JP5074185B2 - イソプレノイドの生成 - Google Patents
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Description
(a)配列番号6を一致させるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(b)配列番号5のヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド、
(c)(a)または(b)のポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチドの断片または派生物をコードするヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドであって、ここで前記派生物において、前記ポリペプチドと比較して1つ以上のアミノ酸残基が保存的に置換され、前記断片または派生物がヒドロキシメチルグルタリル−CoAシンターゼ(Hcs)活性を有する、ポリヌクレオチド、
(d)ストリンジェントな条件下でその相補鎖が(a)〜(c)のいずれか1つに定義されるポリペプチドにハイブリダイズし、Hcsタンパク質をコードする、ポリヌクレオチド
からなる群より選択される。
ロドバクター・スフェロイデス系統ATCC 35053(アメリカ合衆国ヴァージニア州マナッサスのアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(American Type Culture Collection、Manassas VA、USA)から入手)を、CoQ10の向上した生成を有する組み換え系統の構築の基本宿主として用いた。全てのロドバクター・スフェロイデス系統を、30℃で、培地RS100中で増殖させた。培地RS100の組成および調製を、表1に要約する。50mg/lカナマイシンを、組み換え系統の増殖のために培地に添加した。大腸菌系統を37℃、LB培地(アメリカ合衆国メリーランド州スパークスのベクトン・ディッキンソン(Becton Dickinson、Sparks、MD、USA))中で増殖させた。組み換え大腸菌系統中でのプラスミドの維持のために、アンピシリン(100mg/l)および/またはカナマイシン(25〜50mg/l、プラスミドによる)を、培地に添加した。大腸菌およびロドバクター・スフェロイデスの液体培養物を、通法により、ロータリーシェイカー中、200rpmで好気的に増殖させた。固形培地が必要な場合は、寒天(1.5%終濃度)を添加した。
400μlの全培地(実施例5参照)を、使い捨ての15mlポリプロピレン遠心チューブに移した。4mlの滅菌抽出溶液(1:1(v/v)DMSO/THF中の0.5g/l BHT)を添加し、試料をラボラトリーシェイカー(IKA、ドイツ連邦共和国(Germany))中で20分間混合し、抽出を促進した。最後に、試料を遠心分離し、逆相HPLCによる分析のために、上清を琥珀色のガラスバイアルに移した。この方法は、カロテノイドのフィトエン、スフェロイデノン、スフェロイデンおよびニューロスポレンからのCoQ10の明らかな分離を有する、ユビキノンおよびその対応するヒドロキノンの同時測定のために開発された。温度制御自動サンプラーおよびダイオードアレイ検出器を備えたアジレント(Agilent)1100HPLCシステム(アメリカ合衆国のアジレント・テクノロジー(Agilent Technologies、USA))を用いて、クロマトグラフィーを行った。方法パラメータは、以下の通りである。
プラスチドpBBR−K−mev−op−wtおよびpBBR−K−mev−op−R114の構築
プラスミドpBBR−K−mev−op−up−4(メバロン酸オペロンの最初の4つの遺伝子を含むプラスミド)の構築は、国際公開第02/099095号パンフレットの実施例13(105頁10行目〜106頁8行目)に詳細に記載されている。
プラスミドpBBR−K−PcrtE−crtEの構築は、国際公開第02/099095号パンフレットの実施例6(92頁10〜17行目)に詳細に記載されている。プラスミドpBBR−K−PcrtE−crtEをNaeIで切断し、1.33kb断片を単離し、pBBR−K−mev−op−up−4のEcl136II部位に挿入した。挿入の方向をチェックし、メバロン酸オペロン遺伝子と同じ方向でcrtE遺伝子を担持するプラスミドを、pBBR−K−mev−op−up−4−PcrtE−crtE−2と呼んだ。
プラスミドpBBR−K−PcrtEの構築は、国際公開第02/099095号パンフレットの実施例6(91頁12〜27行目)に詳細に記載されている。
