JP5513759B2 - Method for producing protein or polypeptide - 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方法、及び当該生産方法に用いる組換え微生物に関する。   The present invention relates to a method for producing a useful protein or polypeptide, and a recombinant microorganism used in the production method.

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.

緊縮応答は、アミノ酸飢餓などに応答してタンパク質の合成が抑制される現象として最初発見されたが、現在では、細胞分裂の停止やDNA複製の阻害など、様々な生理活動の変化を伴う現象であることが分かっている。緊縮応答の中心になる分子が、グアノシン5リン酸(pppGpp)とグアノシン4リン酸(ppGpp)である。この二つの分子は機能的に大きな違いがないため、一般的に(p)ppGppと表記される。
(p)ppGppの合成にはRelAと呼ばれる酵素が関与していることが知られている。RelAはリボソーム上に存在し、アミノアシル化していないtRNAを介してアミノ酸の補給状態を監視している。すなわち、アミノ酸飢餓によってアミノアシル化していないtRNAが増加し、リボソームに結合すると、RelAタンパク質が活性化し、ATPとGDP/GTPから(p)ppGppが合成される。そして、合成された(p)ppGppはグローバルなレギュレーターとして転写、翻訳及びDNA複製に関連する多くの酵素の活性を制御する。大腸菌においては、(p)ppGpp を合成するRelA以外にSpoTという主に(p)ppGppを分解する酵素が存在し、この二つの酵素により細胞内の(p)ppGppの濃度がコントロールされることが知られている(非特許文献3)。
The stringent response was first discovered as a phenomenon in which protein synthesis is suppressed in response to amino acid starvation, etc., but now it is a phenomenon that involves changes in various physiological activities such as cessation of cell division and inhibition of DNA replication. I know that there is. The molecules that play a central role in the stringency response are guanosine pentaphosphate (pppGpp) and guanosine tetraphosphate (ppGpp). Since these two molecules are not functionally different, they are generally expressed as (p) ppGpp.
(p) It is known that an enzyme called RelA is involved in the synthesis of ppGpp. RelA exists on the ribosome and monitors the amino acid supply status through tRNA that is not aminoacylated. That is, when tRNA that is not aminoacylated increases due to amino acid starvation and binds to ribosome, RelA protein is activated and (p) ppGpp is synthesized from ATP and GDP / GTP. The synthesized (p) ppGpp regulates the activity of many enzymes related to transcription, translation and DNA replication as a global regulator. In E. coli, in addition to RelA that synthesizes (p) ppGpp, there is an enzyme called SpoT that mainly degrades (p) ppGpp, and the concentration of (p) ppGpp in the cell can be controlled by these two enzymes. It is known (Non-patent Document 3).

枯草菌では、従来、(p)ppGppの合成と分解の両方に関わるRelAの存在しか知られていなかったが、最近、Nanamiyaらは新たな(p)ppGpp合成酵素であるYwaC及びYjbMを発見した(非特許文献4)。従って、枯草菌においては、(p)ppGppの合成酵素YwaCとYjbM及び合成と分解の両方に機能するRelAの三つの酵素が存在することが分かった。しかし、これらの酵素がどのように連携して(p)ppGpp合成を調節し、緊縮応答におけるタンパク質合成等を制御しているのかについての詳しい機序は不明である。   In Bacillus subtilis, only the existence of RelA involved in both synthesis and degradation of (p) ppGpp was previously known, but recently, Nanamiya et al. Discovered new (p) ppGpp synthases, YwaC and YjbM. (Non-Patent Document 4). Therefore, it was found that in Bacillus subtilis, there are three enzymes, (p) ppGpp synthases YwaC and YjbM, and RelA that functions in both synthesis and degradation. However, it is unclear how these enzymes work together to regulate (p) ppGpp synthesis and control protein synthesis in stringent responses.

Nature, 390(6657), 249-256, 1997Nature, 390 (6657), 249-256, 1997 Science, 277(5331), 1453-1462, 1997Science, 277 (5331), 1453-1462, 1997 J. Biol. Chem., 266(9), 5980-5990, 1991J. Biol. Chem., 266 (9), 5980-5990, 1991 Mol. Microbiol., 67(2), 291-304, 2008Mol. Microbiol., 67 (2), 291-304, 2008

本発明は、より効率よく目的のタンパク質又はポリペプチドを生産する方法、及びその方法に使用される組換え微生物の提供に関する。   The present invention relates to a method for producing a target protein or polypeptide more efficiently and a recombinant microorganism used in the method.

本発明者らは、微生物ゲノム上にコードされる各種遺伝子において、有用なタンパク質又はポリペプチドの生産に影響を及ぼす遺伝子を探索したところ、枯草菌において、緊縮応答に関連する酵素RelAの遺伝子(relA)を欠失又は不活性化させた場合、目的のタンパク質又はポリペプチドの生産性が、当該遺伝子の欠失又は不活性化前と比較して向上することを見出した。また本発明者らは、上記relAに加えて、やはり緊縮応答に関連する酵素YwaC及びYjbMの遺伝子(ywaC及びyjbM)をさらに欠失又は不活性化した場合、目的のタンパク質又はポリペプチドの生産性が相乗的に向上することを見出した。 The present inventors searched for genes that affect the production of useful proteins or polypeptides in various genes encoded on the microbial genome. In Bacillus subtilis, the gene for the enzyme RelA ( relA ) Was deleted or inactivated, the productivity of the target protein or polypeptide was found to be improved as compared to that before deletion or inactivation of the gene. In addition to the above-mentioned relA , the present inventors have further lost or inactivated the genes of the enzymes YwaC and YjbM ( ywaC and yjbM ) that are also related to stringent responses, and the productivity of the target protein or polypeptide Has been found to improve synergistically.

