JP5891169B2 - タクロリムスの調製のための方法 - Google Patents
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
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Description
1.独特なシキミ酸由来スターターを使用する鎖の開始、
2.大部分のPKS由来化合物に共通の鎖の伸長、
3.L−ピペコリン酸の組み込みによる鎖の終結および環化ならびに
4.PKS後処理
を既に示唆している。
a)クロトニルCoA還元酵素(ccr遺伝子)をコードする遺伝子、
b)B12依存性イソブチリルCoAムターゼ(icm遺伝子)をコードする遺伝子、
c)エチルマロニルCoAムターゼ(ecm遺伝子)をコードする遺伝子。
本発明は、アリルマロニルCoAの供給のための新規生合成経路を提供する。驚くべきことに、FK506ポリケチド合成酵素(PKS)クラスターの左腕に位置しているアリルマロニルCoA生合成に関与する遺伝子群が見出された。FK506生合成遺伝子クラスターの最も左側の新たに得られた配列は、アリルマロニルCoA生合成に関与する遺伝子をコードすることが見出され、タクロリムス遺伝子クラスターの「Allyl(All)クラスター」または「Allyl(All)サブクラスター」と称される(表1を参照されたい。)。
さらに本出願は微生物の遺伝子改変株であって、微生物の遺伝物質がエチルマロニルCoAおよび/またはアリルマロニルCoAの代謝および/または生合成に関与する少なくとも1つの不活性化および/または過剰発現された遺伝子を含む微生物の遺伝子改変株を対象とする。
詳細には本出願によるタクロリムスの調製のための方法は、以下のステップの少なくとも1つを含む:
a)微生物の遺伝子改変株の作製;
b)微生物の遺伝子改変株の栄養培地への添加および微生物の前記株を培養することを含む種培地の調製;
c)微生物の遺伝子改変株の種培地のバイオリアクター中の栄養培地への添加、微生物の前記株を培養することおよびタクロリムスの生成を含む主発酵;
d)発酵培地からの生成物の分離および精製(回収)。
配列番号3に記載のAllK遺伝子および
配列番号4に記載のAllR遺伝子
の群から選択される少なくとも1つの不活性化および/または過剰発現された遺伝子を含む培養ステップを含む。
a)ストレプトマイセス・ツクバエンシスF499
受託番号DSM22507で2009年4月23日にBraunschweig/ドイツのDSMZ−Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH(German Collection of Microorganism and Cell Cultures)に寄託された。この株はNRRL18488ΔallRと記載される。
b)ストレプトマイセス・ツクバエンシスF872
受託番号DSM22509で2009年4月23日にBraunschweig/ドイツのDSMZ−Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH(German Collection of Microorganism and Cell Cultures)に寄託された。この株はNRRL18488ΔallKと記載される。
に関する。
好ましい実施形態において上に記載の方法は、ストレプトマイセス属に属する微生物の遺伝子改変株、好ましくはストレプトマイセス・ツクバエンシスの遺伝子改変株の培養のステップであって、微生物の遺伝物質が不活性化された配列番号4に記載のAllR遺伝子および不活性化された配列番号11に記載のccr遺伝子を含む培養ステップを含み、前記方法はアリルマロニルCoAおよび/またはアリルマロニルCoAの少なくとも1つの前駆体の外部添加の下で実施される。
クロトニルCoA還元酵素の遠位相同体をコードする配列番号4に記載のAllR遺伝子、
チトクロムP450酵素をコードする配列番号8に記載のAllP遺伝子、
アシル転移酵素およびアシルキャリアタンパク質をコードする配列番号2に記載のAllA遺伝子、
ケトアシル合成酵素をコードする配列番号3に記載のAllK遺伝子、
アシルCoA脱水素酵素をコードする配列番号5に記載のAllD遺伝子、
メチオニンγリアーゼ酵素およびアシルキャリアタンパク質をコードする配列番号6に記載のAllM遺伝子、
転写制御因子をコードする配列番号7に記載のAllN遺伝子、
アシルCoA酸化還元酵素をコードする配列番号9に記載のAllO遺伝子および
アセトアセチルCoA還元酵素をコードする配列番号10に記載のAllS遺伝子、
の群から選択される少なくとも1つの不活性化および/または過剰発現された遺伝子を含むストレプトマイセス・ツクバエンシスの遺伝子改変株に関する。
(a)ストレプトマイセス・ツクバエンシスF499
受託番号DSM22507で2009年4月23日にBraunschweig/ドイツのDSMZ−Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH(German Collection of Microorganism and Cell Cultures)に寄託された。この株はNRRL18488 ΔallRと記載される。
(b)ストレプトマイセス・ツクバエンシスF872
受託番号DSM22509で2009年4月23日にBraunschweig/ドイツのDSMZ−Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH(German Collection of Microorganism and Cell Cultures)に寄託された。この株はNRRL18488 ΔallKと記載される。
(c)ストレプトマイセス・ツクバエンシスF917
受託番号DSM22511で2009年4月23日にBraunschweig/ドイツのDSMZ−Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH(German Collection of Microorganism and Cell Cultures)に寄託された。この株はNRRL18488 AllP+と記載される。
に関する。
a)クロトニルCoA還元酵素(本明細書以下においてそれぞれccr、ccr遺伝子と称される。)
b)エチルマロニルCoAムターゼ(本明細書以下においてそれぞれecm、ecm遺伝子と称される。)
をコードする遺伝子のヌクレオチド配列の使用に関する。
クロトニルCoA還元酵素をコードする配列番号11に記載のccr遺伝子および
エチルマロニルCoAムターゼをコードする配列番号12に記載のecm遺伝子
の群から選択される少なくとも1つの不活性化および/または過剰発現された遺伝子を含む微生物の遺伝子改変株を対象とする。
a)ストレプトマイセス・ツクバエンシスF130
受託番号DSM22506で2009年4月23日にBraunschweig/ドイツのDSMZ−Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH(German Collection of Microorganism and Cell Cultures)に寄託された。この株はNRRL18488 Δccr:Tsと記載される。
