JPH0227980A - Novel microorganism and preparation of d-biotin with the same microorganism - Google Patents

Novel microorganism and preparation of d-biotin with the same microorganism

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JPH0227980A
JPH0227980A JP17613288A JP17613288A JPH0227980A JP H0227980 A JPH0227980 A JP H0227980A JP 17613288 A JP17613288 A JP 17613288A JP 17613288 A JP17613288 A JP 17613288A JP H0227980 A JPH0227980 A JP H0227980A
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Abstract

PURPOSE:To profitably prepare d-biotin by forming by a biological engineering method an microorganism belonging to the genus Serratia, having resistance against biotin structure-like substances and having an ability to produce and store the d-biotin. CONSTITUTION:A deoxyribonucleic acid collected from microorganisms belonging to the genus Serratia having an ability to produce and store d-biotin and governing the production and storage of the d-biotin is recombined into a vector.plasmid and the recombined plasmid is inserted into a microorganism belonging to the genus Serratia. The microorganism belonging to the genus Serratia having the d-biotin-producing and storing ability is cultured in a medium to produce and store the d-biotin in the medium, followed by collecting the produced and stored d-biotin. The microorganism includes Serratia.marcescens TA5021, TA5022 and TA5023 (FERM No. 10118), etc.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は新規微生物及びそれを用いるd−ビオチンの製
法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a novel microorganism and a method for producing d-biotin using the same.

(従来技術) d−ビオチンはヒトや動物にとって不可欠なビタミンで
あり、医薬品原料或いは飼料添加物として重要なもので
ある。
(Prior Art) d-Biotin is an essential vitamin for humans and animals, and is important as a pharmaceutical raw material or feed additive.

従来、炭素源や窒素源を含む通常の発酵培地を用いて、
発酵法によりd−ビオチンを生産する方法としては、ス
トレプトマイセス属、ミクロモノスポラ属の微生物を用
いる方法(特公昭41−21756)が知られており、
また遺伝子組み換え技術を利用した方法としてはニジエ
リシア属の微生物を用いる方法(特開昭61−2026
86、同62−155081)が知られている。
Conventionally, using a normal fermentation medium containing carbon and nitrogen sources,
As a method for producing d-biotin by fermentation, a method using microorganisms of the genus Streptomyces and Micromonospora (Japanese Patent Publication No. 41-21756) is known.
Furthermore, as a method using genetic recombination technology, there is a method using microorganisms of the genus Nijierisia (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-2026
86, 62-155081) is known.

(発明の構成及び効果) 本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、全く意外にも、セ
ラチア属の微生物を変異誘導してアクチチアジン酸や5
−(2−チエニル)−n−吉草酸等のビオチン構造類似
物質に対する耐性を付与する、二とによりd−ビオチン
の生産能が顕著に増強されること、及びこの変異株から
d−ビオチン生成蓄積を司る染色体デオキシリボ核酸(
以下、DNAと略称する)断片を切り出し、これをベク
ター・プラスミドに組、み込んだ後、得られる組換えプ
ラスミドをd−ビオチン生成蓄積能を有するセラチア属
微生物に移入することにより、d−ビオチン生産能を極
めて顕著に増大させうること、並びに該微生物を用いる
ことによりd−ビオチンを工業的に有利に製造し得るこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
(Structure and Effects of the Invention) As a result of intensive research, the present inventors discovered that, quite unexpectedly, microorganisms of the genus Serratia were mutated to produce actitiazine acid and
-(2-thienyl)-n-valeric acid and other substances with a biotin structure similar to those that confer resistance, and that the ability to produce d-biotin is significantly enhanced, and that this mutant strain produces and accumulates d-biotin. Chromosome deoxyribonucleic acid (
After cutting out a fragment (hereinafter abbreviated as DNA) and incorporating it into a vector plasmid, the resulting recombinant plasmid is transferred to a microorganism of the genus Serratia that has the ability to produce and accumulate d-biotin. The present inventors have discovered that the production capacity can be significantly increased and that d-biotin can be advantageously produced industrially by using the microorganism, and have completed the present invention.

即ち、かかる知見に基づく本発明は、 (i)セラチア属に属し、ビオチン構造類似物質に対す
る耐性を有し、d−ビオチン生成蓄積能を有する微生物
、 (ii)d−ビオチン生成蓄積能を有するセラチア属に
属する微生物から採取したd−ビオチン生成蓄積を司る
デオキシリポ核酸をベクター・プラスミドに組み込んだ
組換えプラスミドをセラチア属に属する微生物に含有せ
しめた微生物、 (iii)d−ビオチン生成蓄積能を有するセラチア属
に属する微生物を培地で培養することにより、培地中に
d−ビオチンを生成蓄積せしめ、。
That is, the present invention based on such knowledge provides: (i) a microorganism that belongs to the genus Serratia, has resistance to biotin structurally similar substances, and has the ability to produce and accumulate d-biotin; (ii) a microorganism that has the ability to produce and accumulate d-biotin. A microorganism in which a microorganism belonging to the genus Serratia contains a recombinant plasmid in which a deoxyliponucleic acid responsible for producing and accumulating d-biotin, which is collected from a microorganism belonging to the genus Serratia, is incorporated into a vector plasmid; (iii) a microorganism having the ability to produce and accumulate d-biotin; By culturing a microorganism belonging to the genus in a medium, d-biotin is produced and accumulated in the medium.

これを採取することを特徴とするd−ビオチンの製法、 である。A method for producing d-biotin, which comprises collecting the d-biotin. It is.

本発明の変異株を調製するための親株としてはセラチア
属(バーシーズ・マニュアル・オプ・システマテインク
・バクテリオロジー、第1巻477頁1984年)の微
生物、特にセラチア・マルセッセンスに属する微生物が
使用される。その菌株は、微生物菌株保存機関から分譲
される既知の菌株であっても自然界から新たに分離され
る菌株であってもよく、例えばセラチア・マルセッセン
ス5r41 (微工研条寄第487号)等があげられる
。更に、野生株から突然変異によって誘導される各種ア
ミノ酸要求株、各種核酸要求株或いはビオチン要求株を
除く各種ビタミン要求株などの変異株であってもよい、
このような菌株の具体例としては、セラチア・マルセッ
センス5r41のイソロイシン要求株D−60(ジャー
ナル・オブ・ジネラル・マイクロバイオロジー、」■、
51(1980) )等が挙げられる。
Microorganisms belonging to the genus Serratia (Verse's Manual of Systematic Bacteriology, Vol. 1, p. 477, 1984), especially microorganisms belonging to Serratia marcescens, are used as parent strains for preparing the mutant strains of the present invention. Ru. The strain may be a known strain distributed from a microbial strain preservation institution or a strain newly isolated from nature, such as Serratia marcescens 5r41 (Feikoken Jokyo No. 487). can give. Furthermore, mutant strains such as various amino acid auxotrophic strains, various nucleic acid auxotrophic strains, or various vitamin auxotrophic strains other than biotin auxotrophic strains may be derived from wild-type strains by mutation.
A specific example of such a strain is Serratia marcescens 5r41 isoleucine auxotroph strain D-60 (Journal of General Microbiology, "■,
51 (1980)).