すなわち本発明は、以下を提供する。
(1)下記の遺伝子を欠失若しくは不活性化し、且つ目的のタンパク質又はポリペプチドをコードする遺伝子を導入してなる組換え微生物を培養し、得られた培養物から当該目的のタンパク質又はポリペプチドを採取することを特徴とする、タンパク質又はポリペプチドの生産方法:
1)枯草菌遺伝子relA又は当該遺伝子に相当する遺伝子;あるいは
2)枯草菌遺伝子relA又は当該遺伝子に相当する遺伝子、並びに枯草菌遺伝子ywaC若しくは当該遺伝子に相当する遺伝子及び/又は枯草菌遺伝子yjbM若しくは当該遺伝子に相当する遺伝子。
(2)目的のタンパク質又はポリペプチドをコードする遺伝子の上流に転写開始制御領域、翻訳開始制御領域又は分泌用シグナル領域のいずれか1以上の領域を結合した(1)に記載の生産方法。
(3)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領域を結合した(2)記載の生産方法。
(4)分泌シグナル領域がバチルス(Bacillus)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開始コドンから始まる長さ0.6〜1kbの上流領域由来のものである(2)又は(3)記載の生産方法。
(5)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70%以上の同一性を有する塩基配列からなるDNA断片、又は当該塩基配列の一部が欠失した塩基配列からなるDNA断片である(2)〜(4)のいずれか1に記載の生産方法。
(6)微生物がバチルス属(Bacillus)細菌である(1)〜(5)のいずれか1に記載の生産方法。
(7)バチルス(Bacillus)属細菌が枯草菌(Bacillus subtilis)である(6)記載の生産方法。
(8)目的のタンパク質又はポリペプチドをコードする遺伝子がセルラーゼ遺伝子である(1)〜(7)のいずれか1に記載の生産方法。
(9)(1)〜(8)のいずれか1に記載の生産方法に用いられる組換え微生物。
That is, the present invention provides the following.
(1) Culturing a recombinant microorganism obtained by deleting or inactivating the following gene and introducing a gene encoding the target protein or polypeptide, and then obtaining the target protein or polypeptide from the obtained culture A method for producing a protein or polypeptide comprising:
1) Bacillus subtilis gene relA or a gene corresponding to the gene; or 2) Bacillus subtilis gene relA or a gene corresponding to the gene, and a Bacillus subtilis gene ywaC or a gene corresponding to the gene and / or a Bacillus subtilis gene yjbM or the gene A gene corresponding to a gene.
(2) The production method according to (1), wherein one or more of a transcription initiation control region, a translation initiation control region, and a signal region for secretion are linked upstream of a gene encoding a target protein or polypeptide.
(3) The production method according to (2), wherein three regions comprising a transcription initiation control region, a translation initiation control region, and a secretory signal region are combined.
(4) The upstream signal region of 0.6 to 1 kb in length, wherein the secretory signal region is derived from a cellulase gene of a bacterium belonging to the genus Bacillus , and the transcription initiation control region and the translation initiation control region start from the initiation codon of the cellulase gene The production method according to (2) or (3), wherein the production method is derived.
(5) The three regions comprising the transcription initiation control region, the translation initiation control region, and the secretion signal region are represented by the base sequence of base numbers 1 to 659 of the cellulase gene comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 3. A nucleotide sequence of the cellulase gene consisting of a base sequence, a base fragment of base numbers 1 to 696, a DNA fragment comprising a base sequence having 70% or more identity with the base sequence, or a base sequence in which a part of the base sequence is deleted The production method according to any one of (2) to (4), which is a DNA fragment comprising:
(6) the microorganism is a Bacillus (Bacillus) bacteria (1) The method of producing according to any one of the - (5).
(7) The production method according to (6), wherein the bacterium belonging to the genus Bacillus is Bacillus subtilis .
(8) The production method according to any one of (1) to (7), wherein the gene encoding the target protein or polypeptide is a cellulase gene.
(9) A recombinant microorganism used in the production method according to any one of (1) to (8).

本発明の組換え微生物を用いたタンパク質又はポリペプチドの生産方法により、目的タンパク質又はポリペプチドの生産性向上を図ることができる。   By the method for producing a protein or polypeptide using the recombinant microorganism of the present invention, the productivity of the target protein or polypeptide can be improved.

SOE−PCRによる遺伝子欠失用DNA断片の調製、及び当該DNA断片を用いて標的遺伝子を欠失(薬剤耐性遺伝子と置換)する方法を模式的に示したものである。1 schematically shows a method for preparing a DNA fragment for gene deletion by SOE-PCR and a method for deleting a target gene (substitution with a drug resistance gene) using the DNA fragment.

本発明において欠失又は不活性化される遺伝子としては、枯草菌遺伝子relAが挙げられる。relAに加えて、枯草菌遺伝子ywaC若しくはyjbMもまた、本発明における欠失又は不活性化の対象であり得る。以下の表1に、relAywaC及びyjbMの遺伝子番号を示す。これらは、JAFAN: Japan Functional Analysis Network for Bacillus subtilis (BSORF DB)において公開されている(http://bacillus.genome.ad.jp/、2006年1月18日更新)。 Examples of genes that are deleted or inactivated in the present invention include the Bacillus subtilis gene relA . In addition to relA , the Bacillus subtilis gene ywaC or yjbM can also be subject to deletion or inactivation in the present invention. Table 1 below shows the gene numbers of relA , ywaC and yjbM . These are published in JAFAN: Japan Functional Analysis Network for Bacillus subtilis (BSORF DB) (http://bacillus.genome.ad.jp/, updated on January 18, 2006).

