JPH0198487A - Novel plasmid, novel bacterium transformed with said plasmid and enzymatic production of s-lactoylglutathione using said bacterium - Google Patents

Novel plasmid, novel bacterium transformed with said plasmid and enzymatic production of s-lactoylglutathione using said bacterium

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JPH0198487A
JPH0198487A JP25558187A JP25558187A JPH0198487A JP H0198487 A JPH0198487 A JP H0198487A JP 25558187 A JP25558187 A JP 25558187A JP 25558187 A JP25558187 A JP 25558187A JP H0198487 A JPH0198487 A JP H0198487A
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JP
Japan
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plasmid
dna
glyoxalase
fragment
microorganism
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JP25558187A
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Japanese (ja)
Inventor
Hikari Kimura
光 木村
Kosaku Murata
幸作 村田
Kaiyoku Ri
海翊 李
Hiroaki Konishi
宏明 小西
Nobuhiko Kosugi
信彦 小杉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nonogawa Shoji Ltd
Original Assignee
Nonogawa Shoji Ltd
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Publication date
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/88Lyases (4.)

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Abstract

PURPOSE:To produce S-lactoylglutathione, by bringing Escherichia coli transduced with a structural gene of glyoxalase I derived from Pseudomonas putida into contact with a substrate containing methylglyoxal and glutathione. CONSTITUTION:Chromosome DNA of Pseudomonas putida IFO3738 is digested with restriction enzyme Sau3AI and connected to pBR322 digested with BamHI by T4 ligase to give pGI318. The plasmid is further treated with HindIII to give pGI423. Escherichia coli C600 strain is transduced with these plasmids to give C600 (pGI318) (FERM P-3638) and C600 (PGI423) (FERM P-3639). These strains are cultivated in a medium, the prepared cell or a treated material of the cell is brought into contact with a solution of a substrate containing methylglyoxal and glutathione to give S-lactoylglutathione.

Description

【発明の詳細な説明】 [Ill上上利用分野] 本発明は、新規なプラスミドおよびそれにより形質転換
された新規微生物、ならびにそれを用いたS−ラクトイ
ルグルタチオンの製造法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application] The present invention relates to a novel plasmid, a novel microorganism transformed with the same, and a method for producing S-lactoylglutathione using the same.

[従来の技術] 本発明により有利に生産されるグリオキサラーゼI (
glroxalasa +)は、国際生化学連合酵素委
員会の酵素番号E1.4.4.1.5に分類され、系統
名では、ラクトイルグルタチオンリアーゼ(Lacto
ylglutathions 12aje )と呼称さ
れる酵素である。
[Prior Art] Glyoxalase I (
glroxalasa +) is classified as enzyme number E1.4.4.1.5 by the Enzyme Committee of the International Union of Biochemistry, and its systematic name is lactoylglutathione lyase (Lactoylglutathione lyase).
It is an enzyme called ylglutations 12age).

本酵素は、下記の反応式のごとく、メチルグリオキサー
ルとグルタチオンからS−ラクトイルグルタチオンへの
変換反応を触媒する。
This enzyme catalyzes the conversion reaction of methylglyoxal and glutathione to S-lactoylglutathione as shown in the reaction formula below.

メチルグリオキサール+グルタチオン−ヘミメルカプタ
ール → S・ラクトイルグルタチオン該酵素 本酵素は、ヒト、ラット等の諸臓器、酵母、カビ、放線
菌、シュードモナス菌、大腸菌等の細菌に存在すること
が報告されている[蛋白質・核酸・酵素; 31.10
10.  (1988) ]、]@一方、上記グリオキ
サラーゼの作用で生合成されるS−ラクトイルグルタチ
オンは生理作用として、グルタチオンと同等以上の優れ
た抗炎症作用を有しており抗炎症剤として宥用な物質で
ある(特願昭 82−1010114) 。
Methylglyoxal + glutathione - hemimercaptal → S-lactoylglutathione This enzyme has been reported to exist in various organs of humans and rats, as well as in bacteria such as yeast, mold, actinomycetes, pseudomonas, and Escherichia coli. [Proteins, nucleic acids, enzymes; 31.10
10. (1988)],]@On the other hand, S-lactoylglutathione, which is biosynthesized by the action of glyoxalase, has an excellent anti-inflammatory effect that is equal to or better than that of glutathione as a physiological action, and is accepted as an anti-inflammatory agent. It is a useful substance (Japanese Patent Application No. 82-1010114).

S−ラクトイルグルタチオンを製造する方法としては、
微生物が生産するグリオキサラーゼIの触媒によりグル
タチオンとメチルグリオキサールから生合成させる方法
が最も簡便であると考えられる。
As a method for producing S-lactoylglutathione,
The simplest method is considered to be biosynthesis from glutathione and methylglyoxal using the catalyst of glyoxalase I produced by microorganisms.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、微生物の生産するグリオキサラーゼ!は
活性が低いために直接面体あるいは菌体処理物を反応に
利用できず、S−ラクトイルグルタチオンを効率良く生
産させるためには、ラッカーの報告[J、BIol、C
he*、、 I旦旦4.参照]に見られるように、−旦
、菌体抽出物からグリオキサ−ゼエを精製し、活性を上
げる必要があった。
[Problems to be solved by the invention] However, glyoxalase produced by microorganisms! Due to its low activity, it is not possible to directly use the hedron or the bacterial cell-treated product for the reaction, and in order to efficiently produce S-lactoylglutathione, the report of Lacquer [J, BIol, C
he*,, Idandan4. As seen in [Reference], it was first necessary to purify glyoxase from bacterial cell extracts and increase its activity.

