JPH02227083A - 新規プラスミド - Google Patents
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- JPH02227083A JPH02227083A JP1049547A JP4954789A JPH02227083A JP H02227083 A JPH02227083 A JP H02227083A JP 1049547 A JP1049547 A JP 1049547A JP 4954789 A JP4954789 A JP 4954789A JP H02227083 A JPH02227083 A JP H02227083A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、宿主細胞内でα−アミラーゼを高発現させる
クローニングベクターとして有用な新規プラスミドに関
する。
クローニングベクターとして有用な新規プラスミドに関
する。
[従来の技術と発明が解決しようとする課題]バチルス
(Baci l Ius)属の細菌である枯草菌(Ba
cillus 5ubtlls)はα−アミラーゼ、プ
ロテアーゼ等を菌体外に多量に分泌生産するので、発酵
や洗剤等に用いる酵素生産菌として工業的に広く利用さ
れている。またこの枯草菌は、エンドトキシン等を生産
せず、しかも人や動物に病原微生物として寄生したり共
生することがないので、大腸菌に比べて安全性が高く、
遺伝子組換えの宿主菌として大腸菌に次いで遺伝的解析
が進んでいる。
(Baci l Ius)属の細菌である枯草菌(Ba
cillus 5ubtlls)はα−アミラーゼ、プ
ロテアーゼ等を菌体外に多量に分泌生産するので、発酵
や洗剤等に用いる酵素生産菌として工業的に広く利用さ
れている。またこの枯草菌は、エンドトキシン等を生産
せず、しかも人や動物に病原微生物として寄生したり共
生することがないので、大腸菌に比べて安全性が高く、
遺伝子組換えの宿主菌として大腸菌に次いで遺伝的解析
が進んでいる。
この枯草菌の代表的な菌体外酵素であるα−アミラーゼ
は、枯草菌の場合、遺伝子の発現を制御する制御部位が
、塩基配列の違いにより amyRl、amyR2およ
びao+yR3の3つのタイプに分類されており、am
yR2タイプの制御部位が最も活性が高いとされている
。また枯草菌の場合、そのデンプン分解活性によりマー
バーブ(Marburg)型(以下、Mタイプという)
とナラトウ(Natto )型(以下、Nタイプという
)とアミロサッカリティカス型(以下、Sタイプという
)に分類される。
は、枯草菌の場合、遺伝子の発現を制御する制御部位が
、塩基配列の違いにより amyRl、amyR2およ
びao+yR3の3つのタイプに分類されており、am
yR2タイプの制御部位が最も活性が高いとされている
。また枯草菌の場合、そのデンプン分解活性によりマー
バーブ(Marburg)型(以下、Mタイプという)
とナラトウ(Natto )型(以下、Nタイプという
)とアミロサッカリティカス型(以下、Sタイプという
)に分類される。
そして、これらのα−アミラーゼのクローニゲとその遺
伝的機作に関する多くの報告があり、その構造も明らか
になっている。例えばアミラーゼ遺伝子(afflyR
l−Mタイプ)のクローニングとシーフェンスによる遺
伝子構造(Maria Yang、 NucIelc
Ac1ds Re5earch、Vol、11.N
umber 2.237−249 (1983))や
、α−アミラーゼ高発現性株B。
伝的機作に関する多くの報告があり、その構造も明らか
になっている。例えばアミラーゼ遺伝子(afflyR
l−Mタイプ)のクローニングとシーフェンスによる遺
伝子構造(Maria Yang、 NucIelc
Ac1ds Re5earch、Vol、11.N
umber 2.237−249 (1983))や
、α−アミラーゼ高発現性株B。
5ubtils NA34由来のα−アミラーゼの制御
遺伝子a■FR2と構造遺伝子aIIlyEをクローニ
ングし、更に多コピープラスミドpUB110に再クロ
ーニングすることが報告されている( Yamazak
iθta1. J、 Bacteriol、、 158
.327−337 (1983))。
遺伝子a■FR2と構造遺伝子aIIlyEをクローニ
ングし、更に多コピープラスミドpUB110に再クロ
ーニングすることが報告されている( Yamazak
iθta1. J、 Bacteriol、、 158
.327−337 (1983))。
またMタイプとNタイプとSタイプα−アミラーゼとの
違いは、翻訳停止が、α−アミラーゼ遺伝子の異なる部
位で起ることに起因していると報告されている(Yaa
+ane et at、 J、 Blochem、、
96゜1849−1858 (1984))、さらには
B、 5ubtlls 2633のα−アミラーゼ遺伝
子を大腸菌(Escherlchlacoli)にクロ
ーニングし、α−アミラーゼ遺伝子を含む組換体プラス
ミドpAM26をB、 5ubtlls6160に導入
すると、afllyRSタイプのプロモータに起因して
、α−アミラーゼが高発現することが報告されている(
Emorl et at、 Agrlc、 Blol。
違いは、翻訳停止が、α−アミラーゼ遺伝子の異なる部
位で起ることに起因していると報告されている(Yaa
+ane et at、 J、 Blochem、、
96゜1849−1858 (1984))、さらには
B、 5ubtlls 2633のα−アミラーゼ遺伝
子を大腸菌(Escherlchlacoli)にクロ
ーニングし、α−アミラーゼ遺伝子を含む組換体プラス
ミドpAM26をB、 5ubtlls6160に導入
すると、afllyRSタイプのプロモータに起因して
、α−アミラーゼが高発現することが報告されている(
Emorl et at、 Agrlc、 Blol。
Chew、、 52 (2)、 399−408.19
88)。
88)。
またバチルス・チューリンゲネス(B、 thurin
giensls)のクリスタルプロティン(cry)遺
伝子から得られたターミネータをバチルス・リヘニホル
ミス(B、 Iicheniformis)由来のベリ
シリナーゼ遺伝子等と連結し、宿主内での機能を検討し
た結果、ターミネータがmRNAの安定性に寄与するこ
と(Proc、 Natl、 Acad、 Set、、
USA、 Vol、 83.3233−3237、
May (198B))や、バチルX争7ミolJ+7
1シエンス(B、 aBloliquefaclens
)中性プロテアーゼのプロモータの下流に、ヒト成長ホ
ルモンを連結し、更にその下流に中性プロテアーゼ遺伝
子のターミネータ−を連結すると、ターミネータ−が存
在しない場合に比べて、その発現分泌が増大することが
報告されている(Journal of Blotec
hnology、 8.123−134 (1988)
)。
giensls)のクリスタルプロティン(cry)遺
伝子から得られたターミネータをバチルス・リヘニホル
ミス(B、 Iicheniformis)由来のベリ
シリナーゼ遺伝子等と連結し、宿主内での機能を検討し
た結果、ターミネータがmRNAの安定性に寄与するこ
と(Proc、 Natl、 Acad、 Set、、
USA、 Vol、 83.3233−3237、
May (198B))や、バチルX争7ミolJ+7
1シエンス(B、 aBloliquefaclens
)中性プロテアーゼのプロモータの下流に、ヒト成長ホ
ルモンを連結し、更にその下流に中性プロテアーゼ遺伝
子のターミネータ−を連結すると、ターミネータ−が存
在しない場合に比べて、その発現分泌が増大することが
報告されている(Journal of Blotec
hnology、 8.123−134 (1988)
)。
しかしながら、α−アミラーゼの発現性を高めるため、
最も活性が強いとされるa■yR2タイプの制御部位を
有するα−アミラーゼ遺伝子を、枯草菌の多コピープラ
スミドであるpUB 110にクローニングしても、プ
ラスミドのコピー数が約40〜50コピー存在している
にも拘らず、α−アミラーゼ活性は染色体供与体の約2
0倍程度にしかならない。
最も活性が強いとされるa■yR2タイプの制御部位を
有するα−アミラーゼ遺伝子を、枯草菌の多コピープラ
スミドであるpUB 110にクローニングしても、プ
ラスミドのコピー数が約40〜50コピー存在している
にも拘らず、α−アミラーゼ活性は染色体供与体の約2
0倍程度にしかならない。
従って、本発明の目的は、宿主に導入し、宿主細胞内で
α−アミラーゼを効率的に多量に生産させる上で有用な
新規プラスミドを提供することにある。
α−アミラーゼを効率的に多量に生産させる上で有用な
新規プラスミドを提供することにある。
[発明の構成]
本発明者らは、α−アミラーゼ構造遺伝子の下流に存在
するステム・アンド・ループ構造を含む特定の塩基配列
がα−アミラーゼ活性に大きく影響することを見出し、
本発明を完成した。すなわち、本発明は、制御遺伝子a
myRの下流に、α−アミラーゼ構造遺伝子amyEと
、ステム・アンド・ループ構造を含む塩基配列とを有す
る環状プラスミドであって、ステム・アンド・ループ構
造を含む塩基配列が下記式(1) %式% TGATGAA CAAAC(1) (式中、矢印は、ステム・アンド・ループ構造をとりう
る部位を示す)で表される新規プラスミドにより、上記
課題を解決するものである。
するステム・アンド・ループ構造を含む特定の塩基配列
がα−アミラーゼ活性に大きく影響することを見出し、
本発明を完成した。すなわち、本発明は、制御遺伝子a
myRの下流に、α−アミラーゼ構造遺伝子amyEと
、ステム・アンド・ループ構造を含む塩基配列とを有す
る環状プラスミドであって、ステム・アンド・ループ構
