に際して、必須でない遺伝子、若しくは必須でない遺伝子上流の非遺伝子領域の一部又は全部の欠失を伴ってもなんら問題は生じない。
The chromosomal region to be introduced in the host is preferably a non-essential gene, or a non-essential gene non-gene region, such as an aprE gene, a sacB gene, an nprE gene, an amyE gene, Alternatively, the inside of the non-gene region upstream of the gene can be mentioned, but the inside of the amyE gene is preferable.
Here, a non-essential gene means a gene that allows a host to survive at least under certain conditions even if it is destroyed. In addition, no problem arises even when a part or all of a non-essential gene upstream or a non-gene region upstream of a non-essential gene is involved in introduction.

また、Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする遺伝子の上流に結合する転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位としては、宿主微生物において機能を有するものであればよく、例えば、Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする遺伝子の本来の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位、又はその他の公知の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位が挙げられる。
公知の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位としては、枯草菌spoVG遺伝子の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位が好ましい。
ここで、枯草菌spoVG遺伝子の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位とは、JAFAN:Japan Functional Analysis Network for Bacillus subtilis (BSORF DB)でインターネット公開(http://bacillus.genome.ad.jp/、2004年3月10日更新)により、遺伝子番号BG101126として開示された遺伝子spoVGを制御する転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位である。
spoVG遺伝子の転写開始制御領域として、より具体的には、配列番号13の塩基番号38〜210の塩基配列からなる領域、又はこれらの配列と相同な配列からなり転写開始制御領域としての機能を有する領域が挙げられる。
また、spoVG遺伝子の転写開始制御領域とリボソーム結合部位として、より具体的には、配列番号13の塩基番号38〜230の塩基配列からなる領域、又はこれらの配列と相同な配列からなり転写開始制御領域とリボソーム結合部位としての機能を有する領域が挙げられる。
かかる転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位を含むDNA断片と、タンパク質をコードする構造遺伝子の塩基配列を含む核酸断片との結合は、例えば、SOE-PCR法により行うことができる。
すなわち、Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする構造遺伝子と本来の翻訳開始制御領域若しくはTsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする構造遺伝子の塩基配列を含む核酸断片と、当該転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位を含むDNA断片とを増幅するが、その際、例えば、Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする構造遺伝子と本来の翻訳開始制御領域若しくは該タンパク質をコードする構造遺伝子の塩基配列を含む核酸断片の増幅に用いる上流側プライマーの5'末端に、当該転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位を含むDNA断片の下流側10〜30塩基対配列が、逆に当該転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位を含むDNA断片の増幅に用いる下流側プライマーの5'末端には、Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする遺伝子の塩基配列を含む核酸断片の上流側10〜30塩基対配列が、それぞれ付加される様にデザインしたプライマーを用いることにより、両者に共通する配列がそれぞれの断片の結合する片端に付加されるように増幅する。
次いでかかる断片を鋳型として含む反応系において、当該転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位を含むDNA断片の5'側とTsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする構造遺伝子と本来の翻訳開始制御領域若しくはTsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする構造遺伝子の塩基配列を含む核酸断片の3'側にハイブリダイズするプライマーを用いたPCR法を行うことにより、上記のような結合を行うことができる。
In addition, the transcription initiation control region or transcription initiation control region that binds upstream of the gene encoding Tsf protein and / or Frr protein and the ribosome binding site may have any function in the host microorganism. For example, Tsf protein And / or the original transcription initiation control region or transcription initiation control region of the gene encoding the Frr protein and the ribosome binding site, or other known transcription initiation control region or transcription initiation control region and the ribosome binding site.
The known transcription initiation control region or transcription initiation control region and ribosome binding site are preferably the transcription initiation control region or transcription initiation control region and ribosome binding site of Bacillus subtilis spoVG gene.
Here, the transcription initiation regulatory region of the Bacillus subtilis spoVG gene or the transcription initiation regulatory region and the ribosome binding site are published on the JAFAN: Japan Functional Analysis Network for Bacillus subtilis (BSORF DB) (http://bacillus.genome.ad jp /, updated March 10, 2004), a transcription initiation control region or transcription initiation control region that controls the gene spoVG disclosed as gene number BG101126 and a ribosome binding site.
More specifically, the transcription start control region of the spoVG gene has a function as a transcription start control region consisting of a region consisting of the base sequence of base numbers 38 to 210 of SEQ ID NO: 13, or a sequence homologous to these sequences. Areas.
In addition, as a transcription initiation control region and a ribosome binding site of the spoVG gene, more specifically, a region comprising the base sequence of base numbers 38 to 230 of SEQ ID NO: 13, or a sequence homologous to these sequences, transcription start control. Examples include a region and a region having a function as a ribosome binding site.
Such a transcription initiation control region or a DNA fragment containing a transcription initiation control region and a ribosome binding site can be bound to a nucleic acid fragment containing the base sequence of a structural gene encoding a protein, for example, by SOE-PCR.
That is, a structural gene encoding Tsf protein and / or Frr protein and an original translation initiation control region or a nucleic acid fragment containing the base sequence of the structural gene encoding Tsf protein and / or Frr protein, and the transcription initiation control region or transcription Amplification of an initiation control region and a DNA fragment containing a ribosome binding site is carried out by, for example, a structural gene encoding Tsf protein and / or Frr protein and an original translation initiation control region or a structural gene encoding the protein. On the 5 ′ end of the upstream primer used for amplification of the nucleic acid fragment containing the base sequence, the transcription start control region or the 10-30 base pair sequence downstream of the DNA fragment containing the transcription start control region and the ribosome binding site is reversed. Amplification of the transcription initiation regulatory region or a DNA fragment containing the transcription initiation regulatory region and a ribosome binding site A primer designed so that 10 to 30 base pairs upstream of the nucleic acid fragment containing the nucleotide sequence of the gene encoding Tsf protein and / or Frr protein is added to the 5 ′ end of the downstream primer to be used. When used, amplification is performed so that a sequence common to both is added to one end to which each fragment binds.
Next, in the reaction system containing such a fragment as a template, the transcription initiation regulatory region or 5 'of the DNA fragment containing the transcription initiation regulatory region and the ribosome binding site, the structural gene encoding Tsf protein and / or Frr protein, and the original translation By performing PCR using a primer that hybridizes to the 3 ′ side of the nucleic acid fragment containing the base sequence of the structural gene encoding the initiation regulatory region or Tsf protein and / or Frr protein, the above-described binding is performed. Can do.

