JPH02312590A - プラスミドpTY1 - Google Patents

プラスミドpTY1

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JPH02312590A
JPH02312590A JP1132686A JP13268689A JPH02312590A JP H02312590 A JPH02312590 A JP H02312590A JP 1132686 A JP1132686 A JP 1132686A JP 13268689 A JP13268689 A JP 13268689A JP H02312590 A JPH02312590 A JP H02312590A
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JP
Japan
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plasmid
restriction enzyme
pty1
enzyme derived
propionibacterium
Prior art date
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Pending
Application number
JP1132686A
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English (en)
Inventor
Tetsuhisa Yada
哲久 矢田
Kenji Maruhashi
健司 丸橋
Takashi Kiyota
隆 清田
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Oil Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/74Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora
    • C12N15/746Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora for lactic acid bacteria (Streptococcus; Lactococcus; Lactobacillus; Pediococcus; Enterococcus; Leuconostoc; Propionibacterium; Bifidobacterium; Sporolactobacillus)

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  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプロピオン酸生産菌プロピオニバクテリウム(
Propionibacterium)属細菌より分離
されるプラスミドに関する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕最近
、微生物を用いるDNA (デオキシリボ核酸)紐換え
実験が盛んになり大腸菌を中心として、これに導入する
ことができる有用なベクターの開発が広く行われている
。大腸菌以外の工業的に有用な微生物、例えば、アミラ
ーゼなどの生産菌である枯草菌、抗生物質などの生産菌
である放線菌および醸造用アルコールの生産菌である酵
母などでも組換えDNA技法を確立しようとの試みがな
されている。組換えDNA技法の導入にはベクターの取
得が必須であるため、これらの菌種ではプラスミドやフ
ァージの検索が行われてきた。
一方、プロピオン酸菌は生理活性物質の生産に関して多
種多様な能力を有することから、醗酵工業の分野では古
くから重要視されてきている。にもかかわらず、プロピ
オン酸菌の育種の手法はきわめて限られており、それに
要する時間と労力は研究をすすめる上で大きな障害とな
っている。したがって、プロピオン酸菌の育種改良の手
段の一つとして、DNA組換え実験を可能とする宿主−
ヘクター系の確立が望ましいとされている。
しかしながら、従来、プロピオン酸閑において、本発明
のプラスミドのごとき自律複製可能なプラスミドは知ら
れておらず、DNA組換えによる育種改良を困難にして
きた。′ 〔課題を解決するだめの手段〕 本発明者らは、プロピオン酸生産菌であるプロピオニバ
クテリウム属細菌におけるDNAMiみ換え技術を開発
すべく探索研究を行ったところ、該属菌から新規プラス
ミドが得られることを知り、これに基づいてさらに研究
した結果、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、約4.9メガダルトンの分子量を
有し、制限酵素旧ndIII、BgllT及びPstI
によって切断されず、そして次の制限酵素地図:によっ
て特徴づけられるプラスミドpTy lに関する。
[具体的な説明〕 本発明において用いられるプロピオニバクテリウム属に
属し、プラスミドを有する微生物としてはたとえば、プ
ロピオニバクテリウム・ベントザセウム(紅卯バ叫巽脛
頃吐些−ヨ)が挙げられ、具体的にはプロピオニバクテ
リウム・ベントサセウムIFO1,2425(ATCC
4875)が挙げられる。
この微生物は財団法人発酵研究所発行のリスト・オブ・
カルチャーズ(Institute for Ferm
entationOsaka Li5t of Cu1
tures 1984)に収載され、該研究所より人手
することができ、またジ・アメリカン・タイプカルチャ
ー・コレクション(The Ameri−can Ty
pe Cu1ture Co11ection)(米国
)発行のカタログ・オブ・ストレインズ(The Am
erican TypeCulture Co11ec
tion Catalogue or 5trains
 LFourteenth Edition 1980
)に収載され、該コレクションから人1手することがで
きる。
本発明に使用される培地としては、本発明の微生物が生
育し、その菌体内にプラスミドを保持しうるものであれ
ばいかなるものであってもよい。
この培地の代表的なものを第1表に示す。また培養に際
して必要があれば、培地に抗生物質たとえばクロラムフ
ェニコールが加えられる。
第1表 培養培地組成例 酵母エキス       8.5g/lポリペプトン 
     8.5g/lグルコース       11
.0g/I!。
Kll。Po、         2.0 g/lトマ
トジュース粉末   3.7g/ffiTween 8
0        1.Og / 1培養温度は通常1
5″Cないし42℃、さらに好ましくは約24°Cない
し35°Cであり、培地のpHは初発pHが約6.0な
いし8.0でありさらに好ましくは約6.5ないし7.
