JP6834177B2 - gshA遺伝子の発現が弱化された腸内細菌科の細菌を用いたL−アミノ酸の製造方法 - Google Patents
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- C12P13/14—Glutamic acid; Glutamine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
- C12P13/22—Tryptophan; Tyrosine; Phenylalanine; 3,4-Dihydroxyphenylalanine
- C12P13/222—Phenylalanine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
- C12P13/22—Tryptophan; Tyrosine; Phenylalanine; 3,4-Dihydroxyphenylalanine
- C12P13/227—Tryptophan
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
- C12P13/24—Proline; Hydroxyproline; Histidine
-
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Description
る微生物の形質転換(例えば、特許文献1を参照)、プロモ−ター、リーダー配列及び/又はアテニュエーター、あるいはその他の当業者に知られた発現制御領域の改変(例えば、特許文献2および3を参照)などがある。生産収率を高めるその他の技術としては、アミノ酸生合成に関与する酵素の活性を増加させること、及び/又は生成したL−アミノ酸による目的とする酵素のフィードバック阻害を解除すること(例えば、特許文献4〜8を参照)が挙げられる。
初の工程を触媒する、γ−グルタメートシステインリガーゼをコードする。この酵素は、グルタチオンによるフィードバック阻害を受ける(非特許文献1)。セリンアセチルトランスフェラーゼ(SAT)の活性が増強され、metC、tnaA、gshA、及びdfp遺伝子を欠失したエシェリヒア・コリBL21(DE3)株が、細菌の発酵によるL−システインの製造方法に使
用されている(特許文献9)。
より具体的にはエシェリヒア・コリ(Escherichia coli(E. coli))であってもよい)
を使用した、L−アラニン、L−アルギニン、L−アスパラギン、L−アスパラギン酸、L−シトルリン、L−システイン、L−グルタミン酸、L−グルタミン、グリシン、L−ヒスチジン、L−イソロイシン、L−ロイシン、L−リジン、L−メチオニン、L−オルニチン、L−フェニルアラニン、L−プロリン、L−セリン、L−スレオニン、L−トリプトファン、L−チロシン、L−バリン等のL−アミノ酸を製造する方法を提供することを課題とする。
(i)腸内細菌科のL−アミノ酸生産菌を培養培地で培養して培地もしくは菌体、また
はその両者中にL−アミノ酸を生産させ、
(ii)培養培地もしくは菌体、またはその両者からL−アミノ酸を回収することを含む、L−アミノ酸を製造する方法であって、
前記細菌が、gshA遺伝子の発現が弱化するように改変されている方法が提供される。
ある、前記方法が提供される。
(A)配列番号1の塩基配列を含むDNA、
(B)遺伝子コードの縮重による配列番号1の変異体塩基配列を含むDNA、
(C)配列番号1の塩基配列全体に対して60%以上の同一性を有し、γ−グルタメートシステインリガーゼの活性を有するタンパク質をコードするDNA、
(D)配列番号2のアミノ酸配列を含むタンパク質をコードするDNA、
(E)配列番号2のアミノ酸配列であって、1または数個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿
入、及び/又は付加を含む1またはそれ以上の変異を含むアミノ酸配列を含むタンパク質
をコードするDNAであって、該タンパク質がγ−グルタメートシステインリガーゼの活性
を有するものであるDNA、
(F)配列番号2のアミノ酸配列全体に対して65%以上の同一性を有するタンパク質をコー
ドするDNAであって、該タンパク質がγ−グルタメートシステインリガーゼの活性を有す
るものであるDNA。
腸内細菌科に属し、且つgshA遺伝子の発現が弱化するように改変された任意のL−アミノ酸生産菌を使用することができる。「L−アミノ酸生産菌」の用語は、当該細菌を培養培地で培養したときに、培地及び/又は菌体中にL−アミノ酸を生成し、排出もしくは分泌し、且つ/又は蓄積する能力を有する腸内細菌科の細菌を意味し得る。
、且つ/又は蓄積することができる細菌も意味し得る。また、「L−アミノ酸生産菌」の用語は、例えば、0.1g/l以上、0.5g/l以上、あるいは1.0g/l以上の量で目的のL−アミノ酸を培地中に蓄積することができる細菌も意味し得る。
ミノ酸生産能を有するように改変されていてもよい。前記細菌は、本来的にL−アミノ酸生産能を有する細菌において、あるいはL−アミノ酸生産能を付与された細菌において、gshA遺伝子の発現を弱化させることにより得ることができる。あるいは、前記細菌は、gshA遺伝子の発現が弱化するように改変された細菌にL−アミノ酸生産能を付与することにより得ることができる。前記細菌は、gshA遺伝子の発現を弱化させたことによりL−アミノ酸生産能を獲得したものであってもよい。
てもよく、2種またはそれ以上のL−アミノ酸の混合物を生産してもよい。
キシル基(COOH)を含む有機化合物を意味し得る。L−アミノ酸はアミノ酸の非限定的な例である。
、グルタミン酸ファミリーは、L−アルギニン、L−グルタミン酸、L−グルタミン、及びL−プロリンを含み、セリンファミリーは、L−システイン、グリシン、及びL−セリンを含み、アスパラギン酸ファミリーは、L−アスパラギン、L−アスパラギン酸、L−イソロイシン、L−リジン、L−メチオニン、及びL−スレオニンを含み、ピルビン酸ファミリーは、L−アラニン、L−イソロイシン、L−ロイシン、及びL−バリンを含み、芳香族ファミリーは、L−フェニルアラニン、L−トリプトファン、及びL−チロシンを含む。或るL−アミノ酸は別のL−アミノ酸の生合成経路の中間体になり得るので、上記アミノ酸ファミリーは、例えば非タンパク質性L−アミノ酸等の、その他のL−アミノ酸を包含し得る。例えば、L−シトルリン及びL−オルニチンはL−アルギニンの生合成経路からのアミノ酸である。したがって、グルタミン酸ファミリーは、L−アルギニン、L−グルタミン酸、L−グルタミン、及びL−プロリンに加えて、L−シトルリン及びL−オルニチンを包含してもよい。
、L−イソロイシン、L−ロイシン、及びL−バリンは分枝鎖L−アミノ酸グループに属し得る。さらに、L−ホモロイシン及びL−ホモイソロイシンも分枝鎖L−アミノ酸グループに属し得る。
塩(L−アルギニン・HCl)が挙げられる。アミノ酸の水和物としては、例えば、一水和
物や二水和物が挙げられる。アミノ酸の水和物として、具体的には、L−システイン一水和物(L−システイン・H2O)が挙げられる。
により腸内細菌科に分類されている細菌を使用することができる。改変することができる腸内細菌科の細菌の例としては、エシェリヒア、エンテロバクターあるいはパントエア属の細菌が挙げられる。
C 27325)やエシェリヒア・コリMG1655(ATCC 47076)等が挙げられる。これらの株は、
例えばアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(P.O. Box 1549, Manassas, VA 20108, United States of America)から入手することができる。すなわち各菌株には対
応する登録番号が付与されており、この登録番号を利用して発注することができる(www.atcc.orgを参照)。各菌株の登録番号は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションのカタログに記載されている。
agglomerans)やエンテロバクター・アエロゲネス(Enterobacter aerogenes)等が挙げられ、パントエア属細菌としてはパントエア・アナナティス(Pantoea ananatis)等が挙げられる。エンテロバクター・アグロメランスのいくつかの株は、近年、16S rRNAの塩基配列解析などによりパントエア・アグロメランス(Pantoea agglomerans)、パントエア
・アナナティス(Pantoea ananatis)、またはパントエア・スチューアルティ(Pantoea stewartii)に再分類されている。腸内細菌科に分類される細菌であれば、エンテロバク
ター属またはパントエア属のいずれに属するものであっても使用することができる。パントエア・アナナティス株を遺伝子工学的手法を用いて育種する場合には、パントエア・アナナティスAJ13355株(FERM BP-6614)、AJ13356株(FERM BP-6615)、AJ13601株(FERM BP-7207)、及びそれらの派生株を用いることができる。これらの株は、分離された当時
はエンテロバクター・アグロメランスと同定され、エンテロバクター・アグロメランスとして寄託されたが、上記のとおり最近16S rRNAの塩基配列解析等によりパントエア・アナナティスに再分類されている。
L−アルギニン生産菌及びL−アルギニン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、限定するものではないが、エシェリヒア・コリ237株(VKPM B-7925、米国特許出願公開2002058315 A1)及び変異型N−アセチルグルタメートシンターゼを
保持するその誘導株(ロシア特許第2215783 C2号、EP1170361 A1)、237株由来の酢酸資
化能が向上した株であるエシェリヒア・コリ382株(VKPM B-7926、EP1170358 A1)、エシェリヒア・コリK-12からのilvA遺伝子の野生型アレルをエシェリヒア・コリ382株に導入
することにより得た株であるエシェリヒア・コリ382ilvA+株等のエシェリヒア属に属する株が挙げられる。変異型N−アセチルグルタメートシンターゼの例としては、例えば、野生型酵素の15〜19位に相当するアミノ酸残基が置換されることによりL−アルギニンによるフィードバック阻害が解除された変異型N−アセチルグルタメートシンターゼが挙げられる(EP1170361 A1)。
伝子の発現が増強された株も挙げられる。そのような遺伝子の例としては、N−アセチルグルタメートシンターゼをコードする遺伝子(argA)に加えて、N−アセチル-γ-グルタミルホスフェートレダクターゼ(argC)、オルニチンアセチルトランスフェラーゼ(argJ)、N−アセチルグルタメートキナーゼ(argB)、N−アセチルオルニチントランスアミナーゼ(argD)、オルニチンカルバモイルトランスフェラーゼ(argF)、アルギニノスクシネートシンターゼ(argG)、アルギニノスクシネートリアーゼ(argH)、及びカルバモイルホスフェートシンテターゼ(carAB)をコードする遺伝子が挙げられる。
る親株の例としては、アミノ酸アナログなどに対する耐性を有する株も挙げられる。そのような株の例としては、α−メチルメチオニン、p−フルオロフェニルアラニン、D−アルギニン、アルギニンヒドロキサメート、S−(2−アミノエチル)−システイン、α−メチルセリン、β−2−チエニルアラニン、またはスルファグアニジンに対して耐性を有するエシェリヒア・コリ変異株が挙げられる(特開昭56-106598号参照)。
