JPH03210190A - チアミンリン酸類の製造法 - Google Patents

チアミンリン酸類の製造法

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JPH03210190A
JPH03210190A JP2224804A JP22480490A JPH03210190A JP H03210190 A JPH03210190 A JP H03210190A JP 2224804 A JP2224804 A JP 2224804A JP 22480490 A JP22480490 A JP 22480490A JP H03210190 A JPH03210190 A JP H03210190A
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JP
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thiamine
atp
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phosphate
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JP2224804A
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Tatsuro Fujio
達郎 藤尾
Midori Hayashi
みどり 林
Akihiro Iida
章博 飯田
Tatsuya Nishi
達也 西
Takeshige Hagiwara
萩原 健茂
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KH Neochem Co Ltd
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Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
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    • C12N9/12Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/16Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing two or more hetero rings
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はチアミン−リン酸(以下TMPと略記する)お
よびチアミンピロリン酸く以下TPPと略記する)など
のチアミンリン酸類の製造方法に関する。TPPはチア
ミン(ビタミンB+)の補酵素型であり、またTMPは
TPPの中間代謝産物である。従って、栄養剤原料、各
種医薬品原料としてのみならず、生化学試薬としても重
要な物質である。
従来の技術 チアミンリン酸類の製造方法としては、チアミンを化学
的にリン酸化する方法が多数知られている〔英国特許6
87673号、ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケ
ミカル・ソサイエティ(Journalof the 
American Chemical 5ociety
) 60 、2263(1938)、同誌 63  、
1160 (1941)、特公昭4914751号公報
など〕。
発明が解決しようとする課題 化学的な合成法では、目的物以外の各種リン酸エステル
の混合物が生成し、複雑な精製工程を必要としたり、収
率がきわめて低いなどの問題点がある。したがって、T
MP、TPPを高収率で経済的に製造するための製法の
開発が望まれている。
課題を解決するための手段 本発明は、チアミンとATPとからTMPおよび/また
はTPPを生成する反応を触媒する酵素活性を有する酵
素源の存在下、水性媒体中でチアミンとATPとを反応
させてTMPおよび/またはTPPを生成させ、反応液
から生成したTMPおよび/またはTPPを採取するこ
とを特徴とするチアミンリン酸類の製造法を提供する。
以下に、本発明の詳細な説明する。
本発明に用いる酵素源としては、チアミンとATPとか
らチアミンリン酸類を生成する反応を触媒する活性を有
する酵素であればいずれでもよいが、具体的には、チア
ミンキナーゼ[Thiaminekinase(EC2
,7,1,89) ]および/またはチアミン−リン酸
キナーゼ[Thiamine  monophosph
atekinase(EC2,7,4,16) )があ
げられる。好適には、チアミンとATPとからTMPお