かかる親株にビオチン構造類似化合物に対する耐性を付
与することによってd−ビオチン生成蓄積能の高い変異
株を取得することができる0例えば野生株であるセラチ
ア・マルセッセンス5r41を用いる場合、該菌株の細
胞を通常の突然変異誘起操作で処理した後、アクチチア
ジン酸(以下、ACMと略称する) 、5− (2−チ
エニル)−n−吉草酸、α−デヒドロビオチンなどのビ
オチン構造類似物質0.1〜lO■/−含有の最少寒天
平板培地、例えば、デービスとミンジオリの最少培地〔
ジャーナル・オブ・バクテリオロジー、60.1’7 
(1950)〕或いはその炭素源を各種のI類、有機酸
類、又はアミノ酸類に変えた培地に27〜37℃で2〜
7日間培養し、生じた大きなコロニーを釣菌分離するこ
とによってビオチン構造類似物質耐性株を取得する。次
に、d−ビオチン要求性のセラチア属或いはニジエリシ
ア属の変異株を指示菌とするハロー法〔ジャーナル・オ
ブ・バクテリオロジー79、754 (1960))に
従ってこれらの耐性株のd−ビオチン分泌性を調べ、ハ
ローを形成する菌株、即ちd−ビオチン生成蓄積能の増
大した菌株を選択する。より具体的に説明すれば、セラ
チア・マルセッセンス5r41の細胞をエーブルバーブ
らの方法〔バイオケミカル・アンド・バイオフィジカル
・リサーチ・コミュニケーションズ、18.788(1
965) )によってN−メチル−N゛−ニトロ−N−
ニトロソグアニジン100μg/−で30分間処理した
のち、a−ACMo、5■/lli含有の最少寒天平板
培地くフマル酸アンモニウム0.5%、硫酸アンモニウ
ム0.1%、リン酸二カリウム0.7%、リン酸−カリ
ウム0.3%、硫酸マグネシウム7水和物0,01%、
寒天1.5%)に塗布する。次に30℃で4日間培養し
、生じた大きなコロニーを釣菌分離すればACM耐性株
を取得できる。このような耐性株の中から、d−ビオチ
ン要求株を指示歯とするハロー法によりd−ビオチン分
泌能を有する菌株を選択することによって、セラチア・
マルセッセンスのd−ビオチン生成蓄積能を有する変異
株を取得できる。また、上記のようなACMo、5■/
Ml耐性でd−ビオチン生成蓄積能を有する変異株の細
胞を上記と同様に変異誘起処理し、例えば2■/IRI
ACM含有の最少寒天平板培地に塗布、同様の操作を行
った後、得られるACM耐性株についてハロー法を行い
、親株よりも顕著に大きいハローを形成する菌株を選択
することにより、d−ビオチン生成蓄積能が増大したA
CM耐性株を取得することができる。なお、このような
ビオチン構造類似物質耐性株の分離に際して複数の構造
類似物質、例えばACMと5−(2−チエニル)−〇−
吉草酸の両方を添加した最少寒天平板培地を用いること
もできる。
By imparting resistance to biotin structurally similar compounds to such a parent strain, a mutant strain with a high ability to produce and accumulate d-biotin can be obtained. For example, when using the wild strain Serratia marcescens 5r41, the cells of the strain can be After treatment with a mutagenic procedure, biotin structural analogues such as actitiazine acid (hereinafter abbreviated as ACM), 5-(2-thienyl)-n-valeric acid, and α-dehydrobiotin were added at 0.1 to 1 O. /- containing minimal agar plate medium, such as Davis and Mindioli's minimal medium [
Journal of Bacteriology, 60.1'7
(1950)] or in a culture medium in which the carbon source has been changed to various type I, organic acids, or amino acids at 27 to 37°C.
After culturing for 7 days, a strain resistant to biotin structural analogs is obtained by separating the resulting large colonies. Next, the d-biotin secretion ability of these resistant strains was determined according to the halo method [Journal of Bacteriology 79, 754 (1960)] using d-biotin-requiring mutant strains of the genus Serratia or genus Elysia as indicator bacteria. A strain that forms a halo, that is, a strain that has an increased ability to produce and accumulate d-biotin, is selected. More specifically, cells of Serratia marcescens 5r41 were prepared using the method of Ablebarb et al. [Biochemical and Biophysical Research Communications, 18.788 (1)].
965)) gives N-methyl-N゛-nitro-N-
After treatment with 100 μg/- of nitrosoguanidine for 30 minutes, a-ACMo, a minimal agar plate medium containing 5 μg/lli of ammonium succinate, 0.1% of ammonium sulfate, 0.7% of dipotassium phosphate, Potassium phosphate 0.3%, magnesium sulfate heptahydrate 0.01%,
Apply on agar (1.5%). Next, ACM-resistant strains can be obtained by culturing at 30° C. for 4 days and separating the resulting large colonies. By selecting a strain capable of secreting d-biotin from among such resistant strains using the halo method using a d-biotin-requiring strain as an indicator tooth, Serratia spp.
A mutant strain of S. marcescens having the ability to produce and accumulate d-biotin can be obtained. Also, ACMo, 5■/
Cells of a mutant strain that is resistant to Ml and has the ability to produce and accumulate d-biotin are subjected to mutagenesis treatment in the same manner as above, for example, 2■/IRI.
After coating on ACM-containing minimal agar plate medium and performing the same operation, the resulting ACM-resistant strain is subjected to the halo method, and strains that form a halo significantly larger than the parent strain are selected to produce d-biotin. A with increased storage capacity
CM-resistant strains can be obtained. In addition, when isolating a strain resistant to a biotin structural analogue, a plurality of structural analogue substances, such as ACM and 5-(2-thienyl)-〇-
Minimal agar plates supplemented with both valeric acid and valeric acid can also be used.

上記の如(して得られる変異株としては、例えば本発明
の実施例1で調製されるセラチア・マルセッセンス5B
303 (m工研菌寄第10119号)又はセラチア・
マルセソセンス5B411が挙げられる。
Examples of mutant strains obtained as described above include Serratia marcescens 5B prepared in Example 1 of the present invention.
303 (M Koken Bacteria No. 10119) or Serratia
Marcesoscens 5B411 is mentioned.

(2)d−ビオチン化 蓄  を する組 えプラスミ
ドの作製 ■染色体DNAの調製 本発明においてd−ビオチン生合成を司る染色体DNA
とは、微生物においてビオチン合成に係わる酵素のうち
、ビメロイルー補酵素Aの合成を触媒する酵素、7−ケ
ドー8−アミノペラルゴン酸・シンターゼ、7.8−ジ
アミノペラルゴン酸・アミノトランスフェラーゼ、デチ
オビオチン・シンテターゼ及びビオチン・シンテターゼ
の遺伝情報を担うDNAの全部もしくは一部を含有する
ものを云う。上記の酵素は、ニジエリシア・コリに−1
2においては、bio Cs bio F% bio 
A% bi。
(2) Preparation of a recombinant plasmid that stores d-biotinylation ■ Preparation of chromosomal DNA In the present invention, the chromosomal DNA that controls d-biotin biosynthesis
Among enzymes involved in biotin synthesis in microorganisms, enzymes that catalyze the synthesis of bimeloyl-coenzyme A, 7-kedo-8-aminopelargonic acid synthase, 7,8-diaminopelargonic acid aminotransferase, dethiobiotin synthetase, and Contains all or part of the DNA that carries the genetic information for biotin synthetase. The above enzyme is -1 to N. coli
In 2, bio Cs bio F% bio
A% bi.

D及びbio Bと名づけられた5つの遺伝子によって
規定される酵素に相当する0通常、これらの酵素はd−
ビオチンによる強いフィードバック抑制を受けているが
、本発明に用いるd−ビオチン合成を司る染色体DNA
はフィードバック抑制から解除された変異型であること
が望ましい、かかる染色体DNAの供与微生物としては
、セラチア属に属し、d−ビオチン生成能を有する微生
物であれば、いかなる菌株でも良く、例えば前記のセラ
チア・マルセッセンス5r41やフィードバック抑制の
解除された変異株であるセラチア・マルセ、フセンス5
B303及びセラチア・マルセッセンス5R411等が
あげられる。これらの微生物から染色体DNAを採取す
るには、例えば微生物菌体をリゾチーム処理、界面活性
剤(ラウリル硫酸ナトリウム、ザルコシル(N−ラウロ
イルサルコシン酸ナトリウム)等)で処理した後、除蛋
白し、エタノールで沈澱せしめる常法〔ジャーナル・オ
プ・モレキュラー・バイオロジー、3.20B (19
61) ; ビオキミカ・エト・ビオフィジカ・アクタ
、72.619 (1963) )により容易に実施す
ることができる。
These enzymes correspond to enzymes defined by five genes named d- and bio-B.
The chromosomal DNA that controls d-biotin synthesis used in the present invention is subject to strong feedback inhibition by biotin.
It is desirable that the chromosomal DNA is a mutant type that is released from feedback inhibition.The donor microorganism for such chromosomal DNA may be any strain as long as it belongs to the genus Serratia and has the ability to produce d-biotin.For example, the above-mentioned Serratia・Serratia marcescens 5r41 and mutant strains with released feedback inhibition, Serratia marcescens, fuscens 5
B303 and Serratia marcescens 5R411. To collect chromosomal DNA from these microorganisms, for example, microbial cells are treated with lysozyme, treated with a surfactant (sodium lauryl sulfate, sarcosyl (sodium N-lauroyl sarcosinate), etc.), deproteinized, and treated with ethanol. Conventional method for precipitation [Journal of Molecular Biology, 3.20B (19
61) ; Biochimica Et Biophysica Acta, 72.619 (1963)).