本発明者らは、かかる状況に鑑み、グリオキサラーゼ!
生産能の優れた微生物を見い出すべく種々研究を重ねた
結果、比較的高いグリオキサラーゼI活性を有するシュ
ードモナス・プチダの染色体DNAよりグリオキサラー
ゼIの遺伝情報を担うDNA断片を単離し、次いでこの
グリオキサラーゼIの遺伝情報を担うDNA断片をベク
ターに組み込ませ、この組み換えDNAをエシェリヒア
争コリに導入することにIa、功すると共に、かくして
得られた微生物が優れたグリオキサラーゼ!生産能を有
することを見出し、本発明を完成するに至った。
In view of this situation, the present inventors developed glyoxalase!
As a result of various studies aimed at finding microorganisms with excellent productivity, we isolated a DNA fragment carrying the genetic information for glyoxalase I from the chromosomal DNA of Pseudomonas putida, which has relatively high glyoxalase I activity. Ia succeeded in inserting a DNA fragment carrying the genetic information of glyoxalase I into a vector and introducing this recombinant DNA into Escherichia coli, and the microorganism thus obtained was an excellent glyoxalase! It was discovered that the present invention has production capability, and the present invention was completed.

[問題点を解決するための手段] すなわち1本発明は(1)シュードモナス・プチダから
取得したグリオキサラーゼIの遺伝情報を担うDNA断
片を含むプラスミド、(2)8Aプラスミドをエシェリ
ヒアやコリに含有せしめた微生物、および(3)該微生
物を培養し、得られた2体もしくは2体の処理物をメチ
ルグリオキサールおよびグルタチオンを含有する基質溶
液と接触させてS−ラクトイルグルタチオンを製造する
方法に関する。
[Means for Solving the Problems] That is, the present invention provides (1) a plasmid containing a DNA fragment carrying the genetic information of glyoxalase I obtained from Pseudomonas putida, and (2) a plasmid containing the 8A plasmid in Escherichia and coli. and (3) a method for producing S-lactoylglutathione by culturing the microorganism and contacting the resulting two or two treated products with a substrate solution containing methylglyoxal and glutathione.

以下、本発明につき詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail.

(a)プラスミドおよびその調製 本発明の新規プラスミドは1例えば、エシェリヒア属に
属する微生物の染色体外遺伝子(プラスミド)として知
られるコリシンE1因子等のように培養された細胞内で
増殖し得る形式をとるプラスミド(染色体外DNAすな
わちベクターDNA)にグリオキサラーゼ!を生成する
微生物の染色体DNAから調製されたグリオキサラーゼ
Iの生成に関与するDNA断片を組み込んでなるプラス
ミドであり、前記ベクターDNAとしては、天然に存在
するものを抽出したものの他、増殖に必須な部分以外の
DNAの部分が一部欠落しているものでも良く1例えば
Co1E+の系統、 9M89の系統、 PBR322
の系統、pscIolの系統、R8にの系統、ラムダフ
ァージの系統等が挙げられる。
(a) Plasmid and its preparation The novel plasmid of the present invention takes a form that can proliferate in cultured cells, such as the colicin E1 factor, which is known as an extrachromosomal gene (plasmid) of a microorganism belonging to the genus Escherichia. Glyoxalase in plasmids (extrachromosomal DNA or vector DNA)! This is a plasmid that incorporates a DNA fragment involved in the production of glyoxalase I prepared from the chromosomal DNA of a microorganism that produces the vector. Some DNA parts other than the part may be missing.1For example, Co1E+ strain, 9M89 strain, PBR322.
strains, pscIol strains, R8 strains, lambda phage strains, and the like.

グリオキサラーゼ!の生産に関与するDNA断片は、前
記の酵母、カビ、放線菌、大腸1及びシュードモナス菌
等から調製することができるが、特にシュードモナス菌
から調製された染色体DNA断片が有利に用いられる0
例えば、シュードモナス・プチダIFO3738の染色
体DNAより調製されたDNA断片を用いることができ
る。
Glyoxalase! DNA fragments involved in the production of can be prepared from the aforementioned yeasts, molds, actinomycetes, large intestine 1, Pseudomonas bacteria, etc., but chromosomal DNA fragments prepared from Pseudomonas bacteria are particularly advantageously used.
For example, a DNA fragment prepared from the chromosomal DNA of Pseudomonas putida IFO3738 can be used.