L−シトルリン生産菌及びL−シトルリン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、限定するものではないが、変異型N−アセチルグルタメートシンターゼを保持するエシェリヒア・コリ237/pMADS11株、237/pMADS12株、及び237/pMADS13株
(RU2215783 C2、ヨーロッパ特許第1170361 B1号、米国特許第6,790,647 B2号)、フィードバック耐性カルバモイルホスフェートシンセターゼを保持するエシェリヒア・コリ333
株(VKPM B-8084)及び374株(VKPM B-8086)(ロシア特許第2264459 C2号)、α−ケト
グルタレートシンターゼ活性が増大し、フェレドキシンNADP+レダクターゼ、ピルベート
シンターゼ、及び/又はα−ケトグルタレートデヒドロゲナーゼ活性がさらに改変されたエシェリヒア・コリ株(EP2133417 A1)などのエシェリヒア属に属する株、スクシネートデヒドロゲナーゼ及びα−ケトグルタレートデヒドロゲナーゼ活性が低下したパントエア・アナナティスNA1sucAsdhA株(米国特許出願公開2009286290 A1号)などが挙げられる。
た株が挙げられる。そのような遺伝子の例としては、限定するものではないが、N−アセチルグルタメートシンターゼ(argA)、N−アセチルグルタメートキナーゼ(argB)、N−アセチルグルタミルホスフェートレダクターゼ(argC)、アセチルオルニチントランスアミナーゼ(argD)、アセチルオルニチンデアセチラーゼ(argE)、オルニチンカルバモイルトランスフェラーゼ(argF/I)、及びカルバモイルホスフェートシンセターゼ(carAB)をコードする遺伝子、並びにそれらの組合せが挙げられる。
L−システイン生産菌及びL−システイン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、限定するものではないが、フィードバック阻害耐性のセリンアセチルトランスフェラーゼをコードする種々のcysEアレルで形質転換されたエシェリヒア・コリJM15(米国特許第6,218,168 B1号、ロシア特許第2279477 C2号)、細胞に対して毒性の物質を排出するのに適したタンパク質をコードする遺伝子を過剰発現するエシェリヒア・コリW3110(米国特許第5,972,663 A号)、システインデスルフヒドラーゼ活性が低下したエシェリヒア・コリ株(JP11155571 A2)、cysB遺伝子によりコードされるシステインレ
ギュロンの正の転写制御因子の活性が上昇したエシェリヒア・コリW3110(WO0127307 A1
)などのエシェリヒア属に属する株が挙げられる。また、L−システイン生産菌及びL−システイン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、エシェリヒア・コリJM15(ydeD)も挙げられる。エシェリヒア・コリJM15(ydeD)は、エシェリヒア・コリJM15の派生株であり(米国特許第6,218,168 B1号)、ydeD遺伝子を含むDNAで形質転換
されている(米国特許第5,972,663号)。
L−グルタミン酸生産菌及びL−グルタミン酸生産菌を誘導するために使用することが
できる親株の例としては、限定するものではないが、エシェリヒア・コリVL334thrC+(EP
1172433 A1)などのエシェリヒア属に属する株が挙げられる。エシェリヒア・コリVL334(VKPM B-1641)は、thrC遺伝子及びilvA遺伝子に変異を有するL−イソロイシン及びL
−スレオニン要求性株である(米国特許第4,278,765号)。thrC遺伝子の野生型アレルは
、野生型エシェリヒア・コリK12株(VKPM B-7)の細胞で増殖したバクテリオファージP1
を用いる一般的形質導入法により導入された。その結果、L−グルタミン酸生産能を有するL−イソロイシン要求性のVL334thrC+株(VKPM B-8961)が得られた。
)、アコニテートヒドラターゼ(acnA、acnB)、シトレートシンターゼ(gltA)、ピルベートカルボシラーゼ(pyc)、ピルベートデヒドロゲナーゼ(aceEF、lpdA)、ピルベートキナーゼ(pykA、pykF)、ホスホエノールピルベートシンターゼ(ppsA)、エノラーゼ(eno)、ホスホグリセロムターゼ(pgmA、pgmI)、ホスホグリセレートキナーゼ(pgk)、グリセルアルデヒド−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼ(gapA)、トリオースホスフェートイソメラーゼ(tpiA)、フルクトースビスホスフェートアルドラーゼ(fbp)、及び
グルコースホスフェートイソメラーゼ(pgi)をコードする遺伝子が挙げられる。
エシェリヒア・コリW3110sucA::KmR
エシェリヒア・コリAJ12624(FERM BP-3853)
エシェリヒア・コリAJ12628(FERM BP-3854)
エシェリヒア・コリAJ12949(FERM BP-4881)
(アスパラギン酸アナログ)に対して耐性を有する株が挙げられる。これらの株は、α−ケトグルタレートデヒドロゲナーゼを欠損していてもよく、そのような例としては、例えば、エシェリヒア・コリAJ13199(FERM BP-5807、米国特許第5,908,768号)、さらにL−グルタミン酸分解能が低下したエシェリヒア・コリFFRM P-12379(米国特許第5,393,671
号)、エシェリヒア・コリAJ13138(FERM BP-5565、米国特許第6,110,714号)などが挙げられる。
トエア・アナナティスSC17株(FERM BP-11091)、パントエア・アナナティスSC17(0)株(VKPM B-9246)などのパントエア属細菌も挙げられる。AJ13355株は、静岡県磐田市の土壌から、低pHでL−グルタミン酸及び炭素源を含む培地で増殖できる株として分離された株である。SC17株は、AJ13355株から、粘液質低生産変異株として選択された株である(
米国特許第6,596,517号)。SC17株は、2009年2月4日に、独立行政法人産業技術総合研究
所特許生物寄託センター(現独立行政法人製品評価技術基盤機構特許生物寄託センター(NITE IPOD)、郵便番号292-0818、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 120号室)に寄託され、受託番号FERM BP-11091が付与されている。AJ13355株は、1998年2月19日に、通
商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所(現NITE IPOD、郵便番号292-0818、日本国
千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 120号室)に寄託され、受託番号FERM P-16644が付与さ
れている。その後、この寄託は1999年1月11日にブダペスト条約の規定に基づく国際寄託
に移管され、受託番号FERM BP-6614が付与されている。
は、αKGDH-E1サブユニット遺伝子(sucA)が破壊されたことによりα−ケトグルタレー
トデヒドロゲナーゼ活性を欠損している。この株は、単離された際にはエンテロバクター・アグロメランスと同定され、エンテロバクター・アグロメランスAJ13356株として寄託
されたが、近年、16S rRNAの塩基配列解析などにより、パントエア・アナナティスに再分類されている。AJ13356株は、上記寄託機関にエンテロバクター・アグロメランスとして
寄託されているが、本明細書ではパントエア・アナナティスとして記載する。
株は、SC17sucA株に、エシェリヒア・コリ由来のシトレートシンターゼ遺伝子(gltA)、ホスホエノールピルベートカルボキシラーゼ遺伝子(ppc)、及びグルタメートデヒドロ
ゲナーゼ遺伝子(gdhA)を含むプラスミドRSFCPG、並びにブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム由来のシトレートシンターゼ遺伝子(gltA)を含むプラスミドpSTVCBを導入して得た株である。AJ13601株は、このSC17sucA/RSFCPG+pSTVCB株から、低pH下で高濃度
のL−グルタミン酸に対して耐性を示す株として選択された株である。また、NP106株は
、AJ13601株からプラスミドRSFCPG及びpSTVCBを脱落させることにより得た株である。AJ13601株は、1999年8月18日に、通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所(現NITE IP
OD、郵便番号292-0818、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 120号室)に寄託され、
受託番号FERM P-17516が付与された。その後、この寄託は、2000年7月6日にブダペスト条約の規定に基づく国際寄託に移管され、受託番号FERM BP-7207が付与されている。
L−ヒスチジン生産菌及びL−ヒスチジン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、限定するものではないが、エシェリヒア・コリ24株(VKPM B-5945
、RU2003677 C1)、エシェリヒア・コリ80株(VKPM B-7270、RU2119536 C1)、エシェリ
ヒア・コリNRRL B-12116〜B-12121(米国特許第4,388,405号)、エシェリヒア・コリH-9342(FERM BP-6675)及びH-9343(FERM BP-6676)(米国特許第6,344,347 B1号)、エシェリヒア・コリH-9341(FERM BP-6674、EP1085087 A2)、エシェリヒア・コリAI80/pFM201
(米国特許第6,258,554 B1号)などのエシェリヒア属に属する株が挙げられる。
ボシルトランスフェラーゼ(hisG)、ホスホリボシル-AMPサイクロヒドロラーゼ(hisI)、ホスホリボシル-ATPサイクロヒドロラーゼ/ホスホリボシル-ATPピロホスファターゼ(hisIE)、ホスホリボシルフォルミミノ-5-アミノイミダゾールカルボキサミドリボタイド
イソメラーゼ(hisA)、アミドトランスフェラーゼ(hisH)、ヒスチジノールホスフェートアミノトランスフェラーゼ(hisC)、ヒスチジノールホスファターゼ(hisB)、ヒスチジノールデヒドロゲナーゼ(hisD)などをコードする遺伝子が挙げられる。
ボシルトランスフェラーゼにフィードバック阻害に対する耐性を付与する変異を導入することにより、効率的に増強することができる(ロシア特許第2003677 C1号及び第2119536 C1号)。
L−イソロイシン生産菌及びL−イソロイシン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、限定するものではないが、6-ジメチルアミノプリンに対して耐性を有する変異株(特開平5-304969号)、チアイソロイシンやイソロイシンヒドロキサメートなどのイソロイシンアナログに対して耐性を有する変異株、さらにDL−エチオニン及び/又はアルギニンヒドロキサメートに対して耐性を有する変異株(特開平5-130882号)が挙げられる。さらに、スレオニンデアミナーゼやアセトヒドロキシ酸シンターゼなどのL−イソロイシン生合成に関与するタンパク質をコードする遺伝子で形質転換された組換え株もL−イソロイシン生産菌またはその親株として使用できる(特開平2-458号、EP 0356739 A1及び米国特許第5,998,178号)。
L−ロイシン生産菌またはL−ロイシン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、限定するものではないが、ロイシン耐性のエシェリヒア・コリ株(例えば、57株(VKPM B-7386, 米国特許第6,124,121号))、β-2-チエニルアラニン、3-ヒ