b)ストレプトマイセス・ツクバエンシスF879
受託番号DSM22510で2009年4月23日にBraunschweig/ドイツのDSMZ−Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH(German Collection of Microorganism and Cell Cultures)に寄託された。この株はNRRL18488 ecm+と記載される。
に関する。
詳細には本発明による方法は以下のステップを含む。
好ましくはタクロリムスの生成のための本方法は、本発明によって記載される微生物株の遺伝子改変のステップを包含する。この意味において本発明は、具体的にはストレプトマイセス・ツクバエンシスの遺伝子改変株であって、株の遺伝物質がエチルマロニルCoAおよび/またはアリルマロニルCoAの代謝および/または生合成に関与する少なくとも1つの不活性化および/または過剰発現された遺伝子を含む遺伝子改変株に関する。
本発明に記載のストレプトマイセス・ツクバエンシスの改変株の培養は、当業者に周知の方法によって実施されうる。ストレプトマイセス・ツクバエンシスの培養プロセスは、例えば手引書「Practical Streptomyces genetics」(Kieserら、2000、Practical Streptomyces genetics、A laboratory Manual.ISBN0−7084−0623−8)に記載されている。
好ましくはタクロリムス生成のための主発酵プロセスにおいて使用されうる種微生物の生成は、前記遺伝子改変微生物の芽胞形態から開始する。この点において本出願による方法は、記載された遺伝子改変微生物の、好ましくはストレプトマイセス・ツクバエンシスの芽胞貯蔵物の調製を含み、場合によって記載された遺伝子改変微生物の濃縮された芽胞懸濁物を含む。芽胞形態のこの調製は、マンガン塩を含む芽胞形成培地を使用するなどの当技術分野において周知の方法を使用して実施されうる。好ましくは微生物の遺伝子改変株のこの芽胞貯蔵物または濃縮芽胞懸濁物は、栄養培地への接種によって栄養種培地を作製するために使用される。記載の微生物の栄養形態の生成は、芽胞を含む比較的少量の種培地での接種を伴って調製されるべきである。
好ましくは本出願において記載の遺伝子改変微生物を使用する主発酵プロセスは、バイオリアクター中で、詳細には撹拌および/または通気下で実施される。好ましくは本出願において記載のタクロリムスの生成のための方法は、同化炭素源、窒素源、リン酸源および鉱質源を含有する水性栄養培地(生成培地)中、液内好気性条件下で実施される。主発酵プロセスにおいて前記培地から生成されたタクロリムスの単離は、さらなる分離ステップ(ステップd)において実施されうる。
主発酵プロセスにおけるリアクターへの栄養培地(生成培地)の添加は、1回または複数回バッチ法でまたは継続的方法で実施されうる。栄養培地(生成培地)の添加は発酵プロセス前および/またはプロセス中に実施されうる。
好ましくは、生成培養物は、80から約300時間、より好ましくは約130から280時間インキュベートされる。
発酵培地由来のタクロリムスは、生物学的に活性な物質の回収のために慣用される従来法によって分離および精製されうる。生成されたタクロリムスは、有機溶媒、すなわちアセトン、エタノールまたはメタノール中での抽出によって発酵培地から回収されうる。
i)固体芽胞形成アガー培地上で、S.ツクバエンシス株を28℃、10から14日間培養することによる前記S.ツクバエンシス株からのS.ツクバエンシス芽胞貯蔵物の調製。
ii)S.ツクバエンシス株の芽胞は濃縮芽胞懸濁物を作製するためおよび栄養培地600mlへの接種のために回収され、振とう機220rpmで24−32時間、栄養培地のPMV 10−20%が達成されるまでインキュベートした。回収時のpHは、6.8から7.3の範囲内である。
iii)生成培地に接種するための所望容量の10%までの種栄養接種物の増殖。栄養培地を含む10リットル発酵槽は、栄養種で接種され、24から28時間、28℃で培養される。
iv)栄養種培地の10%は生成培地100Lに接種するために使用される。発酵プロセスは、120から180時間、28℃で硫酸または水酸化ナトリウム溶液を使用してpHを7.0−7.2に維持して実施される。
1)可溶性デンプン(10g/L)、塩化ナトリウム(1g/l)、硫酸アンモニウム(2g/L)、炭酸カルシウム(2g/L)、K2HPO4(1g/l)、MgSO4×7H2O(1g/L)、FeSO4×7H2O(0.001g/L)、MnCl2×4H2O(0.001g/L)、ZnSO4×7H2O(0.001g/L)および細菌学的アガー(20g/L)を含む固体アガー芽胞形成培地(ISP4)。pHは滅菌の前に塩基または酸の適切な添加によって7.0±0.2に調整されるべきである。
2)大豆ミール(2.5g/L)、デキストリン(10g/L)、ブドウ糖(1g/L)、酵母エキス(5g/L)、カゼイン加水分解物(7g/L)、K2HPO4(0.2g/L)、NaCl(0.5g/L)、MnCl2×4H2O(0.005g/L)、FeSO4×7H2O(0.025g/L)、ZnSO4×7H2O(0.001g/L)、MgSO4×7H2O(0.005g/L)およびCaCl2(0.02g/L)を含む種培地。pHは滅菌の前に塩基または酸の適切な添加によって7.0±0.2に調整されるべきである。
3)デキストリン(60−120g/L)、ブドウ糖(0−15g/L)、大豆ミール(5−20g/L)、大豆ペプトン(5−20g/L)、グリセロール(5−20g/L)、L−リジン(1−7.5g/L)、K2HPO4(0.5−2g/L)、CaCO3(1−5g/L)およびポリエチレングリコール(1−5g/L)を含有する生成培地。pHは、滅菌の前に塩基または酸の適切な添加によって7.0±0.2に調整されるべきである。
アリルマロニルCoAもしくはエチルマロニルCoAまたは本明細書に記載の少なくとも1つのこれらの前駆体(類似体)の外部添加の下での、ストレプトマイセス属に属する微生物の遺伝子改変株、具体的にはS.ツクバエンシスの遺伝子改変株を使用する純粋なタクロリムスまたは純粋なアスコマイシンの生成のための発酵プロセスは、既に記載されているものと同様に同化炭素源および窒素源を含有する水性栄養培地中において液内好気性条件下で実施されうる。
配列番号および遺伝子機能は表2に示される:
以下は、「ccr」、「AllK」、「AllR」、「AllP」および「ecm」遺伝子をクローン化および分析するためならびにこれらの遺伝子相同体を使用するストレプトマイセス・ツクバエンシス変異体の作製のための実験手順の詳細な例である。同様に含まれるのは、これらの株を使用する発酵手順ならびにFK506およびFK520生成収率の判定の例である。分子生物学または微生物学の当業者に公知である標準的技術の追加的詳細および使用される具体的な酵素の名称は、例えば手引書「Practical Streptomyces genetics」(Kieserら、2000、Practical Streptomyces genetics、A laboratory Manual.ISBN0−7084−0623−8)に記載されている。