上述した各遺伝子と塩基配列において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、さらにより好ましくは98%以上の同一性を有し、好ましくは上述した各遺伝子と同様の緊縮応答関連機能(例えば、(p)ppGpp合成又は分解作用)を有する遺伝子は、当該遺伝子に相当する遺伝子と考えられ、本発明において欠失又は不活性化される遺伝子に含まれる。
アミノ酸配列および塩基配列の同一性はLipman-Pearson法 (Science, 227, 1435, (1985))によって計算することができる。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。
70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, even more preferably 98% or more in identity with each of the genes described above, preferably A gene having a similar stringent response-related function (for example, (p) ppGpp synthesis or degradation) to each gene is considered to be a gene corresponding to the gene, and is included in the gene to be deleted or inactivated in the present invention. It is.
Amino acid sequence and base sequence identity can be calculated by the Lipman-Pearson method (Science, 227, 1435, (1985)). Specifically, it is calculated by performing an analysis with Unit size to compare (ktup) set to 2 using a homology analysis (Search homology) program of genetic information processing software Genetyx-Win (software development).

したがって、本発明の生産方法で使用される組換え微生物を構築するための親微生物としては、枯草菌の遺伝子relA又は当該遺伝子に相当する遺伝子を有するもの、好ましくは、さらに枯草菌の遺伝子ywaC及びyjbMのいずれか一方若しくは両方、又は当該遺伝子に相当する遺伝子を有するものが挙げられる。これらの親微生物は、野生型でも変異を施したものでもよい。具体的には、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、また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、枯草菌(Bacillus subtilis)がより好ましい。 Therefore, as a parent microorganism for constructing the recombinant microorganism used in the production method of the present invention, those having the gene relA of Bacillus subtilis or a gene corresponding to the gene, preferably the gene ywaC of Bacillus subtilis and Examples include one or both of yjbM , or those having a gene corresponding to the gene. These parent microorganisms may be wild type or mutated. Specific examples include bacteria belonging to the genus Bacillus, bacteria belonging to the genus Clostridium , yeast, etc. Among them, bacteria belonging to the genus Bacillus are preferable. Furthermore, Bacillus subtilis is more preferable from the viewpoint that whole genome information has been clarified, genetic engineering and genome engineering techniques have been established, and that it has the ability to secrete and produce proteins outside the cells.

本発明の生産方法に用いられる組換え微生物を作製するため、上記親微生物において、遺伝子relA又はそれに相当する遺伝子が欠失又は不活性化される。好ましくは、relAに加えて、さらに遺伝子ywaC又はそれに相当する遺伝子、及び遺伝子yjbM又はそれに相当する遺伝子のいずれか一方若しくは両方が欠失又は不活性化される。より好ましくは、relA又はそれに相当する遺伝子、ywaC又はそれに相当する遺伝子、及びyjbM又はそれに相当する遺伝子の全てが欠失又は不活性化される。さらに、上記遺伝子群の変異に、目的タンパク質又はポリペプチドの生産性の向上に寄与し得る他の遺伝子群(例えば、prsA遺伝子等)の発現強化及び機能強化のための改変を組み合わせることも可能である。 In order to produce a recombinant microorganism used in the production method of the present invention, the gene relA or a gene corresponding thereto is deleted or inactivated in the parent microorganism. Preferably, in addition to relA, further genes ywaC or gene equivalent thereto, and genes yjbM or either or both deletions or inactivation of a gene corresponding thereto. More preferably, all of relA or its corresponding gene, ywaC or its corresponding gene, and yjbM or its corresponding gene are deleted or inactivated. Furthermore, it is also possible to combine the mutation of the above gene group with modification for enhancing expression and function of other gene group (for example, prsA gene etc.) that can contribute to improvement of the productivity of the target protein or polypeptide. is there.

上記遺伝子が欠失又は不活性化された微生物としては、天然に存在する突然変異株、及び人為的に作製した突然変異株が挙げられる。relAywaC及びyjbMの突然変異株の例としては、Mol. Microbiol., 67(2), 291-304, 2008に記載のRIK900、RIK908、RIK909、RIK913、RIK1001及びRIK1003が挙げられる。 Examples of the microorganism in which the gene is deleted or inactivated include naturally occurring mutant strains and artificially created mutant strains. Examples of mutant strains of relA , ywaC and yjbM include RIK900, RIK908, RIK909, RIK913, RIK1001, and RIK1003 described in Mol. Microbiol., 67 (2), 291-304, 2008.

人為的な遺伝子の欠失又は不活性化は、標的遺伝子の一部若しくは全部をゲノム中から除去するか又は他の遺伝子と置き換える、当該遺伝子中に他のDNA断片を挿入する、或いは当該遺伝子の転写・翻訳開始領域に変異を与える等の方法によって行うことができる。好適には、当該遺伝子を物理的に欠失させる。より具体的には、relAywaC若しくはyjbM、又は当該遺伝子に相当する遺伝子(以下、標的遺伝子)を計画的に欠失又は不活性化する方法、及びランダムな遺伝子の欠失又は不活性化変異を与えた後、適当な方法によりタンパク質生産性の評価及び遺伝子解析を行って所望の変異を選択する方法が挙げられる。 Artificial deletion or inactivation of a gene can be accomplished by removing part or all of the target gene from the genome or replacing it with another gene, inserting another DNA fragment into the gene, It can be performed by a method such as giving a mutation to the transcription / translation initiation region. Preferably, the gene is physically deleted. More specifically, a method for systematically deleting or inactivating relA , ywaC or yjbM , or a gene corresponding to the gene (hereinafter, target gene), and random gene deletion or inactivation mutation And a method of selecting a desired mutation by evaluating protein productivity and analyzing a gene by an appropriate method.