ドロキシロイシン、4-アザロイシン、5,5,5-トリフルオロロイシンなどのロイシンアナログに耐性のエシェリヒア・コリ株(特公昭62-34397号及び特開平8-70879号)、WO96/06926に記載された遺伝子工学的方法で得られたエシェリヒア・コリ株、エシェリヒア・コリH-9068(特開平8-70879号)などのエシェリヒア属に属する株が挙げられる。
伝子(米国特許第6,403,342 B1号)に代表される、leuABCDオペロンの遺伝子が挙げられ
る。さらに、L−ロイシン生産菌及びL−ロイシン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、細菌細胞からL−アミノ酸を排出するタンパク質をコードする1種またはそれ以上の遺伝子の発現が増強された株も挙げられる。そのような遺伝子の例としては、b2682遺伝子及びb2683遺伝子(ygaZH遺伝子)が挙げられる(EP 1239041 A2)。
L−リジン生産菌及びL−リジン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、エシェリヒア属に属し、L−リジンアナログに対して耐性を有する変異株が挙げられる。L−リジンアナログはエシェリヒア属に属する細菌の生育を阻害するが、この阻害はL−リジンが培地に共存するときには完全にまたは部分的に解除される。L−リジンアナログの例としては、限定するものではないが、オキサリジン、リジンヒドロキサメート、S−(2−アミノエチル)−L−システイン(AEC)、γ−メチルリジン、α−
クロロカプロラクタムなどが挙げられる。これらのリジンアナログに対して耐性を有する変異株は、エシェリヒア属に属する細菌を通常の人為的変異誘発処理に付すことによって得ることができる。L−リジン生産に有用な細菌株の具体例としては、エシェリヒア・コリAJ11442(FERM BP-1543、NRRL B-12185、米国特許第4,346,170号参照)及びエシェリヒア・コリVL611が挙げられる。これらの株では、L−リジンによるアスパルトキナーゼの
フィードバック阻害が解除されている。
増強された株も挙げられる。そのような遺伝子の例としては、限定するものではないが、ジヒドロジピコリネートシンターゼ(dapA)、アスパルトキナーゼIII(lysC)、ジヒド
ロジピコリネートレダクターゼ(dapB)、ジアミノピメレートデカルボキシラーゼ(lysA)、ジアミノピメレートデヒドロゲナーゼ(ddh)(米国特許第6,040,160号)、ホスホエノールピルベートカルボキシラーゼ(ppc)、アスパルテートセミアルデヒドデヒドロゲ
ナーゼ(asd)、及びアスパルターゼ(aspA)(EP1253195 A)をコードする遺伝子が挙げられる。また、L−リジン生産菌またはその親株は、エネルギー効率に関与する遺伝子(cyo)(EP 1170376 A)、ニコチンアミドヌクレオチドトランスヒドロゲナーゼをコード
する遺伝子(pntAB)(米国特許第5,830,716 A号)、ybjE遺伝子(WO2005/073390)、ま
たはこれらの組合せの発現レベルが増大していてもよい。アスパルトキナーゼIIIはL−
リジンによるフィードバック阻害を受けるので、同酵素の活性を増強するために、L−リジンによるフィードバック阻害が解除されたアスパルトキナーゼIIIをコードする変異型lysC遺伝子を使用してもよい(米国特許5,932,453号明細書)。また、ジヒドロジピコリネートシンターゼはL−リジンによるフィードバック阻害を受けるので、同酵素の活性を増
強するために、L−リジンによるフィードバック阻害が解除されたジヒドロジピコリネートシンターゼをコードする変異型dapA遺伝子を使用してもよい。
、郵便番号292-0818、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 120号室)に寄託され、受
託番号FERM P-14690が付与された。その後、1995年9月29日にブダペスト条約の規定に基
づく国際寄託に移管され、受託番号FERM BP-5252が付与されている(米国特許第5,827,698号)。
れ、2008年10月7日に独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センター(現NITE IPOD、郵便番号292-0818、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 120号室)に受託番号FERM BP-11027で国際寄託として寄託された。
プラスミドpCABD2を導入することにより構築された(米国特許第6,040,160号)。プラス
ミドpCABD2は、L−リジンによるフィードバック阻害を解除する変異(H118Y)を有する
ジヒドロジピコリネートシンターゼ(DDPS)をコードするエシェリヒア・コリ由来の変異型dapA遺伝子と、L−リジンによるフィードバック阻害を解除する変異(T352I)を有す
るアスパルトキナーゼIIIをコードするエシェリヒア・コリ由来の変異型lysC遺伝子と、
エシェリヒア・コリ由来のジヒドロジピコリネートレダクターゼをコードするdapB遺伝子と、ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム由来のジアミノピメレートデヒドロゲナーゼをコードするddh遺伝子を含む。
シェリヒア・コリAJ111046と命名され、2013年1月29日にNITE IPOD(郵便番号292-0818、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 120号室)に寄託されている。その後、2014年5月15日にブダペスト条約の規定に基づく国際寄託に移管され、受託番号NITE BP-01520が付
与されている。
L−メチオニン生産菌及びL−メチオニン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、限定するものではないが、エシェリヒア・コリAJ11539(NRRL B-12399)、AJ11540(NRRL B-12400)、AJ11541(NRRL B-12401)、AJ11542(NRRL B-12402)(英国特許第2075055号)、L−メチオニンのアナログであるノルロイシンに対して耐性
を有するエシェリヒア・コリ218株(VKPM B-8125、RU2209248 C2)及び73株(VKPM B-8126、RU2215782 C2)などが挙げられる。エシェリヒア・コリ73株は、2001年5月14日にRussian National Collection of Industrial Microorganisms(VKPM、FGUP GosNII Genetika, Russian Federation, 117545 Moscow, 1st Dorozhny proezd, 1)に受託番号VKPM B-8126で寄託された。その後、2002年2月1日にブダペスト条約の規定に基づく国際寄託に移管された。さらに、メチオニンリプレッサー欠損株、及びホモセリントランスサクシニラーゼやシスタチオニンγ-シンターゼなどのメチオニン生合成に関与するタンパク質をコー
ドする遺伝子で形質転換された組換え株(特開2000-139471号)もL−メチオニン生産菌
またはその親株として使用できる。
L−オルニチンはL−アルギニン生合成経路の中間体であるので、L−オルニチン生産菌及びL−オルニチン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、上記したようなL−アルギニン生合成酵素をコードする1種またはそれ以上の遺伝子の発
現が増強された株が挙げられる。
L−フェニルアラニン生産菌及びL−フェニルアラニン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、限定するものではないが、エシェリヒア・コリAJ12739(tyrA::Tn10, tyrR)(VKPM B-8197)、変異型pheA34遺伝子を保持するエシェリヒア・コリHW1089(ATCC 55371、米国特許第5,354,672号)、エシェリヒア・コリMWEC101-b(KR8903681)、エシェリヒア・コリNRRL B-12141、NRRL B-12145、NRRL B-12146、及びNRRL B-12147(米国特許第4,407,952号)、エシェリヒア・コリK-12 [W3110 (tyrA)/pPHAB](FERM BP-3566)、エシェリヒア・コリK-12 [W3110 (tyrA)/pPHAD](FERM BP-12659)、エ
シェリヒア・コリK-12 [W3110 (tyrA)/pPHATerm](FERM BP-12662)、並びにAJ12604と命名されたエシェリヒア・コリK-12 [W3110 (tyrA)/pBR-aroG4, pACMAB](FERM BP-3579、EP488424 B1)が挙げられる。さらに、L−フェニルアラニン生産菌及びL−フェニルアラニン生産菌を誘導するために使用することができる親株としては、yedA遺伝子またはyddG遺伝子によりコードされるタンパク質の活性が増強されたエシェリヒア属に属するL−フェニルアラニン生産菌も挙げられる(米国特許第7,259,003号及び第7,666,655号)。
L−プロリン生産菌及びL−プロリン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、限定するものではないが、ilvA遺伝子を欠損し、L−プロリンを生産できるエシェリヒア・コリ702ilvA(VKPM B-8012、EP1172433 A1)などのエシェリヒア属に属する株が挙げられる。L−プロリン生産菌及びL−プロリン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、L−プロリン生合成に関与する1種またはそれ以
上の遺伝子の発現が増強された株も挙げられる。L−プロリン生産菌において使用するこ
とができるそのような遺伝子の例としては、L−プロリンによるフィードバック阻害が解除されたグルタメートキナーゼをコードするproB遺伝子が挙げられる(DE3127361 A1)。さらに、L−プロリン生産菌及びL−プロリン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、細菌の細胞からのL−アミノ酸の排出を担うタンパク質をコードする遺伝子の1種またはそれ以上遺伝子の発現が増強された株も挙げられる。このような
遺伝子の例としては、b2682遺伝子及びb2683遺伝子(ygaZH遺伝子)(EP1239041 A2)が
挙げられる。
L−スレオニン生産菌及びL−スレオニン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、限定するものではないが、エシェリヒア・コリTDH-6/pVIC40(VKPM
B-3996、米国特許第5,175,107号及び第5,705,371号)、エシェリヒア・コリ472T23/pYN7(ATCC 98081、米国特許第5,631,157号)、エシェリヒア・コリNRRL B-21593(米国特許
第5,939,307号)、エシェリヒア・コリFERM BP-3756(米国特許第5,474,918号)、エシェリヒア・コリFERM BP-3519及びFERM BP-3520(米国特許第5,376,538号)、エシェリヒア