ベクターにより導入する場合、ベクターとしては、例えば、プラスミド、YAC、BACなどの人工染色体、トランスポゾンを用いたベクター、コスミドが挙げられ、プラスミドとしては例えば、pUB110、pHY300PLKが挙げられる。上記で示した核酸断片を微生物に導入する方法としては、プロトプラスト法、コンピテントセル法、エレクトロポレーション法等が挙げられる。   When introduced by a vector, examples of the vector include plasmids, artificial chromosomes such as YAC and BAC, vectors using transposons, and cosmids. Examples of plasmids include pUB110 and pHY300PLK. Examples of a method for introducing the nucleic acid fragment shown above into a microorganism include a protoplast method, a competent cell method, and an electroporation method.

本発明の微生物は、かくして作製された微生物に、目的タンパク質又は目的ポリペプチドをコードする遺伝子を有せしめることによって作製することができる。
ここで、「目的タンパク質又は目的ポリペプチド」は、製造又は精製が目的の一つであるタンパク質又はポリペプチドをいう。また、「目的タンパク質又は目的ポリペプチドをコードする遺伝子を有する微生物」において、遺伝子とは、その微生物が本来有する遺伝子を含むのみならず、その微生物は本来有しない遺伝子、すなわち外来の遺伝子を含む意である。
The microorganism of the present invention can be produced by allowing the microorganism thus produced to have a gene encoding a target protein or polypeptide.
Here, “target protein or polypeptide” refers to a protein or polypeptide whose production or purification is one of the purposes. In addition, in the “microorganism having a gene encoding the target protein or polypeptide”, the gene includes not only a gene originally possessed by the microorganism but also a gene not originally possessed by the microorganism, that is, a foreign gene. It is.

目的タンパク質又は目的ポリペプチド遺伝子は特に限定されず、食品用、医薬品用、化粧品用、洗浄剤用、繊維処理用、医療検査薬用等として有用な酵素や生理活性因子等のタンパク質やポリペプチドが挙げられ、洗剤、食品、繊維、飼料、化学品、医療、診断など各種産業用酵素や、生理活性ペプチドなどが含まれるが、産業用酵素が好ましい。
また、産業用酵素の機能別には、酸化還元酵素 (Oxidoreductase) 、転移酵素 (Transferase) 、加水分解酵素 (Hydrolase) 、脱離酵素 (Lyase)、異性化酵素 (Isomerase) 、合成酵素 (Ligase/Synthetase) 等が含まれるが、好適にはセルラーゼ、α-アミラーゼ、プロテアーゼ等の加水分解酵素の遺伝子が挙げられる。具体的には、α-アミラーゼが挙げられ、中でも微生物由来、好ましくはBacillus属細菌由来、より好ましくはBacillus sp. KSM-K38株由来のα-アミラーゼが挙げられる。
Bacillus sp. KSM-K38株由来のα-アミラーゼのより具体的な例としては、配列番号6のアミノ酸番号1〜480のアミノ酸配列からなるBacillus属細菌由来のアルカリアミラーゼや、当該アミノ酸配列と70%、好ましくは80%、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、特に好ましくは98%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなるアミラーゼが挙げられる。尚、アミノ酸配列の同一性はLipman-Pearson法 (Science,227,1435,1985)によって計算される。
また、セルラーゼの具体例としては、多糖加水分解酵素の分類(Biochem.J.,280,309,1991)中でファミリー5に属するセルラーゼが挙げられ、中でも微生物由来、特にBacillus属細菌由来のセルラーゼが挙げられる。より具体的な例として、バチルス エスピー(Bacillus sp.)KSM-S237株(FERM BP-7875)、又はバチルス エスピー(Bacillus sp.)KSM-64株(FERM BP-2886)由来のアルカリセルラーゼが挙げられ、更に具体的な例としては、配列番号2のアミノ酸番号1〜795のアミノ酸配列からなるBacillus属細菌由来のアルカリセルラーゼ、又は、配列番号4のアミノ酸番号1〜793のアミノ酸配列からなるBacillus属細菌由来のアルカリセルラーゼ、或いは当該アミノ酸配列と70%、好ましくは80%、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、特に好ましくは98%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなるセルラーゼが挙げられる。
また、プロテアーゼの具体例としては、微生物由来、特にバチルス属細菌由来のセリンプロテアーゼや金属プロテアーゼ等が挙げられる。
The target protein or target polypeptide gene is not particularly limited, and examples thereof include proteins and polypeptides such as enzymes and physiologically active factors that are useful for foods, pharmaceuticals, cosmetics, detergents, fiber treatments, medical tests, etc. And various industrial enzymes such as detergents, foods, fibers, feeds, chemicals, medicines, and diagnostics, and bioactive peptides. Industrial enzymes are preferred.
In addition, industrial enzymes are classified according to their functions: oxidoreductase, transferase, hydrolase, lyase, isomerase, and synthase (Ligase / Synthetase). ) And the like, and preferred examples include genes for hydrolases such as cellulase, α-amylase, and protease. Specific examples include α-amylase, among which α-amylase derived from microorganisms, preferably derived from bacteria belonging to the genus Bacillus , and more preferably derived from Bacillus sp. KSM-K38 strain.
More specific examples of α-amylase derived from Bacillus sp. KSM-K38 strain include alkaline amylase derived from Bacillus genus bacteria consisting of amino acid sequences of amino acid numbers 1 to 480 of SEQ ID NO: 6, and 70% An amylase having an amino acid sequence having an identity of preferably 80%, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, and particularly preferably 98% or more. The amino acid sequence identity is calculated by the Lipman-Pearson method (Science, 227, 1435, 1985).
Specific examples of cellulases include cellulases belonging to family 5 in the classification of polysaccharide hydrolases (Biochem. J., 280, 309, 1991). Among them, cellulases derived from microorganisms, particularly bacteria derived from the genus Bacillus. . More specific examples include alkaline cellulase derived from Bacillus sp. KSM-S237 strain (FERM BP-7875) or Bacillus sp. KSM-64 strain (FERM BP-2886). As a more specific example, an alkaline cellulase derived from a Bacillus bacterium comprising the amino acid sequence of amino acid numbers 1 to 795 of SEQ ID NO: 2 or a Bacillus genus bacterium comprising an amino acid sequence of amino acid numbers 1 to 793 of SEQ ID NO: 4 Alkaline cellulase derived from, or a cellulase comprising an amino acid sequence having 70%, preferably 80%, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, and particularly preferably 98% or more identity with the amino acid sequence. It is done.
Specific examples of proteases include serine proteases, metal proteases, and the like derived from microorganisms, particularly from Bacillus bacteria.