よび/またはTPPを生成する活性を有する微生物の菌
体、培養液またはそれらの処理物が用いられる。
酵素源に用いる微生物としては、チアミンとATPとか
らチアミンリン酸類を生成する活性を有する微生物であ
ればいずれでもよいが、具体的には、エシェリヒア・コ
リ(Escherichia coli)MM294株
(ATCC33625)があげられる。また、TMPお
よび/またはTPPの合成に関与する遺伝情報を担うD
NA断片を含む組換え体DNAを保有させることにより
、チアミンとATPとからチアミンリン酸類を生成する
活性を強めた菌株を用いることにより、さらに収率よく
チアミンリン酸類を製造することができる。
TMPおよび/またはTPPの合成に関与する遺伝情報
を担うDNA断片を含む組換え体DNAは、チアミンと
ATPとからチアミンリン酸類を生成する活性を有する
微生物の染色体DNAを供給源とし、通常の組換えDN
A技法により作製することができる。
TMPおよびTPPの合成に関与する遺伝情報を担うD
NA断片としては、具体的にはチアミンキナーゼ(以下
TMKと略記する)をコードする遺伝子(以下thiに
と略記する)、チアミン−リン酸キナーゼ(以下TPS
と略記する)をコードする遺伝子(以下thiLと略記
する)などを含むDNA断片があげられる。
TMKおよび/またはTPSをコードする遺伝子を含む
DNA断片の供給源としては、真核生物、原核生物、バ
タテリオファージまたはプラスミドなどに由来するもの
があげられるが、なかでもエシェリヒア属に属し、TM
Kおよび/またはTPS活性を有する菌株が好適である
。具体的には、エシェリヒア・コリ W3110株(A
TCC27325)や、クラークらにより作成されたエ
シェリヒア・コリの遺伝子ライブラリーを含有するJ^
200株〔セル(Cell) 9 、9H1976) 
〕などを例示することができる。染色体DNAはザ・イ
ーエムビーオー・ジャーナル(The BMBOJou
rnal)、 4.1875(1985)記載の方法に
より調製できる。
該DNA断片と接続するベクターとしては、エシェリヒ
ア属菌種中で自律複製できるものであればファージ・ベ
クター、プラスミド・ベクターなどいずれでも使用でき
る。好適にはPBR322Cジーン(Gene)、 2
  、95(1977) )、pUc19 [ジーン(
Gene)、 33 、103(1985)Eなどを例
示することができる。
thiKおよび/またはthiLを含むDNA断片とベ
クターDNAの組換え体DNAの作製は、試験管内でt
hiKおよび/またはthiLの供給源となるエシェリ
ヒア・コリの染色体DNAとベクターDNAとを、適当
な制限酵素、例えば[:laI、 Pstl。
Hind■などで切断したのち混合しT 4 DNA 
!Jガーゼの作用により両DNA断片を結合させること
により、種々の組換え体混成物とともに得ることができ
る。
目的の酵素をコードする遺伝子を含む組換え体DNAは
、上記の組換え体混成物を用いて、該遺伝子を欠損する
変異株を受容菌として形質転換を行い、欠損形質が相補
された形質転換株を選択し、該形質転換株の保有する組
換え体DNAを分離することにより得ることができる。
受容菌としてthiKのクローニングに用いられるTM
K欠損変異株としては、エシェリヒア・コリN I 5
10(thiに1゜thiDl)株[ジャーナル・オブ
・バタテリオロジイ(J、Bacteriol、) 1
51 、708(19B2)]を、またthiLをクロ
ーニングするためのTPS欠損変異株としては、エシェ
リヒア・コリN 1420(thiBl、 thiL2
)株〔ジャーナル・オブ・バタテリオロジイ(J。
Bacteriol、) 151 .708(1982
) 〕を例示することができる。形質転換は、コーエン
らの方法(Cohenet  al、 ;プロシーディ
ング・オブ・ザ・ナショナル・アカデミイ・オブ・サイ
エンス(Proc、 Natl。
^cad、Sci、) U、S、^、 69.2110
(1979)’]で行う。
得られた形質転換株からTMPおよび/またはTPPの
合成に関与する遺伝情報を担うDNA断片を含む組換え
体DNAを分離し、該組換え体DNAを宿主微生物に導
入することにより、チアミンとATPとからチアミンリ
ン酸類を生成する活性を強めた菌株を得ることができる
具体的には、エシェリヒア・コリ由来のthiKを組み
込んだ組換え体DNA保有株エシェリヒア・コリMH1
01、エシェリヒア・コリ由来のthiLを組み込んだ
組換え体DNA保有株エシェリヒア・コリMH301お
よびエシェリヒア・コリMI1302、エシェリヒア・
コリ由来のthiKおよびthiLを組み込んだ組換え
体DNA保有株エシェリヒア・コリMM294/pTに
Li2などがあげられる。