標的遺伝子を欠失又は不活性化するには、例えば相同組換えによる方法を用いればよい。すなわち、標的遺伝子の一部を含むDNA断片を適当なプラスミドベクターにクローニングして得られる環状の組換えプラスミドを親微生物細胞内に取り込ませ、標的遺伝子の一部領域に於ける相同組換えによって親微生物ゲノム上の標的遺伝子を分断して不活性化することが可能である。或いは、塩基置換や塩基挿入等の変異によって不活性化した標的遺伝子、又は図1のように標的遺伝子の上流、下流領域を含むが標的遺伝子を含まない直鎖状のDNA断片等をPCR等の方法によって構築し、これを親微生物細胞内に取り込ませて親微生物ゲノムの標的遺伝子内の変異箇所の外側の2ヶ所、又は標的遺伝子上流側、下流側で2回交差の相同組換えを起こさせることにより、ゲノム上の標的遺伝子を欠失或いは他の遺伝子断片と置換させることによって不活性化させることが可能である。   In order to delete or inactivate the target gene, for example, a method by homologous recombination may be used. That is, a circular recombinant plasmid obtained by cloning a DNA fragment containing a part of the target gene into an appropriate plasmid vector is introduced into the parent microbial cell, and the parent gene is homologously recombined in a part of the target gene. It is possible to disrupt and inactivate target genes on the microbial genome. Alternatively, a target gene inactivated by mutation such as base substitution or base insertion, or a linear DNA fragment containing the upstream and downstream regions of the target gene but not the target gene as shown in FIG. Constructed by the method, this is incorporated into the parent microbial cells to cause two crossover homologous recombination at two locations outside the mutation site in the target gene of the parent microbial genome, or upstream and downstream of the target gene Thus, it is possible to inactivate the target gene on the genome by deleting or replacing it with another gene fragment.

例えば、本発明方法に使用する微生物を構築するための親微生物として枯草菌を用いる場合、相同組換えにより標的遺伝子を欠失又は不活性化する方法については、既にいくつかの報告例があり(Mol. Gen. Genet., 223,268, 1990等)、こうした方法を繰り返すことによって、本発明のための微生物を得ることができる。   For example, when Bacillus subtilis is used as a parent microorganism for constructing the microorganism used in the method of the present invention, there are already several reports on methods for deleting or inactivating a target gene by homologous recombination ( Mol. Gen. Genet., 223, 268, 1990, etc.), the microorganisms for the present invention can be obtained by repeating these methods.

また、ランダムな遺伝子の欠失又は不活性化についても、ランダムにクローニングしたDNA断片を用いて上述の方法と同様な相同組換えを起こさせる方法や、親微生物にγ線等を照射すること等によって実施可能である。   In addition, for random gene deletion or inactivation, a method of causing homologous recombination similar to the above method using a randomly cloned DNA fragment, irradiating parental microorganisms with γ rays, etc. Can be implemented.

以下に、具体例として、SOE(splicing by overlap extension)−PCR法(Gene,77,61,1989)によって調製される欠失用DNA断片を用いた二重交差法による欠失方法について説明するが、本発明における遺伝子欠失又は不活性化方法は下記に限定されるものではない。   Hereinafter, as a specific example, a deletion method by the double crossing method using a DNA fragment for deletion prepared by SOE (splicing by overlap extension) -PCR method (Gene, 77, 61, 1989) will be described. The gene deletion or inactivation method in the present invention is not limited to the following.

欠失用DNA断片は、例えば、欠失対象遺伝子の上流に隣接する約1.0kb断片と、同じく下流に隣接する約1.0kb断片の間に、薬剤耐性マーカー遺伝子断片を挿入した断片である。まず、1回目のPCRによって、欠失対象遺伝子の上流断片及び下流断片、並びに薬剤耐性マーカー遺伝子断片の3断片を調製するが、この際、例えば、上流断片の下流末端に薬剤耐性マーカー遺伝子の上流側10〜30塩基対配列、逆に下流断片の上流末端には薬剤耐性マーカー遺伝子の下流側10〜30塩基対配列が付加される様にデザインしたプライマーを用いる(図1)。   The deletion DNA fragment is, for example, a fragment in which a drug resistance marker gene fragment is inserted between an approximately 1.0 kb fragment adjacent to the upstream of the gene to be deleted and an approximately 1.0 kb fragment adjacent to the downstream. First, an upstream fragment and a downstream fragment of a deletion target gene and three fragments of a drug resistance marker gene fragment are prepared by the first PCR, and at this time, for example, upstream of the drug resistance marker gene at the downstream end of the upstream fragment. A primer designed so that a 10-30 base pair sequence on the side and, on the contrary, a 10-30 base pair sequence downstream of the drug resistance marker gene is added to the upstream end of the downstream fragment is used (FIG. 1).

次いで、1回目に調製した3種類のPCR断片を鋳型とし、上流断片の上流側プライマーと下流断片の下流側プライマーを用いて2回目のPCRを行うことによって、上流断片の下流末端及び下流断片の上流末端に付加した薬剤耐性マーカー遺伝子配列において、薬剤耐性マーカー遺伝子断片とのアニールが生じ、PCR増幅の結果、上流側断片と下流側断片の間に、薬剤耐性マーカー遺伝子を挿入したDNA断片を得ることができる(図1)。以上のPCRは、市販のPCR用酵素キット等を用いて、成書(PCR Protocols. Current Methods and Applications, Edited by B.A. White, Humana Press pp251,1993、Gene, 77, 61, 1989)等に示される通常の条件により行うことができる。   Next, using the three types of PCR fragments prepared in the first round as a template, and performing the second round of PCR using the upstream primer of the upstream fragment and the downstream primer of the downstream fragment, the downstream end of the upstream fragment and the downstream fragment In the drug resistance marker gene sequence added to the upstream end, annealing with the drug resistance marker gene fragment occurs, and as a result of PCR amplification, a DNA fragment in which the drug resistance marker gene is inserted between the upstream fragment and the downstream fragment is obtained. (FIG. 1). The above PCR is shown in a book (PCR Protocols. Current Methods and Applications, Edited by BA White, Humana Press pp251, 1993, Gene, 77, 61, 1989) using a commercially available enzyme kit for PCR. It can be performed under normal conditions.