また、目的タンパク質又は目的ポリペプチド遺伝子は、その上流に当該遺伝子の転写、翻訳、分泌に関わる制御領域、すなわち、プロモーター及び転写開始点を含む転写開始制御領域、リボソーム結合部位及び開始コドンを含む翻訳開始制御領域、並びに分泌シグナルペプチド領域から選ばれる1以上の領域が適正な形で結合されていることが望ましい。
特に、転写開始制御領域、翻訳開始制御領域及び分泌シグナル領域からなる3領域が結合されていることが好ましく、更に分泌シグナルペプチド領域がバチルス属細菌のセルラーゼ遺伝子由来のものであり、転写開始制御領域及び翻訳開始制御領域が当該セルラーゼ遺伝子の上流0.6〜1 kb領域であるものが、目的タンパク質又は目的ポリペプチド遺伝子と適正に結合されていることが望ましい。
例えば、特開2000-210081号公報や特開平4-190793号公報等に記載されているBacillus属細菌、すなわちKSM-S237株(FERM BP-7875)、KSM-64株(FERM BP-2886)由来のセルラーゼ遺伝子と当該セルラーゼ遺伝子の転写開始制御領域、翻訳開始制御領域及び分泌用シグナルペプチド領域が目的タンパク質又は目的ポリペプチドの構造遺伝子と適正に結合されていることが望ましい。
より具体的には、配列番号1で示される塩基配列の塩基番号1〜659の塩基配列、又は配列番号3で示される塩基配列の塩基番号1〜696の塩基配列、或いは当該塩基配列に対して70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上、特に好ましくは98%以上の同一性を有する塩基配列からなるDNA断片、あるいは上記いずれかの塩基配列の一部が欠失、置換若しくは付加した塩基配列からなるDNA断片が、目的タンパク質又は目的ポリペプチドの構造遺伝子と適正に結合されていることが望ましい。
尚、ここで、上記塩基配列の一部が欠失、置換若しくは付加した塩基配列からなるDNA断片とは、上記塩基配列の一部が欠失、置換若しくは付加しているが、遺伝子の転写、翻訳、分泌に関る機能を保持しているDNA断片を意味する。
In addition, the target protein or polypeptide gene includes a control region related to transcription, translation, and secretion of the gene upstream, that is, a transcription initiation control region including a promoter and a transcription initiation site, a translation including a ribosome binding site and an initiation codon. It is desirable that at least one region selected from the initiation control region and the secretory signal peptide region is bound in a proper form.
In particular, it is preferable that three regions consisting of a transcription initiation control region, a translation initiation control region, and a secretion signal region are combined, and the secretion signal peptide region is derived from a cellulase gene of a Bacillus bacterium, and the transcription initiation control region In addition, it is desirable that the translation initiation control region in the 0.6-1 kb region upstream of the cellulase gene is appropriately bound to the target protein or polypeptide gene.
For example, the bacterium belonging to the genus Bacillus described in JP 2000-210081, JP 4-190793, etc., that is, KSM-S237 strain (FERM BP-7875), KSM-64 strain (FERM BP-2886) It is desirable that the cellulase gene and the transcription initiation control region, translation initiation control region, and secretory signal peptide region of the cellulase gene are appropriately combined with the structural gene of the target protein or polypeptide.
More specifically, the base sequence of base numbers 1 to 659 of the base sequence shown by SEQ ID NO: 1, the base sequence of base numbers 1 to 696 of the base sequence shown by SEQ ID NO: 3, or the base sequence 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, more preferably 95% or more, particularly preferably 98% or more of a DNA fragment comprising a nucleotide sequence having identity or any of the above nucleotide sequences It is desirable that a DNA fragment consisting of a base sequence partially deleted, substituted or added is appropriately bound to the structural gene of the target protein or polypeptide.
Here, a DNA fragment consisting of a base sequence in which a part of the base sequence is deleted, substituted or added is a part of the base sequence deleted, substituted or added, but the gene transcription, This means a DNA fragment that retains functions related to translation and secretion.

このような目的タンパク質又は目的ポリペプチドをコードする遺伝子を有せしめることは、例えば、(1)ベクターによる導入、(2)ゲノムへの挿入を行う方法により行うことができる。   Providing such a gene encoding a target protein or polypeptide can be performed, for example, by a method of (1) introduction with a vector and (2) insertion into a genome.