・コリMG442(Gusyatiner et al., Genetika (Russian), 1978, 14:947-956)、エシェリヒア・コリVL643及びVL2055(EP1149911 A2)、エシェリヒア・コリVKPM B-5318(EP0593792 A1)などのエシェリヒア属に属する株が挙げられる。
ー(leaky)変異を有する。この株は、また、rhtA遺伝子に、高濃度のスレオニンまたは
ホモセリンに対する耐性を付与する変異を有する。VKPM B-3996株は、プラスミドpVIC40
を保持する株であり、TDH-6株にプラスミドpVIC40を導入することにより得られたもので
ある。プラスミドpVIC40は、変異型thrA遺伝子を含むthrA*BCオペロンをRSF1010由来ベクターに挿入することにより得たものである。この変異型thrA遺伝子は、スレオニンによるフィードバック阻害が実質的に解除されたアスパルトキナーゼホモセリンデヒドロゲナーゼIをコードする。VKPM B-3996株は、1987年11月19日にAll-Union Scientific Center of Antibiotics(Russian Federation, 117105 Moscow, Nagatinskaya Street 3-A)に受
託番号RIA 1867で寄託されている。VKPM B-3996株は、1987年4月7日にRussian National Collection of Industrial Microorganisms(VKPM、FGUP GosNII Genetika, Russian Federation, 117545 Moscow, 1st Dorozhny proezd, 1)にも受託番号B-3996で寄託されている。
いる。
いてもよい:
- スレオニンによるフィードバック阻害に対して耐性のアスパルトキナーゼホモセリンデヒドロゲナーゼIをコードする変異型thrA遺伝子、
- ホモセリンキナーゼをコードするthrB遺伝子、
- スレオニンシンターゼをコードするthrC遺伝子;
- スレオニン及びホモセリン排出系の推定膜貫通型タンパク質をコードするrhtA遺伝子、
- アスパルテート-β-セミアルデヒドデヒドロゲナーゼをコードするasd遺伝子、
- アスパルテートアミノトランスフェラーゼ(アスパルテートトランスアミナーゼ)をコードするaspC遺伝子。
るthrA遺伝子は明らかにされている(KEGG、Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes
、エントリーNo. b0002、GenBank accession No. NC_000913.2、ヌクレオチド位置337〜2,799、Gene ID 945803)。thrA遺伝子は、エシェリヒア・コリK-12の染色体においてthrL遺伝子とthrB遺伝子との間に位置する。
は、エシェリヒア・コリスレオニン生産株VKPM B-3996に存在する周知のプラスミドpVIC40から単一のオペロンとして取得できる。プラスミドpVIC40の詳細は、米国特許第5,705,371号に記載されている。
伝子(KEGG、エントリーNo. B0813)と同一である。
子との間に位置している。
L−トリプトファン生産菌及びL−トリプトファン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、限定するものではないが、部分的に不活性化されたトリプトファニル-tRNAシンテターゼをコードする変異型trpS遺伝子を保持するエシェリヒア・
コリJP4735/pMU3028(DSM10122)及びJP6015/pMU91(DSM10123)(米国特許第5,756,345
号)、セリンによるフィードバック阻害を受けないホスホグリセリレートデヒドロゲナーゼをコードするserAアレル及びトリプトファンによるフィードバック阻害を受けないアントラニレートシンターゼをコードするtrpEアレルを有するエシェリヒア・コリSV164(pGH5)(米国特許第6,180,373 B1号)、酵素トリプトファナーゼを欠損するエシェリヒア・コ
リAGX17(pGX44)(NRRL B-12263)及びAGX6(pGX50)aroP(NRRL B-12264)(米国特許第4,371,614号)、ホスホエノールピルビン酸生産能が増強されたエシェリヒア・コリAGX17/pGX50,pACKG4-pps(WO97/08333、米国特許第6,319,696 B1号)などのエシェリヒア属に属する株が挙げられる。L−トリプトファン生産菌及びL−トリプトファン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、yedA遺伝子またはyddG遺伝子によりコードされるタンパク質の活性が増強されたエシェリヒア属に属するL−トリプトファン生産菌も挙げられる(米国特許出願公開第20030148473 A1号及び第20030157667 A1号)。
スホグリセレートデヒドロゲナーゼをコードする変異型serA遺伝子を含むプラスミドpGH5(WO94/08031 A1)をエシェリヒア・コリSV164に導入することにより得られた形質転換株が挙げられる。
号、米国特許第4,371,614号)も挙げられる。さらに、トリプトファンオペロン(trpBA)中のトリプトファンシンターゼをコードする遺伝子の発現を増強することによりL−トリプトファン生産能を付与してもよい。トリプトファンシンターゼは、それぞれtrpA及びtrpB遺伝子によりコードされるα及びβサブユニットからなる。さらに、イソシトレートリアーゼ-マレートシンターゼオペロンの発現を増強することによりL−トリプトファン生
産能を改良してもよい(WO2005/103275)。
L−バリン生産菌及びL−バリン生産菌を誘導するために使用することができる親株の例としては、限定するものではないが、ilvGMEDAオペロンを過剰発現するように改変された株(米国特許第5,998,178号)が挙げられる。ilvGMEDAオペロン中のアテニュエーショ
ンに必要な領域を除去し、生産されるL−バリンによりオペロンの発現が減衰しないようにすることが望ましい。さらに、オペロン中のilvA遺伝子が破壊され、スレオニンデアミナーゼ活性が減少していることが望ましい。
例としては、アミノアシルt-RNAシンテターゼに変異を有する変異株(米国特許第5,658,766号)も挙げられる。そのような株の例としては、イソロイシンtRNAシンテターゼをコードするileS遺伝子に変異を有するエシェリヒア・コリVL1970が挙げられる。エシェリヒア・コリVL1970は、1988年6月24日に、Russian National Collection of Industrial Microorganisms(VKPM、FGUP GosNII Genetika, Russian Federation, 117545 Moscow, 1st Dorozhny Proezd, 1)に、受託番号VKPM B-4411で寄託されている。
ア・コリVKPM B-4411(米国特許5,658,766号)、エシェリヒア・コリVKPM B-7707(EP1016710 A2)なども挙げられる。
知である。すなわち、gshA遺伝子は配列番号1に示す塩基配列を有していてもよく、gshA
遺伝子にコードされるγGCSタンパク質は配列番号2に示すアミノ酸配列を有していてもよい。なお、「(アミノ酸または塩基)配列を有する」という表現は、当該「(アミノ酸または塩基)配列を含む」場合および当該「(アミノ酸または塩基)配列からなる」場合を包含する。
子の一部の削除あるいは遺伝子の全体の削除、該遺伝子によりコードされるタンパク質中のアミノ酸置換(ミスセンス変異)を起こす1つまたはそれ以上の塩基の置換、終止コド
ンの導入(ナンセンス変異)、遺伝子のリーディングフレームをシフトさせる1つまたは2つの塩基の削除、薬剤耐性遺伝子及び/又は転写終結シグナルの挿入、あるいはプロモーター、エンハンサー、アテニュエーター、リボソーム結合部位等の遺伝子発現を制御する配列を含む該遺伝子の隣接領域の改変により、改変DNA領域が当該遺伝子を通常通りに発
現することができなくてもよい。遺伝子の不活性化は、例えば、UV照射あるいはニトロソグアニジン(N-メチル-N'-ニトロ-N-ニトロソグアニジン)を使用する変異処理、部位特
異的変異、相同組換えを使用した遺伝子破壊、及び/又は「Red/ET-ドリブンインテグレ
ーション」または「λRed/ET-メディエーテッドインテグレーション」に基づいた挿入欠
失変異(Yu D. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97(11):5978-5983; Datsenko K.A. and Wanner B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97(12):6640-6645; Zhang Y. et al., Nature Genet., 1998, 20:123-128)等の従来の方法によっても行うこ
とができる。
、制御領域が、核酸分子または遺伝子の塩基配列に、該塩基配列の発現(例えば、増強された、増大した、構成的な、基底レベルの、抗終結化された、弱化された、脱制御化された、減少した、あるいは抑制された発現)、具体的には該塩基配列によりコードされた遺伝子産物の発現、を可能とするように結合していることを意味し得る。
量の、例えば50%以下、20%以下、10%以下、5%以下、あるいは0%に低下していることも意
味し得る。
菌と比較して減少するように細菌が改変されていることも意味し得る。細菌は、細胞当たりのγGCSタンパク質の活性が、非改変細菌における活性の、例えば50%以下、20%以下、10%以下、5%以下、あるいは0%に低下するように改変されていてよい。
パントエア・アナナティスAJ13355株(FERM BP-6614)等のパントエア属に属する細菌の
野生株などが挙げられる。上記の比較のための対照となる非改変細菌の例としては、gshA遺伝子の発現が弱化するように改変されていない親株や、gshA遺伝子の発現が弱化されていない細菌も挙げられる。
L−システイン + L−グルタミン酸 + ATP ⇔ γ−L−グルタミル−L−システイン + ADP + リン酸 + H+ (ATPはアデノシントリホスフェートを意味し、ADPはアデノシンジホスフェートを意味する)
の形成を測定することにより(Seelig G.F. and Meister A., Glutathione biosynthesis; gamma-glutamylcysteine synthetase from rat kidney, Methods Enzymol., 1985; 113:379-390)、あるいはL−α−[14C]アミノブチレートを使用してジペプチドの形成を測
定することにより(Griffith O.W. and Meister A., Selective inhibition of gamma-glutamyl-cycle enzymes by substrate analogs, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1977, 74
(8):3330-3334)、決定することができる。高速液体クロマトグラフィー及び電気化学
的検出によるγ-グルタミルシステインの直接の測定も使用できる(Gegg M.E. et al., Determination of glutamate-cysteine ligase (gamma-glutamylcysteine synthetase) activity by high-performance liquid chromatography and electrochemical detection, Anal. Biochem., 2002, 304(1):26-32)。タンパク質濃度は、ウシ血清アルブミンを標準として使用するブラッドフォードタンパク質分析によって決定することができる(Bradford M.M., Anal. Biochem., 1976, 72:248-254)。