また前記ベクターDNAに前記染色体DNA断片を組み
込む方法は、既知のいずれの方法も適用し得る0例えば
、適当な制限酵素(Endonualea−ia)で処
理して染色体DNAを特定部位で切断し1次いで同様に
処理したベクターDNAと混合し、リガーゼによって再
結合する方法が用いられる。 ベクターDNAとして、
 pBR322プラスミドを用い、これに前記シュード
モナス・プチダIFO3738から調製された染色体D
NA断片を組み込むことにより、新規プラスミドpar
 318が得られる。
In addition, any known method can be used to incorporate the chromosomal DNA fragment into the vector DNA. For example, the chromosomal DNA is cut at a specific site by treatment with an appropriate restriction enzyme (Endonualea-ia), and then the same method is used. A method is used in which the vector DNA is mixed with the previously treated vector DNA and religated using ligase. As vector DNA,
pBR322 plasmid was used, and chromosome D prepared from the Pseudomonas putida IFO3738 was added to it.
By incorporating the NA fragment, a new plasmid par
318 is obtained.

pGl 318プラスミドの制限酵素切断地図を第1図
に示す、第1図から明らかなように2このプラスミドは
、pBR322プラスミドDNAの制限酵素サイトのB
a鵬ロサイトに前記シュードモナス・プチダrFO37
38のグリオキサラーゼ!の生産に関与する遺伝情報を
担うDNA断片が組み込まれている目、8kbの塩基対
を有する環状分子である(第2図参照)、さらにpGl
 318プラスミドDNAを制限酵素)tin  dI
llで処理し、HindlI+サイトにはさまれた5、
3k bの複製およびグリオキサラーゼ!遺伝子の発現
に不必要なりNA断片を欠失させ、pcr 318の縮
小プラスミド、 pGl 423を作製した(第1図参
照)。
The restriction enzyme cleavage map of the pGl 318 plasmid is shown in Figure 1.As is clear from Figure 1, this plasmid is located at the restriction enzyme site B of the pBR322 plasmid DNA.
The Pseudomonas putida rFO37 on a Peng losite
38 glyoxalases! It is a circular molecule with an 8 kb base pair in which a DNA fragment carrying the genetic information involved in the production of pGl is incorporated (see Figure 2).
318 plasmid DNA with restriction enzyme) tin dI
5, which was processed with HindlI and sandwiched between HindlI+ sites.
3k b replication and glyoxalase! NA fragments unnecessary for gene expression were deleted to create pGl 423, a reduced plasmid of PCR 318 (see Figure 1).

(b)微生物の調製 このようにして得られた前記染色体DNA断片とベクタ
ーDNAの結合物を既知の形質転換法。
(b) Preparation of microorganisms The thus obtained conjugate of the chromosomal DNA fragment and vector DNA can be transformed using known transformation methods.

、例えば、ショット・ガン法(5hot gun me
tbc+d )により受容菌の微生物菌体中に導入する
と、所望の遺伝形質とベクターDNAの形質を併せもつ
形質転換株が得られる。
, for example, shot gun method (5hot gun method)
tbc+d) into a recipient microbial cell, a transformed strain having both the desired genetic traits and the traits of the vector DNA can be obtained.

受容菌としては、エシェリヒア・コリaeoo、同HB
IO+ 、同OP、 5upF、同xl?78 、同L
E392等[モレキュラー・クローニング・エイ・ラボ
ラトリ−・マニュアル(Mo1ecular Clon
ing A LaboratortXanual) p
504(111B2)参照]の通常この種の技術分野で
用いられる微生物が有利に用いられる。七の典型的な例
としてエシェリヒア・コリceoo株が上げられる〔モ
レキュラー・クローニング・エイ・ラボラトリ−’ マ
ニ!アル(No1ecular C1o++−ing 
 ^しaboratory Manual)  p5G
4(+1182)参照;遺伝形質F−,tbi−1,t
hr−1,IeuB6,1acYI、tanA21゜m
upE44.1− L このエシェリヒア・コリceoo株に、前記プラスミド
pc!318あるいはpc+ 423を導入して形質転
換法により得られる微生物は、新規微生物であり、それ
ぞれエシェリヒア・コリ 0800 (po!318)
[!5chsrichia coli 0800 (p
Gl 318)]、 zシェリヒ  7  ◆コ   
リ   C[lQO(pGl   42G   )[E
nch*ric  h Ia   c。
Recipient bacteria include Escherichia coli aeoo and Escherichia coli HB.
IO+, same OP, 5upF, same xl? 78, same L
E392 etc. [Molecular Cloning Laboratory Manual
ing A LaboratortXanual) p
Microorganisms commonly used in this type of technical field are advantageously used. A typical example of this is the Escherichia coli ceoo strain (Molecular Cloning Laboratory). No1ecular C1o++-ing
^Laboratory Manual) p5G
See 4 (+1182); genetic trait F-, tbi-1, t
hr-1, IeuB6, 1acYI, tanA21゜m
upE44.1-L The above plasmid pc! is added to this Escherichia coli ceoo strain. The microorganisms obtained by the transformation method by introducing 318 or pc+423 are new microorganisms, and are respectively Escherichia coli 0800 (po!318).
[! 5chsrichia coli 0800 (p
Gl 318)], Z Scherich 7 ◆ko
Li C[lQO(pGl 42G )[E
nch*ric h Ia c.