(1)ベクターによって導入する場合、その上流に「当該遺伝子の転写、翻訳、分泌に関わる制御領域、すなわち、プロモーター及び転写開始点を含む転写開始制御領域、リボソーム結合部位及び開始コドンを含む翻訳開始制御領域及び分泌シグナルペプチド領域から選ばれる1以上の領域」が適正な形で結合されている目的タンパク質又は目的ポリペプチドをコードする遺伝子を含むベクターを、コンピテントセル形質転換方法、プロトプラスト形質転換法、或いはエレクトロポレーション法等の適当な形質転換法により導入すればよい。
ここで、ベクターとしては、目的とする遺伝子を宿主に導入し、増殖、発現させるための適当な運搬体核酸分子であれば特に限定されず、プラスミドのみならず、例えば、YAC,BACなどの人工染色体、トランスポゾンを用いたベクター、コスミドが挙げられ、プラスミドとしては例えば、pUB110、pHY300PLKが挙げられる。
(1) When introduced by a vector, upstream of it, “a transcription initiation, including a control region related to transcription, translation and secretion of the gene, ie, a transcription initiation control region including a promoter and a transcription initiation site, a ribosome binding site and an initiation codon” Competent cell transformation method, protoplast transformation method, vector containing gene encoding target protein or target polypeptide to which one or more regions selected from control region and secretory signal peptide region are appropriately linked Alternatively, it may be introduced by an appropriate transformation method such as electroporation.
Here, the vector is not particularly limited as long as it is an appropriate carrier nucleic acid molecule for introducing a target gene into a host, allowing it to proliferate and express, and not only a plasmid but also an artificial such as YAC or BAC. Examples include vectors using chromosome and transposon, and cosmids. Examples of plasmids include pUB110 and pHY300PLK.

また、(2)ゲノムへの挿入は、例えば相同組換えによる方法を用いればよい。すなわち、目的タンパク質又は目的ポリペプチドをコードする遺伝子に導入を起こさせる染色体領域の一部を結合したDNA断片を、微生物細胞内に取り込ませ、当該染色体領域の一部領域における相同組換えを起こさせることによって、ゲノムに組み込ませることができる。
ここで、導入を起こさせる染色体領域としては、特に制限されないが、必須でない遺伝子領域若しくは必須でない遺伝子領域上流の非遺伝子領域が好ましい。
In addition, (2) for insertion into the genome, for example, a method by homologous recombination may be used. That is, a DNA fragment in which a part of a chromosomal region that causes introduction into a gene encoding a target protein or polypeptide is combined is taken into a microbial cell, and homologous recombination occurs in a part of the chromosomal region. Can be integrated into the genome.
Here, the chromosomal region causing the introduction is not particularly limited, but a non-essential gene region or a non-gene region upstream of the non-essential gene region is preferable.

かくして作製された微生物は、目的タンパク質又は目的ポリペプチドの生産性が高いものである。かかる効果は、翻訳伸張反応の活性化などによって翻訳効率が向上したことにもとづくと推測される。   The microorganism thus prepared has high productivity of the target protein or target polypeptide. Such an effect is presumed to be based on an improvement in translation efficiency due to activation of the translation extension reaction or the like.

本発明の組換え微生物を用いた目的タンパク質又は目的ポリペプチドの生産は、当該菌株を同化性の炭素源、窒素源、その他の必須成分を含む培地に接種し、通常の微生物培養法にて培養し、培養終了後、タンパク質又はポリペプチドを採取・精製することにより行えばよい。   For production of the target protein or polypeptide using the recombinant microorganism of the present invention, the strain is inoculated into a medium containing an assimilable carbon source, nitrogen source and other essential components, and cultured by an ordinary microorganism culture method. Then, after completion of the culture, the protein or polypeptide may be collected and purified.

以下の実施例におけるDNA断片増幅のためのポリメラーゼ連鎖反応(PCR)には、GeneAmp PCR System(アプライドバイオシステムズ)を使用し、Pyrobest DNA Polymerase(タカラバイオ)と付属の試薬類を用いてDNA増幅を行った。PCRの反応液組成は、適宜希釈した鋳型DNAを1μL、センス及びアンチセンスプライマーを各々20pmol及びPyrobest DNA Polymeraseを2.5U添加して、反応液総量を50μLとした。PCRの反応条件は、98℃で10秒間、55℃で30秒間及び72℃で1〜5分間(目的増幅産物に応じて調整。目安は1kbあたり1分間)の3段階の温度変化を30回繰り返した後、72℃で5分間反応させることにより行った。   For the polymerase chain reaction (PCR) for DNA fragment amplification in the following examples, GeneAmp PCR System (Applied Biosystems) is used, and DNA amplification is performed using Pyrobest DNA Polymerase (Takara Bio) and attached reagents. went. The PCR reaction solution composition was 1 μL of appropriately diluted template DNA, 20 pmol of sense and antisense primers and 2.5 U of Pyrobest DNA Polymerase, respectively, and the total amount of the reaction solution was 50 μL. PCR reaction conditions were 98 ° C for 10 seconds, 55 ° C for 30 seconds and 72 ° C for 1 to 5 minutes (adjusted according to the target amplification product, 1 minute per 1 kb). After repeating, the reaction was carried out at 72 ° C. for 5 minutes.

また、以下の実施例において、遺伝子の上流・下流とは、複製開始点からの位置ではなく、上流とは各操作・工程において対象として捉えている遺伝子の開始コドンの5’側に続く領域を示し、一方、下流とは各操作・工程において対象として捉えている遺伝子の終始コドンの3’側に続く領域を示す。   Further, in the following examples, upstream and downstream of a gene are not positions from the replication start point, but upstream is a region continuing on the 5 ′ side of the start codon of the gene that is regarded as a target in each operation / step. On the other hand, “downstream” indicates a region continuing 3 ′ of the stop codon of the gene taken as a target in each operation / step.