チアミンとATPとからチアミンリン酸類を生成する活
性を有する微生物の培養は、通常の細菌の培養方法に従
って行う。すなわち該微生物を、炭素源、窒素源、無機
物、アミノ酸、ビタミンなどを含有する通常の培地中に
おいて、好気的条件下にて温度、pHなどを調節しつつ
培養を行えばよい。
培地に用いる炭素源としては、例えばグルコース、フラ
クトース、シュークロース、糖蜜、廃糖蜜、澱粉加水分
解物などの炭水化物、エタノール、グリセリン、ソルビ
トールなどのアルコール類、ピルビン酸、乳酸、酢酸な
どの有機酸、グリシン、アラニン、グルタミン酸、アス
パラギン酸などのアミノ酸など、該微生物が資化可能な
ものであればいずれでも使用できる。これらの使用濃度
は5〜30%が好ましい。
窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸
アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、
酢酸アンモニウム、リン酸アンモニウムなどの各種無機
および有機アンモニウム塩、尿素、ペプトン、NZアミ
ン、肉エキス、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、フィツシュミールまたはその消化
物などの窒素含有有機物、グリシン、グルタミン酸など
の各種アミノ酸など種々のものが使用できる。その使用
濃度は通常0.1〜lO%である。
無機物としては、リン酸第−カリウム、リン酸第二カリ
ウム、硫酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、塩化ナ
トリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸亜鉛、炭酸
カルシウムなどを用いることができる。用いる微生物が
アミノ酸、核酸、ビタミンなど特定の栄養物質を生育に
要求する場合には、培地にこれらの物質を適当量添加す
る。
培養は、振盪培養または通気攪拌培養などの好気的条件
下に行う。培養温度は、一般に20〜40℃が好適であ
る。培養期間は、通常1〜72時間である。培地のpH
はアンモニア、尿素、水酸化ナトリウム溶液などで中性
に保つことが望ましい。
このようにして得られる微生物の培養液は、そのままで
も反応に用いることができるし、さらに該培養液を種々
処理して得られる処理物を反応に用いてもよい。処理物
としては、培養物の濃縮物、乾燥物、界面活性剤および
/または有機溶剤処理物もしくは溶菌酵素処理物、さら
に培養物を遠心分離して得られる菌体、菌体の乾燥物、
アセトン処理物、界面活性剤および/または有機溶剤処
理物、溶菌酵素処理物、固定化菌体、あるいは菌体から
の抽出酵素標品などがあげられる。
チアミンとATPとからチアミンリン酸類を生成させる
反応は、水性媒体中であればいずれでも行うことができ
る。好適には微生物の培養中もしくは培養終了後に、培
養液に基質となるチアミンおよびATPとを添加し、さ
らに必要に応じて界面活性剤および/または有機溶剤を
同時に存在させる。
基質として用いるATPを、ATP前駆体、リン酸基供
与体およびエネルギー供与体とからATPを生合成する
活性を有する微生物を用いて供給する場合には、前記反
応液組成においてATPの代わりにATP前駆体、AT
P再生エネルギー供与体、リン酸基供与体およびATP
生合成活性を有する微生物を反応液中に存在させる。
このようにして調製した反応液を、20〜50℃にて1
〜48時間反応させることによりTMPおよび/または
TPPを反応液中に蓄積させることができる。反応中は
、pHを6〜9に調節することが望ましい。
反応に用いるチアミンとしては、化学的に合成されたも
のでも天然物由来のものでも、また精製品でも粗精製品
でも、チアミン含有組成物であって、TMPおよびTP
P生成反応を阻害するものを含まないものであればいず
れでも使用できる。
その濃度は0.1〜50g/fが好適である。
TPPを製造する場合は、チアミンの代わりにTMPを
基質として用いることができる。その際のTMPは、精
製品でも粗精製品でも、TMP含有組成物であって、T
PP生成反応を阻害するものを含まないものであればい
ずれでも使用できる。
その濃度は、0.1〜50g/Itが好適である。
ATPとしては、精製品でも粗精製品でも、ATP含有
物であって、反応を阻害するものを含まないものであれ
ばいずれでも用いることができる。
ATPを反応基質として添加する場合は、通常0.1〜
100g/j!の濃度範囲で用いる。一方、ATP生合
成系との共役反応系を用いる場合には、触媒量(1,0
g/j!以下)のATPで十分であり、菌体や培養液か
ら反応系中に持ち込まれる量によって必要量が満たされ
る場合には、とくに添加する必要はない。