上記の如くして得られる染色体DNAはそのまま、或い
はビオチン合成に不要な部分を削除した後、組換えDN
Aの調製に用いることができる。
The chromosomal DNA obtained as described above may be used as it is, or after removing unnecessary parts for biotin synthesis, it may be converted into recombinant DNA.
It can be used to prepare A.

■ベクター・プラスミドDNAの調製 上記の如き染色体DNAを組み込むベクター・プラスミ
ドとしてはセラチア属に属する微生物の細胞に移入でき
、かつ移入細胞中で複製可能なプラスミドであれば特に
限定されないが、例えばpSCIOI (プロシーデイ
ンゲス・オブ・ナショナル・アカデミ−・オプ・サイエ
ンス U S A、 70.3240 (1973) 
) 、pLG339 (ジーン、■、 332 (19
82)) 、pBR322(ジーン、1、95 (19
77) ) 、pBR325〔ジーン、4.121  
(197B)) 、 pAcYc1?7 (ジャーナル
・オブ・バタテリオロジー、U(,1141(1978
))及びpKPT1124 (ジャーナル・オブ・バイ
オテクノロジー、3.47(1985))等、コピー数
、プロモータ及び/又は薬剤耐性マーカーの異なる種々
のベクター・プラスミドを用いることができる。上記の
プラスミドはこれらを保持するニジエリシア・コリの菌
体からクリヤード・ライセイト法〔遺伝子操作実験法1
25頁(高木康敬著、講談社、1980年) ; モレ
キュラー・クローニング、86頁(マニアナイスら編、
コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−119
82年)〕などの常法によって調製することができる。
■ Preparation of vector/plasmid DNA The vector/plasmid that incorporates the chromosomal DNA as described above is not particularly limited as long as it can be transferred into cells of microorganisms belonging to the genus Serratia and can be replicated in the transferred cells, but examples include pSCIOI ( Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 70.3240 (1973)
), pLG339 (Gene, ■, 332 (19
82)), pBR322 (Gene, 1, 95 (19
77) ), pBR325 [Gene, 4.121
(197B)), pAcYc1?7 (Journal of Batatteriology, U(, 1141 (1978
)) and pKPT1124 (Journal of Biotechnology, 3.47 (1985)), various vector plasmids with different copy numbers, promoters and/or drug resistance markers can be used. The above plasmids were obtained using the cleared lysate method [Gene Manipulation Experimental Method 1] from N. coli cells that carry them.
Page 25 (Yasutaka Takagi, Kodansha, 1980); Molecular Cloning, page 86 (edited by Maniais et al.,
Cold Spring Harbor Laboratory 119
It can be prepared by a conventional method such as [1982]].

■ 組換えプラスミドDNAの調製 上記で得られる染色体DNAとベクター・プラスミドD
NAとからの組換えプラスミドの調製は、制限エンドヌ
クレアーゼ(例えばII!coRI %旧ndDI、B
amHI 、Sal r等)を用いて染色体D N A
 tiとプラスミドDNA鎖を切断した後、DNAリガ
ーゼ(例えばT4DNAリガーゼや大腸菌DNAリガー
ゼ等)で処理するか、或いはその切断末端によってはタ
ーミナルトランスフェラーゼやDNAポリメラーゼ等で
処理した後、DNAリガーゼを作用させてDNA鎖を結
合する等の常法〔メソッズ・イン・エンザイモロジー、
餞、41 (1979):遺伝子操作実験法、135頁
(高木康敬著、講談社、1980年)〕により実施する
ことができる。
■ Preparation of recombinant plasmid DNA Chromosomal DNA and vector plasmid D obtained above
Preparation of recombinant plasmids from NA and restriction endonucleases (e.g. II! coRI% old ndDI, B
chromosomal DNA using amHI, Sal r, etc.)
After cutting the ti and plasmid DNA strand, it is treated with DNA ligase (for example, T4 DNA ligase or Escherichia coli DNA ligase, etc.), or depending on the cut end, it is treated with terminal transferase, DNA polymerase, etc., and then DNA ligase is applied. Conventional methods such as joining DNA strands [Methods in Enzymology,
41 (1979): Gene Manipulation Experimental Methods, p. 135 (Yasutaka Takagi, Kodansha, 1980)].

■d−ビオチン生成蓄積能を有する組換えプラスミドの
選択とそのDNAの調製 d−ビオチン生成蓄積能を有する組換えプラスミドの選
択は、上記■で得られる組換えプラスミドDNAを用い
て、制限エンドヌクレアーゼ欠損性でかつd−ビオチン
要求性のニジエリシア・コリの変異株〔例えば、ニジエ
リシア・3911776株(ATCC31244、モレ
キュラー・クローニング・オプ・リコンビナントDNA
、248頁、スコツトとウェーナー編、アカデミツク・
プレス、1977年)等〕の細胞を形質転換し、次いで
、得られる形質転換処理細胞を、上記ニジエリシア・コ
リの変異株が生育可能な培地からd−ビオチンを除去し
た寒天平板培地に塗布した後、27〜37℃で2〜4日
間培養し、得られるコロニーを釣菌分離することにより
実施することができる。この際、形質転換は、例えば低
温下で細胞を塩化カルシウム溶液で処理して宿主細胞の
膜透過性を増大させ、組換えプラスミドDNAを宿主細
胞中に取り込ませる方法〔ジャーナル・オブ・モレキュ
ラー・バイオロジー、競、159 (1970) )に
より行うことができる。
■ Selection of a recombinant plasmid capable of producing and accumulating d-biotin and preparation of its DNA Selection of a recombinant plasmid capable of producing and accumulating d-biotin is carried out using the recombinant plasmid DNA obtained in step (■) above, using restriction endonuclease Mutant strains of N. coli that are deficient and require d-biotin [e.g., N. coli strain 3911776 (ATCC 31244, Molecular Cloning Op Recombinant DNA
, 248 pages, Scott and Wehner, eds.
Press, 1977), and then the resulting transformed cells were applied to an agar plate medium in which d-biotin had been removed from the medium in which the above-mentioned N. coli mutant strain could grow. This can be carried out by culturing at 27 to 37°C for 2 to 4 days and separating the resulting colonies. At this time, transformation is carried out by, for example, treating cells with a calcium chloride solution at low temperatures to increase the membrane permeability of the host cells, and incorporating the recombinant plasmid DNA into the host cells [Journal of Molecular Biology]. 159 (1970)).

上記の如くして得られる形質転換株の細胞からの組換え
プラスミドDNAの調製は、例えば該形質転換株から迅
速法〔モレキュラー・クローニング、3651 (マニ
アテイスら編、コールド・スプリング・ハーバ−・ラボ
ラトリ−11982年)〕で抽出したプラスミドDNA
により、d−ビオチン要求性のニジエリシア・コリの変
異株の細胞を形質転換して得られる菌株がd−ビオチン
非要求性であることを確認した後、上記形質転換株から
クリヤード・ライセイト法によりプラスミドDNAを抽
出することにより実施することができる。かくして、セ
ラチア・マルセソセンスのd−ビオチン生成蓄積能を有
する染色体DNA断片がベクター・プラスミドDNAに
挿入されてなる組換えプラスミドDNAが得られる。
Preparation of recombinant plasmid DNA from the cells of the transformant obtained as described above can be carried out, for example, using the rapid method [Molecular Cloning, 3651 (edited by Maniathes et al., Cold Spring Harbor Laboratory)]. 11982)]
After confirming that the strain obtained by transforming cells of a mutant strain of N. coli that requires d-biotin does not require d-biotin, a plasmid was extracted from the transformed strain by the cleared lysate method. This can be carried out by extracting DNA. In this way, a recombinant plasmid DNA is obtained in which a chromosomal DNA fragment of Serratia marcescens having the ability to produce and accumulate d-biotin is inserted into a vector plasmid DNA.

