JP5969395B2 - 高分子量pha生産微生物 - Google Patents
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Description
(1)配列番号9に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列、
(2)配列番号9に示されるアミノ酸配列に対して85%以上の配列同一性を有し、且つ、PHA合成活性を有するポリペプチドをコードする塩基配列、
(3)配列番号10に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列、
(4)配列番号10に示されるアミノ酸配列に対して85%以上の配列同一性を有し、且つ、ポリヒドロキシアルカン酸合成活性を有するポリペプチドをコードする塩基配列、
前記ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素をコードする遺伝子が下記(a)ないし(d)からなる群から選ばれる1以上の塩基配列により、細胞中のポリヒドロキシアルカン酸合成酵素の比活性が0.1U/mg-protein以下に制御されており;
(a)配列番号11に示される塩基配列、
(b)配列番号11に示される塩基配列に対して85%以上の配列同一性を有し、かつ遺伝子の転写を制御する活性を有する塩基配列、
(c)配列番号12に示される塩基配列、
(d)配列番号12に示される塩基配列に対して85%以上の配列同一性を有し、かつ遺伝子の転写を制御する活性を有する塩基配列、
重量平均分子量が400万以上のポリヒドロキシアルカン酸を100g/L以上の生産性にて生産可能なCupriavidus属微生物である。
特開2007-259708号明細書に記載の発現ベクターpCUP2EEREP149NS/171DG(C. necator H16のPHBオペロンプロモーター(以下、REP)+PHA合成酵素)をテンプレートとして配列番号1及び配列番号2で示されるプライマー1及び2を用いて、PCRを行った。PCRは(1)98℃で2分、(2)98℃で15秒、60℃で30秒、68℃で2分を25サイクル繰り返し、ポリメラーゼはKOD-plus-(東洋紡社製)を用いた。PCRで得たDNA断片を末端リン酸化およびEcoRI、MunI消化した。このDNA断片を、MunI消化した特開2007-259708号明細書に記載のベクターpCUP2とDNAリガーゼ(Ligation High(東洋紡社製))にて連結し、プロモーターを連結していないP(3HB-co-3HH)合成酵素遺伝子を有するプラスミドベクターpCUP2/149NS171DGdPを作製した。
C. necator H16のゲノムをテンプレートとして配列番号1及び配列番号2で示されるプライマー1及び2を用いて、PCRを行った。PCRは(1)98℃で2分、(2)98℃で15秒、60℃で30秒、68℃で2分を25サイクル繰り返し、ポリメラーゼはKOD-plus-(東洋紡社製)を用いた。PCRで得たDNA断片を末端リン酸化およびEcoRI、MunI消化した。このDNA断片を、MunI消化した特開2007-259708号明細書に記載のベクターpCUP2とDNAリガーゼ(Ligation High(東洋紡社製))にて連結し、プロモーターを連結していないP(3HB)合成酵素遺伝子を有するプラスミドベクターpCUP2/phbCdPを作製した。
pCR-Blunt2-TOPO(invitrogen社製)をテンプレートとして、配列番号3及び配列番号4で示されるプライマー3及び4を用いて、PCRを行った。PCRは(1)98℃で2分、(2)98℃で15秒、60℃で30秒、68℃で30秒を25サイクル繰り返し、ポリメラーゼはKOD-plus-(東洋紡社製)を用いた。得られた増幅断片を末端リン酸化、及びMunI処理し、MunI処理したpCUP2phaCdPベクターに連結し、プラスミベクターpCUP2/lacP149NS171DGを作製した。
