JP7038241B1 - Method for producing recombinant microorganism and adipic acid or its derivative - Google Patents

Method for producing recombinant microorganism and adipic acid or its derivative Download PDF

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Abstract

【課題】アジピン酸またはアジピン酸誘導体を効率的に生産することのできる組換え微生物、及び、アジピン酸またはアジピン酸誘導体の製造方法を提供すること。【解決手段】3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼをコードする外来性遺伝子および2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼをコードする外来性遺伝子のうちの少なくとも1つを含む、組換え微生物。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a recombinant microorganism capable of efficiently producing adipic acid or an adipic acid derivative, and a method for producing adipic acid or an adipic acid derivative. A recombinant microorganism comprising at least one of an exogenous gene encoding 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase and an exogenous gene encoding 2,3-dehydroadipyl CoA reductase. [Selection diagram] Fig. 1

Description

NPMD NPMD NITE BP-03334NITE BP-03334 NPMD NPMD NITE BP-02919NITE BP-02919

本発明は、組換え微生物及びアジピン酸又はその誘導体の製造方法に関する。 The present invention relates to a recombinant microorganism and a method for producing adipic acid or a derivative thereof.

近年、化学品製造プロセスにおいて従来使用されている化石燃料由来の原料の枯渇が危惧され、かつ、地球温暖化の一因とされていることから、化石燃料由来の原料から、バイオマス由来の再生可能原料への転換が望まれている。 In recent years, there is concern about the depletion of fossil fuel-derived raw materials that have been conventionally used in the chemical manufacturing process, and it is considered to be one of the causes of global warming. Conversion to raw materials is desired.

アジピン酸(CAS No.124-04-9)は、ナイロン-66などに代表されるポリアミド原料、ウレタン、および可塑剤原料として使用されるモノマー化合物である。アジピン酸の現在の一般的な製造方法は、化学合成法、例えば、シクロヘキサノール単独、または、シクロヘキサノールとシクロヘキサノンとの混合物(K/Aオイル)を硝酸で酸化する方法である。 Adipic acid (CAS No. 124-04-9) is a monomer compound used as a polyamide raw material typified by nylon-66, urethane, and a plasticizer raw material. The current general method for producing adipic acid is a chemical synthesis method, for example, cyclohexanol alone or a mixture of cyclohexanol and cyclohexanone (K / A oil) is oxidized with nitric acid.

バイオマス由来原料を用いたアジピン酸の製造方法としては、遺伝子組換え微生物を用いてバイオマス由来炭素源をcis,cis-ムコン酸に変換した後、得られたcis,cis-ムコン酸を水素化してアジピン酸を生産する方法が提案されている(特許文献1)。また、遺伝子組み換え体を用いてα-ケトグルタル酸からアジピン酸を生産する方法も提案されている(特許文献2)。 As a method for producing adipic acid using a biomass-derived raw material, a biomass-derived carbon source is converted to cis, cis-muconic acid using a recombinant microorganism, and then the obtained cis, cis-muconic acid is hydrogenated. A method for producing adipic acid has been proposed (Patent Document 1). Further, a method for producing adipic acid from α-ketoglutaric acid using a genetically modified organism has also been proposed (Patent Document 2).

さらに、バイオマス由来原料からの直接的なアジピン酸の発酵生産方法についても提案されている(特許文献3)。この方法では、アジピン酸を生産することのできる天然に存在しない微生物として、スクシニル-CoAおよびアセチル-CoAを3-オキソアジピル-CoAに変換する「スクシニル-CoA:アセチル-CoAアシルトランスフェラーゼ」;3-オキソアジピル-CoAを3-ヒドロキシアジピル-CoAに変換する「3-ヒドロキシアシル-CoAデヒドロゲナーゼ」;3-ヒドロキシアジピル-CoAを5-カルボキシ―2-ペンテノイル-CoAに変換する「3-ヒドロキシアジピル-CoAデヒドラターゼ」;5-カルボキシ―2-ペンテノイル-CoAをアジピル-CoAに変換する「5-カルボキシ-2-ペンテノイル-CoAレダクターゼ」;およびアジピル-CoAをアジペートに変換する「ホスホトランスアジピラーゼ」/「アジピン酸キナーゼ」を含む天然に存在しない微生物が挙げられているが、各酵素に関し、反応を進める可能性がある酵素をコードする遺伝子を示しているに留まり、これらの遺伝子を用いることによってバイオマス由来炭素原料からアジピン酸を良好な収率で生産できることについては実証されていない。 Further, a method for directly fermenting and producing adipic acid from a biomass-derived raw material has also been proposed (Patent Document 3). In this method, "succinyl-CoA: acetyl-CoA acyltransferase" that converts succinyl-CoA and acetyl-CoA to 3-oxoadipyl-CoA as non-naturally occurring microorganisms capable of producing adipic acid; 3-oxoadipyl. -"3-Hydroxyacyl-CoA dehydrogenase" that converts CoA to 3-hydroxyadipyl-CoA; "3-hydroxyadipyl-" that converts 3-hydroxyadipyl-CoA to 5-carboxy-2-pentenoyl-CoA "CoA dehydratase"; "5-carboxy-2-pentenoyl-CoA reductase" that converts 5-carboxy-2-pentenoyl-CoA to adipyl-CoA; and "phosphotransadipylase" that converts adipyl-CoA to adipate / Non-naturally occurring microorganisms containing "adipic acid kinase" are mentioned, but for each enzyme, only the genes encoding the enzymes that may proceed the reaction are shown, and by using these genes, biomass It has not been demonstrated that adipic acid can be produced in good yield from the derived carbon raw material.

国際公開第1995/007996号International Publication No. 1995/007996 国際公開第2010/104391号International Publication No. 2010/104391 特開2011-515111号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-515111

本発明の目的は、アジピン酸またはアジピン酸誘導体を効率よく生産することのできる組換え微生物、及び、アジピン酸またはアジピン酸誘導体の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a recombinant microorganism capable of efficiently producing adipic acid or an adipic acid derivative, and a method for producing adipic acid or an adipic acid derivative.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、新たに自然界より単離された微生物であるバークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株(受託番号:NITE BP-03334)が有する所定の酵素を発現させた遺伝子組換え微生物物を培養することで効率的にアジピン酸類を生産できることを見出し、本発明に至った。 The present inventors have conducted extensive research to solve the above problems, and as a result, Burkholderia sp., A microorganism newly isolated from nature, is a LEBP-3 strain (accession number: NITE BP). We have found that adipic acids can be efficiently produced by culturing a recombinant microorganism expressing a predetermined enzyme possessed by -03334), and have reached the present invention.

すなわち、本発明は、以下のとおりである:
[1]3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼをコードする外来性遺伝子および2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼをコードする外来性遺伝子のうちの少なくとも1つを含む、組換え微生物;
[2]前記3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼおよび2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼの少なくとも1つが、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株(受託番号:NITE BP-03334)に由来する、[1]に記載の組換え微生物;
[3]前記3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼが、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(1a)配列番号5に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(1b)配列番号5に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物と配列同一性が80%以上、85%以上、88%以上、90%以上、93%以上、95%以上、97%以上、98%以上または99%以上であるDNAにコードされ、
当該DNAは、626~940bpを有する、[1]または[2]に記載の組換え微生物;
[4]前記2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼが、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(2a)配列番号7に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(2b)配列番号7に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物と配列同一性が80%以上、85%以上、88%以上、90%以上、93%以上、95%以上、97%以上、98%以上または99%以上であるDNAにコードされ、
当該DNAは、924~1386bpを有する、[1]~[3]のいずれか1項に記載の組換え微生物;
[5]前記3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼが、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(1a)配列番号5に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(1b)配列番号5に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物であるDNAにコードされ、
当該DNAは、783または784bpを有する、[1]または[2]に記載の組換え微生物;
[6]前記2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼが、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(2a)配列番号7に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(2b)配列番号7に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物であるDNAにコードされ、
当該DNAは、1155または1156bpを有する、[1]~[3]のいずれか1項に記載の組換え微生物;
[7]上記組換え微生物が、エッセリシア属、コリネバクテリウム属、バチルス属、アシネトバクター属、バークホルデリア属、シュードモナス属、クロストリジウム属、サッカロマイセス属、シゾサッカロマイセス属、ヤロウィア属、カンジタ属、ピキア属およびアスペルギルス属からなる群より選択される属に属する、[1]~[6]のいずれか1項に記載の組換え微生物;
[8]アジピン酸生産経路を有する、[1]~[7]のいずれか一項に記載の組換え微生物;
[9]ヘキサメチレンジアミン生産経路を有する、[1]~[8]のいずれか一項に記載の組換え微生物;
[10]1,6-ヘキサンジオール生産経路を有する、[1]~[8]のいずれか一項に記載の組換え微生物;
[11]6-アミノ-1-ヘキサノール生産経路を有する、[1]~[8]のいずれか一項に記載の組換え微生物;
[12][1]~[7]のいずれか1項に記載の組換え微生物を培養する培養工程を含む、目的化合物の製造方法であって、
前記目的化合物が、アジピン酸、アジピン酸誘導体、ヘキサメチレンジアミン、1,6-ヘキサンジオールおよび6-アミノ-1-ヘキサノールからなる群より選択され、
前記アジピン酸誘導体が、オキソアジピン酸、レブリン酸、3-ヒドロキシアジピン酸および2,3-デヒドロアジピン酸からなる群より選択される、製造方法;
[13][8]に記載の組換え微生物を培養する培養工程を含む、アジピン酸の製造方法;
[14][9]に記載の組換え微生物を培養する培養工程を含む、ヘキサメチレンジアミンの製造方法;
[15][10]に記載の組換え微生物を培養する培養工程を含む、1,6-ヘキサンジオールの製造方法;
[16][11]に記載の組換え微生物を培養する培養工程を含む、6-アミノ-1-ヘキサノールの製造方法;
[17](A-1)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(a1)配列番号5に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(a2)配列番号5に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物と配列同一性が80%以上、85%以上、88%以上、90%以上、93%以上、95%以上、97%以上、98%以上または99%以上であるDNAにコードされる組換えポリペプチドであって、
3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼ活性を有し、
前記DNAは、626~940bpを有する、組換えポリペプチド;
(A-2)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(a1)配列番号5に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(a2)配列番号5に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物であるDNAによりコードされるポリペプチドのアミノ酸配列に対して1~10個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列からなる組換えポリペプチドであって、
3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼ活性を有し、
前記DNAは、626~940bpを有する、組換えポリペプチド;
または
(A-3)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(a1)配列番号5に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(a2)配列番号5に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物の縮重異性体からなるDNAにコードされる組換えポリペプチドであって、
3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼ活性を有し、
前記DNAは、626~940bpを有する、組換えポリペプチド;
[18](B-1)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(b1)配列番号7に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(b2)配列番号7に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物と配列同一性が80%以上、85%以上、88%以上、90%以上、93%以上、95%以上、97%以上、98%以上または99%以上であるDNAにコードされる組換えポリペプチドであって、
2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼ活性を有し、
前記DNAは、924~1386bpを有する、組換えポリペプチド;
(B-2)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(b1)配列番号7に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(b2)配列番号7に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物であるDNAによりコードされるポリペプチドのアミノ酸配列に対して1~10個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列からなる組換えポリペプチドであって、
2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼ活性を有し、
前記DNAは、924~1386bpを有する、組換えポリペプチド;
または
(B-3)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(b1)配列番号7に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(b2)配列番号7に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物の縮重異性体からなるDNAにコードされる組換えポリペプチドであって、
2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼ活性を有し、
前記DNAは、924~1386bpを有する、組換えポリペプチド。
That is, the present invention is as follows:
[1] Recombinant microorganisms comprising at least one of an exogenous gene encoding 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase and an exogenous gene encoding 2,3-dehydroadipyl CoA reductase;
[2] At least one of the 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase and 2,3-dehydroadipyl CoA reductase is derived from Burkholderia sp. LEBP-3 strain (accession number: NITE BP-03334). , The recombinant microorganism according to [1];
[3] The 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase uses the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template.
(1a) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6, or (1b) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6. The sequence identity with the PCR amplification product using the above as a primer is 80% or more, 85% or more, 88% or more, 90% or more, 93% or more, 95% or more, 97% or more, 98% or more or 99% or more. Encoded in DNA
The recombinant microorganism according to [1] or [2], wherein the DNA has 626 to 940 bp;
[4] The 2,3-dehydroadipyl CoA reductase uses the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain LEBP-3 as a template.
(2a) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8, or (2b) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8. The sequence identity with the PCR amplification product using the above as a primer is 80% or more, 85% or more, 88% or more, 90% or more, 93% or more, 95% or more, 97% or more, 98% or more or 99% or more. Encoded in DNA
The recombinant microorganism according to any one of [1] to [3], wherein the DNA has 924 to 1386 bp;
[5] The 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase uses the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template.
(1a) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6, or (1b) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6. Encoded in DNA, which is a PCR amplification product using
The recombinant microorganism according to [1] or [2], wherein the DNA has 783 or 784 bp;
[6] The 2,3-dehydroadipyl CoA reductase uses the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain LEBP-3 as a template.
(2a) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8, or (2b) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8. Encoded in DNA, which is a PCR amplification product using
The recombinant microorganism according to any one of [1] to [3], wherein the DNA has 1155 or 1156 bp;
[7] The recombinant microorganisms include Essericia, Corinebacterium, Bacillus, Acinetobacta, Burkhorderia, Pseudomonas, Clostridium, Saccharomyces, Sizosaccalomyces, Yarrowia, Candita, Pikia. The recombinant microorganism according to any one of [1] to [6], which belongs to a genus selected from the group consisting of the genus Aspergillus and the genus.
[8] The recombinant microorganism according to any one of [1] to [7], which has an adipic acid production pathway;
[9] The recombinant microorganism according to any one of [1] to [8], which has a hexamethylenediamine production pathway;
[10] The recombinant microorganism according to any one of [1] to [8], which has a 1,6-hexanediol production pathway;
[11] The recombinant microorganism according to any one of [1] to [8], which has a 6-amino-1-hexanol production pathway;
[12] A method for producing a target compound, which comprises a culture step of culturing the recombinant microorganism according to any one of [1] to [7].
The target compound is selected from the group consisting of adipic acid, adipic acid derivative, hexamethylenediamine, 1,6-hexanediol and 6-amino-1-hexanol.
A production method in which the adipic acid derivative is selected from the group consisting of oxoadic acid, levulinic acid, 3-hydroxyadipic acid and 2,3-dehydroadipic acid;
[13] A method for producing adipic acid, which comprises a culture step of culturing the recombinant microorganism according to [8].
[14] A method for producing hexamethylenediamine, which comprises a culture step of culturing the recombinant microorganism according to [9].
[15] A method for producing 1,6-hexanediol, which comprises a culture step of culturing the recombinant microorganism according to [10];
[16] A method for producing 6-amino-1-hexanol, which comprises a culture step of culturing the recombinant microorganism according to [11].
[17] (A-1) Using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template.
(A1) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6, or (a2) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6. The sequence identity with the PCR amplification product using the above as a primer is 80% or more, 85% or more, 88% or more, 90% or more, 93% or more, 95% or more, 97% or more, 98% or more or 99% or more. A recombinant polypeptide encoded by DNA
Has 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having 626-940 bp;
(A-2) Using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template,
(A1) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6, or (a2) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6. A recombinant polypeptide consisting of an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added to the amino acid sequence of a polypeptide encoded by DNA, which is a PCR amplification product using the above as a primer. And
Has 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having 626-940 bp;
Or (A-3) using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template.
(A1) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6, or (a2) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6. A recombinant polypeptide encoded by DNA consisting of a degenerate isomer of a PCR amplification product using the above as a primer.
Has 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having 626-940 bp;
[18] (B-1) Using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template.
(B1) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8, or (b2) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8. The sequence identity with the PCR amplification product using the above as a primer is 80% or more, 85% or more, 88% or more, 90% or more, 93% or more, 95% or more, 97% or more, 98% or more or 99% or more. A recombinant polypeptide encoded by DNA
Has 2,3-dehydroadipyl CoA reductase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having 924 to 1386 bp;
(B-2) Using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain LEBP-3 as a template.
(B1) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8, or (b2) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8. A recombinant polypeptide consisting of an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added to the amino acid sequence of a polypeptide encoded by DNA, which is a PCR amplification product using the above as a primer. And
Has 2,3-dehydroadipyl CoA reductase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having 924 to 1386 bp;
Or (B-3) using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template.
(B1) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8, or (b2) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8. A recombinant polypeptide encoded by DNA consisting of a degenerate isomer of a PCR amplification product using the above as a primer.
Has 2,3-dehydroadipyl CoA reductase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having 924 to 1386 bp.

本発明により、アジピン酸またはアジピン酸誘導体を効率的に生産することのできる組換え微生物、及び、アジピン酸またはアジピン酸誘導体の製造方法が提供される。 The present invention provides a recombinant microorganism capable of efficiently producing adipic acid or an adipic acid derivative, and a method for producing adipic acid or an adipic acid derivative.

図1は、本発明に係る組換え微生物が有するアジピン酸、アジピン酸誘導体、ヘキサメチレンジアミン、1,6-ヘキサンジオールおよび6-アミノ-1-ヘキサノール生産経路の例を示す。FIG. 1 shows an example of the production pathways of adipic acid, adipic acid derivative, hexamethylenediamine, 1,6-hexanediol and 6-amino-1-hexanol possessed by the recombinant microorganism according to the present invention. 図2は、PCRにおける増幅対象の遺伝子および用いたプライマーを示す。FIG. 2 shows the gene to be amplified in PCR and the primers used. 図3は、各酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 3 shows the amino acid sequence of each enzyme. 図4Aは、各酵素をコードする塩基配列を示す。FIG. 4A shows the base sequence encoding each enzyme. 図4Bは、各酵素をコードする塩基配列を示す。FIG. 4B shows the base sequence encoding each enzyme. 図5Aは、PCRにおける増幅対象および用いたプライマーを示す。FIG. 5A shows the amplification target and the primers used in PCR. 図5Bは、PCRにおける増幅対象および用いたプライマーを示す。FIG. 5B shows the amplification target and the primers used in PCR. 図6は、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 6 shows the amino acid sequence of the enzyme. 図7Aは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 7A shows the amino acid sequence of the enzyme. 図7Bは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 7B shows the amino acid sequence of the enzyme. 図7Cは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 7C shows the amino acid sequence of the enzyme. 図7Dは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 7D shows the amino acid sequence of the enzyme. 図7Eは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 7E shows the amino acid sequence of the enzyme. 図8Aは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 8A shows the amino acid sequence of the enzyme. 図8Bは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 8B shows the amino acid sequence of the enzyme. 図8Cは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 8C shows the amino acid sequence of the enzyme. 図8Dは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 8D shows the amino acid sequence of the enzyme. 図9Aは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 9A shows the amino acid sequence of the enzyme. 図9Bは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 9B shows the amino acid sequence of the enzyme. 図9Cは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 9C shows the amino acid sequence of the enzyme. 図9Dは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 9D shows the amino acid sequence of the enzyme. 図9Eは、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 9E shows the amino acid sequence of the enzyme. 図10は、酵素のアミノ酸配列を示す。FIG. 10 shows the amino acid sequence of the enzyme.