0600 (pGI 423 )1ト呼称され昭和82
年10月 7Ei付にて工業技術院微生物工業技術研究
所へ寄託され、その受託番号は、それぞれ微工研菌寄第
8638号(F!R)I P−111138) オヨび
fi 911311号(Fl!RM P−9639)で
ある、このようにして得られたエシェリヒア・コリ08
00(PCI 318)およびエシェリヒア・コリ C
800(P(il 423)の菌学的性質をDNA受容
直であるエシェリヒア・コリceoo株の性質と比較す
ると、前者2株がグリオキサラーゼIの高生産能および
アンピシリン耐性を有するのに対し、後者がこれらの特
性を有しない点以外は全く同一である。
0600 (pGI 423) 1 was called 1982.
It was deposited with the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology on October 7Ei. !RM P-9639), the Escherichia coli 08 thus obtained
00 (PCI 318) and Escherichia coli C
Comparing the mycological properties of 800 (P(il 423)) with those of the Escherichia coli ceoo strain, which is a direct recipient of DNA, it was found that the former two strains had high glyoxalase I production ability and ampicillin resistance; They are identical except that the latter does not have these properties.

(c)S−ラクトイルグルタチオンの生産工程Cb)で
得られた形質転換株は強いグリオキサラーゼ!活性を有
しているので、菌体もしくは該菌体の処理物を酵素源と
し、該酵素源をメチルグリオキサールおよびグルタチオ
ンを含有する基質溶液と接触させて酵素反応をさせるこ
とによりS−ラクトイルグルタチオンを製造することが
できる。
(c) Production step of S-lactoylglutathione The transformed strain obtained in Cb) has strong glyoxalase! Since it has activity, S-lactoylglutathione can be produced by using bacterial cells or a processed product of the bacterial cells as an enzyme source and bringing the enzyme source into contact with a substrate solution containing methylglyoxal and glutathione to cause an enzymatic reaction. can be manufactured.

未発明徴生物の培養に際して用いられる培地としては1
通常、エシェリヒア・コリの生育培地として用いられる
炭素源、窒素源、無機物を含有する合成培地または天然
培地のいずれも使用できる。炭青源としては1例えばグ
ルコース、スクロース、フラクトース、でん粉、でん扮
加水分解物、糖みつなどの種々の炭水化物が使用でき、
その使用量は、0.5〜5.OX程度が好ましい、また
、窒素源としては、例えば硫酸アンモニウム、リン醜ア
ンモニウム、炭醜アンモニウム、酢/f食アンモニウム
などの各種の無機および有機アンモニウム類、あるいは
ペプトン、酵母エキス、コーンステイープリカー、カゼ
イン加水分解物などの窒素性有機物などが使用でき、そ
の使朋量は0.5〜2.0!程度が好ましい、さらに無
機物としては1例えばリン醜第−水素カリウム、リン酸
第二水素カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸マンガンな
どが使用でき、その使用量は0.005〜1.0z程度
が好ましい、  培養方法は、pH,温度、酸素供給量
等の条件として通常エシェリヒア属の微生物の生育に適
した条件を取り得るが、前記微生物が生育してその菌体
量が最大に達したとき、即ち対数増殖vk期まで生育さ
せるのが好ましい、培1Il11度は通常30〜37℃
、PH条件はP)15〜8の範囲、特に中性付近が通出
である。
1 as a medium used for culturing uninvented signs
Either a synthetic medium or a natural medium containing a carbon source, nitrogen source, and inorganic substances, which are normally used as a growth medium for Escherichia coli, can be used. Various carbohydrates such as glucose, sucrose, fructose, starch, starch hydrolysates, and molasses can be used as carbonaceous sources;
The amount used is 0.5 to 5. In addition, nitrogen sources include various inorganic and organic ammoniums such as ammonium sulfate, phosphorous ammonium, charcoal ammonium, vinegar/fed ammonium, or peptone, yeast extract, cornstap liquor, and casein. Nitrogen organic substances such as hydrolysates can be used, and the amount used is 0.5 to 2.0! Further, as the inorganic substance, for example, phosphorus-poor potassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate, manganese sulfate, etc. can be used, and the amount used is preferably about 0.005 to 1.0z. The method can use conditions such as pH, temperature, and oxygen supply that are usually suitable for the growth of Escherichia microorganisms, but when the microorganisms grow and reach the maximum number of microorganisms, that is, logarithmic growth. It is preferable to grow until the vk stage, and the culture temperature is usually 30 to 37 degrees Celsius.
, the pH condition is P) in the range of 15 to 8, especially around neutrality.

上記酵素反応に用いられる菌体の処理物としては1例え
ば生菌体を乾燥あるいはトルエン等の有機溶媒で処理し
て得られる菌体処理物、生菌体を超音波処理して得られ
る細胞抽出液、該抽出液より精製して得られる酵素など
のほか、菌体あるいは酵素を例えばポリアクリルアミド
ゲル包括法、カラギーナンゲル包括法のごとき公知固定
化法によって得られる固定化菌体あるいは固定化酵素な
ども用いることができる。
Examples of the processed bacterial cells used in the above enzymatic reaction are 1. For example, processed bacterial cells obtained by drying or treating viable bacterial cells with an organic solvent such as toluene, and cell extracts obtained by ultrasonicating viable bacterial cells. In addition to enzymes obtained by purifying liquids and extracts, immobilized bacterial cells or enzymes obtained by known immobilization methods such as polyacrylamide gel entrapment method and carrageenan gel entrapment method. can also be used.