また、枯草菌の形質転換は以下の様に行った。すなわち、枯草菌株をSPI培地(0.20% 硫酸アンモニウム、1.40% リン酸水素二カリウム、0.60% リン酸二水素カリウム、0.10% クエン酸三ナトリウム二水和物、0.50% グルコース、0.02% カザミノ酸 (Difco)、5mM 硫酸マグネシウム、0.25μM 塩化マンガン、50μg/mL トリプトファン)において37℃で、生育度(OD600)の値が1程度になるまで振盪培養した。振盪培養後、培養液の一部を9倍量のSPII培地(0.20% 硫酸アンモニウム、1.40% リン酸水素二カリウム、0.60% リン酸二水素カリウム、0.10% クエン酸三ナトリウム二水和物、0.50% グルコース、0.01% カザミノ酸 (Difco)、5mM 硫酸マグネシウム、0.40μM 塩化マンガン、5μg/mL トリプトファン)に接種し、更に生育度(OD600)の値が0.4程度になるまで振盪培養することで、枯草菌株のコンピテントセルを調製した。次いで調製したコンピテントセル懸濁液(SPII培地における培養液)100μLに各種DNA断片を含む溶液(SOE−PCRの反応液等)5μLを添加し、37℃で1時間振盪培養後、適切な薬剤を含むLB寒天培地(1%トリプトン、0.5%酵母エキス、1%NaCl、1.5%寒天)に全量を塗沫した。37℃における静置培養の後、生育したコロニーを形質転換体として分離した。得られた形質転換体のゲノムを抽出し、これを鋳型とするPCRによって目的とするゲノム構造の改変が為されたことを確認した。   Further, Bacillus subtilis was transformed as follows. That is, the Bacillus subtilis strain is SPI medium (0.20% ammonium sulfate, 1.40% dipotassium hydrogen phosphate, 0.60% potassium dihydrogen phosphate, 0.10% trisodium citrate dihydrate, 0.50% glucose, 0.02% casamino acid (Difco) , 5 mM magnesium sulfate, 0.25 μM manganese chloride, 50 μg / mL tryptophan) at 37 ° C. until the degree of growth (OD600) was about 1. After shaking culture, a portion of the culture broth was added to 9 times the amount of SPII medium (0.20% ammonium sulfate, 1.40% dipotassium hydrogen phosphate, 0.60% potassium dihydrogen phosphate, 0.10% trisodium citrate dihydrate, 0.50% Inoculate glucose, 0.01% casamino acid (Difco), 5mM magnesium sulfate, 0.40μM manganese chloride, 5μg / mL tryptophan), and further shake culture until the growth degree (OD600) is about 0.4. A competent cell was prepared. Next, 5 μL of a solution containing various DNA fragments (SOE-PCR reaction solution, etc.) is added to 100 μL of the prepared competent cell suspension (culture medium in SPII medium), and after shaking culture at 37 ° C. for 1 hour, an appropriate drug is obtained. LB agar medium (1% tryptone, 0.5% yeast extract, 1% NaCl, 1.5% agar) containing the whole amount was smeared. After static culture at 37 ° C., the grown colonies were isolated as transformants. The genome of the obtained transformant was extracted, and it was confirmed that the intended genomic structure was altered by PCR using this as a template.

培養上清中のアミラーゼの活性測定には、リキテックAmy EPS(ロシュ・ダイアグノスティック社)を使用した。すなわち1% NaCl-1/7.5M リン酸緩衝液 (pH7.4 和光純薬工業)で適宜希釈したサンプル溶液50μLに、100μLのR1・R2混合液(R1(カップリング酵素):R2(アミラーゼ基質)=5:1(Vol.))を加えて混和し、30℃にて反応を行った際に遊離するp-ニトロフェノール量を405nmにおける吸光度(OD405nm)変化により定量した。1分間に1μmolのp-ニトロフェノールを遊離させる酵素量を1Uとした。   Liquitech Amy EPS (Roche Diagnostics) was used for measuring the amylase activity in the culture supernatant. In other words, 50 μL of a sample solution appropriately diluted with 1% NaCl-1 / 7.5 M phosphate buffer (pH 7.4 Wako Pure Chemical Industries) was added to 100 μL of R1 and R2 mixture (R1 (coupling enzyme): R2 (amylase substrate) ) = 5: 1 (Vol.)) Was added and mixed, and the amount of p-nitrophenol released when the reaction was performed at 30 ° C. was quantified by the change in absorbance (OD405 nm) at 405 nm. The amount of enzyme that liberates 1 μmol of p-nitrophenol per minute was defined as 1 U.