いものに置換することにより弱化させることができる。プロモーターの強度はRNA合成の
開始の頻度として定義される。プロモーターの強度を評価する方法及び強力なプロモーターの例はGoldstein M.A.らなどにより記載されている(Goldstein M.A. and Doi R.H., Prokaryotic promoters in biotechnology, Biotechnol. Annu. Rev., 1995, 1:105-128)。さらに、WO0018935 A1に開示されるように、遺伝子のプロモーター領域に1つまたはそ
れ以上のヌクレオチド置換を導入し、それによりプロモーターを改変して弱化させることも可能である。さらに、シャイン・ダルガルノ(SD)配列、及び/又はSD配列と開始コドンの間のスペーサー、及び/又はリボソーム結合部位(RBS)中の開始コドンの直ぐ上流
及び/又は下流の配列における数個のヌクレオチドの置換がmRNAの翻訳効率に大きく影響することが知られている。これらの領域の改変は、gshA遺伝子の転写を低下させることと組合せてもよい。
あるいは紫外線(UV)の照射もしくはニトロソグアニジン(N-メチル-N'-ニトロ-N-ニトロソグアニジン、NGT)による変異処理などのような慣用の方法により、弱化すること
もできる。さらに、例えば、λRed/ET-メディエーテッドリコンビネーション(Datsenko K.A. and Wanner B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97(12):6640-6645)に基づいた、公知の染色体改変方法により部位特異的な変異の導入を行うことができる。
した後、遺伝子配列に基づいたプローブを使用するサザンブロッテイング、または蛍光in
situハイブリダイゼーション(FISH)等を行うことにより、測定することができる。遺
伝子発現のレベルは、ノーザンブロッティングや定量的RT-PCR等の様々な周知の方法を使用して遺伝子から転写されたmRNAの量を測定することにより決定することができる。遺伝子によってコードされるタンパク質の量は、SDS-PAGEと、その後の免疫ブロッティング(ウェスタンブロッティング)やタンパク質試料の質量分析等の公知の方法により測定することができる。
グのための方法は、当業者に周知の通常の方法であってよい。そのような方法は、例えば、Sambrook J., Fritsch E.F. and Maniatis T., "Molecular Cloning: A Laboratory Ma
nual", 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)、あるいはGreen M.R.
and Sambrook J.R., "Molecular Cloning: A Laboratory Manual", 4th ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press (2012)、Bernard R. Glick, Jack J. Pasternak and Cheryl L. Patten, "Molecular Biotechnology: principles and applications of recombinant DNA", 4th ed., Washington, DC, ASM Press (2009)に記載されている。
あって、γGCSタンパク質をコードする遺伝子であってもよい。すなわち、「gshA遺伝子
」という用語は、配列番号1に示すgshA遺伝子に限られず、配列番号1に示すgshA遺伝子とその変異体塩基配列を総称してよい。
配列中に有するタンパク質であって、γGCSタンパク質のものに類似する活性または機能
(例えば上記したようなγ−グルタメートシステインリガーゼの活性)を維持しているか、その三次元構造が野生型γGCSタンパク質に対して有意には変更されていないタンパク
質を意味し得る。変異体タンパク質中の変異の数は、タンパク質の三次元構造中の位置あるいはアミノ酸残基の種類による。変異体タンパク質中の変更の数は、厳密に限定されるものではないが、配列番号2において1〜100、別の例では1〜50、別の例では1〜30、別の
例では1〜15、別の例では1〜10、あるいは別の例では1〜5であってよい。これは、アミノ酸には互いに高い相同性を有し、それらアミノ酸間の変異によっても、タンパク質の活性あるいは機能が影響されないか、タンパク質の三次元構造が野生型タンパク質と比較して有意に変化しないものがあるからである。従って、gshA遺伝子によってコードされる変異体タンパク質は、γGCSタンパク質の活性あるいは機能が維持されるか、γGCSタンパク質の三次元構造が野生型γGCSタンパク質と比較して有意に変更されない限り、配列番号2のアミノ酸配列全体に対して65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、98%以上、あるいは99%以上の、コンピュータプログラムBLASTを使用する際のパラメーター「同一性」として定義される、相同性を有するものであってよい。
で、置換部位が疎水性アミノ酸である場合には、Ala、Leu、Ile、Val間で、置換部位が親水性アミノ酸である場合にはGlu、Asp、Gln、Asn、Ser、His、Thr間で、置換部位が極性
アミノ酸である場合には、Gln、Asn間で、置換部位が塩基性アミノ酸である場合にはLys
、Arg、His間で、置換部位が酸性アミノ酸である場合には、Asp、Glu間で、置換部位がヒドロキシル基を有するアミノ酸である場合には、Ser、Thr間で、互いに置換する置換である。保存的置換の例としては、AlaからSerまたはThrへの置換、ArgからGln、HisまたはLysへの置換、AsnからGlu、Gln、Lys、HisまたはAspへの置換、AspからAsn、GluまたはGln
への置換、CysからSerまたはAlaへの置換、GlnからAsn、Glu、Lys、His、AspまたはArgへの置換、GluからAsn、Gln、LysまたはAspへの置換、GlyからProへの置換、HisからAsn、Lys、Gln、ArgまたはTyrへの置換、IleからLeu、Met、ValまたはPheへの置換、LeuからIle、Met、ValまたはPheへの置換、LysからAsn、Glu、Gln、HisまたはArgへの置換、MetからIle、Leu、ValまたはPheへの置換、PheからTrp、Tyr、Met、IleまたはLeuへの置換、Ser
からThrまたはAlaへの置換、ThrからSerまたはAlaへの置換、TrpからPheまたはTyrへの置
換、TyrからHis、PheまたはTrpへの置換、及びValからMet、IleまたはLeuへの置換が挙げられる。
れ以上の第2の変異により、γGCSタンパク質のものに類似する活性または機能(例えば上記したようなγ−グルタメートシステインリガーゼの活性)が維持されるか、あるいは野生型γGCSタンパク質と比較してγGCSタンパク質の三次元構造が有意に変更されないように、補償されるものである。
ばBLAST検索、FASTA検索、及びClustalW法を使用することができる。BLAST(Basic Local
Alignment Search Tool, www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)検索は、プログラムblastp、blastn、blastx、megablast、tblastn、及びtblastxにより使用される発見的探索アルゴリズムであり、これらのプログラムは、Karlin S.及びAltschul S.F.の統計学的方法 ("Methods for assessing the statistical significance of molecular sequence features by using general scoring schemes" Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1990, 87:2264-2268; "Applications and statistics for multiple high-scoring segments in molecular sequences". Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90:5873-5877)を使用して、有意性を
発見物に帰着させるものである。コンピュータプログラムBLASTは3つのパラメーター、すなわち、スコア、同一性、及び類似性、を計算する。FASTA検索法は、Pearson W.R.によ
り記載されている("Rapid and sensitive sequence comparison with FASTP and FASTA", Methods Enzymol., 1990, 183:63-98)。ClustalW法は、Thompson J.D. et al.によっ
て記載されている("CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and weight matrix choice", Nucleic Acids Res., 1994, 22:4673-4680)。
らのγGCSタンパク質ホモログが知られており、それらは上記のようなγ−グルタメート
システインリガーゼの活性を有する。腸内細菌科の細菌のそのようなγGCSタンパク質ホ
モログの例を、相同性の値(「同一性」、すなわちアミノ酸の同一性、として)、分類学データならびにNCBIデータベース(National Center for Biotechnology Information, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/)におけるアミノ酸配列の受託(Accession)番号及び配列記録(Sequence record)番号とともに以下に記載する(表1)。
、gshA遺伝子は変異体塩基配列であってもよい。「変異体塩基配列」の用語は、上記のような変異体タンパク質をコードする塩基配列、あるいは標準遺伝子暗号表(例えばLewin B., "Genes VIII", 2004, Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ 07458を
参照)による任意の同義のアミノ酸コドンを使用して配列番号2に示すγGCSタンパク質等の野生型γGCSタンパク質をコードする塩基配列を意味し得る。従って、gshA遺伝子は、
遺伝暗号の縮重による変異体塩基配列、例えば遺伝子コードの縮重による配列番号1の変
異体塩基配列、であってもよい。
配列から調製し得るプローブと、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列も意味し得る。「ストリンジェントな条件」としては、特異的なハイブリッド、例えば
コンピュータプログラムBLASTを使用する場合のパラメーター「同一性」として定義され