ストレプトマイセス・ツクバエンシス株の維持および芽胞調製
ストレプトマイセス・ツクバエンシス株の菌糸体を芽胞形成培地ISP4上で8−14日間、28℃でコンフルエント菌叢として増殖させた。ISP4培地は:
ストレプトマイセス・ツクバエンシスゲノムDNAの調製
ストレプトマイセス・ツクバエンシスNRRL18488(野生型)の芽胞を250mlエルレンマイヤーフラスコ中のTSB培地(Kieserら、2000、Practical Streptomyces genetics、A laboratory Manual.ISBN0−7084−0623−8)50mlを接種するために使用し、28℃で24時間振とう(210rpm)させて維持した。培養物は、24時間28℃で増殖させた。菌糸体を遠心分離で回収し、ゲノムDNAをPureLink Genomic DNA Mini Kit(Invitrogen)をキット製造者の説明書に従って使用して調製した。DNAをTE緩衝液(SambrookおよびRussell、2000、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、ISBN−978−087969577−4)100μlに再懸濁した。
単離されたゲノムDNAをGATC AG、ドイツのRoche FLX technologyで配列決定した。FK506生合成遺伝子クラスターに属する配列連続断片が同定された場合、ORF(オープンリーディングフレーム)の位置および向きをFramePlot beta4.0 Software(Ishikawaら、FEMS Microbiol.Lett.174(1999)251−253頁)を使用して分析した。予測アミノ酸配列を使用して、相同性検索をGenBank databasesでBLASTpおよびBLASTxアルゴリズムを使用してNCBI(NCBI/Blast: http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)で実行した。これらの結果に基づき、保存ドメイン検索によって支持された推定遺伝子機能を割り当てた。
合計15個のORFをfkbCから左に同定した。これらの内の6個はFK520クラスターに存在するORFに高い類似性を示し(fkbL−リジンシクロデアミナーゼ、fkbG、fkbH、fkbI、fkbJ、fkbK−遺伝子5個はメトキシマロニル−ACP生合成に関与する。)、9個の遺伝子は「アリルサブクラスター」を形成すると予測された。このサブクラスターは、アシル転移酵素およびアシルキャリアタンパク質ドメインを含有する遺伝子1個、ケトアシル合成酵素ドメインを含有する遺伝子1個、遠位クロトニルCoA還元酵素ドメイン1個、遠位アシルCoA脱水素酵素ドメイン含有相同体2個、メチオニンγリアーゼ含有遺伝子1個、AsnCファミリー制御遺伝子1個、P450モノオキシゲナーゼ遺伝子1個および遠位アセトアセチルCoA還元酵素相同体1個からなる。
ccr遺伝子の破壊のためのベクターの構築、不活性化されたccr遺伝子を有するS.ツクバエンシスNRRL18488の変異株の構築ならびに前記変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の分析
a)プライマーの設計:ccr遺伝子の広領域の増幅のためのプライマーをストレプトマイセス・セリカラー(Streptomyces coelicolor)(タンパク質ID:NP_630556.1、遺伝子ID:1101912)由来のccr遺伝子を鋳型としたBLAST検索を使用して見出されたさまざまなストレプトマイセス属種の他の周知のccr遺伝子の保存領域および得られたBLAST結果のClustalWパイルアップ配列比較に基づいて設計した。したがってXbaI制限酵素部位を有するccr−F2(GTCTAGACCACATCATCGGCTCCGACC)およびEcoRI制限酵素部位を有するccr−R1(CGAATTCACGCCGACCTTGCCCTGGTGC)をccr遺伝子の917bp長領域を増幅するために作製した。
b)DNA断片のPCR増幅:実施例2で得られたS.ツクバエンシスのゲノムDNAをBiorad iCycler Thermal Cyclerを使用してPCR増幅した。PCR反応はPfuポリメラーゼ(New England Biolabs)および製造者によって提供された緩衝液で、最終容量100μl中、200μM dNTP、10%グリセロール、0.5μMの各プライマー、鋳型S.ツクバエンシスゲノムDNAおよそ50ngおよび酵素2.5単位の存在下で30サイクル実施した。全30サイクルの温度プロファイルは、95℃、45秒間(変性ステップ)、69℃、45秒間(アニーリングステップ)および72℃、1分間(伸長ステップ)であった。PCR増幅産物をpUC19クローニングベクターにクローン化した。クローン化したPCR増幅産物の配列分析によって、それぞれの部分ccr配列を確認した。
c)相同組換えによるS.ツクバエンシスccr遺伝子の破壊において使用されるpKC1139に基づく温度感受性ベクターおよびpKC1132に基づく自殺ベクターの構築:ccr遺伝子のF2−R1増幅断片をpUC19からEcoRIおよびXbaI制限酵素部位によって切り出し、EcoRIおよびXbaI制限酵素で予め切断したベクターpKC1139およびpKC1132に連結反応によって移行させ、pKC1139−ccrおよびpKC1132−ccrを作製した。ベクターpKC1139は、E.コリ(E.coli)での複製のための正常なpUC19に基づくOriを含有しているが、34℃を超える高い温度では機能できないストレプトマイセスでの複製のための温度感受性Oriは含有していない(Biermanら、1992 Gene.116(1):43−9頁、Muthら、1989 Mol Gen Genet.219(3):341−348頁)。ベクターpKC1132はE.コリでの複製のための正常pUC19に基づくOriだけを含有するが、ストレプトマイセスでの複製を維持できず(Biermanら、1992 Gene.116(1):43−9頁)、したがって相同組換えによるゲノムへの組込みなしで失われる。次いでベクターpKC1139−ccr1およびpKC1132−ccrをccr遺伝子中で切断するBamHI制限酵素を使用して開き、917bp長断片を一方の346bpと他方の571bpとに分割し、次いでDNAポリメラーゼIラージ(Klenow)断片で末端平滑化した。次いでチオストレプトン(Ts)耐性を付与するカセットをpKC1139−ccrおよびpKC1132−ccr BamHI切断、末端平滑化ベクターに導入した。p330ベクターをXbaI制限酵素で消化し、Tsカセットを含有するおよそ961bp長断片をDNAポリメラーゼIラージ(Klenow)断片で末端平滑化し、pKC1139−ccrおよびpKC1132−ccrベクターに連結し、pKC1139−ccrTsおよびpKC1132−ccrTsベクターをそれぞれ作製した。