S−ラクトイルグルタチオン生成のための反応液として
は5〜10111履にメチルグリオキサール、5〜10
0mにグルタチオン、 20〜100mN 緩衝液(P
H6〜9)に酵素源として菌体処理物を加える。度広温
度は25〜40℃2反応時間は30〜120分で十分あ
る。
As a reaction solution for producing S-lactoylglutathione, methylglyoxal is added to 5 to 10111, and 5 to 10
Glutathione at 0 m, 20-100 mN buffer (P
Add the treated bacterial cells to H6-9) as an enzyme source. A temperature range of 25 to 40°C and a reaction time of 30 to 120 minutes are sufficient.

反応液に対して0.5〜1.0%のトリクロロ詐酸を加
えて反応を止めた後、その上清中のS−ラクトイルグル
タチオンは240nn>の吸光度の増大あるいはグリオ
キサラーゼ■を用いる酵素法によって測定できる。
After stopping the reaction by adding 0.5 to 1.0% trichloroformic acid to the reaction solution, S-lactoylglutathione in the supernatant increases the absorbance to 240 nn or uses glyoxalase ■. It can be measured by enzymatic method.

かくして反応終了液中にS−ラクトイルグルタチオンが
生成蓄積するが、生成したS−ラクトイルグルタチオン
はイオン交換樹脂処理のごとき公知の方法で単離するこ
とができる0例えば1反応終了液をカチオン交換樹脂(
例えばローム・アンド・ハース社製アンバーライトfR
120B、I(型)に導通する。吸着したS−ラクトイ
ルグルタチオンを0.1規定水酸化ナトリウムで溶出し
、溶出液に50%エタノールを加え、析出した結晶を単
離することにより、S−ラクトイルグルタチオンを取得
することができる。
In this way, S-lactoylglutathione is generated and accumulated in the reaction-completed solution, but the generated S-lactoylglutathione can be isolated by a known method such as ion-exchange resin treatment. resin(
For example, Rohm and Haas Amberlight fR
120B, conducts to I (type). S-lactoylglutathione can be obtained by eluting the adsorbed S-lactoylglutathione with 0.1N sodium hydroxide, adding 50% ethanol to the eluate, and isolating the precipitated crystals.

以下、本発明を実施例により、更に詳細に説明するが、
本発明は何らこれに限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
The present invention is not limited to this in any way.

実施例 1 (1)グリオキサラーゼI生成能の遺伝情報をもつ染色
体DNAの調製。
Example 1 (1) Preparation of chromosomal DNA having genetic information for glyoxalase I-producing ability.

グリオキサラーゼIを生成する能力を有するンユードモ
ナス・プチダIFO3738をLB培地[(g/l):
ペプトン10.0 、酵母エキス 5.0. Mail
 5.0゜グルコース 1.0をpH7,0に調整した
もの] 200m1中、30℃で5時間振盪培養を行な
い対数増殖後期の菌体を集菌後、フェノール法によるD
NA抽出法によって染色体DNAを抽出、精製し、染色
体D N A 900 終gを得た。
N. putida IFO3738, which has the ability to produce glyoxalase I, was grown in LB medium [(g/l):
Peptone 10.0, yeast extract 5.0. Mail
5.0゜glucose 1.0 adjusted to pH 7.0] After culturing with shaking in 200ml at 30℃ for 5 hours and collecting the bacterial cells in the late logarithmic growth stage, D by the phenol method.
Chromosomal DNA was extracted and purified by the NA extraction method to obtain 900 grams of chromosomal DNA.

(2)ベクターDNAの調製 ベクターとして用いるアンピシリン耐性及びテトラサイ
クリン耐性を有するpBR322プラスミドのDNAを
下記のごとくして調製した。
(2) Preparation of vector DNA DNA of pBR322 plasmid having ampicillin resistance and tetracycline resistance used as a vector was prepared as follows.

pBR,322をプラスミドとして持つエシェリヒア−
+50eg/腸Iのクロラムフェニコールヲ添加して−
た。その上清を2−ブタノールで処理してDNAを濃縮
後、リボ核醜分解酵素で37℃、3時間処理し1次いで
セシウム・クロライド−エチジウムブロマイド平衡密度
勾配遠心を行ない、pBR322プラスミドD N A
 450 ルgを得た。
Escherichia carrying pBR,322 as a plasmid
+Add 50 eg/intestine I of chloramphenicol-
Ta. The supernatant was treated with 2-butanol to concentrate the DNA, then treated with ribonucleolytic enzyme at 37°C for 3 hours, and then subjected to cesium chloride-ethidium bromide equilibrium density gradient centrifugation to extract pBR322 plasmid DNA.
450 rugs were obtained.

(3)染色体DNA断片のベクター挿入(1)で得た染
色体DNA1.5p、をとり制限酵素Sau 3^■を
加え37℃で1.5時間反応させて切断した。一方、(
2)で得たベクターD N A 1.0μgを制限酵素
Bag Hlで完全に切断した6両反応液を各々85℃
、10分間加熱処理した後、両反応液を混合し、T4 
ファージ由来のDNAリガーゼによって10℃、16時
間DNA鎖の連結反応を行なった6次いで65℃、5分
の熱あ理後、反応液に2倍容のエタノールを加え一20
℃で1時間放[135,0OOX gで遠心して沈澱を
集め、これを5.0■に。
(3) Vector insertion of chromosomal DNA fragment 1.5p of the chromosomal DNA obtained in (1) was taken and digested by adding restriction enzyme Sau 3^■ and reacting at 37°C for 1.5 hours. on the other hand,(
1.0 μg of the vector DNA obtained in 2) was completely digested with the restriction enzyme Bag Hl, and each of the six reaction mixtures was incubated at 85°C.
, After heat treatment for 10 minutes, both reaction solutions were mixed and T4
DNA strands were ligated using phage-derived DNA ligase at 10°C for 16 hours. After heat treatment at 65°C for 5 minutes, twice the volume of ethanol was added to the reaction solution and the mixture was heated for 120 minutes.
℃ for 1 hour [centrifuged at 135,000 x g to collect the precipitate, which was diluted to 5.0 μg.