ATP前駆体は必要があれば反応系中に添加する。その
場合、5′−アデノシン−ニーリン酸、5′アデノシン
ーーーリン酸、アデノシン、アデニンなどの精製品、粗
精製品、またはそれらの含有物など、反応に用いる微生
物によってATPに変換され得るものであって、かつリ
ン酸化反応を阻害するものを含まないものであればいず
れでも使用できる。使用する濃度は、通常1g/f以下
で十分である。なお、菌体や培養液などから反応系中に
持ち込まれる量が十分であれば、とくに添加する必要は
ない。
ATP前駆体、リン酸基供与体およびエネルギー供与体
とからATPを生合成する活性を有する微生物としては
、エシェリヒア属、ブレビバクテリウム属またはコリネ
バクテリウム属に属する微生物で、該ATP生合成活性
を有するものであればいずれでもよい。具体的には、エ
シェリヒア・コリ MM294 (^TCC33625
) 、ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス^TCC
6872、コリネバクテリウム・グルタミクム^TC[
: 13032などがあげられる。
ATP再生エネルギー供与体としては、使用する微生物
により資化されるものであれば、グルコース、アラビノ
ース、フラクトース、ラクトース、マルトース、シュー
クロース、マンニトール、ソルビトール、トレハロース
、糖蜜、廃糖蜜、ソノ他の糖質、澱粉加水分解物などの
炭水化物、ピルビン酸、乳酸、酢酸、α−ケトゲルター
ル酸などの有機酸、グリシン、アラニン、アスパラギン
酸、グルタミン酸、グルタミンなどのアミノ酸などいず
れでもよい。また、アセチルリン酸、カルバミルリン酸
、クレアチンリン酸などのリン酸化化合物も使用できる
。その濃度は、1〜200g/j!の範囲を保つことが
望ましい。
リン酸基供与体としては、オルソリン酸、ピロリン酸、
ポリリン酸、ポリメタリン酸などの無機リン酸のナトリ
ウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩などいずれでも使
用できる。また、アセチルリン酸、カルバミルリン酸、
タレ了チンリン酸、フラクトース−1,6−二リン酸な
どの有機リン酸化化合物も用いることができる。その濃
度は、10〜400mMの範囲を保つことが望ましい。
界面活性剤としては、ポリオキシエチレンステアリルア
ミン(例えばナイミーンS−215、日本油脂社製、以
下同じ)、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、
カチオンFB、カチオンF2−40Eなどのカチオン性
界面活性剤、ナトリウムオレイルアミド硫酸、ニューレ
ックスTAB、ラピゾール80などのアニオン系界面活
性剤、ポリオキシエチレンソルビタン、モノステアレー
ト(例えばノニオン5T221)などの両面活性剤、そ
の他三級アミンPB、ヘキサデシルジメチルアミンなど
、リン酸化を促進するものであればいずれでも使用でき
る。これらは通常0,1〜50mg/ay、好ましくは
1〜20mg/m&の濃度で用いられる。
また、有機溶剤としては、トルエン、キシレン、脂肪族
アルコール、ベンゼン、酢酸エチルなどが用いられ、そ
の濃度は0.1〜50d/rd!、好ましくは1〜20
頭/mlがよい。
反応液中に生成したTMPおよび/またはTPPの採取
は、公知のイオン交換樹脂法、活性炭吸着法、溶媒抽出
沈澱法などを適宜選択し組み合せることにより行うこと
ができる。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例1 エシェリヒア・コリ由来のthiK遺伝子を
含むDNA断片を組み込んだ組換え体プラスミドの取得 (1)  thiK遺伝子のクローニングthiK遺伝
子は、受容菌としてthiK欠損変異によるTMP要求
要求性用いてクローニングした。要求性株への遺伝子の
導入は、選択寒天平板上でF″の供与菌からF−の受容
菌へのF因子の移行に伴うプラスミドの移行(接合伝達
)を行わせるレプリカタイティング法[L、C1ark
eら;メソツズ・インーエンザイモロジ−(Metho
ds in Enzymology)。
68 、396(’1979)]で行った。DNAの供
与菌としては、クラークらにより作成されたエシェリヒ
ア・コリの遺伝子ライ°ブラリーを含有するJA200
株(F+)を用いた。受容菌としては、申出らにより造
成されたTMP要求性変異株Nl510(thin、 
thiK、 FC,H,Nakayamaら;ジャーナ
ル・オブ・バタテリオロジ−(J、8acterio1
.)、 151 、708(19B2) 〕を用いた。
受容菌のストレプトマイシン(以下Stmと略記する)
耐性を示すと同時に、遺伝子の導入によりTMP非要求