d)ccr遺伝子破壊のためのベクターのS.ツクバエンシスNRRL18488株への導入:プラスミド構築物pKC1139−ccrTsおよびpKC1132−ccrTsを、接合性プラスミドpUZ8002を含有するエレクトロコンピテントE.コリ株ET12567に形質転換によって導入した(Pagetら、1999 J.Bacteriol.181、204−211頁)。プラスミドpUZ8002は接合性線毛の構築のために必要な全ての遺伝子を含有しているが、転移の起点を欠いており、したがって宿主細胞に残留する(Jonesら、1997 Mol.Microbiol.23:169−178頁)。接合手順をKieserら、2000(Practical Streptomyces genetics、A laboratory Manual.ISBN0−7084−0623−8)に記載のとおり行った。ベクターpKC1139−ccrTsでの形質転換だけが接合完了体を生じた。接合完了体は、アプラマイシン50μg/mlを添加した実施例1に記載の芽胞形成培地上で、28℃で増殖させた。
e)チオストレプトン耐性付与カセットによって破壊されたccr遺伝子を有するS.ツクバエンシスの安定2次組換え株についての選択:アプラマイシン50μg/mlを添加した芽胞形成培地上で、28℃で増殖させたベクターpKC1139−ccrTsのS.ツクバエンシス接合完了体を、チオストレプトン(25μg/ml)を含む液体TSB培地に接種し、振とうフラスコ中、28℃、210rpmで、良好な種培養物を生成するためにアプラマイシンの添加をせずに増殖させた。24時間後、種培養物を、チオストレプトン(25μg/ml)を含む新鮮TSB培地を含む新たな振とうフラスコ中に継代培養し、24℃より高く温度を上昇させて210rpmで増殖させた。34℃より高い温度ではpKC1139に基づくベクターは、複製できず、S.ツクバエンシスゲノムに組み込まれ、それにより一次組換え体が生じる。培養物を、チオストレプトン(25μg/ml)を含む新鮮TSB培地を含む新たな振とうフラスコ中にさらに数回継代培養し、次いでチオストレプトンを含む芽胞形成培地に播種し、28℃で増殖させた。回収した芽胞をろ過し、系列希釈物を芽胞形成培地のプレート上に作製した。5−8日後、単一コロニーを、チオストレプトンを含む芽胞形成培地のプレート上およびチオストレプトンおよびアプラマイシンを含む芽胞形成培地のプレート上にパッチした。一次組換え体は、アプラマイシンにいまだ耐性である一方で2次組換え体はアプラマイシン耐性を欠失しており、アプラマイシンを含む芽胞形成培地上で増殖できない。選択された2次組換え株は次節に記載のサザンハイブリダイゼーションによっても確認した。
f)S.ツクバエンシスccr破壊変異体ゲノムDNAのサザンハイブリダイゼーションによる分析:DIG標識プラスミドDNAプローブの調製:プラスミドpKC1139−ccrTsの挿入部分(TsRカセットを挿入されたccr遺伝子の一部)だけをプローブとして使用し、ベクターをEcoRIおよびXbaI制限酵素で消化し、1744bp長断片をWizard SV GelおよびPCR Clean−Up System(Promega)で精製した。およそ1μgの溶出断片をDIG High Prime DNA Labelling and Detection Starter Kit I(Roche)を使用するランダムプライムド標識技術によってジゴキシゲニン−dUTPで一晩標識した。
g)pKC1139−ccrTsを使用する2次相同組換えから得られたチオストレプトン耐性ccr破壊変異体の発酵タクロリムス生成。
試料中のタクロリムスおよびアスコマイシン含有量の定量を、タクロリムスが12.5分で溶出され、アスコマイシンが11.5分で溶出されたタクロリムスおよびアスコマイシンの外部標準を使用して実施した。結果は試料中のタクロリムス生成と比較したアスコマイシン生成の%で表す。
AllR遺伝子の破壊のためのベクターの構築、不活性化されたAllRを有するS.ツクバエンシスNRRL18488の変異株の構築ならびに前記変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の分析
a)プライマーの設計:実施例4に記載のとおり、454に基づく全ゲノム配列分析をS.ツクバエンシスのゲノムに使用し、それはAllR遺伝子に隣接する領域の既知のDNA配列に基づいてAllR遺伝子に隣接する領域の増幅のためのプライマーを設計することを可能にした。したがって、HindIII制限酵素部位を有するAllR−F1(CAAGCTTCACCGGTCCCGGGCTC)およびNdeI制限酵素部位を有するAllR−R1(GCATATGGTCCGGTTCGGGGGTGGG)をAllR遺伝子の上流領域を増幅するために作製し、NdeIを有するAllR−F2(GGGTCACATATGGCGAACTACCGGG)およびEcoRI制限酵素部位を有するAllR−R2(CGAATTCTGTGGGCCGACCTCACCCA)をAllR遺伝子の下流領域を増幅するために作製した。プライマーAllR−R1とAllR−F2との間、894bp(298アミノ酸)間隙を1335bp AllR遺伝子のほとんど全体の欠失のために作製した。2つの重複断片をNdeI制限酵素部位で組合せる場合、読み枠が保存され下流遺伝子への影響を最小にした標的AllR遺伝子の「インフレーム」欠失を可能にする。
b)DNA断片のPCR増幅:実施例2で得られたS.ツクバエンシスゲノムDNAを実施例4のii節の記載と同じ条件を使用し、AllR−F1+AllR−R1およびAllR−F2+AllR−R2プライマー組合せを使用してBiorad iCycler Thermal Cyclerを使用してPCR増幅した。PCR増幅産物をpUC19クローニングベクターにクローン化し、クローン化したPCR産物の配列分析によって、これらそれぞれのDNA配列を確認した。
c)相同組換えによるS.ツクバエンシスAllR遺伝子の破壊に使用するpKC1139に基づく温度感受性ベクターおよびpKC1132に基づく自殺ベクターの構築:AllR遺伝子に隣接する領域のF1−R1およびF2−R2増幅断片をそれぞれ制限酵素HindIIIとNdeIとによっておよびEcoRIとNdeIとによってpUC19から切り出した。ベクターpKC1139およびpKC1132は、予めEcoRIおよびHindIII制限酵素で切断し、2つの断片を組合せ、各標的ベクターに連結し、それぞれpKC1139−AllRおよびpKC1132−AllRを作製した。次いで実施例4のiv節に記載のとおりベクターpKC1139−AllRおよびpKC1132−AllRを、NdeI制限酵素を使用して開き、抗生物質耐性付与カセットを挿入した。AllRについてさまざまなカセットを使用した;チオストレプトン(Ts)耐性カセットは実施例4に記載のとおりp330ベクターから得た、エリスロマイシン(Er)耐性カセットはpIJ4026ベクターからベクターをEcoRIおよびXbaIで消化し、1690bp長断片を末端平滑化することによって得たならびにカナマイシン(Kn)耐性カセットはpSuperCos1(REF!)ベクターからベクターをSmaIおよびHindIIIで消化し1323bp長断片を末端平滑化することによって得た。各カセットを、開いたpKC1132−AllRおよびpKC1139−AllRベクターに連結し、それぞれpKC1132−AllRTs、pKC1132−AllREr、pKC1132−AllRKn、pKC1139−AllRTs、pKC1139−AllRErおよびpKC1139−AllRKnベクターを作製した。