以下に本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、本明細書に記述されているDNAの取得、ベクターの調製および形質転換等の遺伝子操作は、特に明記しない限り、Molecular Cloning 4th Edition(Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2012)、Current Protocols in Molecular Biology(Greene Publishing Associates and Wiley-Interscience)、遺伝子工学実験ノート(羊土社 田村隆明)等に記載されている公知の方法により行うことができる。本明細書において特に断りのない限りヌクレオチド配列は5’方向から3’方向に向けて記載される。本明細書において、「ポリペプチド」および「タンパク質」の語は、互換可能に使用される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be variously modified and implemented within the scope of the gist thereof. In addition, unless otherwise specified, genetic manipulations such as DNA acquisition, vector preparation and transformation described herein are Molecular Cloning 4th Edition (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2012), Molecular Biology in Molecular. It can be carried out by a known method described in (Greene Publishing Associates and Willy-Interscience), Genetic Engineering Experiment Note (Takaaki Tamura, Yodosha), and the like. Unless otherwise specified in the present specification, nucleotide sequences are described from the 5'direction to the 3'direction. As used herein, the terms "polypeptide" and "protein" are used interchangeably.

本明細書において、「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。 In the present specification, the numerical range indicated by using "-" indicates a range including the numerical values before and after "-" as the minimum value and the maximum value, respectively. Within the numerical range described stepwise herein, the upper or lower limit of the numerical range at one stage may be optionally combined with the upper or lower limit of the numerical range at another stage.

本発明にかかる組換え微生物は、アジピン酸(Adipic acid;ADA)(CAS No.124-04-9)またはアジピン酸誘導体を効率よく生産することができるよう、宿主微生物に対して遺伝子の改変が行われた微生物である。 The recombinant microorganism according to the present invention is genetically modified with respect to the host microorganism so that adipic acid (ADA) (CAS No. 124-04-9) or an adipic acid derivative can be efficiently produced. It is a microorganism that has been carried out.

本明細書において、「アジピン酸誘導体」は、炭素数3~5の脂肪族炭化水素基と、1または複数のカルボキシル基とを有する、脂肪族カルボン酸である。アジピン酸誘導体の有する脂肪族炭化水素基は、飽和または不飽和である。脂肪族炭化水素基において、炭素は、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ケトン基、アミノ基等の置換基によって置換されていても良い。「アジピン酸誘導体」の有する脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは、3または4である。「アジピン酸誘導体」の有するカルボキシル基は、好ましくは、1または2である。「アジピン酸誘導体」の具体例としては、炭素数4の脂肪族炭化水素基と2つのカルボン酸とを有する3-オキソアジピン酸(3-Oxoadipic acid;3-OA)、炭素数3の脂肪族炭化水素基と1つのカルボン酸とを有するレブリン酸(Levulinic acid;LEV)、炭素数4の脂肪族炭化水素基と2つのカルボン酸とを有する3-ヒドロキシアジピン酸(3-Hydroxyadipic acid;3HA)および炭素数4の脂肪族炭化水素基と2つのカルボン酸とを有する2,3-デヒドロアジピン酸(2,3-Dehydroadipic acid;23DA)が挙げられる(図1参照)。 As used herein, the "azipic acid derivative" is an aliphatic carboxylic acid having an aliphatic hydrocarbon group having 3 to 5 carbon atoms and one or more carboxyl groups. The aliphatic hydrocarbon group of the adipic acid derivative is saturated or unsaturated. In the aliphatic hydrocarbon group, carbon may be substituted with a substituent such as a hydroxyl group, a carboxyl group, a ketone group or an amino group. The aliphatic hydrocarbon group of the "azipic acid derivative" preferably has 3 or 4 carbon atoms. The carboxyl group of the "azipic acid derivative" is preferably 1 or 2. Specific examples of the "adipic acid derivative" include 3-oxoadipic acid (3-Oxodipic acid; 3-OA) having an aliphatic hydrocarbon group having 4 carbon atoms and two carboxylic acids, and an aliphatic group having 3 carbon atoms. Levulic acid (LEV) having a hydrocarbon group and one carboxylic acid, 3-hydroxyadipic acid (3-Hydroxyadic acid; 3HA) having an aliphatic hydrocarbon group having 4 carbon atoms and two carboxylic acids. And 2,3-dehydroadipic acid (23DA) having an aliphatic hydrocarbon group having 4 carbon atoms and two carboxylic acids (see FIG. 1).

本明細書中におけるアジピン酸およびアジピン酸誘導体は、任意の塩形態を含めた中性または電離形態を取り得ることや、本形態がpHに依存することは当業者により理解される。したがって、「アジピン酸」および「アジピン酸誘導体」には、遊離酸の形態のほか、任意の塩形態および電離形態が包含される。本明細書において、アジピン酸およびアジピン酸誘導体をまとめて、「アジピン酸類」または「アジピン酸類縁体」と総称することがある。 It will be understood by those skilled in the art that the adipic acid and the adipic acid derivative in the present specification can take a neutral or ionized form including any salt form, and that this form depends on pH. Thus, "azipic acid" and "azipic acid derivatives" include the form of free acid, as well as any salt and ionized forms. In the present specification, adipic acid and adipic acid derivatives may be collectively referred to as "adipic acids" or "adipic acid analogs".

本発明にかかる組換え微生物によって生産されたアジピン酸を原料として、6-アミノカプロン酸、ヘキサメチレンジアミン、1,6-ヘキサンジオールおよび6-アミノ-1-ヘキサノールを合成することも可能である。合成方法は化学合成法や酵素や酵素を内在する微生物を利用する生物学的合成法などを問わない。また、アジピン酸を上記化合物に変換するための代謝経路を含む微生物であれば、細胞内でアジピン酸を中間体として使用する原料からの代謝変換も可能である。 It is also possible to synthesize 6-aminocaproic acid, hexamethylenediamine, 1,6-hexanediol and 6-amino-1-hexanol from adipic acid produced by the recombinant microorganism according to the present invention. The synthesis method may be a chemical synthesis method or a biological synthesis method using an enzyme or a microorganism containing the enzyme. Further, as long as it is a microorganism containing a metabolic pathway for converting adipic acid into the above compound, metabolic conversion from a raw material using adipic acid as an intermediate in the cell is also possible.

本発明にかかる遺伝子組換え微生物は、具体的に、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼをコードする外来性遺伝子および2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼをコードする外来性遺伝子のうちの少なくとも1つを含む。このような外来性遺伝子の少なくとも1つを含むことにより、組換え微生物は、アジピン酸生産経路を有することとなり、アジピン酸またはアジピン酸誘導体を製造することができる。本明細書において、「遺伝子組換え微生物」は、単に「組換え微生物」とも称する。 The recombinant microorganism according to the present invention specifically comprises at least one of an exogenous gene encoding 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase and an exogenous gene encoding 2,3-dehydroadipyl CoA reductase. include. By including at least one of such exogenous genes, the recombinant microorganism has an adipic acid production pathway and can produce adipic acid or an adipic acid derivative. As used herein, the term "genetically modified microorganism" is also simply referred to as "recombinant microorganism".

本明細書において、「内因」ないし「内因性」という用語は、本願で言及している遺伝子組換えによる改変がなされていない宿主微生物が、言及している遺伝子ないしはそれによりコードされるタンパク質(典型的には酵素)を、当該宿主細胞内で優位な生化学的反応を進行させ得る程度に機能的に発現しているかどうかに関わらず、宿主微生物が有していることを意味するために用いられる。 As used herein, the term "endogenous" or "endogenous" is used by the unmodified host microorganism referred to herein as the gene or protein encoded by it. The enzyme) is used to mean that the host microorganism has it, regardless of whether it is functionally expressed to the extent that it can promote a dominant biochemical reaction in the host cell. Be done.

本明細書において、「外来」ないし「外来性」という用語は、遺伝子組換え前の宿主微生物が本発明により導入されるべき遺伝子がコードする酵素を実質的に発現していない場合、及び異なる遺伝子により当該酵素のアミノ酸配列をコードしているが、遺伝子組換え後に匹敵する内因性酵素活性を発現しない場合において、本発明に基づく遺伝子ないし核酸配列を宿主に導入することを意味するために用いられる。 As used herein, the terms "foreign" or "foreign" are used when the host microorganism prior to gene recombination does not substantially express the enzyme encoded by the gene to be introduced by the present invention, and different genes. Although the amino acid sequence of the enzyme is encoded by the above, it is used to mean that the gene or nucleic acid sequence based on the present invention is introduced into the host when the endogenous enzyme activity comparable to that of the gene is not expressed after the gene recombination. ..

3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼおよび2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼの少なくとも1つは、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株(受託番号:NITE BP-03334)に由来する。好ましくは、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼおよび2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼの両方が、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株に由来する。 At least one of 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase and 2,3-dehydroadipyl CoA reductase is derived from Burkholderia sp. LEBP-3 strain (accession number: NITE BP-03334). Preferably, both 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase and 2,3-dehydroadipyl CoA reductase are derived from the Burkholderia sp. LEBP-3 strain.

3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼをコードする外来性遺伝子および2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼをコードする外来性遺伝子の少なくとも1つは、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株(受託番号:NITE BP-03334)に由来する。好ましくは、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼをコードする外来性遺伝子および2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼをコードする外来性遺伝子の両方が、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株(受託番号:NITE BP-03334)に由来する。 At least one of the exogenous genes encoding 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase and the exogenous genes encoding 2,3-dehydroadipyl CoA reductase are Burkholderia sp. LEBP-3 strains (contracted). Number: Derived from NITE BP-03334). Preferably, both the exogenous gene encoding 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase and the exogenous gene encoding 2,3-dehydroadipyl CoA reductase are Burkholderia sp. LEBP-3 strains ( It is derived from the accession number: NITE BP-03334).

本発明の遺伝子組換え微生物は、上記酵素をコードする外来遺伝子のうちの少なくとも1つが導入されていればよい。本発明の遺伝子組換え微生物は、好ましくは、アジピン酸生産経路の各反応段階を触媒する酵素をコードする外来遺伝子のうち少なくとも1つが導入され、外来性酵素を発現する。また、本発明の遺伝子組換え微生物が、外来遺伝子の導入によらずとも、アジピン酸生産経路の反応段階を触媒する十分な量の酵素を発現する場合は、内因遺伝子にコードされる酵素によって反応が進行してもよい。本発明において、ある化合物に関し、「生産経路を有する」とは、本発明にかかる遺伝子組換え微生物が、その化合物の生産経路の各反応段階が進行するために十分な量の酵素を発現し、その化合物を生合成可能であることを意味する。 The recombinant microorganism of the present invention may be introduced with at least one of the foreign genes encoding the above-mentioned enzyme. The recombinant microorganism of the present invention preferably introduces at least one of the foreign genes encoding an enzyme that catalyzes each reaction stage of the adipic acid production pathway to express the foreign enzyme. Further, when the recombinant microorganism of the present invention expresses a sufficient amount of enzyme that catalyzes the reaction stage of the adipic acid production pathway without introducing a foreign gene, the reaction is carried out by the enzyme encoded by the endogenous gene. May progress. In the present invention, "having a production pathway" with respect to a compound means that the recombinant microorganism according to the present invention expresses an enzyme in a sufficient amount for each reaction stage of the production pathway of the compound to proceed. It means that the compound can be biosynthesized.

本発明にかかる組換え微生物は、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼおよび2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼの少なくとも1つを発現していることが好ましい。本発明にかかる組換え微生物が、これら酵素の少なくとも一方を発現していることにより、アジピン酸生産経路の反応段階が進行し、目的化合物を生産することができる。 The recombinant microorganism according to the present invention preferably expresses at least one of 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase and 2,3-dehydroadipyl CoA reductase. When the recombinant microorganism according to the present invention expresses at least one of these enzymes, the reaction stage of the adipic acid production pathway proceeds, and the target compound can be produced.

より好ましくは、本発明にかかる組換え微生物は、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼおよび2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼの双方を発現する。本発明にかかる組換え微生物が、これら酵素を発現していることにより、アジピン酸生産経路の反応段階の各々が進行し、目的化合物を生産することができる。 More preferably, the recombinant microorganism according to the invention expresses both 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase and 2,3-dehydroadipyl CoA reductase. When the recombinant microorganism according to the present invention expresses these enzymes, each of the reaction stages of the adipic acid production pathway proceeds, and the target compound can be produced.

さらにより好ましくは、本発明にかかる組換え微生物は、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼおよび2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼに加えて、オキシドレダクターゼおよび/またはβ-ケトチオラーゼを発現する。本発明にかかる組換え微生物が、これら酵素を発現していることにより、アジピン酸生産経路の反応段階の各々が進行し、目的化合物を効率よく生産することができる(図1参照)。 Even more preferably, the recombinant microorganisms according to the invention express oxidoreductase and / or β-ketothiolase in addition to 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase and 2,3-dehydroadipyl CoA reductase. When the recombinant microorganism according to the present invention expresses these enzymes, each of the reaction stages of the adipic acid production pathway proceeds, and the target compound can be efficiently produced (see FIG. 1).

以下、本発明にかかる組換え微生物が含む遺伝子がコードする酵素の各々について詳述する。 Hereinafter, each of the enzymes encoded by the genes contained in the recombinant microorganism according to the present invention will be described in detail.

<3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼ>
3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼは、3-ヒドロキシアジピル-CoAを2,3-デヒドロアジピル-CoAへと変換する反応を触媒する酵素である(図1のステップC)。
<3-Hydroxyadipyl CoA dehydratase>
3-Hydroxyadipyl CoA dehydratase is an enzyme that catalyzes the reaction of converting 3-hydroxyadipyl-CoA to 2,3-dehydroadipyl-CoA (step C in FIG. 1).

一態様において、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼは、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、所定のヌクレオチドをプライマーとして使用したPCR増幅物と配列同一性が65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、88%以上、90%以上、93%以上、95%以上、97%以上、98%以上または99%以上であるDNAにコードされる。ここで、当該DNAは、例えば626~940bp、好ましくは740~862bp、より好ましくは743~823bp、さらにより好ましくは767~799bp、特により好ましくは775~791bp、最も好ましくは778~788bpを有する。PCRに用いるプライマーについては後述する。 In one embodiment, 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase has 65 sequence identity with a PCR amplification product using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain LEBP-3 as a template and a predetermined nucleotide as a primer. % Or higher, 70% or higher, 75% or higher, 80% or higher, 85% or higher, 88% or higher, 90% or higher, 93% or higher, 95% or higher, 97% or higher, 98% or higher or 99% or higher. Coded. Here, the DNA has, for example, 626 to 940 bp, preferably 740 to 862 bp, more preferably 743 to 823 bp, even more preferably 767 to 799 bp, particularly more preferably 775 to 791 bp, and most preferably 778 to 788 bp. The primers used for PCR will be described later.

好ましい一態様において、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼは、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、所定のヌクレオチドをプライマーとして使用したPCR増幅物であるDNAにコードされる。当該DNAは、例えば626~940bp、好ましくは740~862bp、より好ましくは743~823bp、さらにより好ましくは767~799bp、特により好ましくは775~791bp、最も好ましくは778~788bpを有する。 In a preferred embodiment, 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase encodes DNA, which is a PCR amplification product using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template and a predetermined nucleotide as a primer. Will be done. The DNA has, for example, 626 to 940 bp, preferably 740 to 862 bp, more preferably 743 to 823 bp, even more preferably 767 to 799 bp, particularly more preferably 775 to 791 bp, and most preferably 778 to 788 bp.

更なる態様において、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼは、以下から選択される:
(A-1)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、所定のヌクレオチドをプライマーとして使用したPCR増幅物と配列同一性が65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、88%以上、90%以上、93%以上、95%以上、97%以上、98%以上または99%以上であるDNAにコードされる組換えポリペプチドであって、
3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼ活性を有し、
前記DNAは、先述の塩基対数(bp)を有する、組換えポリペプチド;
(A-2)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、所定のヌクレオチドをプライマーとして使用したPCR増幅物であるDNAによりコードされるポリペプチドのアミノ酸配列に対して例えば1~10個、好ましくは1~7個、より好ましくは1~5個、さらに好ましくは1~3個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列からなる組換えポリペプチドであって、
3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼ活性を有し、
前記DNAは、先述の塩基対数(bp)を有する、組換えポリペプチド;
および
(A-3)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、所定のヌクレオチドをプライマーとして使用したPCR増幅物の縮重異性体からなるDNAにコードされる組換えポリペプチドであって、
3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼ活性を有し、
前記DNAは、先述の塩基対数(bp)を有する、組換えポリペプチド。
In a further embodiment, 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase is selected from:
(A-1) Sequence identity is 65% or more, 70% or more, 75 with a PCR amplification product using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain as a template and a predetermined nucleotide as a primer. % Or more, 80% or more, 85% or more, 88% or more, 90% or more, 93% or more, 95% or more, 97% or more, 98% or more or 99% or more in a recombinant polypeptide encoded by DNA. There,
Has 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having the above-mentioned base pair number (bp);
(A-2) For the amino acid sequence of a polypeptide encoded by DNA, which is a PCR amplification product using the chromosomal DNA of Burkholderia sp. Strain as a template and a predetermined nucleotide as a primer. For example, a recombinant consisting of an amino acid sequence in which 1 to 10, preferably 1 to 7, more preferably 1 to 5, and even more preferably 1 to 3 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added. It ’s a polypeptide,
Has 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having the above-mentioned base pair number (bp);
And (A-3) A set encoded by DNA of degenerate isomers of a PCR amplification product using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template and a predetermined nucleotide as a primer. It ’s a replacement polypeptide,
Has 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having the above-mentioned base pair number (bp).

更なる好ましい態様において、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼは、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、所定のヌクレオチドをプライマーとして使用したPCR増幅物にコードされる組換えポリペプチドであり、当該増幅物の塩基対数は783または784bpである。 In a further preferred embodiment, the 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase is encoded by a PCR amplification product using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain LEBP-3 as a template and a predetermined nucleotide as a primer. It is a recombinant polypeptide and the number of base pairs of the amplified product is 783 or 784 bp.

3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼに関し、PCRに用いられるプライマー(フォワードおよびリバース)としては、以下が挙げられる(図2参照)。
(1a)配列番号5に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列からなるヌクレオチド、
(1b)配列番号5に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列を含むヌクレオチド、
(1c)配列番号5に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列からなるヌクレオチド、
(1d)配列番号5に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列を含むヌクレオチド。
With respect to 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase, the primers (forward and reverse) used for PCR include:
(1a) Nucleotides consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and nucleotides consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6.
(1b) A nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and a nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6.
(1c) A nucleotide consisting of a codon-optimized base sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and a nucleotide consisting of a codon-optimized base sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6.
(1d) A nucleotide containing a codon-optimized base sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and a nucleotide containing a codon-optimized base sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6.

前記(1b)の「配列番号5に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列を含むヌクレオチド」は、それぞれ、「配列番号5に示す塩基配列」および「配列番号6に示す塩基配列」に加えて、例えば1~20bp、好ましくは1~15bp、より好ましくは5~15bp、さらに好ましくは10~15bpがさらに追加されたヌクレオチド長を有する。 The "nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6" in (1b) are "base sequence shown in SEQ ID NO: 5" and "base sequence shown in SEQ ID NO: 6," respectively. In addition, for example, 1 to 20 bp, preferably 1 to 15 bp, more preferably 5 to 15 bp, and even more preferably 10 to 15 bp have additional nucleotide lengths.