クイックチェンジXLサイト・ディレクティド・ミュータジェネシス・キット(QuikChange XL Site−Directed Mutagenesis Kit)(アメリカ合衆国カリフォルニア州ラ・ホーヤのストラタジーン(Stratagene、La Jolla、CA、USA))ならびにプライマーmut4−89−1−fw(配列番号15)およびmut4−89−1−rev(配列番号16)を用いた2回のPCR部位特異的変異誘発によって、プラスミドpBBR−K−mev−op−4−89−PcrtE−ddsAwtを得る。両方のプライマーは互いに相補的であり、配列番号3の268位に対応する配列番号23の2949位にCの代わりに所望の変異Aを含む。第一の変異誘発反応を、以下のように製造業者の使用説明書に従って設定する。5μlの10×反応バッファー、10ngのプラスミドDNApBBR−K−mev−op−wt−PcrtE−ddsAwt、125ngのプライマーmut4−89−1−fw、125ngのmut4−89−1−rev、1μlのdNTPミックス、3μlのクイックソリューション(QuikSolution)および2.5UのPfuターボ(PfuTurbo)DNAポリメラーゼを、50μlの最終体積で混合する。以下のパラメータを用いてサイクルを行う。1サイクル:95℃1分、18サイクル:95℃50秒、60℃50秒、68℃30分、1サイクル:68℃7分。反応混合物を37℃まで冷却した後、10Uの制限エンドヌクレアーゼDpnIを添加し、反応物を37℃で2時間インキュベートする。製造業者のプロトコルに従って、大腸菌XL10−ゴールド・ウルトラコンポーネント(Gold Ultracomponent)細胞(アメリカ合衆国カリフォルニア州ラ・ホーヤのストラタジーン(Stratagene、La Jolla、CA、USA))をDpnI処理DNAで形質転換する。
変異mevオペロンを担持するプラスミドでの大腸菌S17−1の形質転換(サイモン(Simon)ら、バイオ/テクノロジー(Bio/Technology)11、784−791頁、1983年)、およびそれに続く、コンジュゲーションによる大腸菌S17−1からロドバクター・スフェロイデスATCC35053へのプラスミドの転移を、標準的な手順を用いて行った(ニシムラ(Nishimura)ら、ニュークレイック・アシッズ・リサーチ(Nucl.Acids Res.)18、6169頁、1990年、サイモン(Simon)ら、バイオ/テクノロジー(Bio/Technology)1983年、784−91頁)。
pBBR−K−up(配列番号19)/PcrtE−2442(配列番号20)
Kan3out(配列番号21)/mvaA3256(配列番号22)
ロドバクター・スフェロイデス系統ATCC35053、ATCC35053/pBBR−K−mev−op−R114−PcrtE−ddsAwtおよびATCC35053/pBBR−K−mev−op−4−89−PcrtE−ddsAwtを、RS100培地中の振とうフラスコ培養において増殖させた。組み換えロドバクター・スフェロイデスを含む培養物は、50mg/lカナマイシンを含んでいた。25mlの培養物を30℃で250mlのバッフル三角フラスコ中、200rpmで振とうしながら増殖させた。CoQ10生成を試験するために、ロドバクター・スフェロイデス系統の凍結したグリセロール化ストック培養物を用い、25mlの種培養物を接種した。24〜28時間の種培養物の増殖の後、適した体積の培養物を用いて、660ナノメートルでの初期光学密度(OD660)が0.16であるように、実験フラスコを接種した。2mlの試料を、24時間間隔で無菌的に採取した。分析は、増殖(OD660として測定される)、pH、培養物上清中のグルコースならびに実施例2に記載されるCoQ10およびカロテノイド(HPLCによって測定される)を含んだ。結果を表3に要約する。これらの結果は、パラコッカス・ゼアキサンチニファシエンス由来のクローン化変異メバロン酸オペロンの発現がロドバクター・スフェロイデスにおけるCoQ10生成を有意に向上させたことを明らかに示す。
Claims (7)
- イソプレノイドの生成の方法であって、
(a)デカプレニル二リン酸シンターゼ活性を有するタンパク質をコードするDNAと、mevオペロンの1つ以上の遺伝子を含むポリヌクレオチドとを、ロドバクター(Rhodobacter)属より選択される微生物に導入する工程、および、
(b)工程(a)の微生物を、イソプレノイドの生成を可能にする条件下で培養する工程を含み、
前記ポリヌクレオチドは、配列番号23に記載のポリヌクレオチドである、方法。 - 前記デカプレニル二リン酸シンターゼ活性を有するタンパク質をコードするDNAは配列番号7によって表される、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリヌクレオチドを導入する微生物は、ロドバクター・スフェロイデス(sphaeroides)である、請求項1又は2に記載の方法。
- デカプレニル二リン酸シンターゼ活性を有するタンパク質をコードするDNAと、mevオペロンの1つ以上の遺伝子を含むポリヌクレオチドとを含む、ロドバクター属より選択される微生物であって、
前記ポリヌクレオチドは、配列番号23に記載のポリヌクレオチドである、微生物。 - 前記デカプレニル二リン酸シンターゼ活性を有するタンパク質をコードするDNAは配列番号7によって表される、請求項4に記載の微生物。
- ロドバクター・スフェロイデスである、請求項4又は5に記載の微生物。
- イソプレノイドの生成のための、請求項4〜6のいずれか一項に記載の微生物の使用。
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