造を含む塩基配列が下記式(1) %式% TGATGAA CAAAC(1) (式中、矢印は、ステム・アンド・ループ構造をとりう
る部位を示す)で表される新規プラスミドにより、上記
課題を解決するものである。
また本発明は制御遺伝子amyR2又はa■yR3の下
流に、α−アミラーゼ構造遺伝子amyEと、ステム・
アンド・ループ構造を含む塩基配列とを有する環状プラ
スミドであって、ステム・アンド・ループ構造が、少な
くとも下記式(11%式%) (式中、矢印は、ステム・アンド・ループ構造をとりう
る部位を示す)で表されるステム・アンド・ループ構造
を含む塩基配列とを有する新規プラスミドにより、上記
課題を解決するものである。
流に、α−アミラーゼ構造遺伝子amyEと、ステム・
アンド・ループ構造を含む塩基配列とを有する環状プラ
スミドであって、ステム・アンド・ループ構造が、少な
くとも下記式(11%式%) (式中、矢印は、ステム・アンド・ループ構造をとりう
る部位を示す)で表されるステム・アンド・ループ構造
を含む塩基配列とを有する新規プラスミドにより、上記
課題を解決するものである。
なお、a−アミラーゼ活性を高めるには、ステム・アン
ド・ループ構造を含む塩基配列が式(I)で表される塩
基配列を有するのが好ましい。
ド・ループ構造を含む塩基配列が式(I)で表される塩
基配列を有するのが好ましい。
本明細書において、塩基配列における核酸の表示はI
UPACにより採択されている表示法に従うものとする
。
UPACにより採択されている表示法に従うものとする
。
本発明のプラスミドの制御遺伝子a■FRは、特に限定
されず、前記amyR1タイプ、asyR2タイプ及び
amyRaタイプのいずれであってもよい。
されず、前記amyR1タイプ、asyR2タイプ及び
amyRaタイプのいずれであってもよい。
これらの制御遺伝子は公知の菌株に存在し、プロモータ
として機能する。上記制御遺伝子a*yR1は、例えば
、B、 5ubtills 18g及びB、 5ubt
llis8180株等に由来する。制御遺伝子asyR
2は、例えばB、 natto IAM1212、B、
5ubtllis N7、B、 5ubt111s
1A412株(オハイオ大学のThe Bacillu
s Genetlc 5tock centerより入
手可能である)等に工業技術研究所に微工研菌寄第33
44号、第3345号として寄託されている)等に由来
する。
として機能する。上記制御遺伝子a*yR1は、例えば
、B、 5ubtills 18g及びB、 5ubt
llis8180株等に由来する。制御遺伝子asyR
2は、例えばB、 natto IAM1212、B、
5ubtllis N7、B、 5ubt111s
1A412株(オハイオ大学のThe Bacillu
s Genetlc 5tock centerより入
手可能である)等に工業技術研究所に微工研菌寄第33
44号、第3345号として寄託されている)等に由来
する。
これらの制御遺伝子amyRのうちα−アミラーゼ活性
の高い制御遺伝子amyR2及びaIlyR3が好まし
い。制御遺伝子amyR2は、α−アミラーゼ遺伝子上
流にステム・アンド・ループ構造の下記塩基配列 ATGGTTTCTT TTTTTGTTT(式中、
矢印は、ステム・アンド・ループ構造をとりうる部位を
示す)を有する( Yasazakl etal、 J
、 Bacteriol、、 158.327−887
(1983)参照)。
の高い制御遺伝子amyR2及びaIlyR3が好まし
い。制御遺伝子amyR2は、α−アミラーゼ遺伝子上
流にステム・アンド・ループ構造の下記塩基配列 ATGGTTTCTT TTTTTGTTT(式中、
矢印は、ステム・アンド・ループ構造をとりうる部位を
示す)を有する( Yasazakl etal、 J
、 Bacteriol、、 158.327−887
(1983)参照)。
上記制御遺伝子の下流にはα−アミラーゼ構造遺伝子a
■yEが近接して存在する。α−アミラーゼ構造遺伝子
amyEは前記Mタイプの構造遺伝子a■FE■であっ
てもよいが、α−アミラーゼ活性の点で477アミノ酸
からなるα−アミラーゼをコードする構造遺伝子が好ま
しい。この477アミノ酸からなるα−アミラーゼをコ
ードする構造遺伝子には、前記Nタイプの構造遺伝子a
■yEn及びSタイプの構造遺伝子amyEsが含まれ
る。
■yEが近接して存在する。α−アミラーゼ構造遺伝子
amyEは前記Mタイプの構造遺伝子a■FE■であっ
てもよいが、α−アミラーゼ活性の点で477アミノ酸
からなるα−アミラーゼをコードする構造遺伝子が好ま
しい。この477アミノ酸からなるα−アミラーゼをコ
ードする構造遺伝子には、前記Nタイプの構造遺伝子a
■yEn及びSタイプの構造遺伝子amyEsが含まれ
る。
そして、α−アミラーゼ構造遺伝子any Eの下流に
は、前記式(I)で表されるステム・アンド・ループ構
造を含む塩基配列が存在する。このステム・アンド・ル
ープ構造が存在すると、α−アミラーゼ活性が著しく高
まる。
は、前記式(I)で表されるステム・アンド・ループ構
造を含む塩基配列が存在する。このステム・アンド・ル
ープ構造が存在すると、α−アミラーゼ活性が著しく高
まる。
なお、制御遺伝子がasyR2又はasyRilタイプ
であり、α−アミラーゼ構造遺伝子がα−アミラーゼ構
造遺伝子aayE、特に477アミノ酸からなるα−ア
ミラーゼをコードする構造遺伝子a■yEn及び構造遺
伝子amyEsである場合、少なくとも前記式〔I〕で
表されるステム・アンド・ループ構造を有する塩基配列
、特に前記式〔I〕で表されるステム・アンド・ループ
構造を含む塩基配列が好ましい。なお、このステム・ア
ンド・ループ構造の塩基配列はターミネータとして機能
するようである。
であり、α−アミラーゼ構造遺伝子がα−アミラーゼ構
造遺伝子aayE、特に477アミノ酸からなるα−ア
ミラーゼをコードする構造遺伝子a■yEn及び構造遺
伝子amyEsである場合、少なくとも前記式〔I〕で
表されるステム・アンド・ループ構造を有する塩基配列
、特に前記式〔I〕で表されるステム・アンド・ループ
構造を含む塩基配列が好ましい。なお、このステム・ア
ンド・ループ構造の塩基配列はターミネータとして機能
するようである。
なお、制御部位を構成する制御遺伝子amyR以外の制
御遺伝子には、アミラーゼ及びプロテアーゼの産生を同
時に制御する遺伝子pap 、抗生物質チュニカマイシ
ン(tunieaIycin)抵抗性をコードする耐性
遺伝子t■r1遺伝子5acUやオペレータ等が含まれ
る。
御遺伝子には、アミラーゼ及びプロテアーゼの産生を同
時に制御する遺伝子pap 、抗生物質チュニカマイシ
ン(tunieaIycin)抵抗性をコードする耐性
遺伝子t■r1遺伝子5acUやオペレータ等が含まれ
る。
さらには、翻訳開始コドンATGの上流に、シャイン・
アンド・ダルガーノ(SD)塩基配列が存在していても
よく、制御部位は約−10領域のプリブノーボックス(
Pribnow box)やこれと相同の塩基配列TA
AAAT (any Rlの場合はTTAAAT)、約
−35領域やこれと相同の塩基配列TTGATAを含ん
でいる。また翻訳開始コドンの下流側にはオーブン・リ
ーディング・フレームが存在していてもよい。
アンド・ダルガーノ(SD)塩基配列が存在していても
よく、制御部位は約−10領域のプリブノーボックス(
Pribnow box)やこれと相同の塩基配列TA
AAAT (any Rlの場合はTTAAAT)、約
−35領域やこれと相同の塩基配列TTGATAを含ん
でいる。また翻訳開始コドンの下流側にはオーブン・リ
ーディング・フレームが存在していてもよい。
構造遺伝子amyEは翻訳終止コドンTAA、TAGS
TGAに近接している。なお、終止コドンとステム・ア
ンド・ループ構造との間にはスペーサが介在していても
よい。
TGAに近接している。なお、終止コドンとステム・ア
ンド・ループ構造との間にはスペーサが介在していても
よい。
第1図に本発明の新規プラスミドpMD490(198
9年2月2−3日付けにて微生物工業技術研究所に寄託
された微工研菌寄第10559号)の制限酵素地図、第
2図に本発明の他の新規プラスミドpTUB125の制
限酵素地図を示す。なお、これらの制限酵素地図は、ベ
クターとして用いたpUB110上のEcoRIサイト
を起点として示している。またEcoRIサイトを起点
とする上記制限酵素地図において断片の分子量は約±0
.2Kbの範囲内に収まる。
9年2月2−3日付けにて微生物工業技術研究所に寄託
された微工研菌寄第10559号)の制限酵素地図、第
2図に本発明の他の新規プラスミドpTUB125の制
限酵素地図を示す。なお、これらの制限酵素地図は、ベ
クターとして用いたpUB110上のEcoRIサイト
を起点として示している。またEcoRIサイトを起点
とする上記制限酵素地図において断片の分子量は約±0
.2Kbの範囲内に収まる。
本発明の新規プラスミドは、次のような特徴を有する。
(1)アガロースゲル電気泳動法による分子量=(A)
プラスミドpMD490は約8.8Kb。
プラスミドpMD490は約8.8Kb。
(B)プラスミドpTUB125は約8.IKbの分子
量を有する。
量を有する。
(2)制限酵素による切断性:
(A)プラスミドpMD490
0と2,6KbにEcoRI切断部位が存在する。
制限酵素EcoRIで処理することにより、約2゜6K
bと約6.2Kbの2つの断片に切断される。
bと約6.2Kbの2つの断片に切断される。
制限酵素Be1lで約2.IKbと約6.7Kbの2つ
の断片に切断される。
の断片に切断される。
(B)プラスミドpTUB125
0と1.9KbにEcoRI切断部位が存在する。
制限酵素EcoRIで処理することにより、約1゜9K
bと約6.2Kbの2つの断片に切断される。
bと約6.2Kbの2つの断片に切断される。