トリス−塩酸緩衝液(pH17,5) 0.15鳳1に
溶解し。
Dissolve in 0.15 ml of Tris-HCl buffer (pH 17.5).

DNA溶液とした。This was used as a DNA solution.

(4)グリオキサラーゼIの生産に関与した遺伝子を担
うプラスミドによる形質転換 エシェリヒア拳コリC800をLBla地50麿lにて
対数増殖中期(00,、。−〇、3)まで生育させた後
、塩化カルシウム50sにを含むトリス緩衝液(50m
ll、pH7,0)で2回洗浄後、同じ緩衝液1.51
に再懸濁させた。この懸濁液0.2mlに(3)で得た
DNA溶液Q、1ml を加え、0℃にて30分間保持
した後、直ちに42℃、2分間の熱パルスを与えて、前
記プラスミドDNAを細胞内に取り込ませた0次いで、
この細胞懸濁液を別途前記LB培地に接種し、37℃、
3時間振盪培養して形質転換反応を行なった後、7ンピ
シリン耐性を有し、かつグリオキサラーゼエ活性の高い
株を分離し、エシェリヒア拳:I IJ 0800(p
GI 318)(微工研菌寄第 91138号)を得た
(4) Transformation with a plasmid carrying a gene involved in the production of glyoxalase I After growing Escherichia coli C800 in 50 liters of LBL soil until the mid-log phase (00, . - 〇, 3), Tris buffer (50 m
ll, pH 7,0) and then the same buffer 1.51
resuspended in. Add 1 ml of the DNA solution Q obtained in (3) to 0.2 ml of this suspension, hold at 0°C for 30 minutes, and immediately apply a heat pulse at 42°C for 2 minutes to transfer the plasmid DNA to cells. The 0 that was taken into the
This cell suspension was separately inoculated into the LB medium, and incubated at 37°C.
After shaking culture for 3 hours to perform a transformation reaction, a strain with 7-ampicillin resistance and high glyoxalase activity was isolated and transformed into Escherichia Fist: I IJ 0800 (p.
GI 318) (Feikoken Bibori No. 91138) was obtained.

実施例 2 (1) pGI 318の調製 実施例1に記載した形質転換株エシェリヒアーコリce
oo(par 31B)から、実施例1(2)に記載の
方法によりpGI 318プラスミドDNAを調製した
Example 2 (1) Preparation of pGI 318 Transformed strain Escherichia coli ce described in Example 1
pGI 318 plasmid DNA was prepared from oo (par 31B) by the method described in Example 1 (2).

(2) pGI 423の構築及び該プラスミドによる
形質転換 (1)で得たpat 318プラスミドDNAを制限酵
素H+aal[で完全に切断した後、この溶液を7ガロ
ースゲル電気泳動(アガロース0.0.90V)にかけ
、グリオキサラーゼエ遺伝子部分を含む8.5kbのD
NAバンドを紫外線照射下で切り出し、このゲルを透析
チューブに入れて再度電気泳動を行ない、ゲルよりDN
Aを抽出した。抽出液を2−ブタノールで処理してDN
Aの濃縮とエチジウムプロミドの除去を行なった後、T
4ファージ由来のDNAリガーゼによって10℃、16
時間DNAfiの連結反応を行ない、pGI 423プ
ラスミドを構築した0次いで、実施例!(4)と同様に
してエシェリヒア・コリceooにDNA取り込み能を
持たせた後、上記pGI 423を取り込ませた。かく
して得られる菌株を7ンピシリン50pg/mlを含む
LB培地に培養し、生じてくるコロニーを分離すること
により形質転換株エシェリヒア・コリ0800(pGl
 423)  (微工研Δ寄第 9639号)を取得し
た。
(2) Construction of pGI 423 and transformation with the plasmid The pat 318 plasmid DNA obtained in (1) was completely cleaved with the restriction enzyme H+aal[, and this solution was subjected to 7 galose gel electrophoresis (agarose 0.0.90 V). and an 8.5 kb D containing the glyoxalase gene part.
The NA band was cut out under ultraviolet irradiation, the gel was placed in a dialysis tube, and electrophoresis was performed again.
A was extracted. The extract was treated with 2-butanol to obtain DN.
After concentrating A and removing ethidium bromide, T
4 phage-derived DNA ligase at 10°C for 16
A time DNAfi ligation reaction was carried out to construct the pGI 423 plasmid. Next, Example! Escherichia coli ceoo was made to have DNA uptake ability in the same manner as in (4), and then the above pGI 423 was taken up. The thus obtained strain was cultured in LB medium containing 50 pg/ml of 7-ampicillin, and the resulting colonies were isolated to obtain the transformed strain Escherichia coli 0800 (pGl
423) (Feikoken ΔKyo No. 9639).