かくして得られた遺伝子欠失用DNA断片を、コンピテント法等の定法によって微生物細胞内に導入すると、対応する欠失対象遺伝子の上流及び下流の相同領域において、細胞内での遺伝子組換えが生じ、標的遺伝子が薬剤耐性遺伝子と置換された細胞、或いは標的遺伝子内に薬剤耐性遺伝子が挿入された細胞が生じ得る(図1)。これを薬剤耐性マーカーによる選択によって分離する。即ち、遺伝子導入した微生物を上記薬剤を含む寒天培地上で培養し、生育するコロニーを分離した後、ゲノムを鋳型としたPCR法などによってゲノム上の標的遺伝子が薬剤耐性遺伝子と置換されていることを確認すれば良い。   When the DNA fragment for gene deletion thus obtained is introduced into a microbial cell by a conventional method such as a competent method, recombination in the cell occurs in the upstream and downstream homologous regions of the corresponding gene to be deleted. A cell in which the target gene is replaced with a drug resistance gene or a cell in which the drug resistance gene is inserted into the target gene can be generated (FIG. 1). This is separated by selection with a drug resistance marker. In other words, after culturing the gene-introduced microorganism on an agar medium containing the above drug and separating the colonies that grow, the target gene on the genome is replaced with the drug resistance gene by PCR method using the genome as a template. You should confirm.

斯くして得られた標的遺伝子が欠失又は不活性化された微生物に、目的のタンパク質又はポリペプチド遺伝子を含むDNA断片を導入して、本発明の組換え微生物を作製する。DNA断片の導入は、適当なプラスミドベクターを結合させた組換えプラスミドを、一般的な形質転換法を用いて上記微生物に取り込ませることによって行う。また、当該DNA断片に上記微生物のゲノムとの適当な相同領域を結合したDNA断片を用い、当該微生物ゲノムに直接組み込むことによっても本発明の組換え微生物を得ることができる。   A DNA fragment containing the target protein or polypeptide gene is introduced into a microorganism in which the target gene thus obtained has been deleted or inactivated to produce the recombinant microorganism of the present invention. The DNA fragment is introduced by incorporating a recombinant plasmid combined with an appropriate plasmid vector into the microorganism using a general transformation method. The recombinant microorganism of the present invention can also be obtained by using a DNA fragment in which an appropriate homologous region with the genome of the microorganism is bound to the DNA fragment and directly integrating the DNA fragment into the genome of the microorganism.

本発明の組換え微生物に導入される目的タンパク質又は目的ポリペプチドは、特に限定されず、例えば洗剤、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挙げられる。産業用酵素が好ましい。また、産業用酵素としては、機能別に、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。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やクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)等の転移酵素が挙げられ、より好適には、セルラーゼが挙げられる。   The target protein or target polypeptide to be introduced into the recombinant microorganism of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include various industrial enzymes such as detergents, foods, fibers, feeds, chemicals, medicines, and diagnostics, and bioactive peptides. Can be mentioned. Industrial enzymes are preferred. As industrial enzymes, oxidoreductase (Oxidoreductase), transferase (Transferase), hydrolase (Hydrolase), elimination enzyme (Lyase), isomerase (Isomerase), synthase (Ligase / Synthetase) and the like. Preferable examples include hydrolases such as cellulase, α-amylase and protease, and transferases such as chloramphenicol acetyltransferase (CAT), and more preferable examples include cellulase.

セルラーゼとしては、例えば、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、配列番号2で示されるアミノ酸配列からなるBacillus属細菌KSM-S237株(FERM BP-7875)由来のアルカリセルラーゼ、または、配列番号4で示されるアミノ酸配列からなるBacillus属細菌KSM-64株(FERM BP-2886)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。 Examples of the cellulase include cellulases belonging to Family 5 in the classification of polysaccharide hydrolase (Biochem. J., 280, 309, 1991), and among them, cellulases derived from microorganisms, particularly Bacillus bacteria. As a more specific example, an alkaline cellulase derived from the Bacillus bacterium strain KSM-S237 (FERM BP-7875) comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a Bacillus bacterium comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 Alkaline cellulase derived from KSM-64 strain (FERM BP-2886) or the amino acid sequence and 70%, preferably 80%, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, particularly preferably 98% or more. A cellulase consisting of an amino acid sequence having identity is exemplified.

α−アミラーゼの具体例としては、微生物由来のα−アミラーゼが挙げられ、特にBacillus属細菌由来の液化型アミラーゼが好ましい。より具体的な例として、配列番号6で示されるアミノ酸配列からなるBacillus属細菌KSM-K38株(FERM BP-6946)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。 Specific examples of α-amylase include α-amylase derived from microorganisms, and particularly liquefied amylase derived from bacteria belonging to the genus Bacillus . More specific examples include alkaline amylase derived from Bacillus genus KSM-K38 strain (FERM BP-6946) consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6, and 70%, preferably 80%, more preferably the amino acid sequence. Is an amylase consisting of an amino acid sequence having 90% or more, more preferably 95% or more, particularly preferably 98% or more.

プロテアーゼの具体例としては、微生物由来、特にBacillus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。より具体的な例として、配列番号8で示されるアミノ酸配列からなるバチルス クラウジ(Bacillus clausii)KSM-K16株(FERM BP-3376)由来のアルカリプロテアーゼや、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プロテアーゼが挙げられる。 Specific examples of proteases include serine proteases, metal proteases, and the like derived from microorganisms, in particular, Bacillus bacteria. More specific examples include alkaline protease derived from Bacillus clausii KSM-K16 strain (FERM BP-3376) comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8, and 70%, preferably 80% of the amino acid sequence. More preferred is a protease comprising an amino acid sequence having an identity of 90% or more, more preferably 95% or more, particularly preferably 98% or more.

クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)は、アセチル-CoAのアセチル基をクロラムフェニコールの3位に転移する酵素である。具体的には、配列番号10で示されるアミノ酸配列からなるStaphylococcus aureus由来のCAT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%以上の同一性を有し、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ活性を有するタンパク質が挙げられる。 Chloramphenicol acetyltransferase (CAT) is an enzyme that transfers the acetyl group of acetyl-CoA to the 3-position of chloramphenicol. Specifically, CAT derived from Staphylococcus aureus consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10, and 70%, preferably 80%, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, particularly preferably the amino acid sequence. Include proteins having 98% or more identity and having chloramphenicol acetyltransferase activity.

本発明の方法に用いられる組換え微生物に導入される目的タンパク質又はポリペプチドの遺伝子は、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、即ち、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(Bacillus)属細菌のセルラーゼ遺伝子由来のものであり、転写開始領域及び翻訳開始領域が当該セルラーゼ遺伝子の開始コドンから始まる長さ0.6〜1 kbの上流領域であるものが、目的のタンパク質又はポリペプチド遺伝子と適正に作動可能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バチルス(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の転写開始制御領域、翻訳開始領域及び分泌シグナルペプチド領域が目的のタンパク質又はポリペプチドの構造遺伝子と適正に作動可能に結合されていることが望ましい。 The target protein or polypeptide gene to be introduced into the recombinant microorganism used in the method of the present invention is upstream of the regulatory region involved in transcription, translation, and secretion of the gene, that is, a promoter and a transcription initiation site. It is desirable that one or more regions selected from a control region, a translation initiation region including a ribosome binding site and an initiation codon, and a secretory signal peptide region are 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 bacterium belonging to the genus Bacillus , and transcription It is desirable that the start region and the translation start region are upstream regions having a length of 0.6 to 1 kb starting from the start codon of the cellulase gene and are operably linked to the target protein or polypeptide gene. For example, Bacillus (Bacillus) bacteria as described in 2000-210081 and JP 4-190793 Patent Publication JP, i.e. KSM-S237 strain (FERM BP-7875), KSM -64 strain (FERM BP- It is desirable that the transcription initiation regulatory region, translation initiation region, and secretory signal peptide region of the cellulase gene derived from 2886) be appropriately operably linked to the structural gene of the target protein or polypeptide.

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、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、また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、或いは上記いずれかの塩基配列の一部が欠失した塩基配列からなるDNA断片が、目的のタンパク質又はポリペプチドの構造遺伝子と適正に作動可能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した塩基配列からなるDNA断片とは、上記塩基配列の一部を欠失しているが、遺伝子の転写、翻訳、分泌に関わる機能を保持しているDNA断片を意味する。   More specifically, the base sequence of base numbers 1 to 659 of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, the base sequence of base numbers 1 to 696 of the cellulase gene consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3, and the base sequence Or a DNA fragment comprising a nucleotide sequence having an identity of 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, particularly preferably 98% or more, or any of the above bases It is desirable that a DNA fragment consisting of a base sequence from which a part of the sequence has been deleted is operably linked to the structural gene of the target protein or polypeptide. Here, a DNA fragment consisting of a base sequence from which a part of the base sequence has been deleted is a part of the base sequence that has been deleted, but retains functions related to gene transcription, translation, and secretion. Means a DNA fragment.

本発明の方法による目的のタンパク質又はポリペプチドの生産は、上記組換え微生物を同化性の炭素源、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、当該目的の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。培養に使用される培地の組成及び培養条件、目的タンパク質又はポリペプチドの採取及び精製等の手順については、使用する微生物の種類や目的タンパク質又はポリペプチドの種類等にしたがって、当業者が適宜選択することができる。   Production of the target protein or polypeptide by the method of the present invention is carried out by inoculating the above-mentioned recombinant microorganism into a medium containing an assimilable carbon source, nitrogen source and other essential components, and culturing by a normal microorganism culture method. After completion of the culture, the target protein or polypeptide may be collected and purified. A person skilled in the art appropriately selects the composition of the medium used for the culture and the culture conditions, and the procedure for collecting and purifying the target protein or polypeptide according to the type of microorganism to be used and the type of target protein or polypeptide. be able to.

後記実施例に示すように、relA遺伝子を単独で若しくはywaC又はyjbMと併せて欠失している組換え微生物を用いた本発明の方法における目的のタンパク質又はポリペプチドの生産性は、当該遺伝子を欠失又は不活性化していない微生物を用いた場合と比較して向上した。さらにrelAywaC及びyjbMを全て欠失している場合、生産性は飛躍的に向上した。 As shown in Examples below, the productivity of the target protein or polypeptide in the method of the present invention using a recombinant microorganism lacking the relA gene alone or in combination with ywaC or yjbM Compared to the case of using microorganisms that had not been deleted or inactivated, this was improved. Further, when all of relA , ywaC and yjbM were deleted, productivity was dramatically improved.

以下の実施例において、本発明をより詳細に説明する。   The following examples illustrate the invention in more detail.