(3)薬剤耐性:いずれのプラスミドもカナマイシンに
対して抵抗性を示す。従って、本発明のプラスミドを導
入した宿主は、15μg/mlのカナマイシンを含有す
る培地、例えばLB培地で生育可能である。
対して抵抗性を示す。従って、本発明のプラスミドを導
入した宿主は、15μg/mlのカナマイシンを含有す
る培地、例えばLB培地で生育可能である。
(4)コピー数:
本発明のプラスミドのコピー数はいずれも約40〜50
である。
である。
なお、pTUB125において翻訳終止コドンTGA以
降の下流領域のステム・アンド・ループ構造を含む塩基
配列は下記式圓に示される通りである。
降の下流領域のステム・アンド・ループ構造を含む塩基
配列は下記式圓に示される通りである。
TGA TCAACTGACG ATTACCTTGC
GTGCAAATGCGAATACAACA A^^
GCCGTTT ATCAAATCAA TAAT
GGACCA GAGACGGCGT TTAAG
GATGG AGATCAATTCACAATCGG
AA AAGGAGATCCAATTTGGCAA
AACATACACCATCATGTTAA AA
GGAACGAA CAGTGATGGT GTA
ACGAGGG CCGAGGACCATCGGCT
ATCAAA ATCCGAATCA TTGGA
CCCAGGTAAATGCTT ATATCTAT
AA ACATGATGGGGGCCAGGCA A TTGAATTGACCGGATCTTGG
CCTGGAAAACCAATCAC TAA AAATGCAGAT GGAATTTA
CA CGCTGACACTCCTG CGGACACGGATACAA CCAACGCC
AA AGTGATTTTTAT AATGGCA GCGCCCAAGT GCCTGGCCAG AATCAGCCTG CTTTGATTA CGTGCAAAATGGTT
TATATA ATGACTCGGG CTTAAGCGGT TCTCTTCCCC GTTGAGGACA AGGCTAGA TTTT GTTCATAAAT CAGACAA
AACTTTTCCCTTG CAAAATA C
AGCTTTGTT AAAAGAGATCCAGC
TTCGGCCAAAAAGTTTG TGAAGG
GTTG CACAATATAA ATGTGAA
ATA CT÷−一一一一−−−− TCACAAAG AAAAAGACGA TCA
AAGAGAG ACATACCCTGGAAGGA
TGAT TAATGATGAA CAAACAT
GTA AATAAAGTAGCTTTAATCGG
ACGTTTT圓本発明の新規プラスミドを、宿主内に
導入すると、染色体中にα−アミラーゼ遺伝子を1コピ
ー有するα−アミラーゼ遺伝子供与株の100倍以上の
α−アミラーゼを生産させることができる。
GTGCAAATGCGAATACAACA A^^
GCCGTTT ATCAAATCAA TAAT
GGACCA GAGACGGCGT TTAAG
GATGG AGATCAATTCACAATCGG
AA AAGGAGATCCAATTTGGCAA
AACATACACCATCATGTTAA AA
GGAACGAA CAGTGATGGT GTA
ACGAGGG CCGAGGACCATCGGCT
ATCAAA ATCCGAATCA TTGGA
CCCAGGTAAATGCTT ATATCTAT
AA ACATGATGGGGGCCAGGCA A TTGAATTGACCGGATCTTGG
CCTGGAAAACCAATCAC TAA AAATGCAGAT GGAATTTA
CA CGCTGACACTCCTG CGGACACGGATACAA CCAACGCC
AA AGTGATTTTTAT AATGGCA GCGCCCAAGT GCCTGGCCAG AATCAGCCTG CTTTGATTA CGTGCAAAATGGTT
TATATA ATGACTCGGG CTTAAGCGGT TCTCTTCCCC GTTGAGGACA AGGCTAGA TTTT GTTCATAAAT CAGACAA
AACTTTTCCCTTG CAAAATA C
AGCTTTGTT AAAAGAGATCCAGC
TTCGGCCAAAAAGTTTG TGAAGG
GTTG CACAATATAA ATGTGAA
ATA CT÷−一一一一−−−− TCACAAAG AAAAAGACGA TCA
AAGAGAG ACATACCCTGGAAGGA
TGAT TAATGATGAA CAAACAT
GTA AATAAAGTAGCTTTAATCGG
ACGTTTT圓本発明の新規プラスミドを、宿主内に
導入すると、染色体中にα−アミラーゼ遺伝子を1コピ
ー有するα−アミラーゼ遺伝子供与株の100倍以上の
α−アミラーゼを生産させることができる。
なお、pTUB125にクローニングされた断片のうち
前記式圓で表されるステム・アンド・ループ構造を含む
側の末端から0.9Kb欠失させた環状プラスミド、す
なわち前記式〔I〕で表されるステム・アンド・ループ
構造を含む塩基配列を有する環状プラスミドはα−アミ
ラーゼ活性が高い。
前記式圓で表されるステム・アンド・ループ構造を含む
側の末端から0.9Kb欠失させた環状プラスミド、す
なわち前記式〔I〕で表されるステム・アンド・ループ
構造を含む塩基配列を有する環状プラスミドはα−アミ
ラーゼ活性が高い。
これに対して前記式圓の下流側末端から1.IKb欠失
させると、前記式〔I〕で表されるステム・アンド・ル
ープ構造の塩基配列が欠失し、α−アミラーゼ活性が著
しく低下する。
させると、前記式〔I〕で表されるステム・アンド・ル
ープ構造の塩基配列が欠失し、α−アミラーゼ活性が著
しく低下する。
本発明の新規プラスミドが導入される宿主としては、菌
体外にα−アミラーゼを多量に分泌生産する枯草菌が好
ましい。
体外にα−アミラーゼを多量に分泌生産する枯草菌が好
ましい。
本発明の新規プラスミドは、従来公知のバチルス番ズブ
チリス(Baelllus 5ubt11s) 1.:
属する菌株のうち、制御遺伝子amyR及びα−アミラ
ーゼ構造遺伝子amyEを有する菌株のDNA断片と、
構造遺伝子aBE及び前記式(1)又は(II)で表さ
れるステム・アンド・ループ構造を含む塩基配列を有す
る菌株のDNA断片とを連結することにより調製できる
。
チリス(Baelllus 5ubt11s) 1.:
属する菌株のうち、制御遺伝子amyR及びα−アミラ
ーゼ構造遺伝子amyEを有する菌株のDNA断片と、
構造遺伝子aBE及び前記式(1)又は(II)で表さ
れるステム・アンド・ループ構造を含む塩基配列を有す
る菌株のDNA断片とを連結することにより調製できる
。
より具体的には、本発明の新規プラスミドのうち、制御
遺伝子amyR3と構造遺伝子amyEsと前記式〔I
〕で表されるステム・アンド・ループ構造を含む塩基配
列とを有するプラスミドpTUB125は、B、 5u
btilis T2N28株(微生物工業技術研究所に
微工研菌寄第3345号として寄託されている)の染色
体DNAを多コピープラスミドに組込むことにより調製
できる。
遺伝子amyR3と構造遺伝子amyEsと前記式〔I
〕で表されるステム・アンド・ループ構造を含む塩基配
列とを有するプラスミドpTUB125は、B、 5u
btilis T2N28株(微生物工業技術研究所に
微工研菌寄第3345号として寄託されている)の染色
体DNAを多コピープラスミドに組込むことにより調製
できる。
B、 5ubtlls T2N28株からの染色体DN
Aの抽出は、菌株を培養した後、集菌し、慣用の方法、
例えば、斉藤・三浦法(H,5a1to、 et al
、、 Bloches、 Blophys、 acta
、、 72.819 (1968) )により行なうこ
とができる。なお、抽出された染色体DNAは、制御遺
伝子amyR8と構造遺伝子amyEsと前記式〇)で
表されるステム・アンド・ループ構造の塩基配列を含ん
でいる。
Aの抽出は、菌株を培養した後、集菌し、慣用の方法、
例えば、斉藤・三浦法(H,5a1to、 et al
、、 Bloches、 Blophys、 acta
、、 72.819 (1968) )により行なうこ
とができる。なお、抽出された染色体DNAは、制御遺
伝子amyR8と構造遺伝子amyEsと前記式〇)で
表されるステム・アンド・ループ構造の塩基配列を含ん
でいる。
次いで、α−アミラーゼ染色体DNAをクローニングす
るため、上記染色体DNAを制限酵素で部分消化する。
るため、上記染色体DNAを制限酵素で部分消化する。
制限酵素による部分消化は、慣用の方法で行なうことが
できる。また部分消化した染色体DNAを単離する。染
色体DNAは、有機溶媒、例えばフェノール、クロロホ
ルム、イソアミルアルコールやこれらの混合溶媒で抽出
し、エタノール、イソプロパツール等の低級アルコール
で沈澱させることにより単離できる。
できる。また部分消化した染色体DNAを単離する。染
色体DNAは、有機溶媒、例えばフェノール、クロロホ
ルム、イソアミルアルコールやこれらの混合溶媒で抽出
し、エタノール、イソプロパツール等の低級アルコール
で沈澱させることにより単離できる。
一方、クローニングベクターとして抗生物質耐性マーカ
ーを有する多コピープラスミドを用い、該クローニング
ベクターを、制限酵素で消化、分解し、単離した上記染
色体DNAをDNAリガーゼ、好ましくはT4 DNA
リガーゼで連結する。
ーを有する多コピープラスミドを用い、該クローニング
ベクターを、制限酵素で消化、分解し、単離した上記染
色体DNAをDNAリガーゼ、好ましくはT4 DNA
リガーゼで連結する。
なお、クローニングベクターとしては、公知のB。
sub口ls株を抗生物質を含む培地で培養し、菌体か
らアルカリ法(Molecular cloning、
Co1d Sprlng l1arbor Labo
ratory、 T、 Maniatls、 p90.