実施例3 実施例2に記載した形質転換株エシェリヒア・コリC8
00(POT 423)  (、微工研菌寄第1111
39号)。
Example 3 Transformed strain Escherichia coli C8 described in Example 2
00 (POT 423) (, Microtechnical Research Institute No. 1111
No. 39).

エシェリヒア・コリCIIGO(pBR322)及びシ
ュードモナス・プチダIFO3738をデービスーミン
ギオリの最小培地C(g/I)ニゲルコース5.Olに
H,PO43,0,K2 1(PO47,0、(111
1,)2Lso4 +、0、 Mg5O+ ・ 7Hλ
00.1] 100腸1を含む500 ml容のフラス
コで30℃にて18時間振盪培養を行なった。これを遠
心分離にて集菌、洗浄後、 pH7,0に調整したlO
−阿すン醜緩衝液1(1++1に懸濁し、0℃で5分間
、超音波破砕した。 25,0OOX gで30分間遠
心して上清をとり、そのグリオキサラーゼ!活性を測定
した。その結果を表1に示した。
Escherichia coli CIIGO (pBR322) and Pseudomonas putida IFO3738 were grown in Davis-Mingioli's minimal medium C (g/I) on a 5. H, PO43,0, K2 1 (PO47,0, (111
1,)2Lso4 +, 0, Mg5O+ ・7Hλ
00.1] Shaking culture was performed at 30° C. for 18 hours in a 500 ml flask containing 100 intestines. This was collected by centrifugation, washed, and then adjusted to pH 7.0 with lO
- Suspended in Asun Ugly Buffer 1 (1++1) and disrupted by ultrasonication at 0°C for 5 minutes. Centrifuged at 25,0 OOX g for 30 minutes to collect the supernatant, and its glyoxalase! activity was measured. The results are shown in Table 1.

表1 表1のグリオキサラーゼ!活性は、経腸o1e/腸in
/mg protsinを示している。
Table 1 Glyoxalase in Table 1! Activity is enteral o1e/intestinal in
/mg protsin is shown.

エシェリヒア・コリ0800(pGI318)(微工研
Δ寄jFl 94138号)においても、ニジエリとア
ΦコリCθGo(pGl 423)とほぼ同程度の結果
(1,703μ膳01/sin/ag protein
 )を得た。
The results for Escherichia coli 0800 (pGI318) (Feikoken ΔFl No. 94138) were almost the same as those for Escherichia coli CθGo (pGl 423) (1,703 μzen01/sin/ag protein
) was obtained.

実施例 4 実施例2において調製した無細胞抽出液を7.2、 /
Iメチルグリオキサール、 30.7g/ Iグルタチ
オン、50膳にリンH1s衝液(pH7,o ) と共
にインキエベートし、S−ラクトイルグルタチオンの生
合成を行なった0反応液中のタンパク濃度はO,lsg
/−1、反応時間BO分間1反応温度は37℃とした。
Example 4 The cell-free extract prepared in Example 2 was diluted with 7.2, /
I-Methylglyoxal, 30.7g/I-Glutathione, 50 plates were incubated with phosphorous H1s buffer (pH 7,0) to perform the biosynthesis of S-lactoylglutathione.The protein concentration in the reaction solution was O,lsg.
/-1, reaction time BO minutes 1, reaction temperature was 37°C.

その結果を表2に示す。The results are shown in Table 2.

表2 表2においてS−ラクトイルグルタチオンのグルタチオ
ンに対する変換率は、シュードモナスプチダrFO37
38及びエシェリヒア・コリC800(pBR322)
がそれぞれ7.8及び1.3駕と低いのに対し、エシェ
リヒア・コリ0800(pG[423)では82.3駕
となり掻I災に向上した。
Table 2 In Table 2, the conversion rate of S-lactoylglutathione to glutathione is
38 and Escherichia coli C800 (pBR322)
were low at 7.8 and 1.3, respectively, while Escherichia coli 0800 (pG[423) had a score of 82.3, which was improved to 1.3.

エシェリヒア・コリC800(pGI 318)におい
ても、エシェリヒアΦコリ01!00(pGI 423
)とほぼ同程度の交換率(90,0りでS−ラクトイル
グルタチオンを生産することができた。
In Escherichia coli C800 (pGI 318), Escherichia Φ coli 01!00 (pGI 423
), S-lactoylglutathione could be produced at an exchange rate (90.0 ml).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、pGI 318プラスミド及びpGI 42
3プラスミドの調製工程を示す図であり、第2図はpG
I 318 プラスミド及びpGI 423 プラスミ
ドの制限酵素切断点地図を示すものである。(便宜的に
直線で示しである。)
Figure 1 shows pGI 318 plasmid and pGI 42 plasmid.
Figure 2 is a diagram showing the preparation process of 3 plasmids;
Restriction enzyme breakpoint maps of the I 318 plasmid and pGI 423 plasmid are shown. (For convenience, it is shown as a straight line.)