前記(1d)の「配列番号5に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列を含むヌクレオチド」は、それぞれ、「配列番号5に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列」および「配列番号6に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列」に加えて、ベクター末端との相同配列を含み、例えば1~20bp、好ましくは1~15bp、より好ましくは5~15bp、さらに好ましくは10~15bpがさらに追加されたヌクレオチド長を有する。前記(1d)の「配列番号5に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列を含むヌクレオチド、および、配列番号6に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列を含むヌクレオチド」の例としては、
(1d’)配列番号35に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号36に示す塩基配列からなるヌクレオチド
が挙げられる(図5A)。
The "nucleotide containing the base sequence obtained by codon-optimizing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide containing the base sequence obtained by codon-optimizing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6" in (1d) are "SEQ ID NO: 5", respectively. In addition to the "codon-optimized base sequence of the base sequence shown in" and "codon-optimized base sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6," a sequence homologous to the vector terminal is included, for example, 1 to 20 bp, preferably 1. It has an additional nucleotide length of ~ 15 bp, more preferably 5 ~ 15 bp, even more preferably 10 ~ 15 bp. As an example of the above (1d), "a nucleotide containing a codon-optimized base sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and a nucleotide containing a codon-optimized base sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6"
(1d') Nucleotides consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 35 and nucleotides consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 36 can be mentioned (FIG. 5A).

3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼに関し、好ましいプライマーは、
(1a)配列番号5に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列からなるヌクレオチド、および
(1b)配列番号5に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列を含むヌクレオチド
である。
For 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase, the preferred primer is
(1a) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5, nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6, (1b) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6. Is.

上記ヌクレオチドをプライマーとして用いた、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型としたPCR増幅物であるDNAは、好ましくは783または784bpを有する。ここで、PCRで用いるDNAポリメラーゼとしては当該分野で既知のものが用いられ、例えばTaq DNAポリメラーゼ、ホットスタート調整されたDNAポリメラーゼ、ポリメラーゼ活性とは別に3’-5’エキソヌクレアーゼ活性を有するプルーフリーディングDNAポリメラーゼ等が挙げられる。 The DNA which is a PCR amplification product using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain using the above nucleotide as a primer preferably has 783 or 784 bp. Here, as the DNA polymerase used in PCR, those known in the art are used, for example, Taq DNA polymerase, hot-start-adjusted DNA polymerase, and proofreading having 3'-5'exonuclease activity apart from the polymerase activity. Examples include DNA polymerase.

<2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼ>
2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼは、2,3-デヒドロアジピル-CoAをアジピル-CoAへと変換する反応を触媒する酵素である(図1のステップD参照)。
<2,3-dehydroadipyl CoA reductase>
2,3-Dehydroadipyl CoA reductase is an enzyme that catalyzes the reaction of converting 2,3-dehydroadipyl-CoA to adipyl-CoA (see step D in FIG. 1).

一態様において、2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼは、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、所定のヌクレオチドをプライマーとして使用したPCR増幅物と配列同一性が65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、88%以上、90%以上、93%以上、95%以上、97%以上、98%以上または99%以上であるDNAにコードされる。当該DNAは、例えば924~1386bp、好ましくは1039~1249bp、より好ましくは1097~1213bp、さらにより好ましくは1131~1179bp、特により好ましくは1143~1167bp、さらに特により好ましくは1145~1165bp、最も好ましくは1150~1160bpを有する。 In one embodiment, 2,3-dehydroadipyl CoA reductase is sequence identity with a PCR amplification product using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain LEBP-3 as a template and a predetermined nucleotide as a primer. Is 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 88% or more, 90% or more, 93% or more, 95% or more, 97% or more, 98% or more or 99% or more. Encoded in DNA. The DNA is, for example, 924 to 1386 bp, preferably 1039 to 1249 bp, more preferably 1097 to 1213 bp, even more preferably 1131 to 1179 bp, particularly more preferably 1143 to 1167 bp, still more preferably 1145 to 1165 bp, most preferably. It has 1150 to 1160 bp.

好ましい一態様において、2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼは、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、所定のヌクレオチドをプライマーとして使用したPCR増幅物であるDNAにコードされる。当該DNAは、例えば924~1386bp、好ましくは1039~1249bp、より好ましくは1097~1213bp、さらにより好ましくは1131~1179bp、特により好ましくは1143~1167bp、さらに特により好ましくは1145~1165bp、最も好ましくは1150~1160bpを有する。 In a preferred embodiment, 2,3-dehydroadipyl CoA reductase is a PCR amplification product using the chromosomal DNA of Burkholderia sp. Strain LEBP-3 as a template and a predetermined nucleotide as a primer. Coded to. The DNA is, for example, 924 to 1386 bp, preferably 1039 to 1249 bp, more preferably 1097 to 1213 bp, even more preferably 1131 to 1179 bp, particularly more preferably 1143 to 1167 bp, still more preferably 1145 to 1165 bp, most preferably. It has 1150 to 1160 bp.

更なる態様において、2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼは、以下から選択される:
(B-1)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、所定のヌクレオチドをプライマーとして使用したPCR増幅物と配列同一性が65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、88%以上、90%以上、93%以上、95%以上、97%以上、98%以上または99%以上であるDNAにコードされる組換えポリペプチドであって、
2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼ活性を有し、
前記DNAは、先述の塩基対数(bp)を有する、組換えポリペプチド;
(B-2)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、所定のヌクレオチドをプライマーとして使用したPCR増幅物であるDNAによりコードされるポリペプチドのアミノ酸配列に対して、例えば1~10個、好ましくは1~7個、より好ましくは1~5個、さらに好ましくは1~3個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列からなる組換えポリペプチドであって、
2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼ活性を有し、
前記DNAは、先述の塩基対数(bp)を有する、組換えポリペプチド;
および
(B-3)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、所定のヌクレオチドをプライマーとして使用したPCR増幅物の縮重異性体からなるDNAにコードされる組換えポリペプチドであって、
2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼ活性を有し、
前記DNAは、先述の塩基対数(bp)を有する、組換えポリペプチド。
In a further embodiment, 2,3-dehydroadipyl CoA reductase is selected from:
(B-1) Sequence identity is 65% or more, 70% or more, 75 with a PCR amplification product using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain as a template and a predetermined nucleotide as a primer. % Or more, 80% or more, 85% or more, 88% or more, 90% or more, 93% or more, 95% or more, 97% or more, 98% or more or 99% or more in a recombinant polypeptide encoded by DNA. There,
Has 2,3-dehydroadipyl CoA reductase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having the above-mentioned base pair number (bp);
(B-2) For the amino acid sequence of a polypeptide encoded by DNA, which is a PCR amplification product using the chromosomal DNA of Burkholderia sp. Strain as a template and a predetermined nucleotide as a primer. For example, a set consisting of an amino acid sequence in which 1 to 10, preferably 1 to 7, more preferably 1 to 5, and even more preferably 1 to 3 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added. It ’s a replacement polypeptide,
Has 2,3-dehydroadipyl CoA reductase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having the above-mentioned base pair number (bp);
And (B-3) A set encoded by DNA of degenerate isomers of a PCR amplification product using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain as a template and a predetermined nucleotide as a primer. It ’s a replacement polypeptide,
Has 2,3-dehydroadipyl CoA reductase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having the above-mentioned base pair number (bp).

更なる好ましい態様において、外来性の2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼは、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、所定のヌクレオチドをプライマーとして使用したPCR増幅物であり、当該増幅物の塩基対数は1155または1156bpである。 In a further preferred embodiment, the exogenous 2,3-dehydroadipyl CoA reductase is PCR amplified using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain LEBP-3 as a template and a predetermined nucleotide as a primer. It is a substance, and the number of base pairs of the amplified substance is 1155 or 1156 bp.

2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼに関し、PCRに用いられるプライマー(フォワードおよびリバース)としては、以下が挙げられる(図2参照)。
(2a)配列番号7に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列からなるヌクレオチド、
(2b)配列番号7に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列を含むヌクレオチド、
(2c)配列番号7に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列からなるヌクレオチド、
(2d)配列番号7に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列を含むヌクレオチド。
With respect to 2,3-dehydroadipyl CoA reductase, the primers (forward and reverse) used for PCR include:
(2a) Nucleotides consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and nucleotides consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8.
(2b) A nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and a nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8.
(2c) A nucleotide consisting of a codon-optimized base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and a nucleotide consisting of a codon-optimized base sequence shown in SEQ ID NO: 8.
(2d) A nucleotide containing a codon-optimized base sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and a nucleotide containing a codon-optimized base sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8.

前記(2b)の「配列番号7に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列を含むヌクレオチド」は、それぞれ、「配列番号7に示す塩基配列」および「配列番号8に示す塩基配列」に加えて、例えば1~20bp、好ましくは1~15bp、より好ましくは5~15bp、さらに好ましくは10~15bpがさらに追加されたヌクレオチド長を有する。 The "nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8" in (2b) are "base sequence shown in SEQ ID NO: 7" and "base sequence shown in SEQ ID NO: 8," respectively. In addition, for example, 1 to 20 bp, preferably 1 to 15 bp, more preferably 5 to 15 bp, and even more preferably 10 to 15 bp have additional nucleotide lengths.

前記(2d)の「配列番号7に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列を含むヌクレオチド」は、それぞれ、「配列番号7に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列」および「配列番号8に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列」に加えて、ベクター末端との相同配列を含み、例えば1~20bp、好ましくは1~15bp、より好ましくは5~15bp、さらに好ましくは10~15bpがさらに追加されたヌクレオチド長を有する。前記(2d)の「配列番号7に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列をコドン最適化した塩基配列を含むヌクレオチド」の例としては、
(2d’)配列番号47に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号48に示す塩基配列からなるヌクレオチド
が挙げられる(図5A)。
The "nucleotide containing the base sequence obtained by codon-optimizing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide containing the base sequence obtained by codon-optimizing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8" in (2d) are "SEQ ID NO: 7", respectively. In addition to the "nucleotide sequence obtained by codon-optimizing the base sequence shown in the above" and "the base sequence obtained by codon-optimizing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8," a sequence homologous to the vector terminal is included, for example, 1 to 20 bp, preferably 1. It has an additional nucleotide length of ~ 15 bp, more preferably 5 ~ 15 bp, even more preferably 10 ~ 15 bp. As an example of the above (2d), "a nucleotide containing a codon-optimized base sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and a nucleotide containing a codon-optimized base sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8"
(2d') Nucleotides consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 47 and nucleotides consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 48 can be mentioned (FIG. 5A).

2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼに関し、好ましいプライマーは、
(2a)配列番号7に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列からなるヌクレオチド、および、
(2b)配列番号7に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列を含むヌクレオチド
である。
For 2,3-dehydroadipyl CoA reductase, the preferred primer is
(2a) Nucleotides consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7, nucleotides consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8, and
(2b) A nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and a nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8.

上記ヌクレオチドをプライマーとして用いた、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型としたPCR増幅物であるDNAは、好ましくは1155または1156bpを有する。ここで、PCRで用いるDNAポリメラーゼとしては当該分野で既知のものが用いられ、例えばTaq DNAポリメラーゼ、ホットスタート調整されたDNAポリメラーゼ、ポリメラーゼ活性とは別に3’-5’エキソヌクレアーゼ活性を有するプルーフリーディングDNAポリメラーゼ等が挙げられる。 The DNA which is a PCR amplification product using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain using the above nucleotide as a primer preferably has 1155 or 1156 bp. Here, as the DNA polymerase used in PCR, those known in the art are used, for example, Taq DNA polymerase, hot-start-adjusted DNA polymerase, and proofreading having 3'-5'exonuclease activity apart from the polymerase activity. Examples include DNA polymerase.

本明細書において、「PCR増幅物」とは、特定のヌクレオチドをプライマーとしてPCRを行った結果得られた産物をいう。なお、特段示さない限り、本明細書において、PCR増幅では、特定のヌクレオチドを1μMずつ、フォワードプライマーおよびリバースプライマーとして用い、且つ、酵素としてPrimeSTAR Max DNA Polymerase(製品名、タカラバイオ製)を用いて、25μL液の量で熱処理98℃10秒、アニーリング55℃15秒、伸長72℃5秒/kbの条件での処理を30サイクル実施する。 As used herein, the term "PCR amplification product" refers to a product obtained as a result of PCR using a specific nucleotide as a primer. Unless otherwise specified, in PCR amplification, 1 μM specific nucleotides are used as forward and reverse primers, and PrimeSTAR Max DNA Polymerase (product name, manufactured by Takara Bio Inc.) is used as an enzyme. 30 cycles of heat treatment at 98 ° C. for 10 seconds, annealing at 55 ° C. for 15 seconds, and extension at 72 ° C. for 5 seconds / kb with an amount of 25 μL of the solution are carried out.

本発明において、目的の外来性遺伝子が導入される宿主微生物は特に限定されず、原核生物および真核生物のいずれであってもよい。既に単離保存されているもの、新たに天然から分離したものおよび遺伝子改変をされたものから任意に選択することができる。宿主微生物は、例えば、エッセリシア属、コリネバクテリウム属、バチルス属、アシネトバクター属、バークホルデリア属、シュードモナス属、クロストリジウム属、サッカロマイセス属、シゾサッカロマイセス属、ヤロウィア属、カンジタ属、ピキア属、アスペルギルス属、クレブシエラ属、グルコノバクター属、ザイモモナス属、ラクトバチルス属、ラクトコッカス属、ストレプトコッカス属およびストレプトマイセス属からなる群より選択される属に属する。本発明の宿主微生物は、好ましくは、エッセリシア属、コリネバクテリウム属、バチルス属、アシネトバクター属、バークホルデリア属、シュードモナス属、クロストリジウム属、サッカロマイセス属、シゾサッカロマイセス属、ヤロウィア属、カンジタ属、ピキア属およびアスペルギルス属からなる群より選択される属に属する。宿主微生物は、より好ましくは、大腸菌(Escherichia coli)である。 In the present invention, the host microorganism into which the foreign gene of interest is introduced is not particularly limited, and may be either a prokaryote or a eukaryote. It can be arbitrarily selected from those that have already been isolated and preserved, those that have been newly isolated from nature, and those that have been genetically modified. Host microorganisms include, for example, Essericia, Corinebacterium, Bacillus, Acinetobacta, Burkhorderia, Pseudomonas, Clostridium, Saccharomyces, Sizosaccalomyces, Yarrowia, Candita, Pikia, Aspergillus. , Klebsiella, Gluconobacta, Zymomonas, Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus and Streptomyces. The host microorganisms of the present invention are preferably of the genus Esselicia, Corinebacterium, Bacillus, Acinetobacta, Burkhorderia, Pseudomonas, Clostridium, Saccharomyces, Sizosaccalomyces, Yarrowia, Candita, Pikia. It belongs to a genus selected from the group consisting of the genus and the genus Aspergillus. The host microorganism is more preferably Escherichia coli.

したがって、上記宿主微生物に外来性遺伝子を導入した本発明にかかる組換え微生物は、例えば、エッセリシア属、コリネバクテリウム属、バチルス属、アシネトバクター属、バークホルデリア属、シュードモナス属、クロストリジウム属、サッカロマイセス属、シゾサッカロマイセス属、ヤロウィア属、カンジタ属、ピキア属、アスペルギルス属、クレブシエラ属、グルコノバクター属、ザイモモナス属、ラクトバチルス属、ラクトコッカス属、ストレプトコッカス属およびストレプトマイセス属からなる群より選択される属に属し、好ましくは、エッセリシア属、コリネバクテリウム属、バチルス属、アシネトバクター属、バークホルデリア属、シュードモナス属、クロストリジウム属、サッカロマイセス属、シゾサッカロマイセス属、ヤロウィア属、カンジタ属、ピキア属およびアスペルギルス属からなる群より選択される属に属する。本発明にかかる組換え微生物は、より好ましくは、大腸菌(Escherichia coli)である。 Therefore, the recombinant microorganisms according to the present invention in which an exogenous gene is introduced into the above host microorganisms include, for example, the genus Esselicia, the genus Corinebacterium, the genus Bacillus, the genus Acinetobacta, the genus Burkholderia, the genus Pseudomonas, the genus Clostridium, and the genus Saccharomyces. , Sizosaccalomyces, Jarowia, Candita, Pikia, Aspergillus, Krebsiera, Glucnovactor, Zymomonas, Lactobacils, Lactococcus, Streptococcus and Streptomyces. Genus Essericia, Corinebacterium, Bacillus, Acinetobacta, Burkhorderia, Pseudomonas, Clostridium, Saccharomyces, Sizosaccalomyces, Yarrowia, Candita, Pikia and It belongs to a genus selected from the group consisting of the genus Aspergillus. The recombinant microorganism according to the present invention is more preferably Escherichia coli.

本発明にかかる遺伝子組換え微生物が有するアジピン酸、アジピン酸誘導体、ヘキサメチレンジアミン、1,6-ヘキサンジオールおよび6-アミノ-1-ヘキサノール生産経路および当該経路の各反応段階を触媒する酵素について、図1を参照しながら以下に説明する。 Regarding the adipic acid, adipic acid derivative, hexamethylenediamine, 1,6-hexanediol and 6-amino-1-hexanol production pathways and the enzymes that catalyze each reaction stage of the recombinant microorganisms according to the present invention. This will be described below with reference to FIG.

図1のステップAの変換では、例えば、スクシニルCoA:アセチルCoAアシルトランスフェラーゼ、または3-オキソアジピルCoAチオラーゼが関与し、スクシニル-CoAとアセチル-CoAとが縮合し、3-オキソアジピル-CoAへと変換される。本変換を触媒し得る酵素他の例としては、β-ケトチオラーゼが挙げられる。更には、例えば、EC 2.3.1.9(アセトアセチルCoAチオラーゼ)、EC 2.3.1.16(3-ケトアシル-CoAチオラーゼ)およびEC 2.3.1.174(3-オキソアジピル-CoAチオラーゼ)などの群に分類される酵素も、本変換に対して活性を有し得る酵素として例示することができる。本発明で使用される酵素は、本変換に対する活性を有するものであれば限定されないが、一態様において、配列番号9に示すアミノ酸配列からなる大腸菌由来のPaaJが使用される。好ましい一態様において、当該酵素は、配列番号1に示すヌクレオチドおよび配列番号2に示すヌクレオチドをプライマーとして使用した、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型としたPCR増幅物であるDNA配列(1203bp)にコードされるスクシニルCoA:アセチルCoAアシルトランスフェラーゼである。 In the conversion of step A in FIG. 1, for example, succinyl CoA: acetyl CoA acyltransferase or 3-oxoadipyl CoA thiolase is involved, and succinyl-CoA and acetyl-CoA are condensed and converted to 3-oxoadipyl-CoA. To. Other examples of enzymes that can catalyze this conversion include β-ketothiolase. Further, for example, EC 2.3.1.9 (acetoacetyl CoA thiolase), EC 2.3.1.16 (3-ketoacyl-CoA thiolase) and EC 2.3.1.174 (3-oxoadipyl-). Enzymes classified into the group such as CoA thiolase) can also be exemplified as enzymes that may have activity for this conversion. The enzyme used in the present invention is not limited as long as it has activity for this conversion, but in one embodiment, PaaJ derived from Escherichia coli having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 is used. In a preferred embodiment, the enzyme is PCR amplified using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain, using the nucleotides set forth in SEQ ID NO: 1 and the nucleotides set forth in SEQ ID NO: 2 as primers. A succinyl CoA: acetyl CoA acyltransferase encoded by the DNA sequence (1203bp) which is a substance.