る相同性が60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、あるいは99%以上のハイブリッド、が形成され、非特異的なハイブリッド、例えば上記より相同性が低いハイブリッド、が形成されない条件が挙げられる。ストリンジェントな条件としては、例えば、1×SSC(標準クエン酸ナトリウムまたは標準塩化ナトリウム)、0.1% SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)、別の例においては0.1×SSC、0.1% SDSの塩濃度で60℃または65℃において1回以上、別の例において2または3回洗浄する条件が挙げられる。洗浄時間は、ブロッティングに使用されたメンブレンの種類に依存し、一般的には製造者により推奨されるものとすべきである。例えば、Amersham HybondTM-N+正荷電ナイロンメンブレン(GE Healthcare)のストリンジェントな条件
下での推奨洗浄時間は15分である。洗浄工程は2または3回行うことができる。プローブとしては、配列番号1に示す配列に相補的な配列の一部を使用してもよい。そのようなプ
ローブは、配列番号1に示す配列に基づいて調製されたオリゴヌクレオチドをプライマー
として使用し、該塩基配列を含むDNA断片を鋳型として使用するPCRによって調製することができる。プローブの長さは、50 bpを超えることが推奨されるが、ハイブリゼーション
条件により適切に選択することができ、通常100 bp 〜1 kbpである。例えば、約300 bpの長さを有するDNA断片をプローブとして使用する場合、ハイブリダイゼーション後の洗浄
条件としては、50℃、60℃、あるいは65℃における2×SSC、0.1%SDSの条件が挙げられる
。
記参照)ので、γGCSタンパク質をコードする変異体塩基配列は、gshA遺伝子の塩基配列
に基づいて調製されたプライマーを利用するPCR(ポリメラーゼ連鎖反応、White T.J. et
al., The polymerase chain reaction, Trends Genet., 1989, 5:185-189参照)により
得ることができ、あるいは野生型gshA遺伝子を含むDNAをin vitroで例えばヒドロキシル
アミンで処理することによる部位特異的変異法、あるいは野生型のgshA遺伝子を保持する微生物、例えば腸内細菌科に属する細菌を紫外線(UV)照射もしくはN-メチル-N'-ニトロ-N-ニトロソグアニジン(NTG)及び亜硝酸等の突然変異誘発に通常使用される変異剤で処理する方法により得ることができ、あるいは完全長の遺伝子構造物として化学合成することができる。すなわち、このようにして、腸内細菌科の他の細菌のγGCSタンパク質をコ
ードする遺伝子を得ることができる。
本発明の方法は、L−アラニン、L−アルギニン、L−アスパラギン、L−アスパラギン酸、L−シトルリン、L−システイン、L−グルタミン酸、L−グルタミン、グリシン、L−ヒスチジン、L−イソロイシン、L−ロイシン、L−リジン、L−メチオニン、L−オルニチン、L−フェニルアラニン、L−プロリン、L−セリン、L−スレオニン、L−トリプトファン、L−チロシン、及びL−バリン等のL−アミノ酸、又はそれらの混合物を製造する方法を包含する。具体的には、本発明の方法は、L−イソロイシン、L−ロ
イシン、及びL−バリン等の分枝鎖L−アミノ酸、又はそれらの混合物を製造する方法を包含する。より具体的には、本発明の方法は、L−バリンを製造する方法を包含する。
・H2O)等のL−アミノ酸の一塩酸塩一水和物を前記方法により製造することができる。
酸アンモニウム、硫酸マグネシウム、硫酸鉄、硫酸マンガンなどが挙げられる。培地は、炭素源、窒素源、及び硫黄源に加えて、リン源を含んでもよい。リン源としては、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、ピロ燐酸などのリン酸ポリマーなどを使用することができる。ビタミンB1、ビタミンB2、ビタミンB6、ニコチン酸、ニコチンアミド、ビタミンB12などのビタミンや、その他の必要物質、例えばアデニン、RNAなどの核酸、アミノ酸、ペプトン、カザミノ酸、酵母エキスなどの有機栄養素などを、適当量(痕跡量であってもよい)存在させることができる。これら以外に、必要であれば、少量のリン酸カルシウム、鉄イオン、マンガンイオンなどを加えてもよい。
物(細胞デブリともいう)などの固体を除去して上清を取得し、上清から目的のL−アミノ酸を回収することができる。培養培地や上清等からのL−アミノ酸の回収は、濃縮、イオン交換クロマトグラフィー、及び晶析などの慣用の技術の任意の組合せにより実施することができる。
1.1 エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA株の構築
「λRed/ETメディエーテッドインテグレーション」と呼ばれる、Datsenko K.A.及びWanner B.L.によって最初に開発された方法(Datsenko K.A. and Wanner B.L., Proc. Natl.
Acad. Sci. USA, 2000, 97(12):6640-6645)により、不活性化されたgshA遺伝子を有す
るエシェリヒア・コリ株を構築した。この方法に従い、それぞれ、一方の末端がgshA遺伝子に隣接する領域に相同であり、且つ、もう一方の末端が鋳型プラスミド中のクロラムフェニコール耐性(CmR)を付与するcat遺伝子に隣接する領域に相同である、PCRプライマ
ーP1(配列番号3)及びP2(配列番号4)を構築した。プラスミドpMIV-5JS(特開2008-99668号、EP1942183 A1)を鋳型として使用した。PCR条件は、95℃で3分の変性、95℃で1分
、34℃で30秒、及び72℃で1分のプロファイルを最初に2サイクル、95℃で30秒、50℃で30秒、及び72℃で1分のプロファイルをその後30サイクル、最後に72℃で5分の伸長とした。
精製し、温度感受性複製開始点を有するプラスミドpKD46を含むエシェリヒア・コリMG1655株のエレクトロポレーションに使用した。プラスミドpKD46(Datsenko K.A. and Wanner
B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97(12):6640-6645)は、ラムダファージの2,154ヌクレオチドのDNA断片(ヌクレオチド位置31088〜33241、GenBank accession No. J02459)を含み、以て、アラビノース誘導性ParaBプロモーターの制御下にあるλRed相同
組換えシステムの遺伝子(γ、β、及びexo遺伝子)を含む。プラスミドpKD46は、前記PCR産物をエシェリヒア・コリMG1655株(ATCC 47076)の染色体に組込むために必要である
。pKD46プラスミドを含むエシェリヒア・コリMG1655株は、E. coli Genetic Stock Center, Yale University, New Haven, USA(Accession No. CGSC7669)から入手することができる。
3rd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001)において、30℃で一晩増殖さ
せ、培養物をアンピシリン(100mg/L)及びL−アラビノース(1 mM)を含む5 mL のSOB
培地(Sambrook J., Fritsch E.F. and Maniatis T., "Molecular Cloning: A Laboratory Manual", 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989)で100倍に希釈した。希釈した培養物を、通気(250rpm)しながら30℃でOD600が約0.6になるまで増殖させた後、100倍に濃縮し、氷冷した脱イオン水で3回洗浄することによりエレクトロコンピテン
ト化した。エレクトロポレーションは、70μLの細胞及び約100ngのPCR産物1を使用して行った。エレクトロポレーションを行った細胞を1 mL のSOC培地(Sambrook J., Fritsch E.F. and Maniatis T., "Molecular Cloning: A Laboratory Manual", 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989)において37℃で2.5時間培養し、溶原性ブロス(Sambrook, J. and Russell, D.W. "Molecular Cloning: A Laboratory Manual", 3rd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001)、アガー(1.5%)、及びクロラムフェニ
コール(10mg/L)を含むプレート上に植菌し、37℃で増殖させてCmR組換体を選択した。pKD46プラスミドを脱落させるため、クロラムフェニコール(10 mg/L)を含むL−アガー
で42℃で2回継代し、得られたコロニーのアンピシリン感受性を試験した。このようにし
てCmRマーカーを有するエシェリヒア・コリMG1655ΔgshA株(エシェリヒア・コリMG1655
ΔgshA::CmR株ともいう)を得た。
変異体エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA株における、クロラムフェニコール耐性遺伝子(cat)で標識されたgshA遺伝子の欠失をPCRにより確認した。遺伝子座特異的プライマーP3(配列番号6)及びP4(配列番号7)を確認に使用した。PCR条件は、94℃で3分の変性、94℃で30秒、58℃で30秒、及び72℃で2分のプロファイルを30サイクル、最後に72℃で6分の伸長とした。天然gshAを有する親株であるエシェリヒア・コリMG1655の染色体DNAを鋳
型とする反応で得たPCR産物2は2,155bpの鎖長を有していた(配列番号8)。変異株であるエシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmRの染色体DNAを鋳型とする反応で得たPCR産物3は、1,858bpの鎖長を有していた(配列番号9)。
gshA遺伝子の不活性化のL−バリン生産に対する効果を試験するため、上記エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmR株(実施例1.1)の染色体からのDNA断片を、エシェリヒア・コリのバリン生産株H81にP1トランスダクションにより導入し(Miller J.H., Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Lab. Press, Plainview, NY, 1972)
、エシェリヒア・コリH81ΔgshA::CmR株を得た。H81株(EP1239041 A2)は、2001年1月30日にRussian National Collection of Industrial Microorganisms(VKPM、FGUP GosNII Genetika, Russian Federation, 117545 Moscow, 1st Dorozhny proezd, 1)に受託番号VKPM B-8066で寄託され、その後2002年2月1日にブダペスト条約の規定に基づく国際寄託に移管されている。不活性化したgshA遺伝子を有するエシェリヒア・コリH81株は、溶原性
ブロス、アガー(1.5%)、及びクロラムフェニコール(10mg/L)を含むプレート上で選択した。このようにしてエシェリヒア・コリH81ΔgshA::CmR株を得た。クロラムフェニコール耐性遺伝子で標識されたgshAの欠失は実施例1.2に記載したようにPCRにより確認し
た。
改変株であるエシェリヒア・コリH81ΔgshA::CmR及び対照株であるエシェリヒア・コリH81を、それぞれ、34℃で18時間、2 mLのLB培地中で培養した。その後、得られた培養物0.2 mLをそれぞれ20×200mm試験管中の2 mLの発酵培地に接種し、グルコースが消費されるまで、回転式振盪機(250rpm)上、34℃で72時間培養した。