本発明の微生物、即ちd−ビオチン生成蓄積能を有する
セラチア属微生物から採取したd−ビオチン生成蓄積能
を司る染色体DNA断片を組み込んだ組換えプラスミド
をセラチア属に属する微生物に含有せしめた微生物は、
例えば次の如くして調製することができる。
The microorganism of the present invention, that is, a microorganism in which a microorganism belonging to the genus Serratia is made to contain a recombinant plasmid incorporating a chromosomal DNA fragment controlling the ability to produce and accumulate d-biotin collected from a microorganism belonging to the genus Serratia that has the ability to produce and accumulate d-biotin,
For example, it can be prepared as follows.

まず、前記(2)で得られるd−ビオチン生成蓄積能を
有する組換えプラスミドDNAを、例えばセラチア・マ
ルセフセンスの制限エンドヌクレアーゼ欠損株(例えば
セラチア・マルセッセンス5r41の77392株〔ジ
ャーナル・オブ・バクテリオロジー、161.1  (
1985) )等)の細胞にタカギとキスミの方法〔ジ
ャーナル・オブ・バクテリオロジー、旦1 、 l  
(1985) )により取り込ませ、形質転換株を得る
。この形質転換株を焙養した後、得られる細胞からクリ
ヤード・ライセイト法によりプラスミドDNAを単離精
製する。かくして得られるd−ビオチン生成蓄積能を有
する組換えプラスミドDNAはセラチア・マルセッセン
スの修飾系によって修飾されたものである。次いで、上
記組換えプラスミドDNAを宿主菌株の細胞にタカギと
キスミの方法により導入し、薬剤耐性のコロニーを釣菌
分離することにより形質転換株を得る。この宿主菌株と
しては、セラチア属に属する微生物であれば、野生株又
は変異株のいずれでもよいが、特にd−ビオチン生成蓄
積能のより高い菌株が好適に用いられる。
First, the recombinant plasmid DNA having the ability to produce and accumulate d-biotin obtained in (2) above is transferred to a restriction endonuclease-deficient strain of Serratia marcescens (for example, Serratia marcescens 5r41 strain 77392 [Journal of Bacteriology, 161.1 (
1985) ) etc.) using Takagi and Kisumi's method [Journal of Bacteriology, Dan 1, l.
(1985)) to obtain a transformed strain. After culturing this transformed strain, plasmid DNA is isolated and purified from the resulting cells by the cleared lysate method. The thus obtained recombinant plasmid DNA having the ability to produce and accumulate d-biotin has been modified by the Serratia marcescens modification system. Next, the above recombinant plasmid DNA is introduced into cells of the host strain by the Takagi and Kisumi method, and drug-resistant colonies are isolated to obtain a transformed strain. This host strain may be a wild strain or a mutant strain as long as it belongs to the genus Serratia, but strains with a higher ability to produce and accumulate d-biotin are particularly preferably used.

かくすることにより本発明の微生物、即ちd−ビオチン
生成蓄積能を有するセラチア属微生物から採取したd−
ビオチン生成蓄積能を司る染色体DNA断片を組み込ん
だ組換えプラスミドをセラチア属に属する微生物に含有
せしめた微生物を得ることができる。かかる微生物とし
ては、例えばセラチア・マルセッセンスTA5021 
、TA5022、TA5023 (微工研菌寄第101
18号)及びTA5024等があげられる。
In this manner, the d-
A microorganism belonging to the genus Serratia can be obtained by containing a recombinant plasmid incorporating a chromosomal DNA fragment responsible for the ability to produce and accumulate biotin. Such microorganisms include, for example, Serratia marcescens TA5021.
, TA5022, TA5023 (Fiber Engineering Laboratory No. 101
No. 18) and TA5024.

上記組換え菌株のうち、TA5021とTA5022は
セラチア・マルセッセンス5r41にpBR322又は
pLG339をベクターとするd−ビオチン生成蓄積能
を有する組換えプラスミドを含有せしめた微生物であり
、TA5023とTA5024はセラチア・マルセッセ
ンスの5B2O3株と5B411株のそれぞれにpLG
339をベクターとするd−ビオチン生成蓄積能を有す
る組換えプラスミドを含有させた微生物であり、いずれ
の菌株もセラチア・マルセッセンス5r41の形態的特
徴を有するものである。
Among the above recombinant strains, TA5021 and TA5022 are microorganisms in which Serratia marcescens 5r41 contains a recombinant plasmid having the ability to produce and accumulate d-biotin using pBR322 or pLG339 as a vector, and TA5023 and TA5024 are Serratia marcescens 5r41 microorganisms. pLG in each of the 5B2O3 and 5B411 strains.
These microorganisms contain a recombinant plasmid having the ability to produce and accumulate d-biotin using 339 as a vector, and all strains have morphological characteristics of Serratia marcescens 5r41.

(4)d−ビオチンの製造 かくして得られた微生物を培地で培養し、培地中に生成
蓄積せしめたd−ビオチンを採取することによりd−ビ
オチンを製造することができる。
(4) Production of d-biotin d-biotin can be produced by culturing the microorganism thus obtained in a medium and collecting the d-biotin produced and accumulated in the medium.

本発明において使用されるd−ビオチン生産用培地とし
ては、炭素源としてブドウ糖、蔗糖、糖蜜の如きIi類
、フマル酸やクエン酸の如き有機酸またはグリセロール
の如きアルコール類等を10〜20%、窒素源として酢
酸アンモニウムの如き有機アンモニウム塩、硫酸アンモ
ニウムや塩化アンモニウムの如き無機アンモニウム塩又
は尿素を1〜2%さらに有機栄養物としてコーン・ステ
イープ・リカー、ペプトン、酵母エキス、カゼイン加水
分解物質等を0〜1%の範囲でそれぞれ適当量含有する
培地を好適に用いることができる。これらの他にリン酸
カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸第一鉄、モリブデン
酸ナトリウム等を少量加え1、更に培地のpHを6〜8
に保つため炭酸カルシウムを、或いは必要に応じアンモ
ニア等を添加してもよい。
The d-biotin production medium used in the present invention contains 10 to 20% of a carbon source such as Class Ii such as glucose, sucrose or molasses, an organic acid such as fumaric acid or citric acid, or an alcohol such as glycerol. 1 to 2% of organic ammonium salts such as ammonium acetate, inorganic ammonium salts such as ammonium sulfate and ammonium chloride, or urea as a nitrogen source, and 0% of corn steep liquor, peptone, yeast extract, casein hydrolyzate, etc. as organic nutrients. A medium containing an appropriate amount of each in the range of 1% to 1% can be suitably used. In addition to these, add a small amount of potassium phosphate, magnesium sulfate, ferrous sulfate, sodium molybdate, etc. 1, and further adjust the pH of the medium to 6 to 8.
In order to maintain the temperature, calcium carbonate or ammonia or the like may be added as necessary.

本発明によれば、上記培地に本発明の微生物を接種し、
25℃〜37℃にて振盪培養あるいは通気攪拌の如き好
気的条件下で2〜7日間培養することによって培地中に
d−ビオチンを著量蓄積せしめることができる。
According to the present invention, the above-mentioned medium is inoculated with the microorganism of the present invention,
A significant amount of d-biotin can be accumulated in the medium by culturing at 25°C to 37°C under aerobic conditions such as shaking culture or aerobic agitation for 2 to 7 days.

生成したd−ビオチンの精製は、培養終了後、菌体その
他の不溶物を除去し、次いで、公知の方法、例えば特公
昭42−8918に記載の方法に従って実施することが
できる。即ち、菌体を除去した溶液中のd−ビオチンを
活性炭に吸着し、アンモニア含有エタノールの如き溶媒
で溶出した後、濃縮し、次いで陰イオン交換樹脂に供す
ることにより実施することができる。
Purification of the produced d-biotin can be carried out by removing bacterial cells and other insoluble matter after the completion of the culture, and then following a known method, for example, the method described in Japanese Patent Publication No. 8918/1983. That is, it can be carried out by adsorbing d-biotin in a solution from which bacterial cells have been removed onto activated carbon, eluting it with a solvent such as ammonia-containing ethanol, concentrating it, and then applying it to an anion exchange resin.