d)AllR遺伝子の破壊のためのS.ツクバエンシスNRRL18488株へのベクターの導入:プラスミド構築物pKC1139−AllRTs、pKC1139−AllRErおよびpKC1139−AllRKnをS.ツクバエンシスNRRL18488株に実施例4dの記載と同じ接合手順によって導入した。
e)抗生物質耐性付与カセットによって破壊されたAllR遺伝子を有するS.ツクバエンシスの安定2次組換え株の選択:ベクターpKC1139−AllRTs、pKC1139−AllRErおよびpKC1139−AllRKn、pKC1139−ccrTsのS.ツクバエンシス接合完了体についてのチオストレプトン抗生物質付与カセットによって破壊されたAllR遺伝子を有するS.ツクバエンシスの安定2次組換え株の選択のための手順は、実施例6における記載と同様であった。継代培養を、対応する抗生物質(それに対する耐性カセットがAllR遺伝子に隣接する領域間に挿入されている。)を含む液体TSB培地で実施した。選択された2次組換え株は、もはやアプラマイシン中では増殖できないが、耐性カセットがAllR遺伝子に隣接する領域間に挿入されている第2の抗生物質中では増殖できた。
f)予め不活性化ccr遺伝子が付与されているS.ツクバエンシスF130株へのAllR遺伝子の破壊のためのベクターの導入:プラスミドpKC1139−AllRErおよびpKC1139−AllRKnを実施例4に記載のS.ツクバエンシスF130 ccr破壊株に、実施例4dの記載と同じ接合手順によって導入した。
g)チオストレプトン耐性付与カセットによって破壊されたccr遺伝子およびエリスロマイシン耐性付与カセットによって破壊されたAllR遺伝子を有するS.ツクバエンシスの安定2次組換え株の選択:破壊されたccrおよびAllR両遺伝子を有するS.ツクバエンシスF130の誘導体、S.ツクバエンシスの安定2次組換え株を選択するための手順は、実施例4eの記載と同様であった。継代培養を、対応する抗生物質(それに対する耐性カセットが、AllR遺伝子に隣接する領域間に挿入されている。)を含む液体TSB培地で実施した。選択された2次組換え株は、もはやアプラマイシン中では増殖できないが、チオストレプトン(ccr遺伝子を破壊している)、および耐性カセットが、AllR遺伝子に隣接する領域間に挿入されている、第2の抗生物質中では両方とも増殖できた。
h)pKC1139−AllRErを使用する2次相同組換えによって得たエリスロマイシン耐性AllR破壊変異体の発酵でのタクロリムス生成:エリスロマイシン耐性AllR破壊変異体についてのタクロリムス生成は、培養の開始時にエリスロマイシン50μg/mlを発酵培地に添加したことを除いて実施例4gに記載のとおり実施した。
i)ccrおよびAllR二重破壊変異体による発酵でのタクロリムス生成:エリスロマイシン耐性ccrおよびAllR破壊変異体についてのタクロリムス生成は、培養の開始時にチオストレプトンおよびエリスロマイシンを各50μg/mlの濃度で発酵培地に添加したことを除いて実施例4gに記載のとおり実施した。供給実験用にアリルマロニルCoAおよびエチルマロニルCoA前駆体、ジエチルアリルマロニルSNAC、アリルマロニルジSNACおよびエチルマロニルSNACを発酵培地に濃度5−20mMで添加した。
j)pKC1139−AllRErを使用する2次組換えによって得たエリスロマイシン耐性AllR破壊変異体のHPLCでのタクロリムスおよびアスコマイシン生成の判定:
エリスロマイシン耐性AllR破壊変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の判定のために実施例4hでの記載と同じ方法を使用した。
k)ccrおよびAllR二重破壊変異体のHPLCでのタクロリムスおよびアスコマイシン生成の判定:
ccrおよびAllR二重破壊変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の判定のために、実施例4hに記載の方法を使用した。
allK遺伝子の破壊のためのベクターの構築、不活性化されたallKを有するS.ツクバエンシスNRRL18488の変異株の構築ならびに前記変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の分析
a)プライマーの設計:454に基づく全ゲノム配列決定をS.ツクバエンシスのゲノムに使用し、それはallK遺伝子に隣接する領域の既知のDNA配列に基づいてallK遺伝子に隣接する領域の増幅のためのプライマーを設計することを可能にした。それにより、EcoRI制限酵素部位を有するallK−F1(AGAATTCGTTACGGGGAGACGGCATCCCGG)およびallK−R1(AGGATCCGGGCGGGCTCGTCGCGGT)を、内部BamHI制限酵素部位を含むallK遺伝子の上流領域を増幅するために作製し、BamHIを有するallK−F2(TGGATCCGGCGCGTATCGCCAACCGCTAC)およびHindIII制限酵素部位を有するallK−R2(AAAGCTTCCCGGTAGTTCGCCATATGTGACCCG)をallK遺伝子の下流領域を増幅するために作製した。内部BamHI制限酵素部位とallK−F2との間、1698bp(566アミノ酸)間隙を、2388bp allK遺伝子のほとんど全体の欠失のために作製した。2つの重複断片をBamHI制限酵素部位で組合せる場合、読み枠が保存され下流遺伝子への影響を最小にしての標的allK遺伝子の欠失が可能になる。
b)DNA断片のPCR増幅:実施例2で得られたS.ツクバエンシスゲノムDNAを実施例4bのii節での記載と同じ条件を使用し、allK−F1+allK−R1およびallK−F2+allK−R2プライマー組合せを使用してBiorad iCycler Thermal Cyclerを使用してPCR増幅した。PCR増幅産物をpUC19クローニングベクターにクローン化し、クローン化したPCR産物の配列分析によって、これらそれぞれのDNA配列を確認した。
c)相同組換えによるS.ツクバエンシスallK遺伝子の破壊に使用するためのpKC1139に基づく温度感受性ベクターおよびpKC1132に基づく自殺ベクターの構築:allK遺伝子に隣接する領域のF1−R1およびF2−R2増幅断片をそれぞれ制限酵素EcoRIとBamHIとによっておよびHindIIとBamHIとによってpUC19から切り出した。ベクターpKC1139およびpKC1132は、予め制限酵素EcoRIおよびHindIIIで切断し、2つの断片を組合せ、各標的ベクターに連結し、それぞれpKC1139−allKおよびpKC1132−allKを作製した。
d)allK遺伝子のインフレーム破壊のためのベクターのS.ツクバエンシスNRRL18488株への導入:実施例4dでの記載と同じ接合手順によってプラスミド構築物pKC1139−allKをS.ツクバエンシスNRRL18488に導入した。