図1のステップBの変換では、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドロゲナーゼが関与し、3-オキソアジピル-CoAが、3-ヒドロキシアジピル-CoAへと変換される。本変換を触媒し得る他の酵素の例としては、EC 1.1.1.m(mは整数である)に分類されるオキシドレダクターゼが挙げられる。具体的に、例えば、EC 1.1.1.35(3-ヒドロキシアシル-CoAデヒドロゲナーゼ)、EC 1.1.1.36(アセトアセチル-CoAデヒドロゲナーゼ)、EC 1.1.1.157(3-ヒドロキシブタノイル-CoAデヒドロゲナーゼ)、EC 1.1.1.211(長鎖3-ヒドロキシアシル-CoAデヒドロゲナーゼ)およびEC 1.1.1.259(3-ヒドロキシピメロイル-CoAデヒドロゲナーゼ)などの群に分類される酵素が、本変換に対して活性を有し得る酵素として例示することができる。本発明で使用される酵素は、本変換に対する活性を有するものであれば限定されないが、例えば配列番号10に示すアミノ酸配列からなる大腸菌由来のPaaHが使用される(図3)。好ましい一態様において、当該酵素は、配列番号3に示すヌクレオチドおよび配列番号4に示すヌクレオチドをプライマーとして使用した、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型としたPCR増幅物のDNA配列(1521bp)にコードされる3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドロゲナーゼである。 The conversion in step B of FIG. 1 involves 3-hydroxyadipyl CoA dehydrogenase, which converts 3-oxoadipyl-CoA to 3-hydroxyadipyl-CoA. Examples of other enzymes that can catalyze this conversion include EC 1.1.1. Examples thereof include oxidoreductases classified into m (m is an integer). Specifically, for example, EC 1.11.35 (3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase), EC 1.11.36 (acetoacetyl-CoA dehydrogenase), EC 1.1.1.157 (3). -Hydroxybutanoyl-CoA dehydrogenase), EC 1.1.1.211 (long-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase) and EC 1.1.1.259 (3-hydroxypimeloyl-CoA dehydrogenase), etc. Enzymes classified in the group can be exemplified as enzymes that may have activity for this conversion. The enzyme used in the present invention is not limited as long as it has activity for this conversion, but for example, PaaH derived from Escherichia coli having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 is used (FIG. 3). In a preferred embodiment, the enzyme is PCR amplified using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain, using the nucleotides set forth in SEQ ID NO: 3 and the nucleotides set forth in SEQ ID NO: 4 as primers. It is a 3-hydroxyadipyl CoA dehydrogenase encoded by the DNA sequence (1521bp) of the substance.

図1のステップCの変換では、例えば、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼが関与し、3-ヒドロキシアジピル-CoAが、2,3-デヒドロアジピル-CoAへと変換される。本変換を触媒し得る他の酵素の例としては、EC 4.2.1.n(nは整数である)に分類されるヒドロリアーゼが挙げられる。具体的に、例えば、EC 4.2.1.17(エノイル-CoAヒドラターゼ)、EC 4.2.1.55(3-ヒドロキシブタノイル-CoAデヒドラターゼ)およびEC 4.2.1.74(長鎖エノイル-CoAヒドラターゼ)などの群に分類される酵素は、本変換に対して活性を有し得る酵素として例示することができる。好ましい一態様において、当該酵素は、先述の3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼである。 The conversion in step C of FIG. 1 involves, for example, 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase, which converts 3-hydroxyadipyl-CoA to 2,3-dehydroadipyl-CoA. Examples of other enzymes that can catalyze this conversion include EC 4.2.1. Examples thereof include hydrolyases classified into n (n is an integer). Specifically, for example, EC 4.2.1.17 (enoyl-CoA hydratase), EC 4.2.1.55 (3-hydroxybutanoyl-CoA dehydratase) and EC 4.21.74 (long). Enzymes classified into the group such as chain enoyl-CoA hydratase) can be exemplified as enzymes that may have activity for this conversion. In a preferred embodiment, the enzyme is the aforementioned 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase.

図1のステップDの変換では、例えば2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼが関与し、2,3-デヒドロアジピル-CoAが、アジピル-CoAへと変換される。本変換を触媒し得る酵素の他の例としては、EC 1.3.1.o(oは整数である)に分類されるオキシドレダクターゼが挙げられる。具体的に、例えば、EC 1.3.1.8(アシル-CoAデヒドロゲナーゼ(NADP))や、EC 1.3.1.9(エノイル-ACPレダクターゼ(NADH))、EC 1.3.1.38(トランス-2-エノイル-CoAレダクターゼ(NADP))、EC 1.3.1.44(トランス-2-エノイル-CoAレダクターゼ(NAD))、EC 1.3.1.86(クロトニル-CoAレダクターゼ)、EC 1.3.1.93(長鎖アシル-CoAレダクターゼ)およびEC 1.3.1.104(エノイル-ACPレダクターゼ(NADPH))などの群に分類される酵素は、本変換に対して活性を有し得る酵素として例示することができる。好ましい一態様において、当該酵素は、先述の2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼである。 The conversion in step D of FIG. 1 involves, for example, 2,3-dehydroadipyl CoA reductase, which converts 2,3-dehydroadipyl-CoA to adipyl-CoA. Another example of an enzyme that can catalyze this conversion is EC 1.3.1. Examples thereof include oxidoreductases classified into o (o is an integer). Specifically, for example, EC 1.3.1.8 (acyl-CoA dehydrogenase (NADP + )), EC 1.3.1.9 (enoyl-ACP reductase (NADH)), EC 1.3.1 .38 (Trans-2-enoyl-CoA reductase (NADP + )), EC 1.3.1.44 (Trans-2-enoyl-CoA reductase (NAD + )), EC 1.3.1.186 (Crotonyl) -CoA reductase), EC 1.3.1.13 (long-chain acyl-CoA reductase) and EC 1.3.1.1104 (enoyl-ACP reductase (NADPH)) It can be exemplified as an enzyme that may have activity for conversion. In a preferred embodiment, the enzyme is the aforementioned 2,3-dehydroadipyl CoA reductase.

図1のステップEの変換では、アジピル-CoAがアジピン酸へと変換される。本変換を触媒し得る酵素の例としては、EC 3.1.2.p(pは整数である)に分類されるチオエステルヒドラターゼが挙げられる。例えば、EC 3.1.2.1(アセチル-CoAヒドラターゼ)およびEC 3.1.2.20(アシル-CoAヒドラターゼ)などの群に分類される酵素は、本変換に対して活性を有し得る酵素として例示することができる。好ましい一態様において、当該酵素は、本変換に対する活性を有するものであれば限定されないが、配列番号16に示す、アシネトバクターADP1株由来のtesB(Ab)が使用される。使用する酵素の基質特異性に応じて、3-オキソアジピル-CoA、3-ヒドロキシアジピルCoAおよび2,3-デヒドロアジピルCoAのCoAが脱離され、それぞれ3-オキソアジピン酸、3-ヒドロキシアジピン酸、2,3-デヒドロアジピン酸を生成する。 In the conversion of step E in FIG. 1, adipic-CoA is converted to adipic acid. Examples of enzymes that can catalyze this conversion include EC 3.1.2. Examples thereof include thioester hydratase classified as p (p is an integer). For example, enzymes classified into groups such as EC 3.1.2.1 (acetyl-CoA hydratase) and EC 3.1.2.20 (acyl-CoA hydratase) have activity for this conversion. It can be exemplified as an enzyme to be obtained. In a preferred embodiment, the enzyme is not limited as long as it has activity for this conversion, but tesB (Ab) derived from the Acinetobacter ADP1 strain shown in SEQ ID NO: 16 is used. Depending on the substrate specificity of the enzyme used, the CoA of 3-oxoadipyl-CoA, 3-hydroxyadipyl CoA and 2,3-dehydroadipyl CoA is eliminated, 3-oxoadipic acid and 3-hydroxyadipine, respectively. Produces acid, 2,3-dehydroadipic acid.

また、図1のステップEの変換を触媒し得る別の酵素の例として、EC 2.8.3.q(qは整数である)に分類されるCoA-トランスフェラーゼも挙げることができる。例えば、EC 2.8.3.5(3-オキソ酸 CoA-トランスフェラーゼ)や、EC 2.8.3.6(3-オキソアジピン酸 CoA-トランスフェラーゼ)、EC 2.8.3.18(スクシニル-CoA:酢酸 CoA-トランスフェラーゼ)といった群に分類される酵素は、本変換に対して活性を有し得る酵素として例示することができる。 Also, as an example of another enzyme that can catalyze the conversion of step E in FIG. 1, EC 2.8.3. CoA-transferases classified as q (q is an integer) can also be mentioned. For example, EC 2.8.3.5 (3-oxoacid CoA-transferase), EC 2.8.3.6 (3-oxoadipate CoA-transferase), EC 2.8.3.18 (succinyl). -CoA: Acetate CoA-transferase) can be exemplified as an enzyme that may have activity for this conversion.

さらには、図1のステップEの変換を触媒し得る別の酵素変換の例として、EC 2.3.1.r(rは整数である)に分類されるアシルトランスフェラーゼによって、アジピル-CoAのアジピル基をリン酸に転移してアジピルリン酸を生成した後、EC 2.7.2.s(sは整数である)に分類されるホスホトランスフェラーゼによる脱リン酸化を経る経路も例示することができる。例えば、アシルトランスフェラーゼとしては、EC 2.3.1.8(リン酸アセチルトランスフェラーゼ)や、EC 2.3.1.19(リン酸ブチリルトランスフェラーゼ)、ホスホトランスフェラーゼについては、EC 2.7.2.1(酢酸キナーゼ)や、EC 2.7.2.7(ブタン酸キナーゼ)といった群に分類される酵素は、本変換に対して活性を有し得る酵素として例示することができる。 Furthermore, as an example of another enzymatic conversion that can catalyze the conversion of step E in FIG. 1, EC 2.3.1. EC 2.7.2. Also exemplifying pathways undergo dephosphorylation with phosphotransferases classified as s (where s is an integer). For example, EC 2.3.1.8 (phosphate acetyltransferase) and EC 2.3.1.19 (phosphate butyryltransferase) are used as acyltransferases, and EC 2.7.2 is used as phosphotransferases. Enzymes classified into the group such as .1 (acetate kinase) and EC 2.7.2.7 (butanoic acid kinase) can be exemplified as enzymes that may have activity for this conversion.

図1のステップTでは、3-オキソアジピン酸がレブリン酸へと変換される。本変換は、酵素(3-オキソアジピン酸デカルボキシラーゼ)によって触媒されるか、または、自然発生的に起こる。 In step T of FIG. 1, 3-oxoadipic acid is converted to levulinic acid. This conversion is catalyzed by an enzyme (3-oxoadipate decarboxylase) or occurs spontaneously.

図1のステップFの変換では、アジピル-CoAからアジピン酸セミアルデヒドへと変換される。本変換を触媒し得る酵素の例としては、EC 1.2.1.t(tは整数である)に分類される酵素が挙げられる。例えば、EC 1.2.1.10(アセトアルデヒドデヒドロゲナーゼ(アセチル化))、EC 1.2.1.17(グリオキシル酸デヒドロゲナーゼ(アシル化))、EC 1.2.1.42(ヘキサデカナールデヒドロゲナーゼ(アシル化))、EC 1.2.1.44(シナモイル-CoAレダクターゼ(アシル化))、EC 1.2.1.75(マロニル-CoAレダクターゼ(マロン酸セミアルデヒド形成))、EC 1.2.1.76(コハク酸セミアルデヒドデヒドロゲナーゼ(アシル化))といった群に分類される酵素は、本変換と同様に、CoAを脱離しアルデヒドを生成する変換反応を触媒することから、本変換に対しても活性を有し得る酵素として例示することができる。本発明で使用される酵素は、本変換に対する活性を有するものであれば限定されないが、例えば、配列番号73に記載されるアミノ酸配列からなるClostridium kluyveri由来のsucDが使用される(図6)。 In the conversion of step F in FIG. 1, adipic-CoA is converted to adipic acid semialdehyde. Examples of enzymes that can catalyze this conversion include EC 1.2.1. Examples thereof include enzymes classified into t (t is an integer). For example, EC 1.2.1.10 (acetaldehyde dehydrogenase (acetylation)), EC 1.2.1.17 (glyoxylate dehydrogenase (acylated)), EC 1.21.42 (hexadecanal dehydrogenase). (Acylation)), EC 1.21.44 (Cinnamoyl-CoA reductase (acylation)), EC 1.21.75 (malonyl-CoA reductase (malonate semialdehyde formation)), EC 1. Enzymes classified into the group 2.1.76 (succinate semialdehyde dehydrogenase (acylation)) catalyze the conversion reaction that desorbs CoA and produces aldehydes, as in this conversion. However, it can be exemplified as an enzyme that may have activity. The enzyme used in the present invention is not limited as long as it has activity for the present conversion, and for example, sucD derived from Clostridium lyveri consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 73 is used (FIG. 6).

図1のステップG、J、Qの変換では、カルボキシル基がアルデヒドへと変換される。本変換を触媒し得る酵素としては、例えば、カルボン酸レダクターゼ(Carboxylic Acid Reductase;CAR)が挙げられる。例えば、EC 1.2.1.30(カルボン酸レダクターゼ(NADP+))、EC 1.2.1.31(L-アミノアジピン酸セミアルデヒドデヒドロゲナーゼ)、EC 1.2.1.95(L-2-アミノアジピン酸レダクターゼ)、EC 1.2.99.6(カルボン酸レダクターゼ)といった群に分類される酵素が、本変換と同様に、カルボン酸からアルデヒドを生成する変換反応を触媒することから、本変換に対しても活性を有し得る酵素として例示することができる。酵素の由来となる生物種の典型的な例としては、Nocardia iowensis、Nocardia asteroides、Nocardia brasiliensis、Nocardia farcinica、Segniliparus rugosus、Segniliparus rotundus、Tsukamurella paurometabola、Mycobacterium marinum、Mycobacterium neoaurum、Mycobacterium abscessus、Mycobacterium avium、Mycobacterium chelonae、Mycobacterium immunogenum、Mycobacterium smegmatis、Serpula lacrymans、Heterobasidion annosum、Coprinopsis cinerea、Aspergillus flavus、Aspergillus terreus、Neurospora crassa、Saccharomyces cerevisiaeが挙げられるが、これらに限定されない。本発明で使用される酵素は、本変換に対する活性を有するものであれば限定されないが、例えば、配列番号74~78のいずれかに記載されるアミノ酸配列からなる酵素の少なくとも一種が使用されてもよく(図7A~図7E)、好ましくは、配列番号76に記載されるアミノ酸配列からなるMycobacterium abscessus由来の酵素MaCar、配列番号78に記載されるアミノ酸配列からなるMaCarの変異体であるMaCar(m)の少なくとも一方が使用され、より好ましくは配列番号78に記載されるアミノ酸配列からなるMaCar(m)が使用される。 In the conversion of steps G, J, and Q in FIG. 1, the carboxyl group is converted to an aldehyde. Examples of the enzyme that can catalyze this conversion include carboxylic acid reductase (CAR). For example, EC 1.21.30 (carboxylic acid reductase (NADP +)), EC 1.21.31 (L-aminoadipate semialdehyde dehydrogenase), EC 1.21.95 (L-2). -Since enzymes classified into the groups such as aminoadipate reductase) and EC 1.2.99.6 (carboxylic acid reductase) catalyze the conversion reaction that produces aldehyde from carboxylic acid, as in this conversion. It can be exemplified as an enzyme that can also have activity for this conversion. Typical examples of species from which it is derived enzymes, Nocardia iowensis, Nocardia asteroides, Nocardia brasiliensis, Nocardia farcinica, Segniliparus rugosus, Segniliparus rotundus, Tsukamurella paurometabola, Mycobacterium marinum, Mycobacterium neoaurum, Mycobacterium abscessus, Mycobacterium avium, Mycobacterium chelonae , Mycobacterium immunogenum, Mycobacterium smegmatis, Serpula lacrymans, Heterobasidion annosum, Cobacterium cinerea, Aspergillus flavus, Aspirus The enzyme used in the present invention is not limited as long as it has activity for the present conversion, and for example, at least one of the enzymes consisting of the amino acid sequences set forth in any of SEQ ID NOs: 74 to 78 may be used. Often (FIGS. 7A-7E), preferably, MaCar (m), which is a variant of MaCar consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 78, the enzyme MaCar derived from Mycobacterium abssussus having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 76. ) Is used, and more preferably MaCar (m) consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 78 is used.

また、カルボン酸レダクターゼは、ホスホパンテテイニル化されることにより活性型のホロ酵素に変換され得る(Venkitasubramanian et al., Journal of Biological Chemistry,Vol.282,No.1,478-485(2007))。ホスホパンテテイニル化はホスホパンテテイニル基転移酵素(Phosphopantetheinyl Transferase;PT)により触媒される。本反応を触媒し得る酵素としては、例えば、EC 2.7.8.7に分類される酵素が挙げられる。したがって、本発明の微生物は更に、ホスホパンテテイニル基転移酵素の活性が増大するように改変されていて良い。ホスホパンテテイニル基転移酵素の活性を増大する方法としては、外来のホスホパンテテイニル基転移酵素遺伝子を導入する方法や、内因性のホスホパンテテイニル基転移酵素遺伝子の発現を強化する方法が挙げられるが、これらに限定されない。本発明で使用される酵素は、ホスホパンテテイニル基転移活性を有する限り、これらに限定されないが、典型的な酵素としては、例えば、大腸菌のEntDや、Bacillus subtilisのSfp、Nocardia iowensisのNpt(Venkitasubramanian et al., Journal of Biological Chemistry,Vol.282,No.1,478-485(2007))、Saccharomyces cerevisiaeのLys5(Ehmann et al., Biochemistry 38.19 (1999): 6171-6177.)が挙げられる。本発明で使用される酵素は、本変換に対する活性を有するものであれば限定されないが、例えば、配列番号79~82に記載されるアミノ酸配列からなる酵素の少なくともいずれか一種が使用されてもよく(図8A~図8D)、好ましくは、配列番号80に記載されるアミノ酸配列からなるNocardia iowensis由来のNocardia iowensisのNptが使用される。 In addition, the carboxylic acid reductase can be converted into an active holoenzyme by being phosphopantetinylated (Venkitasubramanian et al., Journal of Biological Chemistry, Vol. 282, No. 1,478-485 (2007)). ). Phosphopantetinylation is catalyzed by Phosphopantetheinyl Transferase (PT). Examples of the enzyme that can catalyze this reaction include enzymes classified in EC 2.7.8.7. Therefore, the microorganism of the present invention may be further modified to increase the activity of the phosphopantetinyltransferase. As a method for increasing the activity of phosphopantetinyltransferase, a method for introducing a foreign phosphopantetinyltransferase gene and a method for enhancing the expression of an endogenous phosphopantetinyltransferase gene are available. However, but not limited to these. The enzyme used in the present invention is not limited to these as long as it has a phosphopantetinyl group transfer activity, but typical enzymes include, for example, EntD of Escherichia coli, Sfp of Bacillus subtilis, and Npt of Nocardia iowensis. Venkitas bramanian et al., Journal of Biological Chemistry, Vol. 282, No. 1,478-485 (2007)), Saccharomyces cerevisiae Lys5 (Ehmann. Can be mentioned. The enzyme used in the present invention is not limited as long as it has activity for the present conversion, and for example, at least one of the enzymes consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 79 to 82 may be used. (FIGS. 8A-8D), preferably Npt of Nocardia iowensis derived from Nocardia iowensis consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 80 is used.