グルコース 76.0
(NH4)2SO4 18.0
KH2PO4 1.8
MgSO4・7H2O 1.2
チアミン-HCl 0.1
CaCO3 24.0
LB培地 10%(v/v)
発酵培地は、116℃で30分間殺菌した。ただしグルコースは110℃で30分間、CaCO3は116℃で30分間、別々に殺菌した。pHは殺菌前に6M KOHにより7.0に調整した。
。蛍光指示薬を含まないMerck Silica Gel 60(Merck, Darmstadt, Germany)で被覆した10×20cm TLCプレートを使用した。試料をCamag Linomat 5サンプルアプリケーターを使
用してプレート上にアプライした。Merckプレートは、プロパン-2-オール:酢酸エチル:25%アンモニア水:水(16:16:5:10、v/v)からなる移動相で展開した。ニンヒドリン溶液(2%、w/v;アセトン中)を可視化試薬として使用した。展開後、プレートを乾燥し、Camag TLCスキャナ3を用いて、winCATSソフトウェア(バージョン1.4.2)により520nmで検出す
る吸光度モードで走査した。
であるエシェリヒア・コリH81と比較して、改変株であるエシェリヒア・コリH81ΔgshA::CmRは、より多い量(g/l)のL−バリン(Val)を生産することができた。さらに表2は
、改変株であるエシェリヒア・コリH81ΔgshA::CmRが、親株であるエシェリヒア・コリH81と比較して、より高い収率(消費したグルコースに対する%)でL−バリンを生産することができたことも示している。
gshA遺伝子の不活性化のL−アルギニン生産に対する効果を試験するため、上記エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmR株の染色体からのDNA断片を、エシェリヒア・コリのアルギニン生産株382にP1トランスダクションにより導入し、エシェリヒア・コリ382ΔgshA株を得る。382株は、2000年4月10日にRussian National Collection of Industrial Microorganisms(VKPM、FGUP GosNII Genetika, Russian Federation, 117545 Moscow, 1st Dorozhny proezd, 1)に受託番号VKPM B-7926で寄託され、その後2001年5月18日にブダペス
ト条約の規定に基づく国際寄託に移管されている。
験管中の2 mLの発酵培地に接種し、回転式振盪機(220rpm)上、32℃で48時間培養する。
からなる移動相を使用するペーパークロマトグラフィーで測定する。ニンヒドリン溶液(2%;アセトン中)を可視化試薬として使用する。L−アルギニンを含むスポットを切り出し、0.5% CdCl2水溶液でL−アルギニンを溶出させ、L−アルギニンの量を540nmで分光
測定する。
グルコース 48.0
(NH4)2SO4 35.0
KH2PO4 2.0
MgSO4・7H2O 1.0
チアミン-HCl 0.0002
酵母エキス 1.0
L−イソロイシン 0.1
CaCO3 5.0
グルコースと硫酸マグネシウムは別々に殺菌する。CaCO3は180℃で2時間乾熱滅菌する
。pHは7.0に調整する。
gshA遺伝子の不活性化のL−シトルリン生産に対する効果を試験するため、上記エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmR株の染色体からのDNA断片を、エシェリヒア・コリのシトルリン生産株382ΔargGにP1トランスダクションにより導入し、エシェリヒア・コリ382ΔargGΔgshA株を得る。382ΔargG株は、「λRed/ET-メディエーテッドインテグレーション」と呼ばれるDatsenko K.A.及びWanner B.L.により最初に開発された方法(Datsenko K.A. and Wanner B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97(12):6640-6645)によりエ
シェリヒア・コリのアルギニン生産株382(VKPM B-7926、EP1170358 A1)の染色体上のargG遺伝子を削除することにより得られる。この方法に従い、argG遺伝子に隣接する領域と、鋳型プラスミド中の抗生物質耐性を与える遺伝子に隣接する領域の両領域に相同なPCR
プライマーを構築する。プラスミドpMW118-λattL-cat-λattR(WO05/010175)をPCRの鋳型として使用する。
試験管中の2 mLの発酵培地に接種し、回転式振盪機上、32℃で48時間培養する。
光測定する。
グルコース 48.0
(NH4)2SO4 35.0
KH2PO4 2.0
MgSO4・7H2O 1.0
チアミン-HCl 0.0002
酵母エキス 1.0
L−イソロイシン 0.1
L−アルギニン 0.1
CaCO3 5.0
グルコースと硫酸マグネシウムは別々に殺菌する。CaCO3は180℃で2時間乾熱滅菌する
。pHは7.0に調整する。
gshA遺伝子の不活性化のL−システイン生産に対する効果を試験するため、上記エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmR株の染色体からのDNA断片を、P1トランスダクションによりエシェリヒア・コリのシステイン生産株JM15(ydeD)に導入してエシェリヒア・コリJM15
(ydeD)ΔgshA株を得る。JM15(ydeD)株は、エシェリヒア・コリJM15(米国特許6,218,168 B1号)の派生株であり、ydeD遺伝子を含むDNAで形質転換されている(米国特許5,972,663号)。ydeD遺伝子は膜タンパク質をコードし、いずれのL−アミノ酸の生合成経路にも関与しない。
gshA遺伝子の不活性化のL−グルタミン酸生産に対する効果を試験するため、上記エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmR株の染色体からのDNA断片を、P1トランスダクションにより、エシェリヒア・コリのグルタミン酸生産株VL334thrC+(EP1172433 A1)に導入してエシェリヒア・コリVL334thrC+ΔgshA株を得る。VL334thrC+株は、2004年12月6日にRussian National Collection of Industrial Microorganisms(VKPM、FGUP GosNII Genetika,
Russian Federation, 117545 Moscow, 1st Dorozhny proezd, 1)に受託番号VKPM B-8961で寄託され、その後2004年12月8日にブダペスト条約の規定に基づく国際寄託に移管されている。
出させ、L−グルタミン酸の量を540nmで測定する。
グルコース 60.0
(NH4)2SO4 25.0
KH2PO4 2.0
MgSO4・7H2O 1.0
チアミン-HCl 0.1
L−イソロイシン 0.07
CaCO3 25.0
グルコースとCaCO3は別々に殺菌する。pHは7.2に調整する。
ジンの生産
gshA遺伝子の不活性化のL−ヒスチジン生産に対する効果を試験するため、上記エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmR株の染色体からのDNA断片を、P1トランスダクションにより、エシェリヒア・コリのL−ヒスチジン生産株MG1655+hisGr hisL'_Δ ΔpurRに導入してエシェリヒア・コリ1655+hisGr hisL'_Δ ΔpurR ΔgshA株を得る。MG1655+hisGr hisL'_Δ ΔpurR株は、RU2119536 C1及びDoroshenko V.G. et al., The directed modification of Escherichia coli MG1655 to obtain histidine-producing mutants, Prikl. Biochim. Mikrobiol. (Russian), 2013, 49(2):149-154に記載されている。
atory Press, 2001)中で培養する。その後、得られた培養物0.1 mLを20×200mmの試験管中の2 mLの発酵培地にそれぞれ接種し、回転式振盪機(250rpm)上、30℃で65時間培養する。
グルコース 50.0
豆濃* 0.2(窒素量として)
L−アスパラギン酸 1.0
(NH4)2SO4 18.0
KCl 1.0
KH2PO4 0.5
MgSO4・7H2O 0.4
FeSO4・7H2O 0.02
MnSO4・5H2O 0.02
ZnSO4・7H2O 0.02
アデノシン 0.2
チアミン-HCl 0.001
ベタイン 2.0
CaCO3 60.0
*豆濃は大豆粕加水分解物(味の素)である。
グルコース、硫酸マグネシウム、ベタイン、及びCaCO3は別々に殺菌する。pHは殺菌前
に6M KOH溶液により6.0に調整する。
測定する。非蛍光性指示薬(Stock Company Sorbpolymer, Krasnodar, Russian Federation)を含むSorbfilシリカゲルの0.11mmの層で被覆した10×15cm TLCプレートを使用する
。Sorbfilプレートは、プロパン-2-オール:アセトン:25%アンモニア水:水(6:6:1.5:1、v/v)からなる移動相で展開する。ニンヒドリン溶液(2%、w/v;アセトン中)を可視化試
薬として使用する。展開後、プレートを乾燥し、Camag TLCスキャナ3を用いて、winCATS
ソフトウェア(バージョン1.4.2)により520nmで検出する吸光度モードで走査する。
gshA遺伝子の不活性化のL−ロイシン生産に対する効果を試験するため、上記エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmR株の染色体からのDNA断片を、P1トランスダクションにより、エシェリヒア・コリのロイシン生産株57(VKPM B-7386、米国特許6,124,121号)に導入してエシェリヒア・コリ57ΔgshA株を得る。57株は、1997年5月19日にRussian National Collection of Industrial Microorganisms(VKPM、FGUP GosNII Genetika, Russian Federation, 117545 Moscow, 1st Dorozhny proezd, 1)に受託番号VKPM B-7386で寄託され
ている。
を接種する。発酵は、20×200mmの試験管中の2 mLの最小発酵培地で行う。菌体は32℃で48〜72時間、250rpmで振盪して増殖させる。
グルコース 60.0
(NH4)2SO4 25.0
K2HPO4 2.0
MgSO4・7H2O 1.0
チアミン-HCl 0.01
CaCO3 25.0
グルコースは別々に殺菌する。CaCO3は180℃で2時間乾熱滅菌する。pHは7.2に調整する。
gshA遺伝子の不活性化のL−リジン生産に対する効果を試験するため、上記エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmR株の染色体からのDNA断片を、エシェリヒア・コリのリジン生産株AJ11442にP1トランスダクションにより導入し、エシェリヒア・コリAJ11442ΔgshA株を得る。AJ11442株は、1981年5月1日に工業技術院生命工学工業技術研究所(現NITE IPOD、郵便番号292-0818、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8 120号室)に受託番号FERM P-5084で寄託され、その後1987年10月29日にブダペスト条約の規定に基づく国際寄託に移管され、FERM BP-1543の受託番号を付与されている。