実施例1 tsf遺伝子発現強化株の構築
以下の様に、tsf遺伝子の発現を強化した変異株の構築を行った(図1参照。)。
枯草菌168株から抽出したゲノムDNAを鋳型として、表1に示したPVG-FWとPVG-R、及びtsf/PVG-Fとtsf/Cm-Rのプライマーセットを用いてspoVG遺伝子の転写開始制御領域とリボソーム結合部位を含む0.2kb断片(A)、及びtsf遺伝子を含む0.9 kb断片(B)をPCRにより増幅した。またプラスミドpC194(J. Bacteriol. 150 (2), 815 (1982))を鋳型として、表1に示したcatfとcatrのプライマーセットを用いてクロラムフェニコール耐性遺伝子を含む0.85kb断片(C)をPCRにより増幅した。
次いで、得られた(A)(B)(C)3断片を混合して鋳型とし、表1に示したPVG-FW2とcatr2のプライマーセットを用いたSOE-PCRを行うことによって、3断片を(A)(B)(C)の順になる様に結合させ、spoVG転写開始制御領域とリボソーム結合部位がtsf遺伝子の上流に連結し(spoVG遺伝子の開始コドンの位置にtsf遺伝子の開始コドンが位置する様に連結)、更にその下流にクロラムフェニコール耐性遺伝子が結合した1.9kbのDNA断片(D)を得た。続いて枯草菌168株から抽出したゲノムDNAを鋳型として、表1に示したamyEfw2とamyE/PVG2-R、及びamyE/Cm2-FとamyErv2のプライマーセットを用いてamyE遺伝子の5'側領域を含む1.0kb断片(E)、及びamyE遺伝子の3'側領域を含む1.0kb断片(F)をPCRにより増幅した。次いで、得られた(E)(F)(D)3断片を混合して鋳型とし、表1に示したamyEfw1とamyErv1のプライマーセットを用いたSOE-PCRを行うことによって、3断片を(E)(D)(F)の順になる様に結合させ、spoVG遺伝子の転写開始制御領域とリボソーム結合部位の下流にtsf遺伝子が連結し、更にその下流にクロラムフェニコール耐性遺伝子が結合した1.9kbのDNA断片がamyE遺伝子の中央に挿入された総塩基長3.8kbのDNA断片(G)を得た。得られた3.8kbのDNA断片(G)を用いてコンピテントセル法により枯草菌168株を形質転換し、クロラムフェニコール(10μg/mL)を含むLB寒天培地上に生育したコロニーを形質転換体として分離した。得られた形質転換体から抽出したゲノムDNAを鋳型として、表1に示すamyEfw2とtsf/Cm-R、及びtsf/PVG-FとamyErv2のプライマーセットを用いたPCRを行うことによって2.1kb及び2.7kbのDNA断片の増幅を確認し、枯草菌168株ゲノム上のamyE遺伝子部位にspoVG遺伝子の転写開始制御領域とリボソーム結合部位の下流にtsf遺伝子が連結したDNA断片が挿入されたことを確認した。この様にして得られた菌株を168PVG(tsf)株と命名した。
Example 1 Construction of a tsf gene expression-enhanced strain A mutant strain with enhanced expression of the tsf gene was constructed as follows (see FIG. 1).
Using the genomic DNA extracted from Bacillus subtilis 168 as a template, transcription start control of the spoVG gene using the primer sets of PVG-FW and PVG-R and tsf / PVG-F and tsf / Cm-R shown in Table 1 A 0.2 kb fragment (A) containing the region and the ribosome binding site and a 0.9 kb fragment (B) containing the tsf gene were amplified by PCR. A 0.85 kb fragment containing the chloramphenicol resistance gene (C) using the plasmid pC194 (J. Bacteriol. 150 (2), 815 (1982)) as a template and the catf and catr primer sets shown in Table 1 Was amplified by PCR.
Next, the 3 fragments obtained by mixing the obtained (A), (B), and (C) 3 fragments as a template and performing SOE-PCR using the PVG-FW2 and catr2 primer sets shown in Table 1 were obtained. (a) (B) bonded to as made in the order of (C), initiation codon position of tsf gene at the position of initiation codon of the spoVG transcriptional initiation regulatory region and the ribosome binding site is linked upstream of tsf gene (spoVG gene And a 1.9 kb DNA fragment (D) to which a chloramphenicol resistance gene was bound downstream. Subsequently, using the genomic DNA extracted from Bacillus subtilis 168 as a template, using the amyEfw2 and amyE / PVG2-R and amyE / Cm2-F and amyErv2 primer sets shown in Table 1, the 5 'region of the amyE gene was identified. The 1.0 kb fragment containing (E) and the 1.0 kb fragment containing the 3 ′ region of the amyE gene (F) were amplified by PCR. Next, the obtained (E) (F) (D) 3 fragments were mixed to form a template, and SOE-PCR using the amyEfw1 and amyErv1 primer sets shown in Table 1 was performed to obtain the 3 fragments (E ) (D) (F) 1.9 kb in which the transcription initiation control region of the spoVG gene and the tsf gene are linked downstream of the ribosome binding site, and the chloramphenicol resistance gene is further linked downstream A DNA fragment (G) having a total base length of 3.8 kb in which the DNA fragment was inserted in the center of the amyE gene was obtained. The resulting 3.8 kb DNA fragment (G) was used to transform Bacillus subtilis 168 strain by competent cell method, and colonies grown on LB agar medium containing chloramphenicol (10 μg / mL) were transformed. Separated as a body. By using the genomic DNA extracted from the obtained transformant as a template, PCR was carried out using the primer sets of amyEfw2 and tsf / Cm-R and tsf / PVG-F and amyErv2 shown in Table 1 to obtain 2.1 kb and 2.7 to confirm amplification of the kb of DNA fragments, DNA fragments tsf gene are linked downstream of the transcription initiation regulatory region and the ribosome binding site of spoVG gene amyE gene site on the Bacillus subtilis 168 strain genome was confirmed to be inserted . The strain thus obtained was named 168PVG (tsf) strain.

実施例2 frr遺伝子発現強化株の構築
また、168PVG(tsf)株構築において用いたプライマーのうち、tsf/PVG-Fを表1に示すfrr/PVG-Fに、またtsf/Cm-Rを表1に示すfrr/Cm-Rに替えて用いることにより、同様の方法にてfrr遺伝子発現強化株168PVG(frr)株を構築した(図2参照。)。
Example 2 Construction of a frr gene expression-enhanced strain Of the primers used in constructing the 168PVG (tsf) strain, tsf / PVG-F is represented by frr / PVG-F shown in Table 1, and tsf / Cm-R is represented by by using instead of the frr / Cm-R shown in 1, was constructed frr gene expression-enhanced strain 168PVG (frr) strain by the same method (see FIG. 2.).