以下、実施例をあげて本発明を説明するが、実施例中d
−ビオチンの定量はラクトバチラス・プランタラムによ
る微生物定量法〔生化学実験講座、第13巻355頁(
能勢善嗣ら編、東京化学同人(1975年))〕により
行った。また、デチオビオチン・シンテターゼ活性はク
レルとエイセンバーブの方法(ザ・ジャーナル・オブ・
バイオロジカル・ケミストリー、」的、6558 (1
970) )に記載の方法により測定した。
The present invention will be explained below with reference to Examples.
- Biotin determination method using Lactobacillus plantarum [Biochemistry Experiment Course, Vol. 13, p. 355 (
Edited by Yoshitsugu Nose et al., Tokyo Kagaku Dojin (1975)]. Additionally, dethiobiotin synthetase activity was determined using the method of Krell and Eisenbarb (The Journal of
Biological Chemistry, 6558 (1
970))).

実施例 1 (ACM耐性株の取得) (1)ACM低−r#百 株の取′尋 セラチア・マルセッセンス5r41  (It工研条寄
第487号)の細胞をエーブルバーブらの方法により変
異誘起処理し、栄養培地(グルコース0.5%、ペプト
ン1.0%、肉エキス0.3%、酵母エキス1.0%、
塩化ナトリウム0.5%)で1時間培養する。この培養
液を遠心分離し、得られる細胞を生理食塩水で遠心分離
法によって3回洗浄する。
Example 1 (Obtaining an ACM-resistant strain) (1) Cells of Torihiro Serratia marcescens 5r41 (It Koken Joyori No. 487), an ACM low-r#100 strain, were mutagenicly treated by the method of Ablebarb et al. and nutrient medium (glucose 0.5%, peptone 1.0%, meat extract 0.3%, yeast extract 1.0%,
Incubate for 1 hour in sodium chloride (0.5%). This culture solution is centrifuged, and the resulting cells are washed three times with physiological saline by centrifugation.

この細胞を生理食塩水に懸濁し、a−ACMO,5曙/
−を含む最少寒天培地(フマル酸アンモニウム0.5%
、リン酸−カリウム0.3%、リン酸二カリウム0.7
%、硫酸マグネシウム7水和物0.01%、寒天1.5
%)に1平板当り1〜10 X 10’個の細胞を塗布
する。30℃で3〜5日間培養した後、生じた大きなコ
ロニーを釣菌分離することによりACM耐性株を得る。
The cells were suspended in physiological saline, a-ACMO, 5 days/day.
- Minimal agar medium containing (0.5% ammonium fumarate)
, potassium phosphate 0.3%, dipotassium phosphate 0.7
%, magnesium sulfate heptahydrate 0.01%, agar 1.5
%), plate 1-10 x 10' cells per plate. After culturing at 30° C. for 3 to 5 days, ACM-resistant strains are obtained by separating the resulting large colonies.

次いで、セラチア・マルセッセンス5r41のd−ビオ
チン要求株を指示菌とするハロー法により、該ACM耐
性株のd−ビオチン分泌性を調べ、大きなハローを形成
する菌株の一株としてセラチア・マルセッセンス5B3
03(微工研菌寄第10119号)を得る。
Next, the d-biotin secretion ability of the ACM-resistant strain was examined by the halo method using the d-biotin-requiring strain of Serratia marcescens 5r41 as an indicator strain, and Serratia marcescens 5B3 was selected as one of the strains forming a large halo.
03 (Feikoken Bibori No. 10119) was obtained.

なお、本菌株のデチオビオチン・シンテターゼ活性を調
べたところ、親株であるセラチア・マルセッセンス5r
41の10倍高い活性を示したことから、本菌株のd−
ビオチンによるフィードバック抑制は解除されているこ
とがわかった。
Furthermore, when the dethiobiotin synthetase activity of this strain was investigated, it was found that the parent strain Serratia marcescens 5r
This strain showed 10 times higher activity than d-
It was found that the feedback inhibition by biotin was released.

(2)ACMt?声 〇′ 、ff−ACM2.0■/−を含む最少寒天培地にセラ
チア・マルセフセンス5B303の細胞を1平板当たり
1〜io x to’個塗布し、30℃で5〜7日間培
養する。生じた大きなコロニーを釣菌分離することによ
り、ACM高濃度耐性株を得る。この高濃度耐性株につ
いて上記(1)に記載と同様のハロー法により、d−ビ
オチン分泌性を調べ、親株に比べ顕著に大きなハローを
形成するACM耐性株の一株としてセラチア・マルセッ
センス5B411を得る。
(2) ACMt? 1 to io x to' cells of Serratia marcefuscens 5B303 are plated on a minimum agar medium containing ff-ACM2.0■/- per plate, and cultured at 30°C for 5 to 7 days. A strain resistant to high concentrations of ACM is obtained by separating the resulting large colonies. This high concentration resistant strain was examined for d-biotin secretion using the same halo method as described in (1) above, and Serratia marcescens 5B411 was obtained as an ACM resistant strain that forms a significantly larger halo than the parent strain. .

なお、本菌株は5B303の約2倍のデチオビオチン・
シンテターゼ活性を示した。
This strain has about twice as much dethiobiotin as 5B303.
It showed synthetase activity.

実施例 2 (pBR322をベクターとしd−ビオチン生成蓄積能
を有する組換えプラスミドの作製) (1)仇色 DNA0量− 実施例1−(1)で得たセラチア・マルセッセンス5B
303をL−ブロス(ペプトン1%、酵母エキス0.5
%、塩化ナトリウム0.5%、pn 7.0) 1.O
lに接種し、30℃で4時間振とう培養し、対数増殖期
の菌体を遠心分離により集める。この菌体をリゾチーム
処理後、ラウリル硫酸ナトリウムで処理することにより
溶菌し、フェノール処理により除蛋白する。次いでエタ
ノール処理して染色体DNAを沈澱させ、この沈澱にリ
ボ核酸分解酵素(RNase、最終濃度10μg/d)
を加え、37℃で1時間処理することにより精製染色体
DNA7゜0■を得る。
Example 2 (Preparation of a recombinant plasmid having the ability to produce and accumulate d-biotin using pBR322 as a vector) (1) 0 amount of negative DNA - Serratia marcescens 5B obtained in Example 1-(1)
303 in L-broth (peptone 1%, yeast extract 0.5
%, sodium chloride 0.5%, pn 7.0) 1. O
1, cultured with shaking at 30°C for 4 hours, and the cells in the logarithmic growth phase were collected by centrifugation. After the bacterial cells are treated with lysozyme, they are lysed by treatment with sodium lauryl sulfate, and protein is removed by treatment with phenol. Next, chromosomal DNA was precipitated by treatment with ethanol, and this precipitate was treated with ribonucleic acid degrading enzyme (RNase, final concentration 10 μg/d).
was added and treated at 37°C for 1 hour to obtain purified chromosomal DNA 7°0.

(2)ベクター・プラスミドDNAの ベクター・プラスミドpBR322(ATCC3701
7)を保持するニジエリシア・コリに−12のC600
rf株(ATCC33525)を0.2%グルコースを
含有するL−プロス8001#!lに接種し、37℃で
166時間振う培養した後、菌体を遠心分離により集め
る。得られる菌体をリゾチーム処理及びラウリル硫酸ナ
トリウムで処理して溶菌した後、最終濃度がIMとなる
ように塩化ナトリウムを加えて遠心分離(100,00
0x g 、 30分間)する。上清を採取しフェノー
ル処理した後、エタノールを加え、遠心分離する。沈澱
を10sM)リス塩酸−1+++Mエチレンジアミン四
酢酸二ナトリウム(pH7,5)水溶液に溶解し、塩化
セシウム−エチジウムブロマイド平衡密度勾配遠心法(
200,000x g、 16時間)によりプラスミド
DNAを分離精製する。かくしてベクター・プラスミド
pBR322のDNA0.5■を得る。
(2) Vector plasmid pBR322 (ATCC3701
7) -12 C600 to N. coli holding
rf strain (ATCC33525) with L-pros 8001# containing 0.2% glucose! After culturing with shaking at 37°C for 166 hours, the bacterial cells were collected by centrifugation. After the resulting bacterial cells were lysed by treatment with lysozyme and sodium lauryl sulfate, sodium chloride was added to the final concentration of IM and centrifuged (100,000 ml).
0x g for 30 minutes). After collecting the supernatant and treating it with phenol, ethanol is added and centrifuged. The precipitate was dissolved in an aqueous solution of 10 sM) lithium hydrochloride-1++M disodium ethylenediaminetetraacetate (pH 7.5) and subjected to cesium chloride-ethidium bromide equilibrium density gradient centrifugation (
The plasmid DNA is separated and purified using 200,000 x g for 16 hours. In this way, 0.5 μ of DNA of vector plasmid pBR322 is obtained.