アルカリセルラーゼ分泌生産評価
(p)ppGpp合成関連遺伝子の欠損株RIK900、RIK908、RIK909、RIK913、RIK1001、RIK1003(Mol. Microbiol., 67(2), 291-304, 2008)及び対照として枯草菌168株を用いて、異種タンパク質生産性評価を行った。評価は、配列番号2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セルラーゼの生産性を指標として以下の様に行った。すなわち、配列番号1で示されるバチルス エスピー(Bacillus sp.)KSM-S237株(FERM BP-7875)由来のアルカリセルラーゼ遺伝子(特開2000-210081号公報)断片(3.1 kb)をポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により増幅した。このPCR反応には、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(KSM-S237株のゲノムDNA)を1μL、237UB1(5'-TGCGGATCCAACAGGCTTATATTTAGAGGAAATTTC:配列番号11)及び237DB1(5'-TTGCGGATCCAACAACTCTGTGTCCAGTTATGCAAG:配列番号12)プライマーを各々20 pmol、並びに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3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。増幅したDNA断片をBamHI制限酵素処理し、シャトルベクターpHY300PLKのBamHI制限酵素切断点に挿入した組換えプラスミドpHY-S237を、プロトプラスト形質転換法(Mol. Gen. Genet. 168, 111 (1979))によって各菌株に導入した。これによって得られた組換え菌株を10 mLのLB培地(1%トリプトン、0.5%酵母エキス、1%NaCl)で一夜37℃で振盪培養を行い、更にこの培養液0.05 mLを50 mLの2×L−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、7.5 ppm硫酸マンガン4-5水和物、15 ppmテトラサイクリン)に接種し、30℃にて3日間振盪培養を行った。培養後、細胞の密度として培養液のOD600を測定し、次に、遠心分離によって菌体を除いた培養液上清のアルカリセル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セルラーゼの量、及び、細胞当たりのアルカリセルラーゼ分泌生産量を求めた。
セルラーゼ活性測定については、1/7.5M リン酸緩衝液(pH7.4 和光純薬)で適宜希釈したサンプル溶液50μLに0.4mM p-nitrophenyl-β-D-cellotrioside(生化学工業)を50μL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420nmにおける吸光度(OD420nm)変化により定量した。1分間に1 μmolのp-ニトロフェノールを遊離させる酵素量を1Uとした。
アルカリセルラーゼ活性測定の結果は表2に示した。宿主としてywaCyjbMの単独欠損株を用いた場合、対照の168株(野生型)の場合と比較してアルカリセルラーゼの分泌生産が向上しなかったが、relAの単独欠損株、relA ywaC及びrelA yjbMの二重欠損株を用いた場合、アルカリセルラーゼの分泌生産がそれぞれ127%、121%及び126%向上した。また、relA ywaC yjbMの三重欠損株を用いた場合、アルカリセルラーゼの分泌生産が237%向上することが判明した。
Evaluation of alkaline cellulase secretion production
(p) Heterologous strains lacking ppGpp synthesis-related genes using RIK900, RIK908, RIK909, RIK913, RIK1001, RIK1003 (Mol. Microbiol., 67 (2), 291-304, 2008) and Bacillus subtilis 168 strain as a control Protein productivity was evaluated. The evaluation was carried out as follows using the productivity of alkaline cellulase derived from Bacillus bacteria consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 as an index. That is, an alkaline cellulase gene (JP-A 2000-210081) fragment (3.1 kb) derived from Bacillus sp. KSM-S237 strain (FERM BP-7875) represented by SEQ ID NO: 1 was subjected to polymerase chain reaction (PCR). ). In this PCR reaction, GeneAmp PCR System (Applied Biosystems) was used, and DNA amplification was carried out using Pyrobest DNA Polymerase (Takara Bio) and attached reagents. PCR reaction solution composition was 1 μL of appropriately diluted template DNA (genomic DNA of KSM-S237 strain), 237UB1 (5′-TGCGGATCCAACAGGCTTATATTTAGAGGAAATTTC: SEQ ID NO: 11), and 237DB1 (5′-TTGCGGATCCAACAACTCTGTGTCCAGTTATGCAAG: SEQ ID NO: 12) primers, respectively. 20 pmol and 2.5 U of Pyrobest DNA Polymerase were added to make the total reaction volume 50 μL. PCR reaction conditions were carried out by repeating the temperature change in three steps of 98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 30 seconds and 72 ° C. for 3 minutes 30 times, and then reacting at 72 ° C. for 5 minutes. The amplified DNA fragment was Bam HI restriction enzyme treatment, the recombinant plasmid pHY-S237 was inserted into Bam HI restriction enzyme cleavage point of a shuttle vector pHY300PLK, protoplast transformation method (Mol. Gen. Genet. 168, 111 (1979) ) To each strain. The recombinant strain obtained in this way was subjected to shaking culture overnight at 37 ° C. in 10 mL of LB medium (1% tryptone, 0.5% yeast extract, 1% NaCl), 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) is inoculated and cultured at 30 ° C for 3 days. went. After culturing, the OD600 of the culture solution is measured as the cell density, and then the alkaline cellulase activity of the supernatant of the culture solution from which the cells have been removed by centrifugation is measured, and the alkaline cellulase secreted and produced outside the cells by culturing. And the amount of production of alkaline cellulase secreted per cell.
For the measurement of cellulase activity, add 50 μL of 0.4 mM p-nitrophenyl-β-D-cellotrioside (Seikagaku Corporation) to 50 μL of a sample solution appropriately diluted with 1 / 7.5 M phosphate buffer (pH 7.4 Wako Pure Chemical Industries). The amount of p-nitrophenol liberated when mixed and reacted at 30 ° C. was quantified by the change in absorbance (OD420 nm) at 420 nm. The amount of enzyme that liberates 1 μmol of p-nitrophenol per minute was defined as 1 U.
The results of the alkaline cellulase activity measurement are shown in Table 2. When a single strain of ywaC and yjbM was used as the host, the secretion production of alkaline cellulase was not improved compared to the case of the control strain 168 (wild type), but relA alone and relA ywaC and relA When a double-deficient strain of yjbM was used, the secretion production of alkaline cellulase was improved by 127%, 121% and 126%, respectively. In addition, it was found that the secretory production of alkaline cellulase was improved by 237% when a triple-deficient strain of relA ywaC yjbM was used.