C. necator H16のゲノムをテンプレートとして、配列番号5及び配列番号6で示されるプライマー5及び6を用いて、PCRを行った。PCRは(1)98℃で2分、(2)98℃で15秒、60℃で30秒、68℃で30秒を25サイクル繰り返し、ポリメラーゼはKOD-plus-(東洋紡社製)を用いた。得られた増幅断片を末端リン酸化、及びMunI処理し、MunI処理したpCUP2/149NS171DGdPベクターに連結し、プラスミベクターpCUP2/phaP149NS171DGを作製した。
プラスミドとしてpCUP2phbCdPを使用した以外は実施例3と同じ方法にて、プラスミドベクターpCUP2/lacPphbCを作製した。
プラスミドとしてpCUP2phbCdPを使用した以外は実施例4と同じ方法にて、プラスミドベクターpCUP2/phaPphbCを作製した。
WO2005/098001国際公開公報明細書に記載のプラスミドベクターpJRDdTC+149NS171DGをEcoRI処理し、A. caviae由来のPHAオペロンプロモーター(ACP)、及びPHA合成酵素遺伝子断片を得た。この断片をpCUP2をMunIで切断した部位に挿入して発現ベクターpCUP2/ACP149NS/171DGを構築した。
C. necator H16のゲノムをテンプレートとして、配列番号7及び配列番号8で示されるプライマー7及び8を用いて、PCRを行った。PCRは(1)98℃で2分、(2)98℃で15秒、60℃で30秒、68℃で3分を25サイクル繰り返し、ポリメラーゼはKOD-plus-(東洋紡社製)を用いた。得られた増幅断片を末端リン酸化、及びEcoRI処理し、MunI処理したpCUP2ベクターに連結し、プラスミベクターpCUP2/REPphbCを作製した。
製造例3〜8にて作製した発現ベクター、及び特開2007-259708号明細書に記載の発現ベクターpCUP2EEREP149NS/171DGを導入した各種形質転換体を電気パルス法により作製した。ベクターを導入する宿主としては、特開2007-259708号明細書に記載されているC. necator H16株のphbC遺伝子破壊株であるΔB1133株を用いた。作製した形質転換体をそれぞれ、ΔB+pCUP2/lacP149NS171DG(実施例1)、ΔB+pCUP2/phaP149NS171DG(実施例2)、ΔB+pCUP2/lacPphbC(実施例3)、ΔB+pCUP2/phaPphbC(実施例4)、ΔB+pCUP2/ACP149NS/171DG(比較例1)、ΔB+pCUP2/REPphbC(比較例2)、ΔB+pCUP2EEREP149NS/171DG(比較例3)とした。遺伝子導入装置はBiorad社製のジーンパルサーを用い、キュベットは同じくBiorad社製のgap0.2cmのものを用いた。キュベットに、コンピテント細胞400μlと発現ベクター20μlを注入してパルス装置にセットし、静電容量25μF、電圧1.5kV、抵抗値800Ωの条件で電気パルスをかけた。パルス後、キュベット内の菌液をNutrientBroth培地(DIFCO社製)で30℃、3時間振とう培養し、選択プレート(NutrientAgar培地(DIFCO社製)、カナマイシン100mg/L)で、30℃にて2日間培養して、形質転換体を取得した。
種母培地の組成は1w/v%Meat-extract、1w/v%Bacto-Trypton、0.2w/v%Yeast-extract、0.9w/v%Na2HPO4・12H2O、0.15w/v%KH2PO4、5×10-6w/v%カナマイシンとした。
実験例2にて培養した各種形質転換体の分子量を測定した。ポリエステルの重量平均分子量(Mw)分析はゲル・パーミッション・クロマトグラフィー法により行った。抽出したポリエステル約15mgを10mlのクロロホルムに溶解し、0.2μmのフィルターで濾過して測定用サンプルとし、その0.05mlを用いて分析した。測定システムはSLC-10A(島津製作所製)、カラムはShodex GPC K-806L(昭和電工製)を2本直列に接続し、40℃で測定した。移動層は1.0ml/分のクロロホルムとし、RI検出器(RID-10A、島津製作所製)を用いた。標準品としては同様に処理したポリスチレン(昭和電工製、重量平均分子量:約700万、約107万、15万、3万)を用い、検量線によりポリエステルの重量平均分子量を算出した。結果を図1に示した。