(3)   えプラスミドDNAの 前記(1)で得た染色体DNA20μgに制限エンドヌ
クレアーゼHinduとEcoRIを同時に通常の条件
で作用させDNA鎖を部分的に切断する。また、上記(
1)で得たベクター・プラスミドDNA7μgにHi 
nd[lとEc oRIを同時に通常の条件で作用させ
DNA13mを完全に切断する。両者を65℃、10分
間の熱処理後、混合しT4ファージ由来のDNAリガー
ゼ通常の条件で作用させDNA鎖を連結することにより
組換えプラスミドDNAを得る。
(3) 20 μg of the chromosomal DNA obtained in (1) above of the plasmid DNA is treated with restriction endonucleases Hindu and EcoRI simultaneously under normal conditions to partially cleave the DNA strand. Also, the above (
7 μg of the vector plasmid DNA obtained in 1) was
nd[l and EcoRI are simultaneously applied under normal conditions to completely cleave DNA13m. After heat treating both at 65° C. for 10 minutes, they are mixed and treated with T4 phage-derived DNA ligase under normal conditions to join the DNA strands to obtain recombinant plasmid DNA.

制限エンドヌクレアーゼ欠損性でかつビオチン・オペロ
ン(bioABPcD)を欠失しているニジエリシア・
3911776株(^TCC31244)をχ1776
株用栄養培地〔バタトトリブトン2.5%、酵母エキス
0.75%、トリス−塩酸(pH7,5) 2 d、塩
化マグネシウム0.5sM、ジアミノピメリンMO1O
1%、チミジン0.004%、グルコース0.5%〕1
5−に接種、37℃で振とう培養する。対数増殖期の中
間まで増殖せしめた菌体を遠心分離により集菌する。
Nizielysiae, which is restriction endonuclease deficient and lacks the biotin operon (bioABPcD).
3911776 strains (^TCC31244) to χ1776
Nutrient medium for strains [2.5% Batatotributone, 0.75% yeast extract, 2 d of Tris-HCl (pH 7,5), 0.5 sM of magnesium chloride, MO1O of diaminopimeline
1%, thymidine 0.004%, glucose 0.5%] 1
5-, and cultured with shaking at 37°C. Bacterial cells that have grown to the middle of the logarithmic growth phase are collected by centrifugation.

該菌体を氷冷した0、 1?l塩化マグネシウム溶液1
5−に懸濁した後、集菌し、氷冷した0、 1M塩化カ
ルシウム溶液3−に懸濁する。この細胞懸濁液に上記(
3)で得られる組換えプラスミドDNAを加えて30分
間水冷した後、42℃で2分間熱処理することにより該
DNAを細胞内に取り込ませる。次いで、この懸濁液に
χ1776株用栄養培地15w11を加え、37℃で1
時間振とう培養した後、集菌し、生理食塩水15−で3
回洗浄する。該菌体を生理食塩水15−に懸濁し、この
懸濁液0.1〜0.5−をアンピシリン50μg/−と
〃−デチオビオチン0.1μg/−とを含有するχ17
76株用最少寒天培地(グルコース0.5%、硫酸アン
モニウム0.1%、リン酸二カリウム0.7%、リン酸
−カリウム0.3%、硫酸マグネシウム7水和物0.0
1%、ジアミノピメリン酸0.01%、チミジン0.0
04%、カゼイン加水分解物0.2%、寒天1.5%)
に塗布し、37℃で2日間培養する。生じたコロニーを
釣菌分離し、ハロー法によりd−ビオチン分泌能を有す
る形質転換株を選択した。かくして得られる菌株をχ1
776株用栄養培地11に接種し、前記(2)と同様に
してプラスミドDNAを抽出精製し、360μgの組換
えプラスミドpBM201のDNAを得る。この組換え
プラスミドDNAは全鎖長約11.3kbであり、約7
kbのDNA断片が挿入されていた。
0, 1? l Magnesium chloride solution 1
After suspending in 5-, collect the bacteria and suspend in ice-cold 0.1M calcium chloride solution 3-. Add this cell suspension to the above (
After adding the recombinant plasmid DNA obtained in step 3) and cooling with water for 30 minutes, the DNA is incorporated into the cells by heat treatment at 42° C. for 2 minutes. Next, nutrient medium 15w11 for χ1776 strain was added to this suspension, and the mixture was incubated at 37°C for 1 hour.
After incubating with shaking for an hour, collect the bacteria and add 15-30 ml of physiological saline for 30 min.
Wash twice. The bacterial cells were suspended in physiological saline 15-1, and this suspension 0.1-0.5- was mixed with χ17 containing 50 μg/- of ampicillin and 0.1 μg/- of dethiobiotin.
Minimal agar medium for 76 strains (glucose 0.5%, ammonium sulfate 0.1%, dipotassium phosphate 0.7%, potassium phosphate 0.3%, magnesium sulfate heptahydrate 0.0
1%, diaminopimelic acid 0.01%, thymidine 0.0
04%, casein hydrolyzate 0.2%, agar 1.5%)
and cultured at 37°C for 2 days. The resulting colonies were isolated, and transformed strains having the ability to secrete d-biotin were selected by the halo method. The bacterial strain thus obtained is χ1
The 776 strain nutrient medium 11 is inoculated, and the plasmid DNA is extracted and purified in the same manner as in (2) above to obtain 360 μg of recombinant plasmid pBM201 DNA. This recombinant plasmid DNA has a total chain length of about 11.3 kb, about 7
A DNA fragment of kb was inserted.

なお、該プラスミドDNAを用いてニジエリシア・39
11776株の細胞を形質転換してχ1776株用栄養
寒天培地でアンピシリン耐性の再形質転換株lO株を選
択し、これら菌株について、χ1776株用最少寒天培
地での生育を調べたところ、すべての菌株は、7−ケド
ー8−アミノペラルゴン酸、7,8−ジアミノペラルゴ
ン酸或いはデチオビオチンを添加した場合には生育を示
し、それらを添加しない場合には生育を示さなかった。
In addition, using the plasmid DNA, N. elissia 39
Cells of the 11776 strain were transformed and ampicillin-resistant re-transformed strain IO strain was selected on a nutrient agar medium for the χ1776 strain, and the growth of these strains was examined on a minimal agar medium for the χ1776 strain. showed growth when 7-kedo-8-aminopelargonic acid, 7,8-diaminopelargonic acid, or dethiobiotin was added, but did not show growth when they were not added.

また、これら10株はすべてd−ビオチン分泌能を示し
た。従って、本プラスミドはd−ビオチン生成蓄積能を
有する組換えプラスミドであり、かつその挿入DNAに
は、ニジエリシア・コリに−12のビオチン・オペロン
に相当する遺伝子群がコードされているものと考えられ
る。
Furthermore, all of these 10 strains showed the ability to secrete d-biotin. Therefore, this plasmid is a recombinant plasmid with the ability to produce and accumulate d-biotin, and its inserted DNA is thought to encode a gene group corresponding to the -12 biotin operon in N. coli. .

実施例 3 (pLG339をベクターとしd−ビオチン生成蓄積能
を有する組換えプラスミドの作製) (1)ベタ −・ブースミドDNAの ニジエリシア・コリに−12の0600r−m−株にベ
クター・プラスミドpLG339 (ATCC3713
1)  を含有させた菌株〔ジーン、■、335 (1
982) )を用いて、実施例2−(2)に記載した方
法と同様の方法によってベクター・プラスミドpLG3
39のDNA0゜3■を得る。
Example 3 (Preparation of a recombinant plasmid capable of producing and accumulating d-biotin using pLG339 as a vector) (1) Using the vector plasmid pLG339 (ATCC3713
1) Bacterial strain containing [Gene, ■, 335 (1
The vector plasmid pLG3 was prepared using the same method as described in Example 2-(2).
39 DNA 0°3■ is obtained.