Claims (12)

下記の遺伝子を欠失若しくは不活性化し、且つ目的のタンパク質又はポリペプチドをコードする遺伝子を導入してなる組換えバチルス属細菌を培養し、得られた培養物から当該目的のタンパク質又はポリペプチドを採取することを特徴とする、タンパク質又はポリペプチドの生産方法:
枯草菌遺伝子relA又はこれと塩基配列において90%以上の同一性を有し、且つ緊縮応答関連機能を有する遺伝子、
枯草菌遺伝子ywaC又はこれと塩基配列において90%以上の同一性を有し、且つ緊縮応答関連機能を有する遺伝子、及び
枯草菌遺伝子yjbM又はこれと塩基配列において90%以上の同一性を有し、且つ緊縮応答関連機能を有する遺伝子。
A recombinant Bacillus bacterium obtained by deleting or inactivating the following gene and introducing a gene encoding the target protein or polypeptide is cultured, and the target protein or polypeptide is obtained from the obtained culture. A method for producing a protein or polypeptide comprising collecting the protein or polypeptide:
Bacillus subtilis gene relA or a gene having 90% or more identity in the nucleotide sequence and a stringent response-related function,
Bacillus subtilis gene ywaC or a gene having 90% or more identity in the base sequence, and a gene having a stringent response-related function, and Bacillus subtilis gene yjbM or having a nucleotide sequence of 90% or more in the base sequence, And a gene having a stringent response-related function.
目的のタンパク質又はポリペプチドをコードする遺伝子の上流に転写開始制御領域、翻訳開始制御領域及び分泌用シグナル領域からなる3領域を結合した請求項1記載の生産方法。 The production method according to claim 1, wherein three regions comprising a transcription initiation control region, a translation initiation control region, and a secretion signal region are linked upstream of a gene encoding a target protein or polypeptide. 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開始コドンから始まる長さ0.6〜1kbの上流領域由来のものである請求項記載の生産方法。 Secretion signal region are those derived from a cellulase gene of Bacillus bacteria, transcriptional initiation regulatory region and translational initiation regulatory region is derived from the upstream region from the start codon begins length 0.6~1kb of the cellulase genes The production method according to claim 2 . 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%以上の同一性を有し、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としての機能を有する塩基配列からなるDNA断片である請求項2又は3記載の生産方法。 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 base sequence of base numbers 1 to 696 of the cellulase gene or a base sequence having 90% or more identity with any of the base sequences and functions as a transcription initiation control region, a translation initiation control region and a secretion signal region The production method according to claim 2 or 3 , wherein the production method is a DNA fragment. バチルス属細菌が枯草菌である請求項1〜4のいずれか1項記載の生産方法。 The method of producing according to any one of claims 1 to 4 Bacillus bacterium is Bacillus subtilis. 目的のタンパク質又はポリペプチドをコードする遺伝子がセルラーゼ遺伝子である請求項1〜5のいずれか1項に記載の生産方法。 The production method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the gene encoding the target protein or polypeptide is a cellulase gene. 下記の遺伝子を欠失若しくは不活性化し、且つ目的のタンパク質又はポリペプチドをコードする遺伝子を導入してなる組換えバチルス属細菌
枯草菌遺伝子relA又はこれと塩基配列において90%以上の同一性を有し、且つ緊縮応答関連機能を有する遺伝子、
枯草菌遺伝子ywaC又はこれと塩基配列において90%以上の同一性を有し、且つ緊縮応答関連機能を有する遺伝子、及び
枯草菌遺伝子yjbM又はこれと塩基配列において90%以上の同一性を有し、且つ緊縮応答関連機能を有する遺伝子。
A recombinant Bacillus bacterium obtained by deleting or inactivating the following gene and introducing a gene encoding a target protein or polypeptide:
Bacillus subtilis gene relA or a gene having 90% or more identity in the nucleotide sequence and a stringent response-related function,
Bacillus subtilis gene ywaC or a gene having 90% or more identity in the base sequence, and a gene having a stringent response-related function, and Bacillus subtilis gene yjbM or having a nucleotide sequence of 90% or more in the base sequence, And a gene having a stringent response-related function.
目的のタンパク質又はポリペプチドをコードする遺伝子の上流に転写開始制御領域、翻訳開始制御領域及び分泌用シグナル領域からなる3領域が結合された請求項記載の組換えバチルス属細菌The recombinant Bacillus bacterium according to claim 7, wherein three regions comprising a transcription initiation control region, a translation initiation control region, and a signal region for secretion are linked upstream of a gene encoding a target protein or polypeptide. 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開始コドンから始まる長さ0.6〜1kbの上流領域由来のものである請求項8記載の組換えバチルス属細菌。The secretory signal region is derived from a cellulase gene of a Bacillus bacterium, and the transcription initiation control region and the translation initiation control region are derived from an upstream region having a length of 0.6 to 1 kb starting from the initiation codon of the cellulase gene. Item 9. A recombinant Bacillus bacterium according to Item 8. 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%以上の同一性を有し、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としての機能を有する塩基配列からなるDNA断片である請求項8又は9記載の組換えバチルス属細菌。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 base sequence of base numbers 1 to 696 of the cellulase gene or a base sequence having 90% or more identity with any of the base sequences and functions as a transcription initiation control region, a translation initiation control region and a secretion signal region The recombinant Bacillus bacterium according to claim 8 or 9, which is a DNA fragment. バチルス属細菌が枯草菌である請求項7〜10のいずれか1項記載の組換えバチルス属細菌。The recombinant Bacillus bacterium according to any one of claims 7 to 10, wherein the Bacillus bacterium is Bacillus subtilis. 目的のタンパク質又はポリペプチドをコードする遺伝子がセルラーゼ遺伝子である請求項7〜11のいずれか1項に記載の組換えバチルス属細菌。The recombinant Bacillus bacterium according to any one of claims 7 to 11, wherein the gene encoding the target protein or polypeptide is a cellulase gene.
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