e)破壊されたallK遺伝子を有するS.ツクバエンシスの安定2次組換え株の選択:アプラマイシン50μg/mlを添加した芽胞形成培地上、28℃で増殖させたベクターpKC1139−allKのS.ツクバエンシス接合完了体を液体TSB培地に接種し、良好な種培養物を生成するためにアプラマイシン50μg/mlを添加して振とうフラスコ中、28℃、210rpmで増殖させた。24時間後、種培養物をアプラマイシン50μg/mlを添加した新鮮TSB培地を含む新たな振とうフラスコ中に継代培養し、34℃より高く温度を上昇させて210rpmで増殖させた。34℃より高い温度ではpKC1139に基づくベクターは複製できず、S.ツクバエンシスゲノムに組み込まれ、それにより一次組換え体が得られる。次いで培養物を、アプラマイシンを含まない新鮮TSB培地を含む新たな振とうフラスコ中に数回継代培養し、相同組換えによってpKC1139に基づくベクターが除去され、次いで芽胞形成培地に播種し、28℃で増殖させた。回収した芽胞をろ過し、系列希釈物を芽胞形成培地のプレート上に作製した。5−8日後、芽胞形成培地のプレート上およびアプラマイシンを含む芽胞形成培地のプレート上に単一コロニーをパッチした。一次組換え体は、アプラマイシンにまだ耐性である一方で2次組換え体はアプラマイシン耐性を失っており、アプラマイシンを含む芽胞形成培地上で増殖できない。allK遺伝子の所望のインフレーム欠失を有する真の2次組換え変異体を、実施例4fに記載のサザンハイブリダイゼーションを使用して野生型復帰変異体と照らし合わせて同定した。
f)pKC1139−allKを使用する2次相同組換えから得られたallK破壊変異体の発酵でのタクロリムス生成:allK破壊変異体についてタクロリムス生成を、抗生物質を増殖培地に添加せずに実施例4gに記載のとおり実施した。
g)allK破壊変異体による発酵でのタクロリムス生成:タクロリムス生成allK破壊変異体を実施例4gに記載のとおり実施した。供給実験のためにアリルマロニルCoAおよびエチルマロニルCoA前駆体、アリルマロニルSNAC、アリルマロニルジSNACおよびエチルマロニルSNACを濃度5−20mMで発酵培地に添加した。
h)pKC1139−allKを使用する2次組換えから得られたallK破壊変異体のHPLCでのタクロリムスおよびアスコマイシン生成の判定:allK破壊変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の判定のために実施例4hの記載と同じ方法を使用した。
AllP遺伝子の過剰発現用のベクターの構築、過剰発現されたAllPを有するS.ツクバエンシスNRRL18488の変異株の構築ならびに前記変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の分析
a)AllP遺伝子の化学合成:454−全ゲノム配列決定に基づいてS.ツクバエンシスNRRL18488のゲノムのDNA配列を、ORFの5’末端にNdeI制限酵素部位およびORFの3’末端にXbaI制限酵素部位を付与するAllP遺伝子のDNA配列を設計および合成するために使用した。
b)AllP遺伝子の過剰発現のためのpSET152に基づく発現ベクターの構築:合成したAllP遺伝子を制限酵素NdeIおよびXbaIによって切断した。Erm*プロモーター配列をpSE152ベクターのマルチクローニング部位にEcoRIおよびXbaI制限酵素部位を使用して予め導入し、NdeI部位をプロモーター配列の3’末端に作製した。このベクターをNdeIおよびXbaIで切断し、AllP遺伝子のNdeIおよびXbaI断片と連結してpSET−152−AllPプラスミドを作製した。
c)S.ツクバエンシスNRRL18488株へのAllP遺伝子の過剰発現:
プラスミド構築物pSET152−AllPをS.ツクバエンシスNRRL18488株に実施例4dに記載の接合手順によって導入した。
d)pSET152−AllPプラスミドを付与するS.ツクバエンシス変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の判定
タクロリムスおよびアスコマイシン生成の判定のためにHPLC法を実施例4hに記載のとおり使用した。
ecm遺伝子の過剰発現のためのベクターの構築、過剰発現されたecm遺伝子を有するS.ツクバエンシスNRRL18488の変異株の構築ならびに前記変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の分析
a)ecm遺伝子の化学合成:454−全ゲノム配列決定に基づいてS.ツクバエンシスNRRL18488のゲノムのDNA配列を、ORFの5’末端にNdel制限酵素部位およびORFの3’末端にXbaI制限酵素部位を付与するecm遺伝子のDNA配列を設計および化学合成するために使用した。
b)AllP遺伝子の過剰発現のためのpSET152に基づく発現ベクターの構築:合成したecm遺伝子断片を制限酵素NdeIおよびXbaIによって切断した。Erm*プロモーター配列をpSET152ベクターのマルチクローニング部位にEcoRIおよびXbaI制限酵素部位を使用して予め導入し、NdeI部位を前記プロモーター配列の3’末端に追加した。このベクターをNdeIおよびXbaIで切断し、AllP遺伝子のNdeIおよびXbaI断片と連結してpSET−152−ecm構築物を作製した。
c)S.ツクバエンシスNRRL18488株へのecm遺伝子の過剰発現のためのベクターの導入:
プラスミド構築物pSET152−ecmをS.ツクバエンシスNRRL18488株に実施例4dに記載の接合手順によって導入した。
d)ecm過剰発現変異体におけるタクロリムスおよびアスコマイシン生成のHPLC分析
ecm過剰発現変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の判定のために実施例4hに記載のとおりの方法を使用した。
allAおよびallK遺伝子の過剰発現のためのベクターの構築、このベクターを有するS.ツクバエンシスNRRL18488のallK不活性化株の相補性ならびに前記変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の分析
a)プライマーの設計:実施例4に記載のとおり、454に基づく全ゲノム配列決定をS.ツクバエンシスのゲノムに使用し、それはallAからallD遺伝子のallサブクラスター領域の増幅のためのプライマーの設計を可能にした。それによりNdeI制限酵素部位を有するAT−exp−F1(ACATATGCTCGGGTCGTTCGTTACGGGGAG)およびXbaI制限酵素部位を有するAT―exp―R1(ATCTAGAACGTGGGTCATCGGCTGGTCCTTG)をこれら2つのORF(allAおよびallK)を増幅するために作製した。
b)DNA断片のPCR増幅:実施例2で得られたS.ツクバエンシスゲノムDNAをBiorad iCycler Thermal Cyclerを使用してPCR増幅した。PCR反応はPhusionポリメラーゼ(Finnzymes)および製造者によって提供された緩衝液で、最終容量50μl中の200μM dNTP、3%DMSO、0.5μMの各プライマー、鋳型S.ツクバエンシスゲノムDNAおよそ50ngおよび酵素2.5単位の存在下で30サイクル実施した。最初の5サイクルの温度プロファイルは、98℃、15秒間(変性ステップ)、65℃、30秒間(アニーリングステップ)および72℃、3分15秒間(伸長ステップ)であった。残りの25サイクルの温度プロファイルは98℃、15秒間(変性ステップ)、60℃、30秒間(アニーリングステップ)および72℃、3分15秒間(伸長ステップ)であった。PCR増幅産物をpUC19クローニングベクターにクローン化した。クローン化したPCR産物の配列分析によってallAおよびallK遺伝子の配列を確認した。