PHA合成酵素比活性は、以下の方法にて測定した。
各形質転換体により生産されたポリエステルの3HH組成分析は以下のようにガスクロマトグラフィーによって測定した。乾燥ポリエステルの約20mgに2mlの硫酸−メタノール混液(15:85)と2mlのクロロホルムを添加して密栓し、100℃で140分間加熱することでポリエステル分解物のメチルエステルを得た。冷却後、これに1.5gの炭酸水素ナトリウムを少しずつ加えて中和し、炭酸ガスの発生がとまるまで放置した。4mlのジイソプロピルエーテルを添加してよく混合した後、遠心して、上清中のポリエステル分解物のモノマーユニット組成をキャピラリーガスクロマトグラフィーにより分析した。ガスクロマトグラフは島津製作所GC-17A、キャピラリーカラムはGLサイエンス社製NEUTRA BOND-1(カラム長25m、カラム内径0.25mm、液膜厚0.4μm)を用いた。キャリアガスとしてHeを用い、カラム入口圧100kPaとし、サンプルは1μlを注入した。温度条件は、初発温度100〜200℃まで8℃/分の速度で昇温、さらに200〜290℃まで30℃/分の速度で昇温した。上記条件にて分析した結果、形質転換体ΔB+pCUP2/lacP149NS171DG、同ΔB+pCUP2/phaP149NS171DG、同ΔB+pCUP2/ACP149NS/171DG、同ΔB+pCUP2EEREP149NS/171DGを用いて製造したPHA(配列番号10に記載PHA合成酵素をコードするPHA合成酵素遺伝子を導入した形質転換体)はP(3HB-co-3HH)を合成することを確認した。また、形質転換体ΔB+pCUP2/lacPphbC、同ΔB+pCUP2/phaPphbC、同ΔB+pCUP2/REPphbC(配列番号9に記載するPHA合成酵素をコードするPHA合成酵素遺伝子を導入した形質転換体)は3HHモノマーを含まないP(3HB)を合成することを確認した。
Claims (5)
- ポリヒドロキシアルカン酸を生産可能な、phbC遺伝子が破壊されたCupriavidus necatorである微生物であって、
前記微生物が、下記(1)ないし(4)からなる群から選ばれる1以上の塩基配列からなるポリヒドロキシアルカン酸合成酵素をコードする外来の遺伝子を含んでおり;
(1)配列番号9に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列、
(2)配列番号9に示されるアミノ酸配列に対して95%以上の配列同一性を有し、且つ、ポリヒドロキシアルカン酸合成活性を有するポリペプチドをコードする塩基配列、
(3)配列番号10に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列、
(4)配列番号10に示されるアミノ酸配列に対して95%以上の配列同一性を有し、且つ、ポリヒドロキシアルカン酸合成活性を有するポリペプチドをコードする塩基配列、
前記ポリヒドロキシアルカン酸合成酵素をコードする遺伝子が下記(a)又は(b)の塩基配列により、細胞中のポリヒドロキシアルカン酸合成酵素の比活性が0.1U/mg-protein以下に制御されており;
(a)配列番号11に示される塩基配列、
(b)配列番号11に示される塩基配列に対して95%以上の配列同一性を有し、かつ遺伝子の転写を制御する活性を有する塩基配列、
重量平均分子量が400万以上のポリヒドロキシアルカン酸を100g/L以上の生産性にて生産可能な微生物。 - 前記ポリヒドロキシアルカン酸が、P(3HB)、又はP(3HB-co-3HH)である請求項1に記載の微生物。
- 請求項1又は2に記載の微生物を用いる重量平均分子量400万以上のポリヒドロキシアルカン酸の製造方法。
- 炭素源が糖である請求項3に記載の製造方法。
- 炭素源が油脂及び/又は脂肪酸である請求項3に記載の製造方法。
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