5である。培養時間は通常1ないし4日、さらに好まし
くは約1ないし2日である。
次に、上記培養によって生育された菌体を集め、溶菌し
、溶菌物からプラスミドを単離する。菌体を集める方法
自体は、公知の方法に従えばよく、たとえば遠心分離、
濾過などの方法が挙げられる。
プロピオニバクテリウム属菌の溶菌方法としてはたとえ
ば、溶菌酵素(例、リゾチーム)を用いる方法があげら
れる。なお必要があれば溶菌酵素のほかにプロテアーゼ
などの酵素類やザルコシール、ラウリル硫酸ナトリウム
などの界面活性剤を加えたり、ペニシリンG処理、凍結
融解をほどこしたりして溶菌を容易にすることができる
つぎに、このようにして得られた溶菌物からプラスミド
を単離するにはそれ自体公知の方法に従えばよく、たと
えばエタノールを用いるDNAの沈殿法、エチジウムブ
ロマイドを含む塩化セシウム密度勾配遠心法、ショ糖密
度勾配遠心法、アフィニティークロマトグラフィー、ヒ
ドロキシルアパタイトクロマトグラフィー、ゲル電気泳
動法、セロファン膜などを用いる透析処理法などを適宜
組み合わせてプラスミドを単離することができる。
後述の実施例1で得られたpTY 1は、次のような制
限酵素による切断部位を有している。pTY 1の制限
酵素切断地図を以下に示す。
」二記の制限酵素切断地図は、pTY lの分子量を4
.9メガダル1−ンとして作製されており、各種の制限
酵素による切断個所は地図上のBam Hlによる切断
個所(0/4.9)を基にして定められている。
pTY 1は各種制限酵素に対して次の感受性を有して
いる。
制限酵素によるpTy 1の切断部位数制限酵素*  
 切断個所数 Bam Hl     I Eco R12 sph T        I Xho T        ] Hind I[I       O Bgl  II       0 Pst  I       O *制限酵素の名称は次の菌種から得られる制限酵素の略
称である。
Bam III  :ハチルス・アミロリクエファシェ
ンスEcoRI:エシェリヒア・コリ 5phI:ストレプトマイセス・ファエクロモゲネス Xhol:キサントモナス・ボルシコーラHind m
 :ヘモフイラス・インフルエンザBglII:バチラ
ス・グロビギー PstT:プロビデンシア・スチュアーティー制限酵素
による切断部位数は過剰の制限酵素存左下でプラスミド
pTY 1を完全消化し、それらの消化物を0.6%の
アガロースゲル電気泳動にかけ、分離可能な断片の数か
ら決定される。分子量は大腸菌のラムダファージのDN
Aを旧ndlllで消化して得られる分子量既知の断片
(J、Mo1.Biol、、非。
551−564(1975) )の同一アガロースゲル
上での泳動距離で描かれる標準曲線に基づき、消化プラ
スミドpTY 1の各断片の分子量を算出し、複数の断
片を生じる場合は加算して求められる。
本発明により得られたプラスミドは種々の制限酵素によ
る切断部位を有しており、この事実はこのプラスミドを
修飾して多くの有用なベクターを開発できることを示し
ている。またこのプラスミドあるいはその誘導体に目的
とする遺伝子を組み込み、これを適当な宿主微生物に導
入して、宿主を形質転換させることも可能である。とり
わけ本発明のプラスミドはプロピオン酸菌など発酵工業
上重要な微生物に対しベクターとして有利に利用できる
。すなわちプロピオン酸菌からの遺伝情報を本発明のプ
ラスミドを用いてクローン化し、これを目的とする微生
物に導入することによりたとえば、プロピオン酸閑によ
る抗生物質、生理活性物質、ビタミンなどの代謝産物の
産生の増大をもたらすことができる。
さらに本発明のプラスミドは微生物遺伝子のみならず、
高等動植物の遺伝子(たとえば、ソマトスタチン、イン
スリンなどをコードする遺伝子や窒素固定に関与する遺
伝子)をクローニングするためのベクターとしても利用
可能である。
上記使用において、目的とする遺伝子を含む組み換えプ
ラスミドの作製方法それ自体は公知である。たとえば、
サンエンティフィック・アメリカン(Scientif
ic American) 1975年第233巻N0
81第24〜33頁に記載されている。
また本発明のプラスミドを宿主微生物細胞内に導入する
には、大腸菌(E、 coli)K−12で報告されて
いるように低温のもとで菌を塩化カルシウムで処理して
菌膜の透過性を増大せしめ、プラスミドを移入する方法
(Mandel、M and lliga、八、、J。
Mol Biol、、 53,159(1970)) 
、枯草菌で報告されているように増殖のある段階で自然
にプラスミドを取り込みやすくなること(いわゆるコン
ビ−テントな状態)を利用して、プラスミドを移入する
方法(Duncan、 C,11,、Wilson、 
G、^、and Young。
F、E、+ Gene、上、153(1977)) 、
更には枯草菌、放線菌、酵母の報告にあるように細胞を
プロトプラスト又はスフェロプラストにしてプラスミド
を移入する方法(Chang、 S and Cohe
n、 S、N、、 Mo1ec。
Gen、Genet、、 168.11H1979) 
: Bibb、 M、J、、 Ward。
J、M、 and Ilopwood、 D、A、、 
Nature、 274,398(197B):Hin
nen、 A、、 Hicks、 J、B、 and 
Fink、 G、R,、Proc。
Natl、 Acad、 Sci、、 USA、75.