c)allAおよびallK遺伝子の過剰発現のためのpSET152に基づく発現ベクターの構築:3.9kb挿入物を制限酵素NdeIおよびXbaIによってpUC19ベクターから切り出した。ErmE*プロモーター配列をpSET152ベクターのマルチクローニング部位にEcoRIおよびXbaI制限酵素部位を使用して予め導入し、NdeI部位をプロモーター配列の3’末端に作製した。このベクターをNdeIおよびXbaIで切断し、続いてallAおよびallK遺伝子を含むNdeIおよびXbaI断片と連結してpSET152−ermE*−allA−Kプラスミドを作製した。
d)実施例6において得た不活性化allK遺伝子を有するS.ツクバエンシス株へのallAおよびallK遺伝子の導入:プラスミド構築物pSET152−ermE*−allA−KをS.ツクバエンシスNRRL18488のallK不活性化株に実施例4dに記載の接合手順によって導入した。
e)pSET152−ermE*−allA−Kベクターで形質転換したallK破壊変異体の発酵でのタクロリムス生成:形質転換した変異体に関してタクロリムス生成を、抗生物質を増殖培地に添加せずに実施例4gに記載のとおり実施した。
f)pSET152−ermE*−allA−Kプラスミドを付与されたallK不活性化S.ツクバエンシス変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の判定
allA、allK、allR、allD遺伝子の過剰発現のためのベクターの構築、このベクターを有するS.ツクバエンシスNRRL18488のallR不活性化株の相補性ならびに前記変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の分析
a)プライマーの設計:実施例4に記載のとおり、454に基づく全ゲノム配列決定をS.ツクバエンシスのゲノムに使用し、それはallAからallD遺伝子のallサブクラスター領域の増幅のためのプライマーの設計を可能にした。それによりNdeI制限酵素部位を有するAT−exp−F1(ACATATGCTCGGGTCGTTCGTTACGGGGAG)およびXbaI制限酵素部位を有するAT―exp―R2(ATCTAGAACATGCCCTAGGTACGTTTCGCGG)をこれら4つのORF(allA、allK、allRおよびallD)を増幅するために作製した。
b)DNA断片のPCR増幅:実施例2で得られたS.ツクバエンシスゲノムDNAをBiorad iCycler Thermal Cyclerを使用してPCR増幅した。PCR反応はPhusionポリメラーゼ(Finnzymes)および製造者によって提供された緩衝液で、最終容量50μl中の200μM dNTP、3%DMSO、0.5μMの各プライマー、鋳型S.ツクバエンシスゲノムDNAおよそ50ngおよび酵素2.5単位の存在下で30サイクル実施した。最初の5サイクルの温度プロファイルは、98℃、15秒間(変性ステップ)、65℃、30秒間(アニーリングステップ)および72℃、3分15秒間(伸長ステップ)であった。残りの25サイクルの温度プロファイルは98℃、15秒間(変性ステップ)、60℃、30秒間(アニーリングステップ)および72℃、3分15秒間(伸長ステップ)であった。PCR増幅産物をpUC19クローニングベクターにクローン化した。クローン化したPCR産物の配列分析によってallA、allK、allRおよびallD遺伝子の配列を確認した。
c)allA、allK、allRおよびallD遺伝子の過剰発現のためのpSET152に基づく発現ベクターの構築:6.4kb挿入物を制限酵素NdeIおよびXbaIによってpUC19ベクターから切り出した。ErmE*プロモーター配列をpSET152ベクターのマルチクローニング部位にEcoRIおよびXbaI制限酵素部位を使用して予め導入し、NdeI部位をプロモーター配列の3’末端に作製した。このベクターをNdeIおよびXbaIで切断し、続いてallA、allK、allRおよびallD遺伝子を含むNdeIおよびXbaI断片と連結してpSET152−ermE*−allA−Dプラスミドを作製した。
d)実施例5において得た不活性化allR遺伝子を有するS.ツクバエンシス株へのallA、allK、allRおよびallD遺伝子の導入:プラスミド構築物pSET152−ermE*−allA−DをS.ツクバエンシスNRRL18488のallR不活性化株に実施例4dに記載の接合手順によって導入した。
e)pSET152−ermE*−allA−Dベクターで形質転換したallR不活性化変異体の発酵でのタクロリムス生成:形質転換した変異体に関してタクロリムス生成を、抗生物質を増殖培地に添加せずに実施例4gに記載のとおり実施した。
f)pSET152−ermE*−allA−Dプラスミドを付与されたallR不活性化S.ツクバエンシス変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の判定
プラスミドpSET152−ermE*−allA−Dのストレプトマイセス・ハイグロスコピカス変種アスコマイセティカスATCC14891株への導入、この株でのallA、allK、allRおよびallD遺伝子の過剰発現ならびに前記変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の分析
a)allA、allK、allRおよびallD遺伝子の過剰発現のためのpSET152に基づく発現ベクターの構築:pSET152−ermE*−allA−Dプラスミドを実施例10に記載のとおり調製した。
b)allA、allK、allRおよびallD遺伝子の、ストレプトマイセス・ハイグロスコピカス変種アスコマイセティカスATCC14891への導入:プラスミド構築物pSET152−ermE*−allA−Dを、接合性プラスミドpUZ8002を含有するエレクトロコンピテントE.コリ株ET12567への形質転換によって導入した(Pagetら、1999 J.Bacteriol.181、204−211頁)。プラスミドpUZ8002は接合性線毛の構築に必要な全ての遺伝子を含有しているが、転移の起点を欠いており、したがって宿主細胞に残留する(Jonesら、1997 Mol.Microbiol.23:169−178頁)。ストレプトマイセス・ハイグロスコピカス変種アスコマイセティカスATCC14891の接合手順をKieserら、2000(Practical Streptomyces genetics、A laboratory Manual.ISBN0−7084−0623−8)に記載のとおり行った。接合完了体は、アプラマイシン50μg/mlを添加した実施例1に記載の芽胞形成培地上、28℃で増殖させた。