図1のステップM、N、Sの変換は、アミノ基転移反応である。この変換を触媒し得る酵素の例としては、EC 2.6.1.u(uは整数である)に分類されるトランスアミナーゼ(アミノトランスフェラーゼ)が挙げられる。例えば、EC 2.6.1.19(4-アミノブタン酸-2-オキソグルタル酸トランスアミナーゼ)や、EC 2.6.1.29(ジアミントランスアミナーゼ)、EC 2.6.1.48(5-アミノ吉草酸トランスアミナーゼ)といった群に分類される酵素は、本変換に対しても活性を有し得る酵素として例示することができる。本発明で使用される酵素は、各ステップの変換活性を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、カダベリンやスペルミジンをアミノ基転移することが報告されている大腸菌のプトレシンアミノトランスフェラーゼであるYgjG(Samsonova., et al., BMC microbiology 3.1 (2003): 2.)や、シュードモナス属のプトレシンアミノトランスフェラーゼであるSpuC(Lu et al.,Journal of bacteriology 184.14 (2002): 3765-3773.、Galman et al.,Green Chemistry 19.2 (2017): 361-366.)、大腸菌のGABAアミノトランスフェラーゼGabTや、PuuEが使用されてもよい。さらには、Ruegeria pomeroyi、Chromobacterium violaceum、Arthrobacter citreus、Sphaerobacter thermophilus、Aspergillus fischeri、Vibrio fluvialis、Agrobacterium tumefaciens、Mesorhizobium loti等の生物種由来のω-トランスアミナーゼも、1,8-ジアミノオクタンや1,10-ジアミノデカンなどのジアミン化合物へのアミノ基転移活性を有することが報告されており、本発明で使用されてもよい(Sung et al., Green Chemistry 20.20 (2018): 4591-4595.、Sattler et al., Angewandte Chemie 124.36 (2012): 9290-9293.)。本発明で使用される酵素は、本変換に対する活性を有するものであれば限定されないが、例えば、配列番号83~87に記載されるアミノ酸配列からなる酵素の少なくともいずれか一種が使用されてもよい(図9A~図9E)。典型的なアミノ基供与体としては、L-グルタミン酸、L-アラニン、グリシンが挙げられるが、これらには限定されない。 The conversion of steps M, N, S in FIG. 1 is a transamination reaction. Examples of enzymes that can catalyze this conversion include EC 2.6.1. Examples thereof include transaminase (aminotransferase) classified into u (u is an integer). For example, EC 2.6.1.19 (4-aminobutanoic acid-2-oxoglutaric acid transaminase), EC 2.6.1.29 (diamine transaminase), EC 2.6.1.148 (5-aminovaleric acid). Enzymes classified into the group such as valeric acid transaminase) can be exemplified as enzymes that can also have activity for this conversion. The enzyme used in the present invention is not particularly limited as long as it has the conversion activity of each step, but for example, YgjG, which is a putrescine aminotransferase of Escherichia coli reported to transaminate cadaverine or spermidine. (Samsonova., Et al., BMC microbiology 3.1 (2003): 2.) and SpuC (Lu et al., Journal of bacteriology 184.14 (2002): 37, which is a putrescine aminotransferase of the genus Pseudomonas. , Galman et al., Green Chemistry 19.2 (2017): 361-366.), GABA aminotransferase GabT of Escherichia coli, and Putrescine may be used. Furthermore, Ruegeria pomeroyi, Chromobacterium violaceum, Arthrobacter citreus, Sphaerobacter thermophilus, Aspergillus fischeri, Vibrio fluvialis, Agrobacterium tumefaciens, also ω- transaminase derived from species such Mesorhizobium loti, 1,8-diamino-octane and 1,10-diaminodecane It has been reported to have transamination activity to diamine compounds such as, and may be used in the present invention (Sung et al., Green Chemistry 20.20 (2018): 4591-4595., Stratler et al. ., Angewandte Chemie 124.36 (2012): 9290-9293.). The enzyme used in the present invention is not limited as long as it has activity for the present conversion, and for example, at least one of the enzymes consisting of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 83 to 87 may be used. (FIGS. 9A-9E). Typical amino group donors include, but are not limited to, L-glutamic acid, L-alanine, and glycine.

図1のステップH、L、Rの変換では、アルデヒドがアルコールに変換される。本変換を触媒し得る酵素の例としては、EC 1.1.1.v(vは整数である)に分類されるオキシドレダクターゼが挙げられる。例えば、EC 1.1.1.1(アルコールデヒドロゲナーゼ)や、EC 1.1.1.2(アルコールデヒドロゲナーゼ(NADP+))、EC 1.1.1.71(アルコールデヒドロゲナーゼ[NAD(P)+])といった群に分類される酵素は、本変換と同様に、アルデヒドからアルコールへの変換反応を触媒することから、本変換に対しても活性を有し得る酵素として例示することができる。本発明で使用される酵素は、本変換に対する活性を有するものであれば限定されないが、例えば、配列番号88に記載される大腸菌由来のAhrが使用される(図10)。 In the conversion of steps H, L, R in FIG. 1, the aldehyde is converted to alcohol. Examples of enzymes that can catalyze this conversion include EC 1.1.1. Examples thereof include oxidoreductases classified into v (where v is an integer). For example, EC 1.1.1.1 (alcohol dehydrogenase), EC 1.1.1.2 (alcohol dehydrogenase (NADP +)), EC 1.11.71 (alcohol dehydrogenase [NAD (P) +]] ), Since the enzyme classified into the group such as) catalyzes the conversion reaction from aldehyde to alcohol as in the present conversion, it can be exemplified as an enzyme that may have activity for the present conversion. The enzyme used in the present invention is not limited as long as it has activity for this conversion, and for example, Ahr derived from Escherichia coli described in SEQ ID NO: 88 is used (FIG. 10).

図1のステップI、Oの変換では、カルボキシル基にCoAが付加される。本変換を触媒し得る酵素の例としてはEC 2.8.3.w(wは整数である)に分類されるCoAトランスフェラーゼ、EC 6.2.1.x(xは整数である)に分類される酸チオールリガーゼが挙げられる。本発明で使用される酵素は、本変換に対する活性を有するものであれば限定されない。 In the conversion of steps I and O in FIG. 1, CoA is added to the carboxyl group. An example of an enzyme that can catalyze this conversion is EC 2.8.3. CoA transferases classified as w (w is an integer), EC 6.2.1. Examples thereof include acid thiol ligases classified as x (where x is an integer). The enzyme used in the present invention is not limited as long as it has activity for this conversion.

本発明に利用できる上記の酵素をコードする遺伝子は、例示された生物以外に由来するものであっても、または人工的に合成したものであってもよく、宿主微生物細胞内で実質的な酵素活性を発現できるものであればよい。 The gene encoding the above enzyme that can be used in the present invention may be derived from a non-exemplified organism or artificially synthesized, and is a substantial enzyme in a host microbial cell. Anything that can express activity is sufficient.

本発明にかかる遺伝子組換え微生物は、先述の3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼおよび/または2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼをコードする外来性遺伝子に加え、スクシニルCoA:アセチルCoAアシルトランスフェラーゼおよび3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドロゲナーゼからなる群より選択される少なくとも1つの酵素をコードする外来性遺伝子が導入されていることが好ましい。 The recombinant microorganism according to the present invention includes succinyl CoA: acetyl CoA acyltransferase and 3-, in addition to the exogenous gene encoding 3-hydroxyadipyl CoA dehydrase and / or 2,3-dehydroadipyl CoA reductase described above. It is preferable that an exogenous gene encoding at least one enzyme selected from the group consisting of hydroxyadipyl CoA dehydrogenase is introduced.

すなわち、本発明にかかる組換え微生物は、好ましくは、スクシニルCoA:アセチルCoAアシルトランスフェラーゼをコードする外来性遺伝子および3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドロゲナーゼをコードする外来性遺伝子のうちの少なくとも1つをさらに含む。 That is, the recombinant microorganism according to the present invention preferably further comprises at least one of an exogenous gene encoding succinyl-CoA: acetyl-CoA acyltransferase and an exogenous gene encoding 3-hydroxyadipyl CoA dehydrogenase. ..

本発明にかかる組換え微生物は、上記外来性遺伝子、すなわち、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼ、2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼ、スクシニルCoA:アセチルCoAアシルトランスフェラーゼおよび3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドロゲナーゼ以外にも、更なる外来性遺伝子が導入されていてもよい。 The recombinant microorganism according to the present invention includes the above-mentioned exogenous genes, that is, other than 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase, 2,3-dehydroadipyl CoA reductase, succinyl CoA: acetyl CoA acyltransferase and 3-hydroxyadipyl CoA dehydrogenase. Also, further exogenous genes may be introduced.

本発明にかかる組換え微生物は、宿主微生物において、適宜、任意の遺伝子が破壊されたものであってもよい。標的遺伝子の破壊は、当該分野で既知の方法に従って行われてよい。 The recombinant microorganism according to the present invention may be a host microorganism in which any gene is appropriately disrupted. Destruction of the target gene may be performed according to a method known in the art.

また、本発明の目的に利用できる上記酵素遺伝子は、前記宿主微生物細胞内で実質的な酵素活性を発現できるものであれば、自然界で発生し得るすべての変異や、人工的に導入された変異及び修飾を有していてもよい。例えば、特定のアミノ酸をコードする種々のコドンには余分のコドンが存在することが知られている。そのため本発明においても同一のアミノ酸に最終的に翻訳されることになる代替コドンを利用してよい。つまり、遺伝子コードは縮重しているので、ある特定のアミノ酸をコードするのに複数のコドンを使用でき、そのためアミノ酸配列は任意の1セットの類似のDNAオリゴヌクレオチドでコードされ得る。そのセットの唯一のメンバーだけが天然型酵素の遺伝子配列に同一であるが、ミスマッチのあるDNAオリゴヌクレオチドでさえ適切な緊縮条件下(例えば、3xSSC、68℃でハイブリダイズし、2xSSC、0.1%SDS及び68℃で洗浄)で天然型配列にハイブリダイズでき、天然型配列をコードするDNAを同定、単離でき、更にそのような遺伝子も本発明において利用できる。特に、ほとんどの生物は特定のコドン(最適コドン)のサブセットを優先的に用いることが知られているので(Gene、Vol.105、pp.61-72、1991等)、宿主微生物に応じて「コドン最適化」を行うことは本発明においても有用であり得る。 In addition, the enzyme gene that can be used for the purpose of the present invention includes all mutations that can occur in nature or artificially introduced mutations as long as they can express substantial enzyme activity in the host microbial cell. And may have modifications. For example, it is known that there are extra codons in the various codons that encode a particular amino acid. Therefore, in the present invention as well, an alternative codon that will eventually be translated into the same amino acid may be used. That is, because the genetic code is degenerate, multiple codons can be used to encode a particular amino acid, so that the amino acid sequence can be encoded by any set of similar DNA oligonucleotides. Only one member of the set is identical to the gene sequence of the native enzyme, but even mismatched DNA oligonucleotides hybridize at appropriate contractile conditions (eg, 3xSSC, 68 ° C., 2xSSC, 0.1). % SDS and washed at 68 ° C.) can hybridize to the native sequence, DNA encoding the native sequence can be identified and isolated, and such genes can also be utilized in the present invention. In particular, since most organisms are known to preferentially use a subset of specific codons (optimal codons) (Gene, Vol. 105, pp. 61-72, 1991, etc.), depending on the host microorganism, " Performing "codon optimization" can also be useful in the present invention.

したがって、本発明にかかる遺伝子組換え微生物は、実質的な酵素活性を発現できることを条件に、上記酵素遺伝子の塩基配列と、例えば65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、97%以上、98%以上または99%以上の配列同一性を有する塩基配列を含み得る。あるいは、本発明にかかる遺伝子組換え微生物は、上記酵素のアミノ酸配列をコードする塩基配列と、例えば65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、97%以上、98%以上または99%以上の配列同一性を有する塩基配列を含み得る。 Therefore, the genetically modified microorganism according to the present invention has, for example, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85 with the base sequence of the above enzyme gene, provided that it can express substantial enzyme activity. It may contain a base sequence having a sequence identity of% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more. Alternatively, the genetically modified microorganism according to the present invention has a base sequence encoding the amino acid sequence of the above enzyme, for example, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95. It may contain a base sequence having a sequence identity of% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more.

本発明において、上記の生合成酵素遺伝子が「発現カセット」として宿主微生物細胞内に導入されることで、より安定的で高レベルの酵素活性を得ることができる。本明細書において、「発現カセット」とは、発現対象の核酸または発現対象の遺伝子に機能的に結合された転写および翻訳をレギュレートする核酸配列を含むヌクレオチドを意味する。典型的に、本発明の発現カセットは、コード配列から5’上流にプロモーター配列、3’下流にターミネーター配列、場合により更なる通常の調節エレメントを機能的に結合された状態で含み、そのような場合に、発現対象の核酸または発現対象の遺伝子が宿主微生物に導入される。 In the present invention, by introducing the above-mentioned biosynthetic enzyme gene into a host microbial cell as an "expression cassette", a more stable and high level enzyme activity can be obtained. As used herein, the term "expression cassette" means a nucleotide containing a nucleic acid to be expressed or a nucleic acid sequence that regulates transcription and translation functionally bound to a gene to be expressed. Typically, the expression cassette of the invention comprises a promoter sequence 5'upstream from the coding sequence, a terminator sequence 3'downstream, and optionally additional conventional regulatory elements in a functionally bound manner. In some cases, the nucleic acid to be expressed or the gene to be expressed is introduced into the host microorganism.

本明細書において、プロモーターとは、構成発現型プロモーターであるか誘導発現型プロモーターであるかに拘わらず、RNAポリメラーゼをDNAに結合させ、RNA合成を開始させるDNA配列と定義される。強いプロモーターとはmRNA合成を高頻度で開始させるプロモーターであり、本発明においても好適に使用される。大腸菌ではlac系、trp系、tacまたはtrc系、λファージの主要オペレーター及びプロモーター領域、fdコートタンパク質の制御領域、解糖系酵素(例えば、3-ホスホグリセレートキナーゼ、グリセルアルデヒド‐3-リン酸脱水素酵素)、グルタミン酸デカルボキシラーゼA、セリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼに対するプロモーター、T7ファージ由来RNAポリメラーゼのプロモーター領域等が利用可能である。コリネ菌(Corynebacterium glutamicum)ではHCE(high-level constitutive expression)プロモーター、cspBプロモーター、sodAプロモーターおよび伸長因子(EF-Tu)プロモーターなどが利用可能である。 As used herein, a promoter is defined as a DNA sequence that binds RNA polymerase to DNA and initiates RNA synthesis, regardless of whether it is a constitutive expression promoter or an inducible expression promoter. A strong promoter is a promoter that initiates mRNA synthesis at a high frequency, and is also suitably used in the present invention. In Escherichia coli, lac, trp, tac or trc, major operator and promoter regions of λ phage, regulatory regions of fd-coated proteins, glycolytic enzymes (eg, 3-phosphoglycerate kinase, glyceraldehyde-3-phosphate). Acid dehydrogenase), glutamate decarboxylase A, promoter for serine hydroxymethyltransferase, promoter region of T7 phage-derived RNA polymerase, and the like can be used. In Corynebacterium glutamicum, HCE (high-level conscious expression) promoter, cspB promoter, sodA promoter, extension factor (EF-Tu) promoter and the like can be used.

ターミネーターとしては、T7ターミネーター、rrnBT1T2ターミネーター、lacターミネーターなどが利用可能である。 As the terminator, a T7 terminator, an rrnBT1T2 terminator, a lac terminator and the like can be used.

プロモーターおよびターミネーター配列のほかに、他の調節エレメントとしては、例えば、選択マーカー、増幅シグナルおよび複製起点などが挙げられる。好適な調節エレメントについては、例えば、”Gene Expression Technology:Methods in Enzymology 185”、Academic Press (1990)に記載されている。 In addition to promoter and terminator sequences, other regulatory elements include, for example, selectable markers, amplification signals and origins of replication. Suitable regulatory elements are described, for example, in "Gene Expression Technology: Methods in Enzymelogic 185", Academic Press (1990).

本発明で用いる宿主微生物は、当該微生物が本来有する酵素をコードする遺伝子が破壊された微生物であってもよい。当該酵素をコードする遺伝子としては、例えば、乳酸デヒドロゲナーゼをコードするldh遺伝子、アセチルCoAアセチルトランスフェラーゼをコードするatoB遺伝子、およびスクシニルCoAシンセターゼαサブユニットをコードするsucD遺伝子が挙げられる。このように、宿主微生物が本来有する酵素の遺伝子のうちの一部を破壊した宿主微生物を用いることで、不純物の混入を避け、目的外の反応の進行を抑制することができる。具体的には、乳酸デヒドロゲナーゼをコードするldh遺伝子を破壊することで、不純物である乳酸の生成を低減することができる。アセチルCoAアセチルトランスフェラーゼをコードするatoB遺伝子、およびスクシニルCoAシンセターゼαサブユニットをコードするsucD遺伝子を破壊することで、アジピン酸の収率を改善することができる。 The host microorganism used in the present invention may be a microorganism in which the gene encoding the enzyme originally possessed by the microorganism is disrupted. Examples of the gene encoding the enzyme include the ldh gene encoding lactate dehydrogenase, the atoB gene encoding acetyl-CoA acetyltransferase, and the sucD gene encoding the succinyl-CoA synthesizer α-subunit. In this way, by using a host microorganism in which a part of the gene of the enzyme originally possessed by the host microorganism is destroyed, it is possible to avoid contamination with impurities and suppress the progress of an unintended reaction. Specifically, by disrupting the ldh gene encoding lactate dehydrogenase, the production of lactic acid, which is an impurity, can be reduced. By disrupting the atoB gene encoding the acetyl-CoA acetyltransferase and the sucD gene encoding the succinyl-CoA synthesizer α subunit, the yield of adipic acid can be improved.

上記で説明した発現カセットは、例えば、プラスミド、ファージ、トランスポゾン、ISエレメント、フォスミド、コスミド、又は線状もしくは環状のDNA等から成るベクターに組み入れて、宿主微生物中に挿入される。プラスミドおよびファージが好ましい。これらのベクターは、宿主微生物中で自律複製されるものでもよいし、また染色体により複製されてもよい。好適なプラスミドは、例えば、大腸菌のpLG338、pACYC184、pBR322、pUC18、pUC19、pKC30、pRep4、pHS1、pKK223-3、pDHE19.2、pHS2、pPLc236、pMBL24、pLG200、pUR290、pIN-III113-B1、λgt11又はpBdCI;桿菌のpUB110、pC194又はpBD214;コリネバクテリウム属のpSA77又はpAJ667などである。バチルス属などの桿菌ではpUB110、pC194またはpBD214などが挙げられる。これらの他にも使用可能なプラスミド等は、”Gene Cloning and DNA nalysis 6th edition”、Wiley-Blackwell(2016)に記載されている。ベクターへの発現カセットの導入は、適当な制限酵素による切り出し、クローニング、及びライゲーションを含む慣用の方法によって可能である。各々の発現カセットは、1つのベクター上に配置されてもよく、2つまたはそれ以上のベクターに配置されてもよい。 The expression cassette described above is inserted into a host microorganism by incorporating it into a vector consisting of, for example, a plasmid, a phage, a transposon, an IS element, a fosmid, a cosmid, or a linear or circular DNA. Plasmids and phage are preferred. These vectors may be autonomously replicated in the host microorganism or may be chromosomally replicated. Suitable plasmids are, for example, E. coli pLG338, pACYC184, pBR322, pUC18, pUC19, pKC30, pRep4, pHS1, pKK223-3, pDHE19.2, pHS2, pPLc236, pMBL24, pLG200, pUR290 Or pBdCI; bacillus pUB110, pC194 or pBD214; Corynebacterium genus pSA77 or pAJ667 and the like. Examples of bacilli such as Bacillus include pUB110, pC194 or pBD214. In addition to these, plasmids and the like that can be used are described in "Gene Cloning and DNA nailis 6th edition", Wiley-Blackwell (2016). The introduction of the expression cassette into the vector is possible by conventional methods including excision, cloning, and ligation with appropriate restriction enzymes. Each expression cassette may be located on one vector or on two or more vectors.