(1982))で抽出した種々の公知のベクターが使
用できるが、例えばカナマイシン耐性遺伝子を有するp
UBIIOが好ましい。pUBlloは、B、 5ub
t11s IO2株(オハイオ大学のThe Bacl
llus Genetic 5tock center
より入手可能である)から抽出して得られる分子量4.
5Kbの公知の多コピープラスミドであり、米国シグマ
社から販売されている。
らアルカリ法(Molecular cloning、
Co1d Sprlng l1arbor Labo
ratory、 T、 Maniatls、 p90.
(1982))で抽出した種々の公知のベクターが使
用できるが、例えばカナマイシン耐性遺伝子を有するp
UBIIOが好ましい。pUBlloは、B、 5ub
t11s IO2株(オハイオ大学のThe Bacl
llus Genetic 5tock center
より入手可能である)から抽出して得られる分子量4.
5Kbの公知の多コピープラスミドであり、米国シグマ
社から販売されている。
連結したDNAを宿主に導入し、α−アミラーゼ遺伝子
を有する形質転換菌株をスクリーニングする。宿主とし
てはα−アミラーゼ折損株であれば特に制限されず、例
えば枯草菌、大腸菌、酵母などの菌株から適宜選択でき
る。上記宿主のうちB、 5ubtlls lA289
株(オハイオ大学のThe Baclllus Gen
etlc 5tock centerより入手可能であ
る)が有利である。宿主へのDNAの導入は、例えば、
プロトプラストトランスフォーメーション法(S。
を有する形質転換菌株をスクリーニングする。宿主とし
てはα−アミラーゼ折損株であれば特に制限されず、例
えば枯草菌、大腸菌、酵母などの菌株から適宜選択でき
る。上記宿主のうちB、 5ubtlls lA289
株(オハイオ大学のThe Baclllus Gen
etlc 5tock centerより入手可能であ
る)が有利である。宿主へのDNAの導入は、例えば、
プロトプラストトランスフォーメーション法(S。
Chang et al、、 Mo1ec、 Gen、
Genet、、 188.111(1979))等の
慣用の方法で行なうことができる。
Genet、、 188.111(1979))等の
慣用の方法で行なうことができる。
またスクリーニングは、抗生物質を含む培地で培養し、
抗生物質に対する耐性、アミラーゼ生産性am)l’十
を示す株をコロニーとして選択することにより行なわれ
る。
抗生物質に対する耐性、アミラーゼ生産性am)l’十
を示す株をコロニーとして選択することにより行なわれ
る。
このようにして調製したプラスミドpUTB125を制
限酵素EcoRIで切断した断片のうち、約6.2Kb
の断片は、α−アミラーゼ遺伝子の下流部分と翻訳終止
部位から約1.6Kb下流までを含む断片である。
限酵素EcoRIで切断した断片のうち、約6.2Kb
の断片は、α−アミラーゼ遺伝子の下流部分と翻訳終止
部位から約1.6Kb下流までを含む断片である。
また本発明の新規プラスミドのうち制御遺伝子asyR
2と477アミノ酸からなるα−アミラーゼをコードす
る構造遺伝子と前記式〔I〕で表されるステム・アンド
φループ構造とを有するプラスミドであるpMD490
は、上記プラスミドpUTB125と、B、 5ubt
ils lA412株(オハイオ大学のThe Bac
illus Genetic 5tock cente
rより入手可能である)の染色体DNAを上記多コピー
プラスミドpUB110に組込んだプラスミドpDCA
100とをそれぞれ制限酵素で処理して切断し、得られ
た断片を組換えてT4 DNAリガーゼで連結すること
により製造できる。
2と477アミノ酸からなるα−アミラーゼをコードす
る構造遺伝子と前記式〔I〕で表されるステム・アンド
φループ構造とを有するプラスミドであるpMD490
は、上記プラスミドpUTB125と、B、 5ubt
ils lA412株(オハイオ大学のThe Bac
illus Genetic 5tock cente
rより入手可能である)の染色体DNAを上記多コピー
プラスミドpUB110に組込んだプラスミドpDCA
100とをそれぞれ制限酵素で処理して切断し、得られ
た断片を組換えてT4 DNAリガーゼで連結すること
により製造できる。
なお、プラスミドpDcA100は、前記B、 5ub
tils T2N26株に代えてB、 5ubtlls
1A412株を用いる以外、上記プラスミドpTUB
125の調製と同様にして調製することができる。なお
、上記B、 5ubtlls 1A412株から抽出さ
れた染色体DNAは、制御遺伝子asyR2と構造遺伝
子amyE■とを含んでいる。プラスミドpDcA10
0の分子量は約7.5Kbであり、制限酵素EeoRI
で約2゜6Kbの断片と約4.9Kbの断片に切断され
る。
tils T2N26株に代えてB、 5ubtlls
1A412株を用いる以外、上記プラスミドpTUB
125の調製と同様にして調製することができる。なお
、上記B、 5ubtlls 1A412株から抽出さ
れた染色体DNAは、制御遺伝子asyR2と構造遺伝
子amyE■とを含んでいる。プラスミドpDcA10
0の分子量は約7.5Kbであり、制限酵素EeoRI
で約2゜6Kbの断片と約4.9Kbの断片に切断され
る。
約2.6Kbの断片は制御遺伝子ayryR2を含むα
−アミラーゼ遺伝子の上流部分の断片である。
−アミラーゼ遺伝子の上流部分の断片である。
そして、プラスミドpUTB125を含む株とプラスミ
ドpDcA100を含む株とを培養し、プラスミドを抽
出し、それぞれ制限酵素EeoRIで切断する。次いで
pTUB125の約6.2Kbの断片とpDcAloo
の約2.6Kbの断片とを、分離、精製し、単離する。
ドpDcA100を含む株とを培養し、プラスミドを抽
出し、それぞれ制限酵素EeoRIで切断する。次いで
pTUB125の約6.2Kbの断片とpDcAloo
の約2.6Kbの断片とを、分離、精製し、単離する。
そして、上記断片をDNAリガーゼ、好ましくはT4
DNAリガーゼを用いてインキエベートして連結し、α
−アミラーゼ欠損株である前記と同様の宿主にプロトプ
ラストトランスフォーメーション法等により導入し、前
記と同様にして、抗生物質耐性及びアミラーゼ生産性a
ly+を示す株をスクリーニングすることにより、キメ
ラ型α−アミラーゼ遺伝子を含むプラスミドpMD49
0が得られる。
DNAリガーゼを用いてインキエベートして連結し、α
−アミラーゼ欠損株である前記と同様の宿主にプロトプ
ラストトランスフォーメーション法等により導入し、前
記と同様にして、抗生物質耐性及びアミラーゼ生産性a
ly+を示す株をスクリーニングすることにより、キメ
ラ型α−アミラーゼ遺伝子を含むプラスミドpMD49
0が得られる。
なお、制限酵素により消化及び切断された断片の分離、
精製には、従来公知の分離、精製法、例えば、塩析、溶
媒沈澱法などの溶解度差を利用する方法、透析法、限外
濾過法、ゲル濾過法、5DS−アガロースゲル電気泳動
法、5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法等の主
として分子量差を利用する方法、電気溶出(elect
ro elutlon)法、イオン交換クロマトグラフ
ィー等の荷電差を利用する方法、アフィニティークロマ
トグラフィー等の親和性を利用する方法、逆相高速液体
クロマトグラフィー等の疎水性差を利用する方法等や、
これらを組合せた方法が利用できる。
精製には、従来公知の分離、精製法、例えば、塩析、溶
媒沈澱法などの溶解度差を利用する方法、透析法、限外
濾過法、ゲル濾過法、5DS−アガロースゲル電気泳動
法、5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法等の主
として分子量差を利用する方法、電気溶出(elect
ro elutlon)法、イオン交換クロマトグラフ
ィー等の荷電差を利用する方法、アフィニティークロマ
トグラフィー等の親和性を利用する方法、逆相高速液体
クロマトグラフィー等の疎水性差を利用する方法等や、
これらを組合せた方法が利用できる。
本発明の新規プラスミドの塩基配列は、従来慣用の塩基
配列決定法、例えば、マキサム−ギルバート法(Max
ag+−Gilbert、 Methods Enz
ymol、、 85゜499−560 (198G)
) 、ジデオキシ鎖終結法(Sangeret al、
Proc、 Nat、 Acad、 Se1.、 U
SA 74.5411:l−5487(1977))な
どの方法で決定することができる。
配列決定法、例えば、マキサム−ギルバート法(Max
ag+−Gilbert、 Methods Enz
ymol、、 85゜499−560 (198G)
) 、ジデオキシ鎖終結法(Sangeret al、