Figure 0004839169
Figure 0004839169

実施例3 枯草菌変異株のアルカリアミラーゼ分泌生産評価−1
実施例1及び2にて得られた168PVG(tsf)株及び168PVG(frr)株の目的タンパク質生産性 評価は、配列番号6のアミノ酸番号1〜480で示されるアミノ酸配列からなるバチルス属細菌由来のアルカリアミラーゼの生産性を指標として、以下の様に行った。
バチルス エスピー(Bacillus sp.)KSM-K38株より抽出したゲノムDNAを鋳型として、表1に示されるK38matu-F2(ALAA)とSP64K38-R(XbaI)のプライマーセットを用いてPCRを行い、アルカリアミラーゼ(特開2000-184882号公報、Eur.J.Biochem.,268,2974,2001)をコードする配列番号5で示される塩基配列の1.5kbのDNA断片(H)を増幅した。またバチルス エスピー(Bacillus sp.)KSM-S237株より抽出したゲノムDNAを鋳型として、表1に示されるS237ppp-F2(BamHI)とS237ppp-R2(ALAA)のプライマーセットを用いてPCRを行い、アルカリセルラーゼ遺伝子(特開2000-210081号公報)の転写開始制御領域、翻訳開始制御領域及び分泌シグナル配列をコードする領域を含む0.6kbのDNA断片(I)を増幅した。
次いで、得られた1.5kbのDNA断片(H)及び0.6kbのDNA断片(I)の2断片を混合して鋳型とし、表1に示されるS237ppp-F2(BamHI)とSP64K38-R(XbaI)のプライマーセットを用いたSOE-PCRを行うことによって、アルカリセルラーゼ遺伝子の転写開始制御領域、翻訳開始制御領域及び分泌シグナル配列をコードする領域の下流にアルカリアミラーゼ遺伝子が連結した2.1kbのDNA断片(J)を得た。得られた2.2kbのDNA断片(J)をシャトルベクターpHY300PLK(ヤクルト)のBamHI-XbaI制限酵素切断点に挿入し、アルカリアミラーゼ生産性評価用プラスミドpHYK38(S237ps)を構築した。
Example 3 Evaluation of Alkaline Amylase Secretion Production of Bacillus subtilis Mutant-1
The target protein productivity of the 168PVG (tsf) and 168PVG (frr) strains obtained in Examples 1 and 2 was evaluated from a Bacillus bacterium comprising the amino acid sequence represented by amino acid numbers 1 to 480 of SEQ ID NO: 6. Using alkaline amylase productivity as an index, the following procedure was performed.
Using genomic DNA extracted from Bacillus sp. KSM-K38 as a template, PCR was performed using the K38matu-F2 (ALAA) and SP64K38-R (XbaI) primer sets shown in Table 1, and alkaline amylase was used. A 1.5 kb DNA fragment (H) having the base sequence shown by SEQ ID NO: 5 encoding (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-184882, Eur. J. Biochem., 268, 2974, 2001) was amplified. In addition, using genomic DNA extracted from Bacillus sp. KSM-S237 as a template, PCR was performed using the S237ppp-F2 (BamHI) and S237ppp-R2 (ALAA) primer sets shown in Table 1, and alkaline was performed. A 0.6 kb DNA fragment (I) containing a transcription start control region, a translation start control region and a region encoding a secretory signal sequence of the cellulase gene (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-210081) was amplified.
Subsequently, the obtained 1.5 kb DNA fragment (H) and 0.6 kb DNA fragment (I) were mixed to form a template, and S237ppp-F2 (BamHI) and SP64K38-R (XbaI) shown in Table 1 were used. By performing SOE-PCR using the primer set, a 2.1 kb DNA fragment in which the alkaline amylase gene was ligated downstream of the transcription initiation control region, translation initiation control region and secretory signal sequence of the alkaline cellulase gene ( J) was obtained. The obtained 2.2 kb DNA fragment (J) was inserted into the BamHI - XbaI restriction enzyme cleavage point of shuttle vector pHY300PLK (Yakult) to construct alkaline pH amylase productivity evaluation plasmid pHYK38 (S237ps).

実施例1にて得られた168PVG(tsf)株及び168PVG(frr)株、更に対照として枯草菌168株にアルカリアミラーゼ生産性評価用プラスミドpHYK38(S237ps)を、プロトプラスト形質転換法によって導入した。これによって得られた菌株を10mLのLB培地で一夜37℃で振盪培養を行い、更にこの培養液0.05mLを50mLの2xL−マルトース培地(2%トリプトン、1%酵母エキス、1%NaCl、7.5%マルトース、7.5ppm硫酸マンガン4-5水和物、15ppmテトラサイクリン)に接種し、30℃で5日間、振盪培養を行った。培養後、遠心分離によって菌体を除いた培養液上清のアルカリアミラーゼ活性を測定し、培養によって菌体外に分泌生産されたアルカリアミラーゼの量を求めた。
この結果、表2に示した様に、宿主として168PVG(tsf)株及び168PVG(frr)株を用いた場合、対照の168株(野生型)の場合と比較して高いアルカリアミラーゼの分泌生産が認められた。これは、168PVG(tsf)株にてtsf遺伝子の発現が野生株より高まり翻訳伸長因子であるEF-Ts(Tsfタンパク質)の細胞内量が増加したこと、或いは168PVG(frr)株にてfrr遺伝子の発現が野生株より高まりリボソームリサイクリングファクター(Frrタンパク質)の細胞内量が増加した結果、それぞれの株におけるタンパク質の翻訳効率が向上したことによるものと推測された。
A plasmid pHYK38 (S237ps) for evaluating the productivity of alkaline amylase was introduced into the 168PVG (tsf) and 168PVG (frr) strains obtained in Example 1 and, further, as a control, Bacillus subtilis 168 strain by protoplast transformation. The resulting strain was shaken and cultured overnight in 10 mL of LB medium at 37 ° C., and 0.05 mL of this culture was further added to 50 mL of 2 × L-maltose medium (2% tryptone, 1% yeast extract, 1% NaCl, 7.5% Maltose, 7.5 ppm manganese sulfate 4-5 hydrate, 15 ppm tetracycline), and cultured with shaking at 30 ° C. for 5 days. After culturing, the alkaline amylase activity of the culture supernatant after removing the cells by centrifugation was measured, and the amount of alkaline amylase secreted and produced outside the cells by the culture was determined.
As a result, as shown in Table 2, when 168PVG (tsf) and 168PVG (frr) strains were used as hosts, secretion production of alkaline amylase was higher than that of the control 168 strain (wild type). Admitted. This is because the expression of the tsf gene in the 168PVG (tsf) strain was higher than that in the wild strain and the intracellular amount of the translation elongation factor EF-Ts (Tsf protein) was increased, or the rrf gene in the 168PVG (frr) strain. As a result of the increase in the expression of and the intracellular amount of ribosome recycling factor (Frr protein) increased from the wild type, it was speculated that the translation efficiency of the protein in each strain was improved.