上記のようにして本発明の発現カセットを有するベクターが構築された後、該ベクターを宿主微生物に導入する際に適用できる手法は慣用の方法を用いることができる。例えば、塩化カルシウム法、エレクトロポレーション法、接合伝達法、プロトプラスト融合法などが挙げられるが、これらに限定されず、宿主微生物に好適な方法が選択可能である。 After the vector having the expression cassette of the present invention is constructed as described above, a conventional method can be used as a method applicable when introducing the vector into a host microorganism. For example, a calcium chloride method, an electroporation method, a junction transfer method, a protoplast fusion method and the like can be mentioned, but the method is not limited to these, and a method suitable for the host microorganism can be selected.

本発明の別の側面は、前記組換え微生物を用いた、目的化合物の製造方法に関する。より具体的には、前記組換え微生物を培養する培養工程を含む、目的化合物の製造方法に関する。 Another aspect of the present invention relates to a method for producing a target compound using the recombinant microorganism. More specifically, the present invention relates to a method for producing a target compound, which comprises a culturing step of culturing the recombinant microorganism.

ここで、目的化合物は、アジピン酸、アジピン酸誘導体、ヘキサメチレンジアミン、1,6-ヘキサンジオールおよび6-アミノ-1-ヘキサノールからなる群より選択される。アジピン酸誘導体としては、上記のとおり、例えば、3-オキソアジピン酸(3-OA)、レブリン酸(LEV)、3-ヒドロキシアジピン酸(3HA)および2,3-デヒドロアジピン酸(23DA)が挙げられる。 Here, the target compound is selected from the group consisting of adipic acid, adipic acid derivative, hexamethylenediamine, 1,6-hexanediol and 6-amino-1-hexanol. Examples of the adipic acid derivative include 3-oxoadipic acid (3-OA), levulinic acid (LEV), 3-hydroxyadipic acid (3HA) and 2,3-dehydroadipic acid (23DA) as described above. Be done.

一態様において、本発明にかかる組換え微生物は、アジピン酸生産経路を有する。この場合、本発明は、当該組換え微生物を培養する培養工程を含む、アジピン酸の製造方法にも関する。 In one aspect, the recombinant microorganism according to the invention has an adipic acid production pathway. In this case, the present invention also relates to a method for producing adipic acid, which comprises a culture step of culturing the recombinant microorganism.

一態様において、本発明にかかる組換え微生物は、ヘキサメチレンジアミン生産経路を有する。この場合、本発明は、当該組換え微生物を培養する培養工程を含む、ヘキサメチレンジアミンの製造方法にも関する。 In one aspect, the recombinant microorganism according to the invention has a hexamethylenediamine production pathway. In this case, the present invention also relates to a method for producing hexamethylenediamine, which comprises a culture step of culturing the recombinant microorganism.

一態様において、本発明にかかる組換え微生物は、1,6-ヘキサンジオール生産経路を有する。この場合、本発明は、当該組換え微生物を培養する培養工程を含む、1,6-ヘキサンジオールの製造方法にも関する。 In one aspect, the recombinant microorganism according to the invention has a 1,6-hexanediol production pathway. In this case, the present invention also relates to a method for producing 1,6-hexanediol, which comprises a culture step of culturing the recombinant microorganism.

一態様において、本発明にかかる組換え微生物は、6-アミノ-1-ヘキサノール生産経路を有する。この場合、本発明は、当該組換え微生物を培養する培養工程を含む、6-アミノ-1-ヘキサノールの製造方法にも関する。 In one aspect, the recombinant microorganism according to the invention has a 6-amino-1-hexanol production pathway. In this case, the present invention also relates to a method for producing 6-amino-1-hexanol, which comprises a culture step of culturing the recombinant microorganism.

培養工程では、組換え微生物を、炭素源および窒素源を含有する培地で培養することによって、菌体を含む培養物が得られる。本発明の遺伝子組換え微生物は、アジピン酸生産、ならびに、微生物の生育および維持に適した条件下で培養され、好適な培地組成、培養時間および培養条件は当業者により容易に設定できる。 In the culturing step, the recombinant microorganism is cultured in a medium containing a carbon source and a nitrogen source to obtain a culture containing the cells. The recombinant microorganism of the present invention is cultured under conditions suitable for adipic acid production and growth and maintenance of the microorganism, and suitable medium composition, culture time and culture conditions can be easily set by those skilled in the art.

炭素源は、D-グルコース、スクロース、ラクトース、フルクトース、マルトース、オリゴ糖、多糖、でんぷん、セルロース、米ぬか、廃糖密、油脂(例えば大豆油、ヒマワリ油、ピーナッツ油、ヤシ油など)、脂肪酸(例えばパルミチン酸、リノール酸、オレイン酸、リノレン酸など)、アルコール(例えばグリセロール、エタノールなど)、有機酸(例えば酢酸、乳酸、コハク酸など)、トウモロコシ分解液、セルロース分解液、二酸化炭素、一酸化炭素などが挙げられる。好ましくは、D-グルコース、スクロースまたはグリセロールである。これらの炭素源は、個別にあるいは混合物として使用することが出来る。 Carbon sources are D-glucose, sucrose, lactose, fructose, maltose, oligosaccharides, polysaccharides, starch, cellulose, rice bran, waste sugar dense, fats and oils (eg soybean oil, sunflower oil, peanut oil, palm oil, etc.), fatty acids (eg, soybean oil, sunflower oil, peanut oil, palm oil, etc.) For example, palmitic acid, linoleic acid, oleic acid, linolenic acid, etc.), alcohol (eg, glycerol, ethanol, etc.), organic acids (eg, acetic acid, lactic acid, succinic acid, etc.), corn decomposition liquid, cellulose decomposition liquid, carbon dioxide, monoxide. Examples include carbon. Preferably, it is D-glucose, sucrose or glycerol. These carbon sources can be used individually or as a mixture.

バイオマス由来の原料を用いて製造されたアジピン酸は、ISO16620-2またはASTM D6866に規定されるCarbon-14(放射性炭素)分析に基づくバイオベース炭素含有率の測定により、例えば石油、天然ガス、石炭などを由来とする合成原料と明確に区別することができる。 Adipic acid produced using biomass-derived raw materials can be measured, for example, by measuring the biobase carbon content based on Carbon-14 (radiocarbon) analysis specified in ISO 16620-2 or ASTM D6866, for example, petroleum, natural gas, coal. It can be clearly distinguished from synthetic raw materials derived from such substances.

窒素源は、含窒素有機化合物(例えば、ペプトン、カザミノ酸、トリプトン、酵母抽出物、肉抽出物、麦芽抽出物、コーンスティープリカー、大豆粉、アミノ酸および尿素など)、または無機化合物(例えば、アンモニア水溶液、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウムなど)が挙げられる。これらの窒素源は、個別にあるいは混合物として使用することが出来る。 The nitrogen source can be a nitrogen-containing organic compound (eg, peptone, cazaminoic acid, trypton, yeast extract, meat extract, malt extract, corn steep liquor, soybean flour, amino acids and urea, etc.), or an inorganic compound (eg, ammonia). Examples include aqueous solution, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium carbonate, sodium nitrate, ammonium nitrate, etc.). These nitrogen sources can be used individually or as a mixture.

また、培地は、組換え微生物が有用な付加的形質を発現する場合、例えば抗生物質への耐性マーカーを有する場合、対応する抗生物質を含んでいてよい。それにより、培養時の雑菌による汚染リスクが低減される。抗生物質としては、アンピシリンなどのβ-ラクタム系抗生物質、カナマイシンなどのアミノグリコシド系抗生物質、エリスロマイシンなどのマクロライド系抗生物質、テトラサイクリン系抗生物質、クロラムフェニコールなどが挙げられるが、これらに限定されない。 The medium may also contain the corresponding antibiotic if the recombinant microorganism expresses useful additional traits, eg, has a marker of resistance to the antibiotic. This reduces the risk of contamination by germs during culture. Examples of the antibiotic include β-lactam antibiotics such as ampicillin, aminoglycoside antibiotics such as canamycin, macrolide antibiotics such as erythromycin, tetracycline antibiotics, chloramphenicol and the like, but are limited thereto. Not done.

培養は、バッチ式であっても連続式であってもよい。また、いずれの場合にも、培養の適切な時点で追加の前記炭素源等を補給する形式であってもよい。更に、培養は、好適な温度、酸素濃度、pH等の条件を制御しながら培養されてもよい。一般的な微生物宿主細胞に由来する形質転換体の好適な培養温度は、通常15℃~45℃、好ましくは25℃~37℃の範囲である。宿主微生物が好気性の場合、発酵中の適切な酸素濃度を確保するために振盪(フラスコ培養等)、攪拌/通気(ジャー・ファーメンター培養等)を行ってもよい。それらの培養条件は、当業者にとって容易に設定可能である。 The culture may be batch type or continuous type. Further, in any case, it may be in the form of supplementing the additional carbon source or the like at an appropriate time of culturing. Further, the culture may be performed while controlling conditions such as suitable temperature, oxygen concentration, and pH. Suitable culture temperatures for transformants derived from common microbial host cells are usually in the range of 15 ° C to 45 ° C, preferably 25 ° C to 37 ° C. If the host microorganism is aerobic, shaking (flask culture, etc.) and stirring / aeration (jar fermenter culture, etc.) may be performed to ensure an appropriate oxygen concentration during fermentation. Those culture conditions can be easily set by those skilled in the art.

本発明にかかる目的化合物の製造方法は、培養物から生産化合物を分離精製する分離精製工程を含んでもよい。当該工程では、任意の手法を、例えば、遠心分離、膜ろ過、膜分離、晶析、抽出、蒸留、吸着、相分離および各種のクロマトグラフィーといった手法を用いることができるが、これらに限定されない。分離精製工程は、一種類の工程からなっても良く、また複数の工程の組み合わせからなってもよい。 The method for producing a target compound according to the present invention may include a separation and purification step of separating and purifying the produced compound from the culture. In this step, any method can be used, such as, but is not limited to, centrifugation, membrane filtration, membrane separation, crystallization, extraction, distillation, adsorption, phase separation and various chromatographies. The separation / purification step may consist of one type of step or a combination of a plurality of steps.

以上の説明を与えられた当業者は、本発明を十分に実施できる。以下、更なる説明の目的として実施例を与え、従って、本発明は当該実施例に限定されるものではない。 Those skilled in the art given the above description can fully implement the present invention. Hereinafter, examples are given for the purpose of further explanation, and therefore, the present invention is not limited to these examples.

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

<バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の単離と同定>
日本国内の活性汚泥より、アジピン酸を唯一の炭素源及びエネルギー源とする培地を用いて、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株を分離した。バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センター NPMD)に2020年12月4日(原寄託日)付けで寄託申請し(受領番号:NITE ABP-03334)、「受託番号:NITE BP-03334」として国際寄託されている。
<Isolation and identification of Burkholderia sp. LEBP-3 strain>
Burkholderia sp. LEBP-3 strain was isolated from activated sludge in Japan using a medium containing adipic acid as the sole carbon source and energy source. The Burkholderia sp. LEBP-3 strain applied for deposit with the National Institute of Technology and Evaluation Patent Microorganisms Depositary Center NPMD on December 4, 2020 (receipt number:: original deposit date). NITE ABP-03334), "Consignment number: NITE BP-03334" has been deposited internationally.

Burkholderia sp.LEBP-3株の分類的性状は以下に示す通りである。
<LEBP-3株の菌学的諸性質>
培養温度:37℃、
細胞形態:桿菌(0.7x1.7-3.0μm)、
グラム染色性:-、
芽胞の有無:-、
運動性:+、
LB寒天培地48h培養時のコロニー形態:直径1.9~2.5mm、淡黄色、円形、レンズ状、全縁、平滑、不透明、バター様、
30℃生育:+、
45℃生育:+、
カタラーゼ反応:+、
オキシダーゼ反応:+、
グルコースからの酸/ガス産生:+/-、
O/Fテスト(酸化/発酵):+/-、
硝酸塩還元性:-、
インドール産生性:-、
ブドウ糖酸性化性:-、
ウレアーゼ:持たない、
エスクリン分解性:+、
ブドウ糖、L-アラビノース、D-マンノース、N-アセチル-D-グルコサミン、グルコン酸、n-カプリン酸、アジピン酸、リンゴ酸、クエン酸および酢酸フェニル:資化できる、
マルトース:資化できない。
Burkholderia sp. The classification properties of the LEBP-3 strain are as shown below.
<Mycological properties of LEBP-3 strain>
Culture temperature: 37 ° C,
Cell morphology: Bacillus (0.7x1.7-3.0 μm),
Gram stain:-,
Presence or absence of spores:-,
Motility: +,
Colony morphology when culturing on LB agar medium 48h: diameter 1.9-2.5 mm, pale yellow, round, lenticular, all edges, smooth, opaque, butter-like,
30 ° C growth: +,
Growth at 45 ° C: +,
Catalase reaction: +,
Oxidase reaction: +,
Acid / gas production from glucose: +/-,
O / F test (oxidation / fermentation): +/-,
Nitrate reducing:-,
Indole productivity:-,
Glucose acidification:-,
Urease: I don't have it
Aesculin degradability: +,
Glucose, L-arabinose, D-mannose, N-acetyl-D-glucosamine, gluconic acid, n-capric acid, adipic acid, malic acid, citric acid and phenyl acetate: can be assimilated,
Maltose: Can't be capitalized.

<LEBP-3株の16SrRNA遺伝子配列相同性による系統解析>
16SrDNA遺伝子の塩基配列解析を行うことにより同定を行った。16SrDNA遺伝子の塩基配列をPCRにて増幅し、シーケンス解析を行った。BLAST相同性検索のデータベースはDB-BA11.0(テクノスルガ・ラボ社)および国際塩基配列データベースを使用した。その結果、LEBP-3株はBurkhlderia属で構成されるクラスター内に含まれたが、何れの既知種とも異なる分子系統学的位置を示したことから、種名の同定に至らなかった。
<Phylogenetic analysis by 16S rRNA gene sequence homology of LEBP-3 strain>
Identification was performed by performing a base sequence analysis of the 16SrDNA gene. The base sequence of the 16SrDNA gene was amplified by PCR and sequence analysis was performed. As the database for BLAST homology search, DB-BA11.0 (Technosuruga Lab.) And the international nucleotide sequence database were used. As a result, the LEBP-3 strain was included in the cluster composed of the genus Burkhlderia, but the species name could not be identified because it showed a molecular phylogenetic position different from that of any known species.

<PCR増幅による酵素遺伝子の取得と相同性評価>
Burkholderia sp.LEBP-3株の全ゲノムドラフト解析を実施した。LEBP-3株を2mLのLB培地(トリプトン10g/L、酵母エキス5g/L、塩化ナトリウム10g/L)で37℃振とう培養を実施した。培養終了後、培養液から菌体を回収し、Nucleo Spin Tissue(製品名、MACHEREY-NAGEL社製)を使用してゲノムDNAを抽出した。Burkholderia sp.LEBP-3株の全ゲノムドラフト解析およびアノテーションを実施し、7679個のオープンリーディングフレーム(Open reading frame;ORF)を同定した。この情報を元に、スクシニルCoA:アセチルCoAアシルトランスフェラーゼとしてpaaJ(L3)を、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドロゲナーゼとしてpaaH(L3)を、3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼとしてpaaF(L3)を、2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼとしてmmgC(L3)を同定した。
<Acquisition of enzyme gene by PCR amplification and evaluation of homology>
Burkholderia sp. A whole genome draft analysis of the LEBP-3 strain was performed. The LEBP-3 strain was cultured with shaking at 37 ° C. in 2 mL of LB medium (tryptone 10 g / L, yeast extract 5 g / L, sodium chloride 10 g / L). After completion of the culture, the cells were collected from the culture solution, and genomic DNA was extracted using Nucleo Spin Tissue (product name, manufactured by MACHEREY-NAGEL). Burkholderia sp. Whole-genome draft analysis and annotation of the LEBP-3 strain was performed to identify 7679 open reading frames (ORFs). Based on this information, paaJ (L3) as succinyl-CoA: acetyl-CoA acyltransferase, paaH (L3) as 3-hydroxyadipyl CoA dehydrogenase, paaF (L3) as 3-hydroxyadipyl CoA dehydrogenase, 2, MmgC (L3) was identified as 3-dehydroadipyl CoA reductase.

PaaJ(L3)配列をクエリとしてBLAST検索を実施した結果を表1に、PaaH(L3)配列をクエリとしてBLAST検索を実施した結果を表2に、
PaaF(L3)配列をクエリとしてBLAST検索を実施した結果を表3に、MmgC(L3)配列をクエリとしてBLAST検索を実施した結果を表4に示す。なお、配列検索時のデータベースは「Refseq_Protein」を指定した。
Table 1 shows the results of the BLAST search using the PaaJ (L3) sequence as a query, and Table 2 shows the results of the BLAST search using the PaaH (L3) sequence as the query.
Table 3 shows the results of performing a BLAST search using the PaaF (L3) sequence as a query, and Table 4 shows the results of performing a BLAST search using the MmgC (L3) sequence as a query. In addition, "Refseq_Protein" was specified as the database at the time of sequence search.

Figure 0007038241000002
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Figure 0007038241000003
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Figure 0007038241000004
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Figure 0007038241000005
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以上の結果より、Burkholderia sp.LEBP-3株の持つ上記酵素は新規配列として同定された。paaJ(L3)遺伝子は配列番号1に示すヌクレオチドおよび配列番号2に示すヌクレオチドをプライマーとしてPCR増幅を行うことができる。paaH(L3)遺伝子は配列番号3に示すヌクレオチドおよび配列番号4に示すヌクレオチドをプライマーとしてPCR増幅を行うことができる。paaF(L3)遺伝子は配列番号5に示すヌクレオチドおよび配列番号6に示すヌクレオチドをプライマーとしてPCR増幅を行うことができる。mmgC(L3)遺伝子は配列番号7に示すヌクレオチドおよび配列番号8に示すヌクレオチドをプライマーとしてPCR増幅を行うことができる。PCRに用いたプライマー、各酵素および酵素をコードする塩基配列を、図2~5に示す。 From the above results, Burkholderia sp. The above enzyme possessed by the LEBP-3 strain was identified as a novel sequence. The paaJ (L3) gene can be PCR amplified using the nucleotides shown in SEQ ID NO: 1 and the nucleotides shown in SEQ ID NO: 2 as primers. The paaH (L3) gene can be PCR amplified using the nucleotides shown in SEQ ID NO: 3 and the nucleotides shown in SEQ ID NO: 4 as primers. The paaF (L3) gene can be PCR amplified using the nucleotides shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotides shown in SEQ ID NO: 6 as primers. The mmgC (L3) gene can be PCR amplified using the nucleotides shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotides shown in SEQ ID NO: 8 as primers. The primers used for PCR, each enzyme, and the base sequence encoding the enzyme are shown in FIGS. 2 to 5.