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)グリオキサラーゼIを生成する能力を有する微生
物の染色体DNAを制限酵素で処理して得られるDNA
断片、該DNA断片に対してヌクレオチドの置換、ヌク
レオチドの欠失、ヌクレオチドの挿入およびヌクレオチ
ド配列の逆位、その他の突然変異によって関連づけられ
ている天然のDNA断片、もしくは前記グリオキサラー
ゼIをコードするDNA断片であって半合成によって得
られるDNA断片を含むプラスミドであってグリオキサ
ラーゼIを生産する能力を宿主に与えるプラスミド。
(1) DNA obtained by treating the chromosomal DNA of a microorganism that has the ability to produce glyoxalase I with restriction enzymes
fragment, a natural DNA fragment related to said DNA fragment by nucleotide substitutions, nucleotide deletions, nucleotide insertions and nucleotide sequence inversions, and other mutations, or encoding said glyoxalase I; A plasmid containing a DNA fragment obtained by semi-synthesis, which gives a host the ability to produce glyoxalase I.
(2)宿主がエシェリヒア属に属する微生物である特許
請求の範囲第1項記載のプラスミド。
(2) The plasmid according to claim 1, wherein the host is a microorganism belonging to the genus Escherichia.
(3)エシェリヒア属に属する微生物がエシェリヒア・
コリC800である特許請求の範囲第2項記載のプラス
ミド。
(3) Microorganisms belonging to the genus Escherichia are
The plasmid according to claim 2, which is coli C800.
(4)DNA断片がシュードモナス属に属する微生物の
染色体DNAから調製されたDNA断片である特許請求
の範囲第1項記載のプラスミド。
(4) The plasmid according to claim 1, wherein the DNA fragment is a DNA fragment prepared from the chromosomal DNA of a microorganism belonging to the genus Pseudomonas.
(5)シュードモナス属に属する微生物が シュードモナス・ブチダIFO3728である特許請求
の範囲第4項記載のプラスミド。
(5) The plasmid according to claim 4, wherein the microorganism belonging to the genus Pseudomonas is Pseudomonas butida IFO3728.
(6)プラスミドがpGI318プラスミドである特許
請求の範囲第1項記載のプラスミド。
(6) The plasmid according to claim 1, wherein the plasmid is a pGI318 plasmid.
(7)プラスミドがpGI423プラスミドである特許
請求の範囲第1項記載のプラスミド
(7) The plasmid according to claim 1, wherein the plasmid is a pGI423 plasmid.
(8)グリオキサラーゼIを生産する能力を有する微生
物の染色体DNAを制限酵素で処理して得られるDNA
断片、もしくは該DNA断片に対してヌクレオチドの置
換、ヌクレオチドの欠失、ヌクレオチドの挿入およびヌ
クレオチド配列の逆位その他の突然変異によって関連づ
けられており、前記グリオキサラーゼIをコードするD
NA断片であって天然もしくは半合成によって得られる
DNA断片を含むプラスミドであって、グリオキサラー
ゼIを生産する能力を宿主に与えるプラスミドによって
形質転換された微生物。
(8) DNA obtained by treating chromosomal DNA of a microorganism capable of producing glyoxalase I with restriction enzymes
fragment or related to said DNA fragment by nucleotide substitutions, nucleotide deletions, nucleotide insertions, nucleotide sequence inversions and other mutations, and which encodes said glyoxalase I.
A microorganism transformed with a plasmid which is a plasmid containing a natural or semi-synthetically obtained DNA fragment which is an NA fragment and which gives the host the ability to produce glyoxalase I.
(9)形質転換された微生物がエシェリヒア・コリC6
00(pGI318)である特許請求の範囲第8項記載
の微生物。
(9) The transformed microorganism is Escherichia coli C6
00 (pGI318).
(10)形質転換された微生物がエシェリヒア・コリC
600(pGI423)である特許請求の範囲第8項記
載の微生物。
(10) The transformed microorganism is Escherichia coli C.
600 (pGI423).
(11)グリオキサラーゼIを生産する能力を有する微
生物の染色体DNAを制限酵素で処理して得られるDN
A断片、もしくは該DNAに対してヌクレオチドの置換
、ヌクレオチドの欠失、ヌクレオチドの挿入およびヌク
レオチド配列の逆位その他の突然変異によって関連づけ
られており前記グリオキサラーゼIをコードするDNA
断片であって天然もしくは半合成によって得られるDN
A断片を含むプラスミドであってグリオキサラーゼIを
生産する能力を宿主に与えるプラスミドによって形質転
換された微生物を培養し、かくして得られた菌体もしく
は該菌体の処理物をメチルグリオキサールおよびグルタ
チオンを含有する基質溶液と接触させ、生成したS−ラ
クトイルグルタチオンを採取することを特徴とするS−
ラクトイルグルタチオンの製造法。
(11) DNA obtained by treating the chromosomal DNA of a microorganism capable of producing glyoxalase I with restriction enzymes
A fragment, or a DNA that is related to the DNA by nucleotide substitutions, nucleotide deletions, nucleotide insertions, nucleotide sequence inversions, and other mutations and encodes the glyoxalase I.
DNA fragments obtained naturally or semi-synthetically
A microorganism transformed with a plasmid containing the A fragment that gives the host the ability to produce glyoxalase I is cultured, and the resulting bacterial cells or the processed product of the bacterial cells are treated with methylglyoxal and glutathione. S-lactoylglutathione produced by contacting with a substrate solution containing S-lactoylglutathione is collected.
Method for producing lactoyl glutathione.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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