Proc、 Nat、 Acad、 Se1.、 U
SA 74.5411:l−5487(1977))な
どの方法で決定することができる。
なお、上記の例ではプラスミドpTUB125及びpM
D490の場合を例にとって説明したが、制御遺伝子a
s+yR,構造遺伝子a■FE及び前記式〔I〕で表さ
れるステム・アンド・ループ構造を含む塩基配列に対応
した遺伝子を含む菌株を用い、上記と同様に処理するこ
とにより、種々の遺伝子の組合せからなるプラスミドを
構築できる。
D490の場合を例にとって説明したが、制御遺伝子a
s+yR,構造遺伝子a■FE及び前記式〔I〕で表さ
れるステム・アンド・ループ構造を含む塩基配列に対応
した遺伝子を含む菌株を用い、上記と同様に処理するこ
とにより、種々の遺伝子の組合せからなるプラスミドを
構築できる。
また前記式〔I〕で表されるステム争アンドーループ構
造を含む塩基配列を有するプラスミドは、上記のように
して得られたプラスミドのうち弐〇】で表されるステム
・アンド・ループ構造を含む塩基配列の下流を制限酵素
、例えば制限酵素旧ndmやKpn I等で切断し、所
定領域欠失させ、DNA断片を除去すると共に、従来慣
用の方法で末端を連結することにより構築できる。なお
、欠失には、例えばエキソヌクレアーゼm、S+ ヌク
レアーゼ、Ba181エキソヌクレアーゼ等が使用でき
る。また制限酵素旧ndI[[やにpnl等の認識部位
が存在しない場合、例えば、上記制限酵素の認識部位を
有する合成りNAを連結し、合成りNAを制限酵素旧n
dllI等で切断し、上記エキソヌクレアーゼ■等で欠
失させてもよい。また切欠した末端を、従来慣用の方法
、例えば、ヌクレアーゼで平滑末端化し、クレノーフラ
グメントで修飾し、リガーゼで連結してもよい。
造を含む塩基配列を有するプラスミドは、上記のように
して得られたプラスミドのうち弐〇】で表されるステム
・アンド・ループ構造を含む塩基配列の下流を制限酵素
、例えば制限酵素旧ndmやKpn I等で切断し、所
定領域欠失させ、DNA断片を除去すると共に、従来慣
用の方法で末端を連結することにより構築できる。なお
、欠失には、例えばエキソヌクレアーゼm、S+ ヌク
レアーゼ、Ba181エキソヌクレアーゼ等が使用でき
る。また制限酵素旧ndI[[やにpnl等の認識部位
が存在しない場合、例えば、上記制限酵素の認識部位を
有する合成りNAを連結し、合成りNAを制限酵素旧n
dllI等で切断し、上記エキソヌクレアーゼ■等で欠
失させてもよい。また切欠した末端を、従来慣用の方法
、例えば、ヌクレアーゼで平滑末端化し、クレノーフラ
グメントで修飾し、リガーゼで連結してもよい。
[発明の効果]
以上のように、本発明の新規プラスミドによれば、ステ
ム・アンドΦループ構造を含む塩基配列を有するので、
宿主に導入することにより、宿主細胞内でα−アミラー
ゼを効率よく多量に生産させることかできる。
ム・アンドΦループ構造を含む塩基配列を有するので、
宿主に導入することにより、宿主細胞内でα−アミラー
ゼを効率よく多量に生産させることかできる。
[実施例〕
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する
。
。
実施例1
プラスミドpTUB125の構築
(1)染色体の抽出
B、 5ubtils T2N26株(微生物工業技術
研究所に微工研菌寄第3345号として寄託されている
)をLB培地(バクトドリブトン(Bactotryp
tone)1重量%、イースト抽出物0.5重量%、塩
化ナトリウム0.5重量%含有)10mlで16時間培
養し、温度4℃、回転数300Orpmで20分間遠心
分離して集菌した。得られた菌体から前記斉藤・三浦法
で染色体DNAを抽出した。
研究所に微工研菌寄第3345号として寄託されている
)をLB培地(バクトドリブトン(Bactotryp
tone)1重量%、イースト抽出物0.5重量%、塩
化ナトリウム0.5重量%含有)10mlで16時間培
養し、温度4℃、回転数300Orpmで20分間遠心
分離して集菌した。得られた菌体から前記斉藤・三浦法
で染色体DNAを抽出した。
(2)制限酵素5aulAIによる部分消化α−アミラ
ーゼ遺伝子をクローニングするため、得られた染色体D
NAを制限酵素5auSAI (TAKARA酒造■製
)で次のようにして部分消化した。すなわち、得られた
染色体DNA3μgを、10mMのトリス塩酸(pH7
,5) 、7mMの塩化マグネシウム、100mMの塩
化ナトリウムからなる緩衝溶液100μJに懸濁し、1
0U(単位)の制限酵素5auaAIを加え、温度37
℃で1〜5分間インキユベションした。次いで試料と等
量のフェノール100μJを加え撹拌した後、回転数1
5000rpmで5分間遠心分離し、上層を容器(エッ
ベルドルフチューブ)に採取し、フェノール抽出した。
ーゼ遺伝子をクローニングするため、得られた染色体D
NAを制限酵素5auSAI (TAKARA酒造■製
)で次のようにして部分消化した。すなわち、得られた
染色体DNA3μgを、10mMのトリス塩酸(pH7
,5) 、7mMの塩化マグネシウム、100mMの塩
化ナトリウムからなる緩衝溶液100μJに懸濁し、1
0U(単位)の制限酵素5auaAIを加え、温度37
℃で1〜5分間インキユベションした。次いで試料と等
量のフェノール100μJを加え撹拌した後、回転数1
5000rpmで5分間遠心分離し、上層を容器(エッ
ベルドルフチューブ)に採取し、フェノール抽出した。
上層をエタノールで沈澱させ、回転数15000rp■
で20分間遠心分離し、上清を捨て、乾固し、TE緩衝
溶液(10mMのトリス塩酸−1mMのEDTA (p
H7,5))100μJに懸濁した。
で20分間遠心分離し、上清を捨て、乾固し、TE緩衝
溶液(10mMのトリス塩酸−1mMのEDTA (p
H7,5))100μJに懸濁した。
(3)枯草菌プラスミドpUB110の調製ベクターと
して用いたプラスミドpUB110の保持菌株であるB
、 5ubtlls 106株はオハイオ大学のThe
Bacillus Genetic 5tock c
enterより入手した。このB、 5ubtILs
IF5株を、カナマイシン(Km)を終濃度15μg/
Jとなるように添加したIJのLB培地で、0D600
ns+が0,5〜0.8になるまで培養し、得られた菌
体から前記アルカリ法によりプラスミドベクターpUB
110を抽出した。
して用いたプラスミドpUB110の保持菌株であるB
、 5ubtlls 106株はオハイオ大学のThe
Bacillus Genetic 5tock c
enterより入手した。このB、 5ubtILs
IF5株を、カナマイシン(Km)を終濃度15μg/
Jとなるように添加したIJのLB培地で、0D600
ns+が0,5〜0.8になるまで培養し、得られた菌
体から前記アルカリ法によりプラスミドベクターpUB
110を抽出した。
(4)ベクターDNAの制限酵素Bag旧による消化と
分解 5μgのプラスミドベクターpUB110を、10mM
のトリス塩酸(pH8,0) 、7mMの塩化マグネシ
ウム、100mMの塩化ナトリウム、2mMの2−メル
カプトエタノール、o、oi重量%のウシ血清アルブミ
ンからなる1衝溶液に懸濁した。10U(単位)の制限
酵素BamHI (TAKARA酒造■製)を添加し
、温度30℃で2時間反応させ、さらにIU(単位)の
アルカリフォスファターゼを加え、温度65℃で30分
間加熱した。
分解 5μgのプラスミドベクターpUB110を、10mM
のトリス塩酸(pH8,0) 、7mMの塩化マグネシ
ウム、100mMの塩化ナトリウム、2mMの2−メル
カプトエタノール、o、oi重量%のウシ血清アルブミ
ンからなる1衝溶液に懸濁した。10U(単位)の制限
酵素BamHI (TAKARA酒造■製)を添加し
、温度30℃で2時間反応させ、さらにIU(単位)の
アルカリフォスファターゼを加え、温度65℃で30分
間加熱した。
フェノール抽出を3回行ない、エタノールで沈澱させ、
100μJのTE緩衝溶液に懸濁し、ベクターDNAと
した。
100μJのTE緩衝溶液に懸濁し、ベクターDNAと
した。
(5)染色体D N A −5au8A1部分消化物と
ベクターDNAとの連結 ベクターDNA 18 g、染色体D N A −5a
uaA1部分−消化物1μgを66mMのトリス塩酸(
pH7.6) 、6.6mMの塩化マグネシウム、10
mMのDTT、0.1mMのATPからなる緩衝溶液に
懸濁し、350U (単位)のT4 DNAリガーゼを
添加し、温度16℃で16時間反応させた。
ベクターDNAとの連結 ベクターDNA 18 g、染色体D N A −5a
uaA1部分−消化物1μgを66mMのトリス塩酸(
pH7.6) 、6.6mMの塩化マグネシウム、10
mMのDTT、0.1mMのATPからなる緩衝溶液に
懸濁し、350U (単位)のT4 DNAリガーゼを