(2)   えプラスミドD N Aの実施例2−(4
)で得られるd−ビオチン生成蓄積能を有する組換えプ
ラスミドpBM201のDNA2μgに制[エンドヌク
レアーゼEc oRIとHi nduIを同時に通常の
条件で作用させ、DNA鎖を完全分解する。また上記(
1)で得たベクター・プラスミドpLG339のDNA
1μgを通常の条件で、まずEcoRIを用いて完全分
解し、次に)(indl[rを用いて部分分解する0再
反応液を65℃、10分間の熱処理後、混合し、該混合
物にT4ファージ由来のDNAリガーゼを通常の条件で
作用させ、DNA鎖を連結することにより組換えプラス
ミドを得る。
(2) Example 2-(4) of plasmid DNA
2 μg of the DNA of the recombinant plasmid pBM201 having the ability to produce and accumulate d-biotin obtained in 2009 was treated with endonucleases EcoRI and HinduI simultaneously under normal conditions to completely degrade the DNA strand. Also above (
DNA of vector plasmid pLG339 obtained in 1)
1 μg was first completely decomposed using EcoRI under normal conditions, and then partially decomposed using ) A recombinant plasmid is obtained by ligating the DNA strands by allowing phage-derived DNA ligase to act under normal conditions.

(3)  LG339をベクターとしd−ビオチン化 
蓄積ビオチン生産菌株の取得) ニジエリシア・コリχ1776株を、実施例2−(4)
に記載した方法により培養し、菌体を得た後、実施例2
−(4)記載と同様の方法により前記(2)で得た組換
えプラスミドDNAを細胞内に取り込ませる0次いで、
実施例2− (4)と同様の方法で調製した細胞懸濁液
0.1〜0.5−を硫酸カナマイシン100μg/−と
d−デチオビオチン0.2μgod含有のχ1776株
用最少寒天培地に塗布し、37℃で2日間培養する。生
じたコロニーを釣菌分離し、ハロー法によりd−ビオチ
ン分泌能を有する形質転換法を得る。該形質転換株から
、実施例2−(2)記載の方法に従って、プラスミドD
NAを抽出精製し、組換えプラスミドpLGM201の
DNA 175μgを得る。
(3) d-biotinylation using LG339 as a vector
Acquisition of accumulated biotin-producing bacterial strain) N. coli χ1776 strain was obtained from Example 2-(4).
After culturing and obtaining bacterial cells by the method described in Example 2.
- (4) Introducing the recombinant plasmid DNA obtained in (2) above into cells by the same method as described,
Example 2 - 0.1 to 0.5 of the cell suspension prepared in the same manner as in (4) was applied to a minimal agar medium for the χ1776 strain containing 100 μg/− of kanamycin sulfate and 0.2 μgod of d-dethiobiotin. , and culture at 37°C for 2 days. The resulting colony is isolated, and a transformation method having the ability to secrete d-biotin is obtained by the halo method. From the transformed strain, plasmid D was obtained according to the method described in Example 2-(2).
NA is extracted and purified to obtain 175 μg of DNA of recombinant plasmid pLGM201.

実施例 4 (d−ビオチン生成蓄積能を有する組換えプラスミドを
保持するセラチア・マルセッセンスのd−細胞外ヌクレ
アーゼ欠損性でかつ制限エンドヌクレアーゼ欠損性のセ
ラチア・マルセッセンス5r41の77392株を宿主
に用い、実施例2−(4)で得られる組換えプラスミド
pBM201のDNAと実施例3− (3)で得られる
組換えプラスミドpLGM201のDNAをタカギとキ
スミの方法により77392株の細胞に取り込ませ、そ
れぞれの形質転換株を得る。次に、各々の形質転換株を
グルコース0.2%含有のL−プロス1j!に接種し、
30℃、16時間振盪培養した後集菌し、実施例2− 
(2)と同様に処理することによってセラチア・マルセ
ッセンス5r41によって修飾された98M201とp
LGM201のDNAを各々250μgと150μgを
得る。
Example 4 (Implemented using Serratia marcescens d-extranuclease-deficient and restriction endonuclease-deficient Serratia marcescens 5r41 strain 77392, which carries a recombinant plasmid capable of producing and accumulating d-biotin, as a host. The DNA of the recombinant plasmid pBM201 obtained in Example 2-(4) and the DNA of the recombinant plasmid pLGM201 obtained in Example 3-(3) were introduced into cells of strain 77392 by the method of Takagi and Kisumi, and the respective traits Obtain transformants.Next, each transformant was inoculated into L-pros 1j! containing 0.2% glucose,
After culturing with shaking at 30°C for 16 hours, the bacteria were collected and used in Example 2-
98M201 and p modified by Serratia marcescens 5r41 by treatment similar to (2).
Obtain 250 μg and 150 μg of LGM201 DNA, respectively.

前記(1)で得られる98M201のDNAとセラチア
・マルセフセンス5r41とを用い、タカギとキスミの
方法によりアンピシリン耐性で形質転換株セラチア・マ
ルセンセンスTA5021を得る。この形質転換株の含
有するプラスミドDNAが実施例2−(4)で得られる
98M201 D N Aと同一であることを制限エン
ドヌクレアーゼの切断部位を利用する方法で確認した。
Using the DNA of 98M201 obtained in the above (1) and Serratia marcescens 5r41, a transformed strain Serratia marcescens TA5021 with ampicillin resistance is obtained by the method of Takagi and Kisumi. It was confirmed by a method using restriction endonuclease cleavage sites that the plasmid DNA contained in this transformed strain was the same as the 98M201 DNA obtained in Example 2-(4).

また、前記(1)で得たρLGM201のDNAとセラ
チア・マルセッセンス5r41とを用い、上記と同様の
方法により、カナマイシン耐性でセラチア・マルセッセ
ンスTA5022を得る。
Further, using the DNA of ρLGM201 obtained in (1) above and Serratia marcescens 5r41, Serratia marcescens TA5022 with kanamycin resistance is obtained by the same method as above.

なお、この形質転換株TA5022の含有するプラスミ
ドDNAはpLGM201 D N Aと同一であるこ
とを制限エンドヌクレアーゼの切断部位を利用する方法
で確認した。
It was confirmed by a method using restriction endonuclease cleavage sites that the plasmid DNA contained in this transformed strain TA5022 was the same as pLGM201 DNA.

上記(1)で得られるpLGM201のDNAと実施例
1の(1)で得られるセラチア・マルセッセンス5B3
03とを用い、前記(2)と同様にカナマイシン耐性で
形質転換株セラチア・マルセソセンスTA5023 (
微工研菌寄第10118号)を得る。
DNA of pLGM201 obtained in (1) above and Serratia marcescens 5B3 obtained in (1) of Example 1
03 and transformant strain Serratia marcesoscens TA5023 (
10118).

なお、この形質転換株TA5023の含有するプラスミ
ドDNAはpLGN201 DNAと同一であることを
制限エンドヌクレアーゼの切断部位を利用する方法で確
認した。
It was confirmed by a method using restriction endonuclease cleavage sites that the plasmid DNA contained in this transformed strain TA5023 was the same as pLGN201 DNA.

上記(1)で得られるpLGM201のDNAと実施例
1の(2)で得られるセラチア・マルセッセンス5B4
11株とを用い、上記(2)と同様にカナマイシン耐性
で形質転換株セラチア・マルセソセンスTA5024を
得る。
DNA of pLGM201 obtained in (1) above and Serratia marcescens 5B4 obtained in (2) of Example 1
11 strains to obtain a transformed strain Serratia marcescens TA5024 with kanamycin resistance in the same manner as in (2) above.

なお、この形質転換株TA5024の含有するプラスミ
ドDNAはpLGM201 DNAと同一であることを
制限エンドヌクレアーゼの切断部位を利用する方法で確
認した。
It was confirmed by a method using restriction endonuclease cleavage sites that the plasmid DNA contained in this transformed strain TA5024 was the same as pLGM201 DNA.