Figure 0004839169
Figure 0004839169

比較例 efp遺伝子発現強化株のアルカリアミラーゼ分泌生産評価
実施例1に示した168PVG(tsf)株の構築と同様に、tsf遺伝子同様、翻訳伸長因子をコードするefp遺伝子の発現を強化した168PVG(efp)株の構築を行った。すなわち、168PVG(tsf)株構築において用いたプライマーのうち、tsf/PVG-Fを表1に示すefp/PVG-Fに、またtsf/Cm-Rを表1に示すefp/Cm-Rに替えて用いることにより、同様の方法にてefp遺伝子発現強化株168PVG(efp)株を構築した。構築した168PVG(efp)株のアルカリアミラーゼ分泌生産評価を実施例3と同様に行ったところ、表3に示した様に、168PVG(efp)株の生産性は野生株である168株と同等であり、efp遺伝子の発現強化により翻訳伸長因子EF-P(Efpタンパク質)の細胞内量が増加しても、タンパク質の翻訳効率は向上しないものと考えられた。
Comparative Example EFP gene expression shown in alkaline amylase release produced in example 1. All evaluation enhanced strain 168PVG (tsf) similarly to the construction of strains, tsf gene similar, 168PVG having enhanced expression of the EFP gene encoding translation elongation factor (EFP ) The stock was constructed. That is, among the primers used in the construction of the 168PVG (tsf) strain, tsf / PVG-F was replaced with efp / PVG-F shown in Table 1, and tsf / Cm-R was changed to efp / Cm-R shown in Table 1. Thus, an efp gene expression enhanced strain 168PVG (efp) was constructed in the same manner. The alkaline amylase secretion production evaluation of the constructed 168PVG (efp) strain was carried out in the same manner as in Example 3. As shown in Table 3, the productivity of the 168PVG (efp) strain was equivalent to that of the wild strain 168 strain. Yes, it was thought that even if the intracellular level of translation elongation factor EF-P (Efp protein) increased due to enhanced expression of the efp gene, the translation efficiency of the protein was not improved.

Figure 0004839169
Figure 0004839169

Tsfタンパク質をコードする遺伝子を導入する方法(tsf遺伝子の発現を強化した変異株の構築)の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the method (construction of the mutant which strengthened the expression of tsf gene) which introduce | transduces the gene which codes Tsf protein. Frrタンパク質をコードする遺伝子を導入する方法(frr遺伝子の発現を強化した変異株の構築)の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the method (construction of the mutant which strengthened the expression of frr gene) which introduce | transduces the gene which codes Frr protein.

Claims (6)

目的タンパク質又は目的ポリペプチドをコードする遺伝子を有し、その上流に、転写開始制御領域、翻訳開始制御領域及び分泌シグナル領域からなる3領域が結合し、分泌シグナル領域がバチルス属細菌のセルラーゼ遺伝子由来のものであり、転写開始制御領域及び翻訳開始制御領域が当該セルラーゼ遺伝子の上流0.6〜1kb領域由来のものである、微生物であって、Tsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする遺伝子を制御する転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位の全部若しくは一部を枯草菌spoVG遺伝子の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位に置換するか若しくは枯草菌spoVG遺伝子の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位を挿入した微生物、又はTsfタンパク質及び/又はFrrタンパク質をコードする塩基配列を含む核酸断片であって、その上流側で枯草菌spoVG遺伝子の転写開始制御領域若しくは転写開始制御領域とリボソーム結合部位と結合している核酸断片を導入してなる微生物。 Has a gene that encodes the target protein or polypeptide, and upstream of it is a 3 region consisting of a transcription initiation control region, a translation initiation control region, and a secretion signal region, and the secretion signal region is derived from a cellulase gene of Bacillus bacteria Transcription that regulates the gene encoding Tsf protein and / or Frr protein , wherein the transcription initiation control region and translation initiation control region are derived from the 0.6-1 kb region upstream of the cellulase gene. The transcription initiation control region of Bacillus subtilis spoVG gene is replaced with all or part of the initiation control region or transcription initiation control region and ribosome binding site, or the transcription initiation control region of Bacillus subtilis spoVG gene. Alternatively, a microorganism into which a transcription initiation control region and a ribosome binding site are inserted , or Tsf A nucleic acid fragment containing a nucleotide sequence encoding a protein and / or Frr protein, which is upstream of the transcription initiation regulatory region of the Bacillus subtilis spoVG gene or a nucleic acid fragment linked to the transcription initiation regulatory region and the ribosome binding site Microorganisms. 転写開始制御領域、翻訳開始制御領域及び分泌シグナル領域からなる3領域が、配列番号1で示される塩基配列からなるセルラーゼ遺伝子の塩基番号1〜659の塩基配列、配列番号3で示される塩基配列からなるセルラーゼ遺伝子の塩基番号1〜696の塩基配列又は当該塩基配列のいずれかと90%以上の同一性を有する塩基配列からなるDNA断片である請求項記載の組換え微生物。 Three regions comprising a transcription initiation control region, a translation initiation control region, and a secretion signal region are derived from the base sequence of base numbers 1 to 659 of the cellulase gene comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 1, and the base sequence represented by SEQ ID NO: 3. a DNA fragment consisting of a nucleotide sequence having any 90% identity or more nucleotide sequences or the nucleotide sequence of nucleotide numbers 1 to 696 of cellulase gene according to claim 1 recombinant microorganism, wherein composed. 微生物が、バチルス属細菌である請求項1又は2記載の微生物。 The microorganism according to claim 1 or 2 , wherein the microorganism is a Bacillus bacterium. バチルス属細菌が、枯草菌である請求項記載の微生物。 The microorganism according to claim 3 , wherein the Bacillus bacterium is Bacillus subtilis. 目的タンパク質が、Bacillus sp. KSM-K38株由来のα-アミラーゼである請求項1〜のいずれか1項記載の微生物。 The microorganism according to any one of claims 1 to 4 , wherein the target protein is α-amylase derived from Bacillus sp. KSM-K38 strain. 請求項1〜のいずれか1項記載の微生物を用いる、目的タンパク質又は目的ポリペプチドの製造方法。 The manufacturing method of the target protein or target polypeptide using the microorganisms of any one of Claims 1-5 .
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JP5361428B2 (en) * 2009-02-06 2013-12-04 花王株式会社 Bacillus subtilis mutant
JP6692747B2 (en) * 2013-12-20 2020-05-13 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Method for producing target protein in microbial host organism

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4336184B2 (en) * 2003-11-07 2009-09-30 花王株式会社 Recombinant microorganism
JP2005137308A (en) * 2003-11-07 2005-06-02 Kao Corp Recombinant microorganism
JP5054279B2 (en) * 2004-11-12 2012-10-24 花王株式会社 Mutanase

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