グルコース 40.0
(NH4)2SO4 24.0
K2HPO4 1.0
MgSO4・7H2O 1.0
FeSO4・7H2O 0.01
MnSO4・5H2O 0.01
酵母エキス 2.0
pHはKOHにより7.0に調製する。培地は115℃で10分間オートクレーブする。グルコース
と硫酸マグネシウムは別々に殺菌する。CaCO3を180℃で2時間乾熱滅菌し、終濃度30g/lで培地に添加する。
gshA遺伝子の不活性化のL−オルニチン生産に対する効果を試験するため、上記エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmR株の染色体からのDNA断片を、エシェリヒア・コリのオルニチン生産株382ΔargFΔargIにP1トランスダクションにより導入し、エシェリヒア・コ
リ382ΔargFΔargI,ΔgshA株を得る。382ΔargFΔargI株は、「λRed/ ETメディエーテッドインテグレーション」と呼ばれる、Datsenko K.A.及びWanner B.L.によって最初に開発された方法(Datsenko K.A. and Wanner B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97(12):6640-6645)により、エシェリヒア・コリのアルギニン生産株382(VKPM B-7926、EP1170358 A1)の染色体上のargF及びargI遺伝子を順次削除することにより得られる。この
方法に従い、argFまたはargI遺伝子に隣接する領域と、鋳型プラスミド中の抗生物質耐性を付与する遺伝子に隣接する領域の両領域に相同な2対のPCRプライマーが構築される。プラスミドpMW118-λattL-cat-λattR(WO05/010175)をPCRの鋳型として使用する。
ぞれ20×200mm試験管中の2 mLの発酵培地に接種し、回転式振盪機上で、32℃で48時間培
養する。
グルコース 48.0
(NH4)2SO4 35.0
KH2PO4 2.0
MgSO4・7H2O 1.0
チアミン-HCl 0.0002
酵母エキス 1.0
L−イソロイシン 0.1
L−アルギニン 0.1
CaCO3 5.0
グルコースと硫酸マグネシウムは別々に殺菌する。CaCO3は180℃で2時間乾熱滅菌する
。pHは7.0に調整する。
gshA遺伝子の不活性化のL−フェニルアラニン生産に対する効果を試験するため、上記エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmR株の染色体からのDNA断片を、P1トランスダクションにより、エシェリヒア・コリのL−フェニルアラニン生産株AJ12739に導入してエシェ
リヒア・コリAJ12739ΔgshA株を得る。AJ12739株は、2001年11月6日にRussian National Collection of Industrial Microorganisms(VKPM、FGUP GosNII Genetika, Russian Federation, 117545 Moscow, 1st Dorozhny proezd, 1)に受託番号VKPM B-8197で寄託され
、その後2002年8月23日にブダペスト条約の規定に基づく国際寄託に移管された。
により測定する。非蛍光性指示薬(Stock Company Sorbpolymer, Krasnodar, Russian Federation)を含むSorbfilシリカゲルの0.11mmの層で被覆した10×15cm TLCプレートを使
用する。Sorbfilプレートは、プロパン-2-オール:酢酸エチル:25%アンモニア水:水(40:40:7:16、v/v)からなる移動相で展開する。ニンヒドリン溶液(2%;アセトン中)を可視
化試薬として使用する。
グルコース 40.0
(NH4)2SO4 16.0
K2HPO4 0.1
MgSO4・7H2O 1.0
FeSO4・7H2O 0.01
MnSO4・5H2O 0.01
チアミン-HCl 0.0002
酵母エキス 2.0
L−チロシン 0.125
CaCO3 20.0
グルコース及び硫酸マグネシウムは別々に殺菌する。CaCO3は180℃で2時間乾熱滅菌す
る。pHは7.0に調整する。
gshA遺伝子の不活性化のL−プロリン生産に対する効果を試験するため、上記エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmR株の染色体からのDNA断片を、P1トランスダクションにより、エシェリヒア・コリのプロリン生産株702ilvAに導入してエシェリヒア・コリ702ilvAΔgshA株を得る。702ilvA株は、2000年7月18日にRussian National Collection of Industrial Microorganisms(VKPM、FGUP GosNII Genetika, Russian Federation, 117545 Moscow, 1st Dorozhny proezd, 1)に受託番号VKPM B-8012で寄託され、その後2001年5月18日
にブダペスト条約の規定に基づく国際寄託に移管されている。
gshA遺伝子の不活性化のL−スレオニン生産に対する効果を試験するため、上記エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmR株の染色体からのDNA断片を、P1トランスダクションにより、エシェリヒア・コリのスレオニン生産株VKPM B-3996に導入してエシェリヒア・コリB-3996ΔgshA株を得る。VKPM B-3996株は、1987年11月19日にAll-Union Scientific Center of Antibiotics(Russian Federation, 117105 Moscow, Nagatinskaya Street, 3-A)
に受託番号RIA 1867で寄託されている。該株は、2002年12月19日にRussian National Collection of Industrial Microorganisms(VKPM、FGUP GosNII Genetika, Russian Federation, 117545 Moscow, 1st Dorozhny proezd, 1)にも受託番号VKPM B-3996で寄託されている。
間、L−アガープレートで培養する。20×200mmの試験管中のグルコース(4%)を含む2 mLのL−ブロス(Sambrook J. and Russell D.W., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3rd ed.), Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001)中、回転式振盪機(250rpm)上、32℃で18時間、各株を増殖させ、種培養物を得る。その後、発酵培地に0.2 mL(10%)の種培養物を接種する。発酵は、20×200mmの試験管中の2 mLの最小培地で行う。菌体は32℃で65時間、250rpmで振盪して増殖させる。
光測定する。
グルコース 80.0
(NH4)2SO4 22.0
NaCl 0.8
KH2PO4 2.0
MgSO4・7H2O 0.8
FeSO4・7H2O 0.02
MnSO4・5H2O 0.02
チアミン-HCl 0.0002
酵母エキス 1.0
CaCO3 30.0
グルコース及び硫酸マグネシウムは別々に殺菌する。CaCO3は180℃で2時間乾熱滅菌す
る。pHは7.0に調整する。抗生物質は殺菌後培地に添加する。
gshA遺伝子の不活性化のL−トリプトファン生産に対する効果を試験するため、上記エシェリヒア・コリMG1655ΔgshA::CmR株の染色体からのDNA断片を、P1トランスダクションにより、エシェリヒア・コリのトリプトファン生産株SV164(pGH5)に導入してエシェリヒ
ア・コリSV164(pGH5)ΔgshA株を得る。SV164(pGH5)株は、エシェリヒア・コリSV164株に
プラスミドpGH5を導入することにより得られた株である。SV164株(JP 3032013 B)は、
トリプトファンによるフィードバック阻害を受けないアントラニレートシンターゼをコードするtrpEアレルを有する。SV164株は、エシェリヒア・コリYMC9株(ATCC 33927)のtrpE遺伝子に変異を導入することにより得られた株である。YMC9株は、アメリカン・タイプ
・カルチャー・コレクション(P.O. Box 1549, Manassas, VA 20108, United States of America)から入手可能である。プラスミドpGH5は、セリンによるフィードバック阻害を
受けないホスホグリセレートデヒドロゲナーゼをコードする変異型serA遺伝子を含む。SV164(pGH5)株については、米国特許第6,180,373 B1号あるいはEP0662143 B1に詳細に記載
されている。
時間、テトラサイクリン(20mg/L、pGH5プラスミドのマーカー)を含む3 mLの栄養培地中で振盪培養する。その後、得られた培養物0.3mLを20×200mmの試験管中のテトラサイクリン(20mg/L)を含む3 mLの発酵培地にそれぞれ接種し、250rpmの回転式振盪機上、37℃で48時間培養する。
分は表に示すそれぞれの群(A、B、C、D、E、F、G及びH)で別々に殺菌し、殺菌中の好ましくない相互作用を回避する。
Claims (5)
- (i)腸内細菌科のL−アミノ酸生産菌を培養培地で培養して培地もしくは菌体、またはその両者中にL−アミノ酸を生産させ、
(ii)培養培地もしくは菌体、またはその両者からL−アミノ酸を回収することを含む、L−アミノ酸を製造する方法であって、
前記細菌が、gshA遺伝子の発現が弱化するように改変されており、
前記細菌が、エシェリヒア(Escherichia)属に属するものであり、
前記L−アミノ酸が、L−バリンである、方法。 - 前記細菌がエシェリヒア・コリ(Escherichia coli)である、請求項1に記載の方法。
- gshA遺伝子の発現がgshA遺伝子の不活性化により弱化されている、請求項1または2に記載の方法。
- gshA遺伝子が欠失している、請求項3に記載の方法。
- gshA遺伝子が、下記(A)〜(F)からなる群から選択されるDNAである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法:
(A)配列番号1の塩基配列を含むDNA、
(B)遺伝子コードの縮重による配列番号1の変異体塩基配列を含むDNA、
(C)配列番号1の塩基配列全体に対して90%以上の同一性を有し、γ−グルタメートシステインリガーゼの活性を有するタンパク質をコードするDNA、
(D)配列番号2のアミノ酸配列を含むタンパク質をコードするDNA、
(E)配列番号2のアミノ酸配列であって、1〜50個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、及び/又は付加を含むアミノ酸配列を含むタンパク質をコードするDNAであって、該タンパク質がγ−グルタメートシステインリガーゼの活性を有するものであるDNA、
(F)配列番号2のアミノ酸配列全体に対して90%以上の同一性を有するタンパク質をコードするDNAであって、該タンパク質がγ−グルタメートシステインリガーゼの活性を有するものであるDNA。
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