実施例 5 (セラチア・マルセッセンスのACM耐性株及び組換え
プラスミド保持菌株によるd−ビオチンの製造) 実施例1で得られるセラチア・マルセッセンスの5B3
03と5B411及び実施例4で得られるセラチア・マ
ルセノセンスのTA5021、TA5022、TA50
23とTA5024並びに対照株としてセラチア・マル
セッセンス5R41をそれぞれアンピシリン500μg
もしくは硫酸カナマイシン100μg/IR1含有のL
〜ブロス、或いはそれらを含有しないしブロス斜面培地
で一夜培養した後、発酵培地〔シ=yt110%、尿素
1.0%、リン酸二カリウム0.1%、硫酸マグネシウ
ム7水和物0.1%、硫酸第一鉄7水和物o、o i%
及び炭酸カルシウム1%を含む溶液15mを50〇−容
振盪フラスコに注入し、滅菌したもの(ただし、シーl
糖は別途加熱滅菌後添加した。pH7,0)〕にそれぞ
れ−白金耳植菌する。ついで30℃で往復振盪培養(振
幅?am、120回転/分)する。
Example 5 (Production of d-biotin using an ACM-resistant strain of Serratia marcescens and a recombinant plasmid-carrying strain) 5B3 of Serratia marcescens obtained in Example 1
03 and 5B411 and Serratia marsenoscens TA5021, TA5022, TA50 obtained in Example 4
23 and TA5024 and Serratia marcescens 5R41 as a control strain were each treated with 500 μg of ampicillin.
or L containing 100 μg/IR1 of kanamycin sulfate
~broth, or those containing none of them After overnight culture in broth slant medium, fermentation medium [Yt 110%, urea 1.0%, dipotassium phosphate 0.1%, magnesium sulfate heptahydrate 0.1 %, ferrous sulfate heptahydrate o, o i%
and 15 ml of a solution containing 1% calcium carbonate was poured into a 500-capacity shaking flask and sterilized (however, the seal
Sugar was added separately after heat sterilization. pH 7, 0)], respectively. Then, culture is performed at 30° C. with reciprocating shaking (amplitude: am, 120 revolutions/min).

96時間後の培地中のd−ビオチンの生成蓄積量は下記
第1表の通りである。
The amount of d-biotin produced and accumulated in the medium after 96 hours is shown in Table 1 below.

第1表 実施例 6 (ジャーファーメンタ−におけるd−ビオチンの製造) 実施例4で得たセラチア・マルセソセンスTA5024
を硫酸カナマイシン100μg/yd含有のLブロス寒
天斜面培地で一夜培養した後、硫酸カナマイシン100
μg/−含有の前培養培地〔ショ糖10%、尿素1.0
%、リン酸二カリウム0.1%、硫酸マグネシウム7水
和物0.1%、硫酸第一鉄7水和物0.001%、コー
ン・ステイープ・リカー0.6%及び炭酸カルシウム1
%を含む溶液15dを500−容振盪フラスコに注入し
、滅菌したもの(pH7,0) Eに一白金耳植菌する
。30℃で24時間振盪培養し、かくして得られる前培
養液40−を発酵培地〔ショ糖15%、尿素1.5%、
リン酸二カリウム0.1%、硫酸マグネシウム7水和物
0.1%、硫酸第一鉄7水和物0601%、コーン・ス
テイープ・リカー〇、6%、酵母エキス0.1%及び炭
酸カルシウム1%(pH7,0)) 1.21に接種し
、2.41容ジャーファーメンタ−で30℃、通気量0
.617分、攪拌(750回転/分)下で培養し、20
時間後にL−アラニン、L−システィン塩酸塩、L−メ
チオニンを各々最終濃度0.06%となるように添加す
る。培養開始72時間後にd−ビオチン190trt/
11を含む培養液を得る。該培養液101を集めて加熱
滅菌処理した後、濾過して不溶物を除去する。次に、活
性炭に吸着、洗浄した後、吸着物をアンモニア含有の5
0%エタノール(pH9,0)で溶出し、減圧濃縮する
。残査を水に溶解した後、アンモニア水でpH8に調整
し、この水溶液をダウエックスlX2(ギ酸型)を充填
したカラムに通液する。該カラムを水洗後、0.01M
ギ酸で溶出する。d−ビオチン含有画分を集めて濃縮し
た後、pH3,5に調整し、−夜冷却放置する。生じた
結晶をろ取し、乾燥後、水から再結晶することによりd
−ビオチン0.95gを得る。
Table 1 Example 6 (Production of d-biotin in jar fermentor) Serratia marcescens TA5024 obtained in Example 4
was cultured overnight on an L broth agar slant containing 100 μg/yd of kanamycin sulfate, and then
Preculture medium containing μg/- [sucrose 10%, urea 1.0
%, dipotassium phosphate 0.1%, magnesium sulfate heptahydrate 0.1%, ferrous sulfate heptahydrate 0.001%, corn steep liquor 0.6% and calcium carbonate 1
Pour 15 d of the solution containing 15% into a 500-volume shake flask, and inoculate one platinum loop into sterilized (pH 7.0) E. Shaking culture was carried out at 30°C for 24 hours, and the preculture solution 40- obtained in this way was used as a fermentation medium [sucrose 15%, urea 1.5%,
Dipotassium phosphate 0.1%, magnesium sulfate heptahydrate 0.1%, ferrous sulfate heptahydrate 0601%, corn steep liquor 6%, yeast extract 0.1% and calcium carbonate. 1% (pH 7,0)) was inoculated at 1.21, and incubated in a 2.41-volume jar fermenter at 30°C with 0 aeration volume.
.. Incubate for 617 minutes under agitation (750 revolutions/min), and incubate for 20 minutes.
After a period of time, L-alanine, L-cystine hydrochloride, and L-methionine are each added to a final concentration of 0.06%. 72 hours after the start of culture, d-biotin 190trt/
A culture solution containing 11 is obtained. The culture solution 101 is collected, heat sterilized, and then filtered to remove insoluble matter. Next, after adsorption on activated carbon and washing, the adsorbed material is
Elute with 0% ethanol (pH 9,0) and concentrate under reduced pressure. After the residue is dissolved in water, the pH is adjusted to 8 with aqueous ammonia, and this aqueous solution is passed through a column filled with DOWEX 1X2 (formic acid type). After washing the column with water, 0.01M
Elutes with formic acid. After collecting and concentrating the d-biotin-containing fractions, the pH was adjusted to 3.5 and left to cool overnight. The resulting crystals are collected by filtration, dried, and then recrystallized from water.
- Obtain 0.95 g of biotin.

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

第1図及び第2図はそれぞれ98M201プラスミドD
NA及びpLGM201プラスミドDNAの制限エンド
ヌクレアーゼ切断地図を示し、第3図は98M201プ
ラスミドDNA及びpLGM201プラスミドDNAの
構築を示す。 嬉 図 第
Figures 1 and 2 are 98M201 plasmid D, respectively.
Restriction endonuclease cleavage maps of NA and pLGM201 plasmid DNA are shown, and FIG. 3 shows the construction of 98M201 plasmid DNA and pLGM201 plasmid DNA. happy picture number

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、セラチア属に属し、ビオチン構造類似物質に耐性を
有し、d−ビオチン生成蓄積能を有する微生物。 2、アクチチアジン酸又は5−(2−チエニル)−n−
吉草酸のいずれか或いは双方に耐性を有する請求項1記
載の微生物。 3、d−ビオチン生成蓄積能を有するセラチア属に属す
る微生物から採取したd−ビオチン生成蓄積を司るデオ
キシリボ核酸をベクター・プラスミドに組み込んだ組換
えプラスミドをセラチア属に属する微生物に含有せしめ
た微生物。 4、d−ビオチン生成蓄積能を有するセラチア属に属す
る微生物を培地で培養することにより、培地中にd−ビ
オチンを生成蓄積せしめ、これを採取することを特徴と
するd−ビオチンの製法。
[Scope of Claims] 1. A microorganism that belongs to the genus Serratia, has resistance to substances similar to biotin structure, and has the ability to produce and accumulate d-biotin. 2, actitiazine acid or 5-(2-thienyl)-n-
The microorganism according to claim 1, which is resistant to either or both of valeric acids. 3. A microorganism in which a microorganism belonging to the genus Serratia contains a recombinant plasmid in which a deoxyribonucleic acid responsible for producing and accumulating d-biotin, which is collected from a microorganism belonging to the genus Serratia and having the ability to produce and accumulate d-biotin, is incorporated into a vector plasmid. 4. A method for producing d-biotin, which comprises culturing a microorganism belonging to the genus Serratia having the ability to produce and accumulate d-biotin in a medium, thereby producing and accumulating d-biotin in the medium, and collecting the same.
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