PCR増幅条件の一例を下記に示す。酵素はPrimeSTAR Max DNA Polymerase(製品名、タカラバイオ製)を用いた。熱処理98℃ 10秒、アニーリング55℃ 15秒、伸長72℃ 5秒/kbを30サイクル実施した。プライマーとして使用するオリゴヌクレオチドは各1μM添加した。液量は25μLで実施した。 An example of PCR amplification conditions is shown below. As the enzyme, PrimeSTAR Max DNA Polymerase (product name, manufactured by Takara Bio Inc.) was used. Heat treatment at 98 ° C. for 10 seconds, annealing at 55 ° C. for 15 seconds, and extension at 72 ° C. for 5 seconds / kb were carried out for 30 cycles. 1 μM each of oligonucleotides used as primers was added. The liquid volume was 25 μL.

<取得酵素遺伝子を発現する組換え大腸菌の構築>
PCR断片の増幅にはPrimeSTAR Max DNA Polymerase(製品名、タカラバイオ製)、プラスミドの調製には大腸菌JM109株を用いた。塩基配列のコドン最適化には、GeneArt GeneOptinizer(ソフトウェア名、サーモフィッシャーサイエンティフィック社)、または、ユーロフィンジェノミクス社の人工遺伝子合成サービスを用いた。
<Construction of recombinant E. coli expressing the acquired enzyme gene>
PrimeSTAR Max DNA Polymerase (product name, manufactured by Takara Bio Inc.) was used for amplification of PCR fragments, and Escherichia coli JM109 strain was used for plasmid preparation. For codon optimization of the base sequence, GeneArt GeneOptinizer (software name, Thermo Fisher Scientific) or an artificial gene synthesis service of Eurofin Genomics was used.

Eshcherichia coliのPaaJ(Ec)をコードするポリヌクレオチドは、Eshcherichia coli W3110株(NBRC12713)ゲノムDNAからクローニングを行った。配列番号25および26のオリゴヌクレオチド(図5A)をプライマーとしてPCRを行い、paaJ(Ec)遺伝子のコード領域(配列番号17)(図4A)を含むPCR増幅物を得た。次に、pRSFDuet-1(製品名、Merck社製)を鋳型として、配列番号27および28に示すヌクレオチド(図5A)をプライマーとしてPCRを行い、pRSFDuet-1断片を得た。遺伝子コード領域を含むDNA断片とpRSFDuet-1断片とを、をIn-Fusion HD cloning kit(製品名、Clontech社製)を用いて接続した。大腸菌JM109株に形質転換し、得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。PaaJ(Ec)発現プラスミドとして「prm203」を得た。 The polynucleotide encoding PaaJ (Ec) of Eshchericia coli was cloned from the genomic DNA of Eshchericia coli W3110 strain (NBRC12713). PCR was performed using the oligonucleotides of SEQ ID NOs: 25 and 26 (FIG. 5A) as primers to obtain a PCR amplification product containing the coding region of the paaJ (Ec) gene (SEQ ID NO: 17) (FIG. 4A). Next, PCR was performed using pRSFDuet-1 (product name, manufactured by Merck) as a template and the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 27 and 28 (FIG. 5A) as primers to obtain a pRSFDuet-1 fragment. The DNA fragment containing the gene coding region and the pRSFDuet-1 fragment were connected using an In-Fusion HD cloning kit (product name, manufactured by Clontech). Escherichia coli JM109 strain was transformed, and a plasmid was extracted from the obtained transformant. "Prm203" was obtained as a PaaJ (Ec) expression plasmid.

Eshcherichia coliのPaaH(Ec)をコードするポリヌクレオチドは、Eshcherichia coli W3110株(NBRC12713)のゲノムDNAからクローニングを行った。配列番号29および30に示すヌクレオチド(図5A)をプライマーとしてPCRを行い、paaH(Ec)遺伝子のコード領域(配列番号18)(図4A)を含むPCR増幅物を得た。次に、prm203を鋳型とし、配列番号31および32に示すヌクレオチド(図5A)をプライマーとしてPCRを行い、prm203断片を得た。各遺伝子コード領域を含むDNA断片とprm203断片とを、In-Fusion HD cloning kit(製品名、Clontech社製)を用いて接続した。大腸菌JM109株に形質転換し、得られた形質転換体より、プラスミドを抽出した。PaaJ(Ec)-PaaH(Ec)発現プラスミドとして「prm69」を得た。 The polynucleotide encoding PaaH (Ec) of Eshchericia coli was cloned from the genomic DNA of Eshchericia coli W3110 strain (NBRC12713). PCR was performed using the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 29 and 30 (FIG. 5A) as primers to obtain a PCR amplification product containing the coding region of the paaH (Ec) gene (SEQ ID NO: 18) (FIG. 4A). Next, PCR was performed using prm203 as a template and the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 31 and 32 (FIG. 5A) as primers to obtain a prm203 fragment. A DNA fragment containing each gene coding region and a prm203 fragment were connected using an In-Fusion HD cloning kit (product name, manufactured by Clontech). Escherichia coli JM109 strain was transformed, and a plasmid was extracted from the obtained transformant. "Prm69" was obtained as a PaaJ (Ec) -PaaH (Ec) expression plasmid.

Eshcherichia coliのPaaF(Ec)をコードするポリヌクレオチドは、Eshcherichia coli W3110株(NBRC12713)ゲノムDNAからクローニングを行った。配列番号33および34に示すヌクレオチド(図5A)をプライマーとしてPCRを行い、paaF(Ec)遺伝子のコード領域(配列番号19)(図4A)を含むPCR増幅物を得た。L3株のPaaF(L3)をコードするポリヌクレオチドは、大腸菌発現用に塩基配列の最適化を行い、ユーロフィンジェノミクス社の人工遺伝子合成サービスを利用して取得した。配列番号35および36に示すヌクレオチド(図5A)をプライマーとしてPCRを行い、paaF(L3)遺伝子のコード領域を含むPCR増幅物を得た。pETDuet-1(製品名、Merck社製)を鋳型として、配列番号41および42に示すヌクレオチド(図5A)をプライマーとしてPCRを行い、pETDuet-1断片を得た。各遺伝子のコード領域を含むDNA断片とpETDuet-1断片とを、In-Fusion HD cloning kit(製品名、Clontech社製)を用いて接続した。大腸菌JM109株に形質転換し、得られた形質転換体からプラスミドを抽出した。PaaF(Ec)発現プラスミドとして「prm74」を、PaaF(L3)発現プラスミドとして「prm194」を得た。 The polynucleotide encoding PaaF (Ec) of Eshchericia coli was cloned from the genomic DNA of Eshchericia coli W3110 strain (NBRC12713). PCR was performed using the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 33 and 34 (FIG. 5A) as primers to obtain a PCR amplification product containing the coding region of the paaF (Ec) gene (SEQ ID NO: 19) (FIG. 4A). The polynucleotide encoding PaaF (L3) of the L3 strain was obtained by optimizing the base sequence for Escherichia coli expression and using an artificial gene synthesis service of Eurofin Genomics. PCR was performed using the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 35 and 36 (FIG. 5A) as primers to obtain a PCR amplification product containing the coding region of the paaF (L3) gene. PCR was performed using pETDuet-1 (product name, manufactured by Merck) as a template and the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 41 and 42 (FIG. 5A) as primers to obtain a pETDuet-1 fragment. A DNA fragment containing the coding region of each gene and a pETDuet-1 fragment were connected using an In-Fusion HD cloning kit (product name, manufactured by Clontech). Escherichia coli JM109 strain was transformed, and a plasmid was extracted from the obtained transformant. "Prm74" was obtained as a PaaF (Ec) expression plasmid, and "prm194" was obtained as a PaaF (L3) expression plasmid.

Acinetobacter baylyiのdcaA(Ab)、Thermobifida fuscaのTfu1647、L3株のMmgC(L3)をコードするポリヌクレオチドは、大腸菌発現用に塩基配列の最適化を行い、ユーロフィンジェノミクス社の人工遺伝子合成サービスを利用して取得した。dcaA(Ab)遺伝子(配列番号22)(図4B)は、配列番号43および44に示すヌクレオチド(図5A)をプライマーとして、Thermobifida fuscaのTfu1647遺伝子(配列番号23)(図4B)は配列番号45および46に示すヌクレオチド(図5A)をプライマーとして、mmgC5(L3)遺伝子は配列番号47および48(図5A)に示すヌクレオチドをプライマーとしてPCRを行い、dcaA(Ab)、Tfu1647、mmgC5(L3)各遺伝子のコード領域を含むPCR増幅物をそれぞれ得た。prm74およびprm194を鋳型とし、配列番号49および50に示すヌクレオチド(図5A)をプライマーとしてPCRを行い、prm74断片およびprm194断片をそれぞれ得た。各遺伝子のコード領域を含むDNA断片と、prm74断片およびprm194断片とをIn-Fusion HD cloning kit(製品名、Clontech社製)を用いて接続した。大腸菌JM109株に形質転換し、得られた形質転換体より、プラスミドを抽出した。PaaF(Ec)-dcaA(Ab)発現プラスミドとして「prm127」を、PaaF(Ec)-mmgC(L3)発現プラスミドとして「prm234」を、PaaF(L3)-mmgC(L3)発現プラスミドとして「prm166」を、それぞれ得た。 The polynucleotide encoding dcaA (Ab) of Acinetobacter baylyi, Tfu1647 of Thermobifida fusca, and MmgC (L3) of the L3 strain optimized the base sequence for E. coli expression and used the artificial gene synthesis service of Eurofin Genomics. And got it. The decaA (Ab) gene (SEQ ID NO: 22) (FIG. 4B) uses the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 43 and 44 (FIG. 5A) as primers, and the Tfu1647 gene (SEQ ID NO: 23) (FIG. 4B) of Thermobifida fusca is SEQ ID NO: 45. And 46, using the nucleotide shown in FIG. 5A as a primer, the mmgC5 (L3) gene was subjected to PCR using the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 47 and 48 (FIG. 5A) as primers, and dcaA (Ab), Tfu1647, and mmgC5 (L3), respectively. PCR amplifications containing the coding region of the gene were obtained respectively. PCR was performed using prm74 and prm194 as templates and the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 49 and 50 (FIG. 5A) as primers to obtain prm74 fragments and prm194 fragments, respectively. A DNA fragment containing the coding region of each gene and a prm74 fragment and a prm194 fragment were connected using an In-Fusion HD cloning kit (product name, manufactured by Clontech). Escherichia coli JM109 strain was transformed, and a plasmid was extracted from the obtained transformant. "Prm127" as a PaaF (Ec) -dcaA (Ab) expression plasmid, "prm234" as a PaaF (Ec) -mmgC (L3) expression plasmid, and "prm166" as a PaaF (L3) -mmgC (L3) expression plasmid. , I got each.

Acinetobacter baylyiのtesB(Ab)をコードするポリヌクレオチドは、Acinetobacter baylyiの染色体DNAから配列番号51および52に示すヌクレオチド(図5A)をプライマーとしてPCRを行い、tesB(Ab)遺伝子のコード領域を含むPCR増幅物をそれぞれ得た。pCDFDuet-1を鋳型とし、配列番号53および54に示すヌクレオチド(図5A)をプライマーとしてPCRを行い、pCDFDuet-1断片を得た。各tesB(Ab)遺伝子コード領域を含むDNA断片と、pCDFDuet-1断片とをIn-Fusion HD cloning kit(製品名、Clontech社製)を用いて接続した。大腸菌JM109株に形質転換し、得られた形質転換体より、プラスミドを抽出した。TesB(Ab)発現プラスミドとして「prm92」を得た。 For the polynucleotide encoding tesB (Ab) of Acinetobacter baylyi, PCR was performed from the chromosomal DNA of Acinetobacter baylyi using the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 51 and 52 (FIG. 5A) as primers, and PCR containing the coding region of the tesB (Ab) gene was performed. Amplified products were obtained respectively. PCR was performed using pCDFDuet-1 as a template and the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 53 and 54 (FIG. 5A) as primers to obtain a pCDFDuet-1 fragment. A DNA fragment containing each tesB (Ab) gene coding region and a pCDFDuet-1 fragment were connected using an In-Fusion HD cloning kit (product name, manufactured by Clontech). Escherichia coli JM109 strain was transformed, and a plasmid was extracted from the obtained transformant. "Prm92" was obtained as a TesB (Ab) expression plasmid.

大腸菌BL21(DE3)株の遺伝子破壊株を下記の通りに作製した。乳酸デヒドロゲナーゼをコードするldh遺伝子、アセチルCoAアセチルトランスフェラーゼをコードするatoB遺伝子、およびスクシニルCoAシンセターゼαサブユニットをコードするsucD遺伝子の破壊は、pHAK1(受領番号NITE P-02919として、独立行政法人製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター 特許微生物寄託センター(NPMD)に2019年3月18日に寄託した。国際寄託番号:NITE BP-02919)を用いた相同組換え法により行った。pHAK1は温度感受性変異型repA遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、Bacillus subtilis由来レバンスクラーゼ遺伝子SacBを含む。レバンスクラーゼ遺伝子は、スクロース存在下において宿主微生物に対して致死的に作用する。PCR断片の増幅にはPrimeSTAR Max DNA Polymerase(製品名、タカラバイオ製)、プラスミド調製は大腸菌HST08株を用いて行った。 A gene-disrupted strain of Escherichia coli BL21 (DE3) strain was prepared as follows. Disruption of the ldh gene encoding lactate dehydrogenase, the attoB gene encoding acetyl-CoA acetyltransferase, and the sucD gene encoding the succinyl CoA synthesizer α subunit is called pHAK1 (receipt number NITE P-02919, an independent administrative agency product evaluation technology. Infrastructure Organization Biotechnology Center Deposited with the Patented Microbial Depositary Center (NPMD) on March 18, 2019. The homologous recombination method using the international deposit number: NITE BP-02919) was performed. pHAK1 contains a temperature-sensitive mutant repA gene, a kanamycin resistance gene, and a levansculase gene SacB derived from Bacillus subtilis. The levansucrase gene acts lethal to host microorganisms in the presence of sucrose. PrimeSTAR Max DNA Polymerase (product name, manufactured by Takara Bio Inc.) was used for amplification of the PCR fragment, and Escherichia coli HST08 strain was used for plasmid preparation.

大腸菌BL21(DE3)株のゲノムDNAを鋳型とし、破壊標的遺伝子の上流領域、コード領域、および下流領域を含むPCR増幅物を得た。ldh遺伝子周辺領域は配列番号55および56に示すヌクレオチド(図5B)をプライマーとしてPCRを行い、atoB遺伝子周辺領域は配列番号57および58に示すヌクレオチド(図5B)をプライマーとしてPCRを行い、sucD遺伝子周辺領域は配列番号59および60に示すヌクレオチド(図5B)をプライマーとしてPCRを行い、それぞれの断片を得た。 Using the genomic DNA of the Escherichia coli BL21 (DE3) strain as a template, a PCR amplification product containing an upstream region, a coding region, and a downstream region of the disruption target gene was obtained. The ldh gene peripheral region was PCRed using the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 55 and 56 (FIG. 5B) as primers, and the atoB gene peripheral region was PCRed using the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 57 and 58 (FIG. 5B) as primers. For the peripheral region, PCR was performed using the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 59 and 60 (FIG. 5B) as primers to obtain respective fragments.

次に本PCR増幅物をIn-Fusion HD cloning kit(製品名、Clontech社製)を用いて、配列番号61及び62に示すプライマーを(図5B)用いて増幅したpHAK1プラスミド断片に挿入し、環状化した。 Next, this PCR amplification product was inserted into the pHAK1 plasmid fragment amplified using the primers shown in SEQ ID NOs: 61 and 62 (FIG. 5B) using an In-Fusion HD cloning kit (product name, manufactured by Clontech), and circular. It became.

得られた破壊標的遺伝子の上流領域、コード領域、および下流領域のDNA断片が挿入されたpHAK1プラスミドを鋳型として、ldh遺伝子周辺領域は配列番号63および64に示すヌクレオチド(図5B)をプライマーとしてPCRを行い、atoB遺伝子周辺領域は配列番号65および66に示すヌクレオチド(図5B)をプライマーとしてPCRを行い、sucD遺伝子周辺領域は配列番号67および68に示すヌクレオチドをプライマー(図5B)としてPCRを行い、破壊標的遺伝子のコード領域の一部領域または全領域が除かれたプラスミド断片を得た。 PCR using the pHAK1 plasmid into which the DNA fragments of the upstream, coding, and downstream regions of the obtained disruption target gene were inserted as a template, and the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 63 and 64 (FIG. 5B) as primers for the region around the ldh gene. The area around the atoB gene was PCRed using the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 65 and 66 as primers (FIG. 5B), and the region around the sucD gene was subjected to PCR using the nucleotides shown in SEQ ID NOs: 67 and 68 as primers (FIG. 5B). , A plasmid fragment was obtained in which a part or all of the coding region of the disruption target gene was removed.

得られたプラスミド断片を末端リン酸化、セルフライゲーションにより環状化し、遺伝子破壊用プラスミドを得た。 The obtained plasmid fragment was cyclized by terminal phosphorylation and self-ligation to obtain a plasmid for gene disruption.

塩化カルシウム法(羊土社 遺伝子工学実験ノート 田村隆明著、参照)により、大腸菌BL21(DE3)株に所望の遺伝子の破壊のためのプラスミドを形質転換した後、カナマイシン硫酸塩100mg/Lを含有するLB寒天培地(トリプトン10g/L、酵母エキス5g/L、塩化ナトリウム5g/L、寒天末15g/L)に塗布し、30℃で一晩培養してシングルコロニーを取得し、形質転換体を得た。本形質転換体をカナマイシン硫酸塩100mg/Lを含有するLB液体培地(トリプトン10g/L、酵母エキス5g/L、塩化ナトリウム5g/L)1mLに一白金耳植菌し、30℃で振盪培養を行った。得られた培養液を、カナマイシン硫酸塩100mg/Lを含有するLB寒天培地に塗布し、42℃で一晩培養した。得られるコロニーはシングルクロスオーバーにより、プラスミドがゲノム中に挿入されている。コロニーをLB液体培地1mLに一白金耳植菌し、30℃で振盪培養を行った。得られた培養液を、スクロース10%を含有するLB寒天培地に塗布し、一晩培養した。得られたコロニーについて、所望の遺伝子が破壊されていることをコロニーダイレクトPCRにより確認した。まず、ldh遺伝子破壊株を構築し、本ldh遺伝子破壊株を元にatoB遺伝子破壊株を構築し、さらにldh、atoB二重破壊株を元にsucD遺伝子破壊株を構築した。作製したldh、atoB、sucD遺伝子の三重破壊株をASL000株とした。 Kanamycin sulfate 100 mg / L is contained after transforming Escherichia coli BL21 (DE3) strain with a plasmid for disruption of a desired gene by the calcium chloride method (see Yeast Co., Ltd. Genetic Engineering Experiment Note, Takaaki Tamura). It was applied to LB agar medium (trypton 10 g / L, yeast extract 5 g / L, sodium chloride 5 g / L, agar powder 15 g / L) and cultured at 30 ° C. overnight to obtain a single colony to obtain a transformant. rice field. This transformant was inoculated into 1 mL of LB liquid medium (tryptone 10 g / L, yeast extract 5 g / L, sodium chloride 5 g / L) containing 100 mg / L of canamycin sulfate, and cultured at 30 ° C. with shaking. went. The obtained culture solution was applied to LB agar medium containing 100 mg / L of kanamycin sulfate and cultured at 42 ° C. overnight. The resulting colony has a plasmid inserted into the genome by a single crossover. The colonies were inoculated in 1 mL of LB liquid medium with a single platinum loop and cultured at 30 ° C. with shaking. The obtained culture solution was applied to LB agar medium containing 10% sucrose and cultured overnight. It was confirmed by colony direct PCR that the desired gene was disrupted in the obtained colonies. First, an ldh gene-disrupted strain was constructed, an attoB gene-disrupted strain was constructed based on this ldh gene-disrupted strain, and a sucD gene-disrupted strain was further constructed based on the ldh and atoB double-disrupted strains. The prepared triple-disrupted strain of the ldh, atoB, and sucD genes was designated as the ASL000 strain.