c)pSET152−ermE*−allA−Dベクターで形質転換した株の発酵でのアスコマイシンおよびタクロリムス生成:形質転換した変異体のアスコマイシンおよびタクロリムス生成のための発酵プロセスは抗生物質を増殖培地に添加せずに実施例4gに記載のとおり実施した。
d)allA、allK、allRおよびallD遺伝子を過剰発現しているストレプトマイセス・ハイグロスコピカス変種アスコマイセティカスATCC14891変異体のLC−MS/MSでのタクロリムスおよびアスコマイシンの生成の判定:
allサブクラスターの大部分(allDからallS)の欠失のためのベクターの構築、allサブクラスターのこの部分を欠失しているS.ツクバエンシスNRRL18488の変異株の構築ならびに前記変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の分析
a)プライマーの設計:実施例4に記載のとおり、454に基づく全ゲノム配列決定をS.ツクバエンシスのゲノムに使用し、それはallD遺伝子の上流およびallS遺伝子の下流の領域の既知のDNA配列に基づいてallDとallS遺伝子との間の領域に隣接する領域の増幅のためのプライマーを設計することを可能にした。これにより、BamHI制限酵素部位を有するKS−delF2b(TGGATCCGGCGCGTATCGCCAACCGCTAC)およびXbaI制限酵素部位を有するAllRexpR1(ATCTAGAGGCGTTCGGATTCGCTCACCG)をallD遺伝子の上流領域を増幅するために作製し、XbaIを有するClusDelF2(ATCTAGAGGGCGGATACGTCACCGGCG)およびHindIII制限酵素部位を有するClusDelR2b(CCAAGCTTATGGAGATCATCGAAGGCAGC)をallS遺伝子の下流領域を増幅するために作製した。プライマーAllRexpR1とClusDelF2の間、6262bpの間隙をallD、allM、allN、allP、allOおよびallS遺伝子の欠失のために作製した。
b)DNA断片のPCR増幅:実施例2で得られたS.ツクバエンシスゲノムDNAをBiorad iCycler Thermal Cyclerを使用してPCR増幅した。PCR反応はPhusionポリメラーゼ(Finnzymes)および製造者によって提供された緩衝液で、最終容量50μl中の200μM dNTP、3%DMSO、0.5μMの各プライマー、鋳型S.ツクバエンシスゲノムDNAおよそ50ngおよび酵素2.5単位の存在下で30サイクル実施した。最初の5サイクルの温度プロファイルは、98℃、15秒間(変性ステップ)、65℃、30秒間(アニーリングステップ)および72℃、1分間(伸長ステップ)であった。残りの25サイクルの温度プロファイルは98℃、15秒間(変性ステップ)、60℃、30秒間(アニーリングステップ)および72℃、1分間(伸長ステップ)であった。PCR増幅産物をpUC19クローニングベクターにクローン化した。クローン化したPCR産物の配列分析によって増幅された上流および下流領域の配列を確認した。
c)相同組換えによるS.ツクバエンシスゲノムのallD−allS領域の破壊に使用するpKC1139に基づく温度感受性ベクターの構築:隣接領域のKS−delF2b−AllRexpR1およびClusDelF2−ClusDelR2の増幅断片をそれぞれ制限酵素BamHIとXbaIとによっておよびXbaIとHindIIIとによってpUC19から切り出した。ベクターpKC1139は、予め制限酵素BamHIおよびHindIIIで切断し、2つの断片を組合せ、各標的ベクターに連結し、pKC1139−ClusDelを作製した。
d)allサブクラスターのallD−allS領域の欠失のためのベクターの、S.ツクバエンシスNRRL18488株への導入:プラスミド構築物pKC1139−ClusDelをS.ツクバエンシスNRRL18488株に実施例4dの記載と同じ接合手順によって導入した。
e)allD−allS領域を欠失しているS.ツクバエンシスの安定2次組換え株の選択:2次組換え体の選択は、実施例6dの記載と同じ手順を使用して実施した。
f)pKC1139−ClusDelを使用する2次相同組換えによって得たallD−allS領域を欠失している変異体の発酵でのタクロリムス生成:allD−allS欠失変異体のタクロリムス生成のための発酵プロセスを、抗生物質を増殖培地に添加せずに実施例4gに記載のとおり実施した。
g)pKC1139−ClusDelを使用する2次組換えによって得たallD−allS欠失変異体のHPLCでのタクロリムシスおよびアスコマイシン生成の判定:allD−allS欠失変異体のタクロリムスおよびアスコマイシン生成の判定のために、実施例4hにおける記載と同じ方法を使用した。
Claims (6)
- 微生物の遺伝子改変株の培養ステップを含み、前記微生物がストレプトマイセス・ツクバエンシス(Streptomyces tsukubaensis)の遺伝子改変株から選択され、前記微生物の遺伝物質がエチルマロニルCoAの生合成に関与する少なくとも1つの不活性化された遺伝子および/またはエチルマロニルCoAの代謝に関与する少なくとも1つの過剰発現された遺伝子を含む、タクロリムスの調製のための方法であって、前記微生物の遺伝物質が配列番号11に記載のクロトニルCoA還元酵素(ccr)遺伝子の不活化された遺伝子および/または配列番号12に記載のエチルマロニルCoAムターゼ(ecm)遺伝子の過剰発現された遺伝子を含み、アリルマロニルCoAおよび/またはアリルマロニルCoAの少なくとも1つの前駆体の外部添加の下で実施される、方法。
- ストレプトマイセス属に属する微生物の遺伝子改変株であって、微生物の遺伝物質がエチルマロニルCoAの生合成に関与する少なくとも1つの不活性化された遺伝子および/またはエチルマロニルCoAの代謝に関与する少なくとも1つの過剰発現された遺伝子を含み、前記遺伝子が、配列番号2に記載のAllA遺伝子、配列番号3に記載のAllK遺伝子、配列番号4に記載のAllR遺伝子、配列番号5に記載のAllD遺伝子、配列番号6に記載のAllM遺伝子、配列番号7に記載のAllN遺伝子、配列番号8に記載のAllP遺伝子、配列番号9に記載のAllO遺伝子および配列番号10に記載のAllS遺伝子からなる群より選択される、前記微生物の遺伝子改変株。
- 天然のまたは遺伝子操作されたポリケチド合成活性を有する、請求項2に記載の微生物の遺伝子改変株。
- タクロリムス製造のための、請求項2または3に記載の微生物の遺伝子改変株の使用。
- 配列番号2に記載のAllA遺伝子、配列番号3に記載のAllK遺伝子、配列番号4に記載のAllR遺伝子、配列番号5に記載のAllD遺伝子、配列番号6に記載のAllM遺伝子、配列番号7に記載のAllN遺伝子、配列番号8に記載のAllP遺伝子、配列番号9に記載のAllO遺伝子および配列番号10に記載のAllS遺伝子から構成される配列番号1に記載の配列を含む、ストレプトマイセス属に属する微生物のエチルマロニルCoAの代謝および/または生合成に関与する遺伝子をコードするヌクレオチド。
- 配列番号1と少なくとも90%のヌクレオチド同一性を有する、請求項5に記載のヌクレオチド。
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