添加し、温度16℃で16時間反応させた。
(6)枯草菌宿主への導入とα−アミラーゼ遺伝子のス
クリーニング 上記(5)で得たDNAをα−アミラーゼ欠損株である
B、 5ubtils lA289株(オハイオ大学の
TheBacillus Genetic 5tock
centerより入手可能である)に前記プロトプラ
ストトランスフォーメーション法により導入し、カナマ
イシン150μg/ ml 、可溶性デンプン1重量%
を含むDM3プレート上で、カナマイシン耐性Km’
、アミラーゼ生産性am)l+を示す株をスクリーニン
グした。約5000株のKm’株から1株のアミラーゼ
生産株を得た。
クリーニング 上記(5)で得たDNAをα−アミラーゼ欠損株である
B、 5ubtils lA289株(オハイオ大学の
TheBacillus Genetic 5tock
centerより入手可能である)に前記プロトプラ
ストトランスフォーメーション法により導入し、カナマ
イシン150μg/ ml 、可溶性デンプン1重量%
を含むDM3プレート上で、カナマイシン耐性Km’
、アミラーゼ生産性am)l+を示す株をスクリーニン
グした。約5000株のKm’株から1株のアミラーゼ
生産株を得た。
このようにして得た株より、amyRilタイプの制御
部位を有するアミラーゼ遺伝子を含むプラスミドpTU
B125を得た。
部位を有するアミラーゼ遺伝子を含むプラスミドpTU
B125を得た。
このプラスミドpTUB125は約3.6Kbの染色体
遺伝子断片がクローニングされており、各種制限酵素に
よる消化及びDNAシークエンスの結果、asyR11
タイプの制御部位を有し、477のアミノ酸からなるS
タイプのα−アミラーゼ遺伝子の存在が確認された。プ
ラスミドpTUB125は前記式圓で表される塩基配列
を有していた。第2図にプラスミドpTUB125の制
限酵素地図を示す。
遺伝子断片がクローニングされており、各種制限酵素に
よる消化及びDNAシークエンスの結果、asyR11
タイプの制御部位を有し、477のアミノ酸からなるS
タイプのα−アミラーゼ遺伝子の存在が確認された。プ
ラスミドpTUB125は前記式圓で表される塩基配列
を有していた。第2図にプラスミドpTUB125の制
限酵素地図を示す。
実施例2
プラスミドpDcA100の調製
上記実施例1のステップ〔I〕で用いたB、 5ubt
iIs T2N28株に代えて、B、 5ubtils
1A412株(オハイオ大学のThe Bacill
us Genetic 5tock centerより
入手可能であるを用いる以外、上記プラスミドpTUB
125の調製と同様の手順でプラスミドpDcA100
を調製した。
iIs T2N28株に代えて、B、 5ubtils
1A412株(オハイオ大学のThe Bacill
us Genetic 5tock centerより
入手可能であるを用いる以外、上記プラスミドpTUB
125の調製と同様の手順でプラスミドpDcA100
を調製した。
このプラスミドpDcA100は約3.OKbの染色体
遺伝子断片がクローニングされており、各種制限酵素に
よる消化及びDNAシークエンスの結果、amyRZタ
イプの制御部位を有し、561のアミノ酸からなるMタ
イプのα−アミラーゼ遺伝子の存在が確認された。第3
図にプラスミドpDcA100の制限酵素地図を示す。
遺伝子断片がクローニングされており、各種制限酵素に
よる消化及びDNAシークエンスの結果、amyRZタ
イプの制御部位を有し、561のアミノ酸からなるMタ
イプのα−アミラーゼ遺伝子の存在が確認された。第3
図にプラスミドpDcA100の制限酵素地図を示す。
プラスミドpMD490の構築
(1)プラスミドの抽出
プラスミドpTUB125を含む株とプラスミドpDc
A100を含む株とをそれぞれ10100O培養し、前
記アルカリ法によりプラスミドを抽出した。
A100を含む株とをそれぞれ10100O培養し、前
記アルカリ法によりプラスミドを抽出した。
(2)制限酵素EeoR1による切断
10μgのプラスミドpTUB125を、100mMの
トリス塩酸(pH7,5) 、7mMの塩化マグネシウ
ム、50 m Mの塩化ナトリウム、7mMの2−メル
カプトエタノール、0.01重量%のウシ血清アルブミ
ンからなる緩衝溶液100μJに懸濁した。次いで、5
0U(単位)の制限酵素EcoRI (TAKARA
酒造■製)を添加し、温度37℃で3時間かけて切断し
たところ、約1.9Kbの断片と約6,2Kbの断片に
切断されていた。
トリス塩酸(pH7,5) 、7mMの塩化マグネシウ
ム、50 m Mの塩化ナトリウム、7mMの2−メル
カプトエタノール、0.01重量%のウシ血清アルブミ
ンからなる緩衝溶液100μJに懸濁した。次いで、5
0U(単位)の制限酵素EcoRI (TAKARA
酒造■製)を添加し、温度37℃で3時間かけて切断し
たところ、約1.9Kbの断片と約6,2Kbの断片に
切断されていた。
上記断片のうちα−アミラーゼ構造遺伝子の下流部分と
、さらにその下流部分、すなわちステム・アンド・ルー
プ構造とを含む断片は約6.2Kbの断片であった。
、さらにその下流部分、すなわちステム・アンド・ルー
プ構造とを含む断片は約6.2Kbの断片であった。
またプラスミドpDcA100も同様にして制限酵素E
coRIで切断したところ、約2.6Kbの断片と、約
4.9Kbの断片に切断されていた。
coRIで切断したところ、約2.6Kbの断片と、約
4.9Kbの断片に切断されていた。
上記断片のうちamyRZタイプの制御部位とα−アミ
ラーゼ構造遺伝子の上流部分とを含む断片は、約2.6
Kbの断片であった。
ラーゼ構造遺伝子の上流部分とを含む断片は、約2.6
Kbの断片であった。
そこで、0.8重量%アガロースゲル電気泳動により、
上記断片を分離し、透析膜を用いた電気溶出(elec
tro elution)法により、目的とする断片を
単離した。なお、アガロースゲル電気泳動及び電気溶出
は、常法に従って行なった。
上記断片を分離し、透析膜を用いた電気溶出(elec
tro elution)法により、目的とする断片を
単離した。なお、アガロースゲル電気泳動及び電気溶出
は、常法に従って行なった。
次いで、pTUB125の約6.2Kbの断片とpDc
Alooの約2.6Kbの断片とを、66mMのトリス
塩酸(pH7,6) 、6.6mMの塩化マグネシウム
、10mMのDTT、0.1mMのATPloomlか
らなる緩衝溶液に懸濁し、700U (ユニット)の7
4 DNAリガーゼ(TAKARA酒造■製)を添加し
、温度16℃で16時間インキュベートした。
Alooの約2.6Kbの断片とを、66mMのトリス
塩酸(pH7,6) 、6.6mMの塩化マグネシウム
、10mMのDTT、0.1mMのATPloomlか
らなる緩衝溶液に懸濁し、700U (ユニット)の7
4 DNAリガーゼ(TAKARA酒造■製)を添加し
、温度16℃で16時間インキュベートした。
得られた連結サンプルを宿主B、 5ubtils l
A289株に前記プロトプラストトランスフォーメーシ
ョン法により導入し、前記と同様にして、カナマイシン
耐性Kmr、アミラーゼ生産性asy+を示す株をスク
リーニングし、プラスミドpMD490を得た。このプ
ラスミドpMD490は制限酵素EcoRIにより、約
2.6Kbと約6.2Kbに切断された。プラスミドp
MD490は前記式圓で表される塩基配列を有していた
。第1図にプラスミドpMD490の制限酵素地図を示
し、第4図にプラスミドpDcA100とプラスミドp
TUB125とからプラスミドpMD490を構築する
工程図を示す。
A289株に前記プロトプラストトランスフォーメーシ
ョン法により導入し、前記と同様にして、カナマイシン
耐性Kmr、アミラーゼ生産性asy+を示す株をスク
リーニングし、プラスミドpMD490を得た。このプ
ラスミドpMD490は制限酵素EcoRIにより、約
2.6Kbと約6.2Kbに切断された。プラスミドp
MD490は前記式圓で表される塩基配列を有していた
。第1図にプラスミドpMD490の制限酵素地図を示
し、第4図にプラスミドpDcA100とプラスミドp
TUB125とからプラスミドpMD490を構築する
工程図を示す。
なお、前記各実施例における制限酵素5au3AI、B
aa旧、EcoRIの活性は、各酵素反応液5OuJ中
、温度37℃、1時間で1μgのλDNAを完全に分解
する酵素量をIUとした。アルカリフ矛スファターゼの
活性は、p−ニトロフェニルホスフェートを基質として
、温度25℃、pH8,0において1分間に1μ■ol
eのp−ニトロフェノールを遊離させる酵素活性をIU
とした。またT4DNAリガーゼの活性は、6μg/2
0μJのλD N A −H1ndm分解物を、温度1
6℃で30分間に90%以上連結させる酵素活性をIU
とした。
aa旧、EcoRIの活性は、各酵素反応液5OuJ中