構築したプラスミドをASL000株に形質転換し、アンピシリンナトリウム50mg/L、カナマイシン硫酸塩30mg/L、ストレプトマイシン硫酸塩50mg/Lを含むLB寒天培地(トリプトン10g/L、酵母エキス5g/L、塩化ナトリウム5g/L、寒天末15g/L)に塗布し、37℃で24時間インキュベートして形質転換体のシングルコロニーを得た。取得した形質転換体を表5に示す。 The constructed plasmid was transformed into ASL000 strain, and LB agar medium (trypton 10 g / L, yeast extract 5 g / L, sodium chloride 5 g) containing ampicillin sodium 50 mg / L, kanamycin sulfate 30 mg / L, and streptomycin sulfate 50 mg / L. / L, 15 g / L of agar powder) and incubated at 37 ° C. for 24 hours to obtain single colonies of transformants. The obtained transformants are shown in Table 5.

Figure 0007038241000006
Figure 0007038241000006

<取得酵素遺伝子を発現する組換え大腸菌によるアジピン酸生産試験>
表5に示す菌株を、アンピシリンナトリウム50mg/L、カナマイシン硫酸塩30mg/L、およびストレプトマイシン硫酸塩50mg/Lを含むLB液体培地(トリプトン10g/L、酵母エキス5g/L、塩化ナトリウム5g/L)2mL(14mL容ラウンドボトムチューブ)に一白金耳植菌し、37℃で24時間振盪培養を行い、前培養液を得た。前得られた前培養液10μLを、アンピシリンナトリウム50mg/L、カナマイシン硫酸塩30mg/L、およびストレプトマイシン硫酸塩50mg/Lを含むMM培地1mL(96穴ディープウェルプレート)に植菌し、37℃で48時間振盪培養を行った。MM培地の組成を表6に示す。
<Adipic acid production test using recombinant Escherichia coli expressing the acquired enzyme gene>
The strains shown in Table 5 were LB liquid medium (trypton 10 g / L, yeast extract 5 g / L, sodium chloride 5 g / L) containing ampicillin sodium 50 mg / L, canamycin sulfate 30 mg / L, and streptomycin sulfate 50 mg / L. Ampicillin ear was inoculated into 2 mL (14 mL round bottom tube) and shake-cultured at 37 ° C. for 24 hours to obtain a preculture solution. 10 μL of the previously obtained preculture solution was inoculated into 1 mL (96-well deepwell plate) of MM medium containing 50 mg / L of ampicillin sodium, 30 mg / L of kanamycin sulfate, and 50 mg / L of streptomycin sulfate, and at 37 ° C. Shaking culture was performed for 48 hours. The composition of the MM medium is shown in Table 6.

Figure 0007038241000007
Figure 0007038241000007

培養終了後、培養液中のアジピン酸およびアジピン酸類縁体の濃度を分析した。分析は、トリメチルシリル誘導体化を用いたGC/MS分析によって行った。培養液遠心上清40μL(内部標準としてセバシン酸二ナトリウムを終濃度10mMとなるように添加)に水:メタノール:クロロホルム=5:2:2(v/v/v)で混合した抽出液を360μL添加し、よく混合した。遠心分離(16,000×g、5分)後、上清100μLを別のマイクロチューブに採取し、遠心エバポレータで1時間遠心濃縮した。得られた乾固物にメトキシアミン塩酸塩20mg/mLピリジン溶液100μLを添加し、30℃で90分振盪した。N-メチル-N-トリメチルシリルトリフルオロアセトアミド50μLを添加し、37℃で30分振盪した。反応溶液をGC/MS測定試料とし、下記の条件で分析を行った。 After completion of the culture, the concentrations of adipic acid and adipic acid analogs in the culture solution were analyzed. The analysis was performed by GC / MS analysis using trimethylsilyl derivatization. 360 μL of the extract mixed with water: methanol: chloroform = 5: 2: 2 (v / v / v) in 40 μL of the culture solution centrifuge supernatant (added disodium sebacate as an internal standard to a final concentration of 10 mM). Added and mixed well. After centrifugation (16,000 × g, 5 minutes), 100 μL of the supernatant was collected in another microtube and concentrated by centrifugation for 1 hour on a centrifugal evaporator. To the obtained dry matter, 100 μL of a 20 mg / mL pyridine solution of methoxyamine hydrochloride was added, and the mixture was shaken at 30 ° C. for 90 minutes. 50 μL of N-methyl-N-trimethylsilyltrifluoroacetamide was added, and the mixture was shaken at 37 ° C. for 30 minutes. The reaction solution was used as a GC / MS measurement sample, and analysis was performed under the following conditions.

GC/MS分析条件
装置:GCMS-QP-2020NX(島津製作所製)
カラム:フューズドシリカキャピラリーチューブ 不活性処理チューブ(長さ1m、外径0.35mm、内径0.25mm、GLサイエンス社製)、InertCap 5MS/NP(長さ30m、内径0.25mm、膜厚0.25μm、GLサイエンス社製)
試料注入量:1μL
試料導入法:スプリット(スプリット比25:1)
気化室温度:230℃
キャリアガス:ヘリウム
キャリアガス線速度:39.0cm/秒
オーブン温度:80℃、2分保持→15℃/分昇温→325℃、13分保持
イオン化法:電子イオン化法(EI)
イオン化エネルギー:70eV
イオン源温度:230℃
スキャン範囲:m/z=50~500
注入量:1μL
GC / MS analysis condition device: GCMS-QP-2020NX (manufactured by Shimadzu Corporation)
Column: Fused silica capillary tube Inactive treatment tube (length 1 m, outer diameter 0.35 mm, inner diameter 0.25 mm, manufactured by GL Science), InertCap 5MS / NP (length 30 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0) .25 μm, manufactured by GL Science Co., Ltd.)
Sample injection volume: 1 μL
Sample introduction method: Split (split ratio 25: 1)
Vaporization chamber temperature: 230 ° C
Carrier gas: Helium Carrier gas ray velocity: 39.0 cm / sec Oven temperature: 80 ° C, 2 minutes holding → 15 ° C / min temperature rise → 325 ° C, 13 minutes holding Ionization method: Electron ionization method (EI)
Ionization energy: 70eV
Ion source temperature: 230 ° C
Scan range: m / z = 50-500
Injection volume: 1 μL

結果を表7に示す。表中、「3OA」は3-オキソアジピン酸を、「LEV」はレブリン酸を、「3HA」は3-ヒドロキシアジピン酸を、「23DA」は2,3-デヒドロアジピン酸を、「ADA」はアジピン酸を示す。 The results are shown in Table 7. In the table, "3OA" is 3-oxoadipic acid, "LEV" is levulinic acid, "3HA" is 3-hydroxyadipic acid, "23DA" is 2,3-dehydroadipic acid, and "ADA" is. Shows adipic acid.

Figure 0007038241000008
Figure 0007038241000008

L3株由来のPaaF(L3)およびmmgC(L3)の双方を発現させた発明株、すなわち、ADA500株およびADA496株では、3-オキソアジピン酸(3-OA)、レブリン酸(LEV)、3-ヒドロキシアジピン酸(3HA)、2,3-デヒドロアジピン酸(23DA)、およびアジピン酸(ADA)が対照株に比べ多く生成し、これらの合算値としてそれぞれ、355mg/Lおよび613mg/L生成した。以上の結果より、これらの遺伝子にコードされる酵素はアジピン酸経路反応を進行させる高い活性を有しており、アジピン酸およびアジピン酸誘導体の生成量を向上させることが示された。 In the invention strains expressing both PaaF (L3) and mmgC (L3) derived from the L3 strain, that is, the ADA500 strain and the ADA496 strain, 3-oxoadipic acid (3-OA), levulinic acid (LEV), 3- Hydroxyadipic acid (3HA), 2,3-dehydroadipic acid (23DA), and adipic acid (ADA) were produced in a larger amount than in the control strain, and the total value of these was 355 mg / L and 613 mg / L, respectively. From the above results, it was shown that the enzymes encoded by these genes have high activity to promote the adipic acid pathway reaction and improve the production amount of adipic acid and adipic acid derivatives.

本発明にかかる遺伝子組換え微生物は、バイオマス原料からの直接的なアジピン酸類の発酵生産において好適に利用できる。 The genetically modified microorganism according to the present invention can be suitably used in the direct fermentation production of adipic acids from a biomass raw material.

Claims (17)

3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼをコードする外来性遺伝子および2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼをコードする外来性遺伝子をみ、
前記3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼおよび2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼが、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株(受託番号:NITE BP-03334)に由来し、
アジピン酸、アジピン酸誘導体、ヘキサメチレンジアミン、1,6-ヘキサンジオールまたは6-アミノ-1-ヘキサノールを生産する経路を有する、組換え微生物。
Includes an exogenous gene encoding 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase and an exogenous gene encoding 2,3-dehydroadipyl CoA reductase.
The 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase and 2,3-dehydroadipyl CoA reductase are derived from the Burkholderia sp. LEBP-3 strain (accession number: NITE BP-03334).
A recombinant microorganism having a pathway to produce adipic acid, adipic acid derivatives, hexamethylenediamine, 1,6-hexanediol or 6-amino-1-hexanol .
前記3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼが、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(1a)配列番号5に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(1b)配列番号5に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物と配列同一性が90%以上であるDNAにコードされ、
当該DNAは、783または784bpを有する、請求項に記載の組換え微生物。
The 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase uses the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain LEBP-3 as a template.
(1a) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6, or (1b) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6. Encoded in DNA having 90% or more sequence identity with the PCR amplification product using as a primer.
The recombinant microorganism according to claim 1 , wherein the DNA has 783 or 784 bp.
前記2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼが、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(2a)配列番号7に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(2b)配列番号7に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物と配列同一性が90%以上であるDNAにコードされ、
当該DNAは、1155または1156bpを有する、請求項1または2に記載の組換え微生物。
The 2,3-dehydroadipyl CoA reductase uses the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain LEBP-3 as a template.
(2a) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8, or (2b) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8. Encoded in DNA having 90% or more sequence identity with the PCR amplification product using as a primer.
The recombinant microorganism according to claim 1 or 2 , wherein the DNA has 1155 or 1156 bp.
前記3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼが、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(1a)配列番号5に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(1b)配列番号5に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物であるDNAにコードされ、
当該DNAは、783または784bpを有する、請求項に記載の組換え微生物。
The 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase uses the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain LEBP-3 as a template.
(1a) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6, or (1b) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6. Encoded in DNA, which is a PCR amplification product using
The recombinant microorganism according to claim 1 , wherein the DNA has 783 or 784 bp.
前記2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼが、バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(2a)配列番号7に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(2b)配列番号7に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物であるDNAにコードされ、
当該DNAは、1155または1156bpを有する、請求項1または4に記載の組換え微生物。
The 2,3-dehydroadipyl CoA reductase uses the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain LEBP-3 as a template.
(2a) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8, or (2b) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8. Encoded in DNA, which is a PCR amplification product using
The recombinant microorganism according to claim 1 or 4 , wherein the DNA has 1155 or 1156 bp.
上記組換え微生物が、エッセリシア属、コリネバクテリウム属、バチルス属、アシネトバクター属、バークホルデリア属、シュードモナス属、クロストリジウム属、サッカロマイセス属、シゾサッカロマイセス属、ヤロウィア属、カンジタ属、ピキア属およびアスペルギルス属からなる群より選択される属に属する、請求項1~のいずれか1項に記載の組換え微生物。 The recombinant microorganisms include Essericia, Corinebacterium, Bacillus, Acinetobacta, Burkholderia, Pseudomonas, Clostridium, Saccharomyces, Sizocaccalomyces, Yarrowia, Candita, Pikia and Aspergillus. The recombinant microorganism according to any one of claims 1 to 5 , which belongs to a genus selected from the group consisting of. アジピン酸生産経路を有する、請求項1~のいずれか一項に記載の組換え微生物。 The recombinant microorganism according to any one of claims 1 to 6 , which has an adipic acid production pathway. ヘキサメチレンジアミン生産経路を有する、請求項1~のいずれか一項に記載の組換え微生物。 The recombinant microorganism according to any one of claims 1 to 7 , which has a hexamethylenediamine production route. 1,6-ヘキサンジオール生産経路を有する、請求項1~のいずれか一項に記載の組換え微生物。 The recombinant microorganism according to any one of claims 1 to 7 , which has a 1,6-hexanediol production route. 6-アミノ-1-ヘキサノール生産経路を有する、請求項1~のいずれか一項に記載の組換え微生物。 The recombinant microorganism according to any one of claims 1 to 7 , which has a 6-amino-1-hexanol production pathway. 請求項1~のいずれか1項に記載の組換え微生物を培養する培養工程を含む、目的化合物の製造方法であって、
前記目的化合物が、アジピン酸、アジピン酸誘導体、ヘキサメチレンジアミン、1,6-ヘキサンジオールおよび6-アミノ-1-ヘキサノールからなる群より選択され、
前記アジピン酸誘導体が、オキソアジピン酸、レブリン酸、3-ヒドロキシアジピン酸および2,3-デヒドロアジピン酸からなる群より選択される、製造方法。
A method for producing a target compound, which comprises a culture step of culturing the recombinant microorganism according to any one of claims 1 to 6 .
The target compound is selected from the group consisting of adipic acid, adipic acid derivative, hexamethylenediamine, 1,6-hexanediol and 6-amino-1-hexanol.
A production method, wherein the adipic acid derivative is selected from the group consisting of oxoadic acid, levulinic acid, 3-hydroxyadipic acid and 2,3-dehydroadipic acid.
請求項に記載の組換え微生物を培養する培養工程を含む、アジピン酸の製造方法。 A method for producing adipic acid, which comprises a culturing step of culturing the recombinant microorganism according to claim 7 . 請求項に記載の組換え微生物を培養する培養工程を含む、ヘキサメチレンジアミンの製造方法。 A method for producing hexamethylenediamine, which comprises a culturing step of culturing the recombinant microorganism according to claim 8 . 請求項に記載の組換え微生物を培養する培養工程を含む、1,6-ヘキサンジオールの製造方法。 A method for producing 1,6-hexanediol, which comprises a culturing step of culturing the recombinant microorganism according to claim 9 . 請求項10に記載の組換え微生物を培養する培養工程を含む、6-アミノ-1-ヘキサノールの製造方法。 A method for producing 6-amino-1-hexanol, which comprises a culture step of culturing the recombinant microorganism according to claim 10 . (A-1)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(a1)配列番号5に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(a2)配列番号5に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物と配列同一性が90%以上であるDNAにコードされる組換えポリペプチドであって、
3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼ活性を有し、
前記DNAは、783または784bpを有する、組換えポリペプチド;
(A-2)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(a1)配列番号5に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(a2)配列番号5に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物であるDNAによりコードされるポリペプチドのアミノ酸配列に対して1~3個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列からなる組換えポリペプチドであって、
3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼ活性を有し、
前記DNAは、783または784bpを有する、組換えポリペプチド;
または
(A-3)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(a1)配列番号5に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(a2)配列番号5に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号6に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物またはその縮重異性体からなるDNAにコードされる組換えポリペプチドであって、
3-ヒドロキシアジピルCoAデヒドラターゼ活性を有し、
前記DNAは、783または784bpを有する、組換えポリペプチド。
(A-1) Using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template,
(A1) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6, or (a2) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6. A recombinant polypeptide encoded by DNA having a sequence identity of 90% or more with a PCR amplification product using the same as a primer.
Has 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having 783 or 784 bp;
(A-2) Using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template,
(A1) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6, or (a2) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6. A recombinant polypeptide consisting of an amino acid sequence in which 1 to 3 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added to the amino acid sequence of a polypeptide encoded by DNA, which is a PCR amplification product using the above as a primer. And
Has 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having 783 or 784 bp;
Or (A-3) using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template.
(A1) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6, or (a2) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 6. A recombinant polypeptide encoded by DNA consisting of a PCR amplification product or its degenerate isomer using the above as a primer.
Has 3-hydroxyadipyl CoA dehydratase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having 783 or 784 bp.
(B-1)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(b1)配列番号7に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(b2)配列番号7に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物と配列同一性が90%以上であるDNAにコードされる組換えポリペプチドであって、
2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼ活性を有し、
前記DNAは、1155または1156bpを有する、組換えポリペプチド;
(B-2)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(b1)配列番号7に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(b2)配列番号7に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物であるDNAによりコードされるポリペプチドのアミノ酸配列に対して1~3個のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列からなる組換えポリペプチドであって、
2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼ活性を有し、
前記DNAは、1155または1156bpを有する、組換えポリペプチド;
または
(B-3)バークホルデリア属(Burkholderia sp.)LEBP-3株の染色体DNAを鋳型とし、
(b1)配列番号7に示す塩基配列からなるヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列からなるヌクレオチド、または
(b2)配列番号7に示す塩基配列を含むヌクレオチドおよび配列番号8に示す塩基配列を含むヌクレオチド
をプライマーとして使用したPCR増幅物またはその縮重異性体からなるDNAにコードされる組換えポリペプチドであって、
2,3-デヒドロアジピルCoAレダクターゼ活性を有し、
前記DNAは、1155または1156bpを有する、組換えポリペプチド。
(B-1) Using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template,
(B1) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8, or (b2) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8. A recombinant polypeptide encoded by DNA having a sequence identity of 90% or more with a PCR amplification product using the same as a primer.
Has 2,3-dehydroadipyl CoA reductase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having 1155 or 1156 bp;
(B-2) Using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. Strain LEBP-3 as a template.
(B1) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8, or (b2) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8. A recombinant polypeptide consisting of an amino acid sequence in which 1 to 3 amino acids are deleted, substituted, inserted and / or added to the amino acid sequence of a polypeptide encoded by DNA, which is a PCR amplification product using the above as a primer. And
Has 2,3-dehydroadipyl CoA reductase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having 1155 or 1156 bp;
Or (B-3) using the chromosomal DNA of the Burkholderia sp. LEBP-3 strain as a template.
(B1) Nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 8, or (b2) Nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and the nucleotide containing the base sequence shown in SEQ ID NO: 8. A recombinant polypeptide encoded by DNA consisting of a PCR amplification product or its degenerate isomer using the above as a primer.
Has 2,3-dehydroadipyl CoA reductase activity and
The DNA is a recombinant polypeptide having 1155 or 1156 bp.
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