1929(1978))等が知られている。
また、本発明のプラスミドをベクターとして用い、目的
とする物質の生合成に必要な遺伝子を組み込んだプラス
ミドを導入された宿主微生物を自体公知の方法で培養し
て、目的とする物質を培地中あるいは菌体内に生成蓄積
させ、その培養物から目的とする物質を分離精製するご
とにより、目的とする物質を製造できる。
本発明のプラスミドはプロピオン酸菌のプラスミドであ
るから、プロピオン酸菌を宿主とする系に用いることが
できるばかりではなく、他のダラム陽性菌、たとえばバ
チラス(Bacillus)、コリネバクテリウム(C
orynebacterium) 、ブレビバクテリウ
ム(Brevibac4nrium)などの細菌のベク
ターとしても使用できる可能性がある。
〔実施例〕
次に実施例をあげて本発明をさらに詳しく説明するが、
本発明はこれに限定されるべきものではない。
第1表の培地10m2を試験管(18m+nφ×180
mm)に分注後滅菌し、これにプロピオニバクテリウム
・ベントサセウムIPOL2425を接種して30°C
で2日間静置培養した。この培養物の全量を400mf
lの前記と同様の組成の培地を11の坂ロフラスコに分
注して予め滅菌したものに移植して30゛Cで静置培養
した。610nmにおける吸光度(OD)を測定し、O
D = 1. Oになった時点で培養液中2単位/成の
濃度となるようにペニシリンGを添加し、さらに30°
C12,5時間培養を継続した。培養液から菌体を集菌
し、TBS緩衝液〔o、o3M  )リス(ヒドロキシ
メチル)アミノメタン(トリス) 、0.005M E
DTA 、0.05M NaCf : pH8,0〕で
洗浄後、リゾチーム液〔25%ショ糖、0、 IM N
aCff1.0.05M  )リス、5 ll1g /
 mlリゾチーム: pH8,O)で20戚に懸濁し、
37°Cで1時間反応させた。反応液に、5M NaC
ff12.4 ml、0,5M EDT^(pH8,5
) 0.6 ml、4%ラウリル硫酸ナトリウムと0.
7MNaCff1とからなる溶液4.4 mlを順次添
加し、緩やかに混和してから氷水中に15時時間−た。
溶菌物全量を遠心管に移し、4°Cで60分間、694
00X gの遠心にかけ上澄液をとった。
これに重量百分率10%相当のポリエチレングリコール
6000を加え、静かに混和して溶解液、氷水中に置い
た。16時間後、1500Xgで10分間遠心してベレ
ットを回収した。TBS緩衝液5 mlを加えて、ペレ
ットを静かに再融解してから5■/mlエチジウムブロ
マイド0.5 mflを添加し、これに塩化セシウムを
加えて静かに融解し、密度を1.580に合わせた。こ
の溶液を105000x g、20゛Cで48時間遠心
した。この密度勾配遠心により、共有結合で閉じられた
環状のDNAは紫外線ランプを照射することによって遠
心チューブ中下方の密度の高いバンドとして見出された
。このバンドを注射筒で遠心デユープの側面から抜きと
ることによってプラスミドpTy lが分離された。次
いで分画液を等容量のイソプロピルアルコール液〔容量
百分率90%イソプロピルアルコール、10%TBS緩
衝液(この混液中に飽和溶解量の塩化セシウムを含む)
〕で5回処理してエチジウムブロマイドを抽出除去し、
しかる後に、TBS緩衝液に対して透析した。
このようにして得られたプラスミドpTy 1を含む透
析液1 mlに対して2In!!、のエタノールを加え
、析出する沈殿を濾取して一20°Cで真空乾燥を行い
50μgのプラスミドpTY 1を得た。また各種制限
酵素によってpTY 1を単一消化、二重消化、あるい
は三重消化して得られたDNA断片をアガロースゲル電
気泳動にかけ、その移動度から分子量を求めた(Met
hod in Enzymology 12巻Part
 B第361〜377頁、1968年アカデミツクプレ
ス、ニューヨーク(米国)参照〕ところ、数十回の観察
で約4.9メガダルトンであった。この場合、酵素は全
酒造あるいは東洋紡製を使用し、反応はすべて供給者に
よって定められた条件に従った。また分子量は、λDN
Aをtlindlllで分解して得られた断片の標準移
動度のパターンを基にして決定した。
これらの結果から、前記の制限酵素地図を決定した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、約4.9メガダルトンの分子量を有し、制限酵素H
    indIII、BglII及びPst I によって切断されず
    、そして次の制限酵素地図: ▲数式、化学式、表等があります▼ によって特徴づけられるプラスミドpTY1。
JP1132686A 1989-05-29 1989-05-29 プラスミドpTY1 Pending JPH02312590A (ja)

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