、温度37℃、1時間で1μgのλDNAを完全に分解
する酵素量をIUとした。アルカリフ矛スファターゼの
活性は、p−ニトロフェニルホスフェートを基質として
、温度25℃、pH8,0において1分間に1μ■ol
eのp−ニトロフェノールを遊離させる酵素活性をIU
とした。またT4DNAリガーゼの活性は、6μg/2
0μJのλD N A −H1ndm分解物を、温度1
6℃で30分間に90%以上連結させる酵素活性をIU
とした。
実施例3
欠失変異プラスミドを導入した株の調製ステム・アンド
・ループ構造の有用性を確認するため、実施例1で得た
プラスミドpTUB125のうち前記式圓で表されるス
テム・アンド・ループ構造を含む塩基配列を次のように
して欠失させた。第5図にプラスミドpTUB125か
らプラスミドpTUB125HKと欠失変異株pTUB
125HKdを構築する工程図を示す。
・ループ構造の有用性を確認するため、実施例1で得た
プラスミドpTUB125のうち前記式圓で表されるス
テム・アンド・ループ構造を含む塩基配列を次のように
して欠失させた。第5図にプラスミドpTUB125か
らプラスミドpTUB125HKと欠失変異株pTUB
125HKdを構築する工程図を示す。
(1)pTUB125への合成りNAの連結先ず、pT
UB125を、10mMのトリス塩酸(pH7,5)
、7mMの塩化マグネシウム、60mMの塩化ナトリウ
ム、7mMの2−メルカプトエタノールからなる緩衝溶
液に懸濁し、プラスミドpTUB125のうちブセスミ
ドpUB110に由来する切断部位を制限酵素Sp旧、
Pvu Uで切断し、前記実施例1のステップ(4)と
同様にしてDNA断片を単離し、ベクターDNAとした
。
UB125を、10mMのトリス塩酸(pH7,5)
、7mMの塩化マグネシウム、60mMの塩化ナトリウ
ム、7mMの2−メルカプトエタノールからなる緩衝溶
液に懸濁し、プラスミドpTUB125のうちブセスミ
ドpUB110に由来する切断部位を制限酵素Sp旧、
Pvu Uで切断し、前記実施例1のステップ(4)と
同様にしてDNA断片を単離し、ベクターDNAとした
。
一方、制限酵素旧ndm、Kpnlの切断部位を有する
合成りNAをアブライドバイオシステムズ社のDNA合
成装置(モデル381A)を用いて合成した。この合成
りNAは下記の塩基配列を有する。
合成りNAをアブライドバイオシステムズ社のDNA合
成装置(モデル381A)を用いて合成した。この合成
りNAは下記の塩基配列を有する。
5° AAAGCTTCGA AGGTA
CCCAG 3’8’ GTACTTTCGA
AGCT TCCATGGGTC5゜次いで、上記D
NA断片1μgと合成りNNA30nとを、実施例1の
ステップ(5)と同様にして、350U (単位)のT
4 DNAリガーゼで連結させた。
CCCAG 3’8’ GTACTTTCGA
AGCT TCCATGGGTC5゜次いで、上記D
NA断片1μgと合成りNNA30nとを、実施例1の
ステップ(5)と同様にして、350U (単位)のT
4 DNAリガーゼで連結させた。
(2)枯草菌宿主への導入とスクリーニング前記実施例
1のステップ(6)と同様にして、連結したDNAを枯
草菌B、 5ubtils 1A289株に導入すると
共に、カナマイシン耐性Km’ 、°アミラーゼ生産性
amy+を示す株をスクリーニングし、プラスミドpT
UB 125HKを得た。なお、得られたプラスミドp
TUB125HKは、上記合成りNAのうち制限酵素旧
ndm、にpnlの認識部位で切断されることを予め確
認した。
1のステップ(6)と同様にして、連結したDNAを枯
草菌B、 5ubtils 1A289株に導入すると
共に、カナマイシン耐性Km’ 、°アミラーゼ生産性
amy+を示す株をスクリーニングし、プラスミドpT
UB 125HKを得た。なお、得られたプラスミドp
TUB125HKは、上記合成りNAのうち制限酵素旧
ndm、にpnlの認識部位で切断されることを予め確
認した。
(3)制限酵素にpnl、HlndIIIによる切断プ
ラスミドpTUB125HK10μgを10mMのトリ
ス塩酸(pH7,5) 、7mMの塩化マグネシウム、
7mMの2−メルカプトエタノール緩衝溶液100μノ
に懸濁し、200U (単位)の制限酵素Kpn Iを
添加して、温度37℃で4時間インキュベーションした
。またアガロースゲル電気泳動法により分別し、前記実
施例1のステップ(2)と同様にしてフェノール抽出、
エタノール沈澱処理を施しTE緩衝溶液450μJに懸
濁した。
ラスミドpTUB125HK10μgを10mMのトリ
ス塩酸(pH7,5) 、7mMの塩化マグネシウム、
7mMの2−メルカプトエタノール緩衝溶液100μノ
に懸濁し、200U (単位)の制限酵素Kpn Iを
添加して、温度37℃で4時間インキュベーションした
。またアガロースゲル電気泳動法により分別し、前記実
施例1のステップ(2)と同様にしてフェノール抽出、
エタノール沈澱処理を施しTE緩衝溶液450μJに懸
濁した。
次いで、10°mMのトリス塩酸(pH7,5)、7m
Mの塩化マグネシウム、60mMの塩化ナトリウムの緩
衝溶液と、100U (単位)の制限酵素旧ndIII
とを加えた。また温度37℃で4時間イン’Pユベーシ
ョンして切断した後、前記実施例1のステップ(2)と
同様にしてフェノール抽出、エタノール沈澱処理を施し
、50 m Mのトリス塩酸(pH8,0) 、5mM
の塩化マグネシウム及び10mMの2−メルカプトエタ
ノールの緩衝溶液100μJに懸濁した。
Mの塩化マグネシウム、60mMの塩化ナトリウムの緩
衝溶液と、100U (単位)の制限酵素旧ndIII
とを加えた。また温度37℃で4時間イン’Pユベーシ
ョンして切断した後、前記実施例1のステップ(2)と
同様にしてフェノール抽出、エタノール沈澱処理を施し
、50 m Mのトリス塩酸(pH8,0) 、5mM
の塩化マグネシウム及び10mMの2−メルカプトエタ
ノールの緩衝溶液100μJに懸濁した。
(4)3’末端の欠失
180U (単位)のエクソヌクレアーゼ■を添加し、
消化処理時間1分、2分、3分、3.5分、4分、5分
、5.5分、6分、7分毎に10μJサンプリングし、
30 m Mの酢酸ナトリウム(pH5,0) 、10
0mMの塩化ナトリウム、1mMの酢酸亜鉛、10%の
グリセロールの緩衝溶液100μJに注入し、温度65
℃で5分間処理した。次いで、各試料に10U(単位)
のマングビーンヌクレアーゼ(Mung Bean N
uclease)を添加し、温度37℃で25分間かけ
て、末端平滑化処理した後、前記実施例1のステップ(
2)と同様にしてフェノール抽出、エタノール沈澱処理
を施し、洗浄し乾固した。
消化処理時間1分、2分、3分、3.5分、4分、5分
、5.5分、6分、7分毎に10μJサンプリングし、
30 m Mの酢酸ナトリウム(pH5,0) 、10
0mMの塩化ナトリウム、1mMの酢酸亜鉛、10%の
グリセロールの緩衝溶液100μJに注入し、温度65
℃で5分間処理した。次いで、各試料に10U(単位)
のマングビーンヌクレアーゼ(Mung Bean N
uclease)を添加し、温度37℃で25分間かけ
て、末端平滑化処理した後、前記実施例1のステップ(
2)と同様にしてフェノール抽出、エタノール沈澱処理
を施し、洗浄し乾固した。
各試料に、67mMのリン酸カリウム(pH7゜4)
、6.7mMの塩化マグネシウム、1mMの2−メルカ
プトエタノール及び33μMのdNTPsの緩衝溶液5
0μJを加え、2U(単位)のクレノーフラグメント(
Klenov Fragment)を添加し、温度37
℃で10分間処理し、末端修飾した。
、6.7mMの塩化マグネシウム、1mMの2−メルカ
プトエタノール及び33μMのdNTPsの緩衝溶液5
0μJを加え、2U(単位)のクレノーフラグメント(
Klenov Fragment)を添加し、温度37
℃で10分間処理し、末端修飾した。
次いで、前記と同様にしてエタノール沈澱処理を施し、
洗浄し乾固し、TE緩衝溶液20μJに懸濁させた。
洗浄し乾固し、TE緩衝溶液20μJに懸濁させた。
(5)連結
上記ステップ(4)で得られた各り、NA15μノに、
66mMのトリス塩酸(pH7,6) 、6゜6mMの
塩化マグネシウム、10mMのDTT。
66mMのトリス塩酸(pH7,6) 、6゜6mMの
塩化マグネシウム、10mMのDTT。
0.1mMのATPの緩衝溶液5ttJ、滅菌水25μ
J及び1650U (単位)のT4 DNAリガーゼを
添加し、温度16℃で16時間インキュベーションし、
末端を連結した。
J及び1650U (単位)のT4 DNAリガーゼを
添加し、温度16℃で16時間インキュベーションし、
末端を連結した。
(6)枯草菌宿主への導入とスクリーニング前記実施例
1のステップ(B)と同様にして、連結したDNAを枯
草菌B、 5ubtlls lA289株に導入すると
共に、カナマイシン耐性Km 、アミラーゼ生産性a
my+を示す株をスクリーニングし、欠失度の異なるプ
ラスミドpTUB125HKd(dは欠失No、を示す
)を含む菌株を得た。
1のステップ(B)と同様にして、連結したDNAを枯
草菌B、 5ubtlls lA289株に導入すると
共に、カナマイシン耐性Km 、アミラーゼ生産性a
my+を示す株をスクリーニングし、欠失度の異なるプ
ラスミドpTUB125HKd(dは欠失No、を示す
)を含む菌株を得た。
また塩基配列決定法により各プラスミドの塩基配列を決
定し、合成りNAの下流から1.IKb欠失したプラス
ミド、すなわち前記式〔I〕で表される塩基配列が欠失
されていないプラスミドpTUB125)IK16を含
む菌株、合成りNAΦ下流から1.3Kb欠失したプラ
スミド、すなわち前記式〔I〕で表される塩基配列が欠
失したプラスミドpTUB125HK15を含む菌株を
選択した。
定し、合成りNAの下流から1.IKb欠失したプラス
ミド、すなわち前記式〔I〕で表される塩基配列が欠失
されていないプラスミドpTUB125)IK16を含
む菌株、合成りNAΦ下流から1.3Kb欠失したプラ
スミド、すなわち前記式〔I〕で表される塩基配列が欠
失したプラスミドpTUB125HK15を含む菌株を
選択した。
α−アミラーゼ生産性
得られた5つのプラスミドpDcA100、pTUB1
25、pMD490、pTUB125HK、pTUB1
25)IK16、pTUB125HK15を含む菌株の
α−アミラーゼ生産性を次のようにして調べた。
25、pMD490、pTUB125HK、pTUB1
25)IK16、pTUB125HK15を含む菌株の
α−アミラーゼ生産性を次のようにして調べた。
各プラスミドを含む菌株を5 mlのLB培地で12時
間培養した後、100 mlのLB培地(500ml坂
ロフラスコ使用)に1%植菌し、温度37℃、回転数1
2 Orpmの条件で12時間往復振盪培養した。次い
で、1 mlの培養液を1500Orpmの回転数で5
分間遠心分離し、上清を酵素液とした。
間培養した後、100 mlのLB培地(500ml坂
ロフラスコ使用)に1%植菌し、温度37℃、回転数1
2 Orpmの条件で12時間往復振盪培養した。次い
で、1 mlの培養液を1500Orpmの回転数で5
分間遠心分離し、上清を酵素液とした。
酵素液中のα−アミラーゼ活性は可溶性デンプンを基質
とし、H,Puwa (J、 Bioche+*、、
42.583(1954)の方法に従って測定した。な
お、α−アミラーゼ活性は、1分間に、基質としたスタ
ーチ(Starch)の1%を消化する酵素活性をIU
(単位)とした。結果を表及び第6図に示す。
とし、H,Puwa (J、 Bioche+*、、
42.583(1954)の方法に従って測定した。な
お、α−アミラーゼ活性は、1分間に、基質としたスタ
ーチ(Starch)の1%を消化する酵素活性をIU
(単位)とした。結果を表及び第6図に示す。
表
表より、前記式〔I〕で表されるステム・アンド・ルー
プ構造を含む塩基配列を有するプラスミドはα−アミラ
ーゼを高発現することが判明した。
プ構造を含む塩基配列を有するプラスミドはα−アミラ
ーゼを高発現することが判明した。
第1図は本発明の新規プラスミドpMD490の制限酵
素地図、 第2図に本発明の他の新規プラスミドpTUB125の
制限酵素地図、 第3図はプラスミドpDcA100の制限酵素地図、 第4図はプラスミドpDcA100とプラスミドpTU
B125とからプラスミドpMD490を構築する工程
図、 第5図はプラスミドpTUB125からプラスミドpT
UB125HK、欠失変異プラスミドpTUB125H
Kdを構築する工程図、第6図は各実施例におけるα−
アミラーゼ生産性の結果を示すグラフである。 特許出願人 エム・デイ・リサーチ株式会社代 理
人 弁理士 鍬 1) 充 生図 手 続 補 正 書(自発) 平成 1年 4月21日 第 図 平成 1年特許願第49547号 2、発明の名称 新規プラスミド 3、補正をする者 事件との関係
素地図、 第2図に本発明の他の新規プラスミドpTUB125の
制限酵素地図、 第3図はプラスミドpDcA100の制限酵素地図、 第4図はプラスミドpDcA100とプラスミドpTU
B125とからプラスミドpMD490を構築する工程
図、 第5図はプラスミドpTUB125からプラスミドpT
UB125HK、欠失変異プラスミドpTUB125H
Kdを構築する工程図、第6図は各実施例におけるα−
アミラーゼ生産性の結果を示すグラフである。 特許出願人 エム・デイ・リサーチ株式会社代 理
人 弁理士 鍬 1) 充 生図 手 続 補 正 書(自発) 平成 1年 4月21日 第 図 平成 1年特許願第49547号 2、発明の名称 新規プラスミド 3、補正をする者 事件との関係
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、制御遺伝子¥amyR¥の下流に、α−アミラーゼ
構造遺伝子¥amyE¥と、ステム・アンド・ループ構
造を含む塩基配列とを有する環状プラスミドであって、
ステム・アンド・ループ構造を含む塩基配列が下記式〔
I 〕 【遺伝子配列があります】〔 I 〕 (式中、矢印は、ステム・アンド・ループ構造をとりう
る部位を示す)で表されることを特徴とする新規プラス
ミド。 2、制御遺伝子¥amyR2¥または¥amyR3¥の
下流に、α−アミラーゼ構造遺伝子¥amyE¥と、ス
テム・アンド・ループ構造を含む塩基配列とを有する環
状プラスミドであって、ステム・アンド・ループ構造が
、少なくとも下記式〔II〕【遺伝子配列があります】〔
II〕 (式中、矢印は、ステム・アンド・ループ構造をとりう
る部位を示す)で表されるステム・アンド・ループ構造
を含む塩基配列を有することを特徴とする新規プラスミ
ド。 3、ステム・アンド・ループ構造を含む塩基配列が式〔
I 〕で表される塩基配列である請求項2記載の新規プ
ラスミド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1049547A JPH0771497B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 新規プラスミド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1049547A JPH0771497B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 新規プラスミド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02227083A true JPH02227083A (ja) | 1990-09-10 |
JPH0771497B2 JPH0771497B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=12834222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1049547A Expired - Lifetime JPH0771497B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 新規プラスミド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0771497B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6118951A (en) * | 1997-01-13 | 2000-09-12 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and toner replenishing device therefor |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP1049547A patent/JPH0771497B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6118951A (en) * | 1997-01-13 | 2000-09-12 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and toner replenishing device therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0771497B2 (ja) | 1995-08-02 |
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