性となった株を選択した。
すなわち、エシェリヒア・コリ Nl510株を、1m
g/j!のTPPを含むL培地〔バタトトリブトン(デ
イフコ社製)10g/C酵母エキス (デイフコ社製)
5g/i、Na1J  5g/lを含みp)Iを7.2
に調整した培地〕で30℃、18時間培養した。
得られた培養菌体を、生理食塩水で充分洗浄し適宜希釈
した後、MM培地[NaJPOs 4g、 KH2PO
42,5g、 (NH4)250.1g、 Mg5O,
・7L0 0.1 g 。
) CaC12・2L05mg、 Fe5L ・7H200
,25mg、ヒスチジン25mg、メチオニン25■、
トリプトファン25mg5アルギニン50■を水11に
溶解した培地、palは無調整〕に50mg/ I S
tm、  1 mg/ Itチアミン及び寒天1.5%
を添加して作った選択用のMMS tmB +平板培地
に塗布した。供与菌は、L培地に1.5%寒天を添加し
た平板培地にて30℃、18時間培養したものを、受容
菌を塗布した選択培地上にレプリカした。この平板培地
を30℃で18時間培養し、供与菌からのプラスミドの
導入により受容菌のTMP要求性が相補された株(N[
510/pLc18−2)を選択した。
Nl510/pLc18−2株の平板上での生育を調べ
たところ、M M S t m B +平板培地上では
生育し、MMStrn平板培地(MM培地に50mg/
f! Stm及び寒天1.5%を添加した培地)上では
生育しなかった。このことから、該プラスミドはNl5
10株のthiD欠損によるチアミン要求性は相補せず
、thiK欠損によるTMP要求性を相補することが確
認され、pLc18−2上にはエシェリヒア・コリ由来
のthiK遺伝子が存在することが示唆された。
(2)  t h i KのpBR322へのサブクロ
ーニング選択された株より公知の方法〔モレキュラー・
クローニング(Molecular cloning)
 :  コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ
ーズ(ColdSpring 1abor Lab、 
>、 (1982) :以下プラスミドの取得にはこの
方法を用いた〕によりプラスミドDNAを分離精製し、
該DNA  1■をY−50緩衝液〔10mM )リス
緩衝液(pH7,5)、50mM NaCR17mM 
MgCj! 21mMジチオスレイトール(以下DTT
と略記する)〕50μgに溶かし、5単位の制限酵素C
βaI  (全酒造社製、以下特記しないかぎり制限酵
素は全酒造社製を用いた)を加え、37℃で2時間消化
反応を行い、消化物を解析した。該プラスミドは、大き
さが28キロベース (以下kbと略記する)で、4ケ
所のCAal切断部位を有することがわかった。
そこで、pLcIL2の[j2al断片をpBR322
のC11aI切断部位にクローニングすることにした。
pLclB−21ラスミドDNA  5■をY−50緩
衝液50頭に溶かし、20単位の1JaIを加え、37
℃で2時間消化反応を行ったのち、65℃、10分間の
熱処理により反応を停止した。この消化物に蒸留水13
0頭、3M酢酸ナトリウム(pf15.6) 20ul
を添加後、2倍量の水冷エタノールを加え、−80℃で
20分間静置した。遠心分離後上清を捨て、DNAの沈
澱を取得したく以下、この方法を「エタノール沈澱法」
と称す)。一方pBR322プラスミドDNA’(全酒
造社製)2■をY−50緩衝液504に溶かし、10単
位のCl1alを加え、37℃で2時間消化反応を行っ
た後、65℃、10分間の熱処理により反応を停止した
エタノール沈澱法によりDNAの沈澱を得た。このよう
にして得た約0.2AgのpLclB−2のCfaI消
化断片と、約0.05.のpBR322CRa I消化
断片をT4リガーゼ緩衝液1:20mM)!Jス・塩酸
緩衝液(pH7,6) 、7mM Mg1J −,10
mM DTT、 0.5mM ATP 〕504に溶解
して、2単位の74DNAリガーゼ(全酒造社製)を加
えて、16℃にて18時間静置した。得られた組換え体
DNA混合物を用い、エシェリヒア・コリ Nl510
株をコーエンらの方法〔プロシーテ゛イング・オブ・ザ
・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンス(Pro
c、 Natl、Acad、 Sci、 )Ll、S、
A、 69  、2110(1979) )により形質
転換し、MM培地に75■/lアンピシリン(以下Ap
と略記する)と1■/lチアミンを添加したMMApB
 +平板培地上で生育した形質転換株を選択した。この
形質転換株から公知の方法でプラスミドDNAを分離精
製し、該DNAをC1’alで消化することにより、構
造解析を行った。その結果、pBR322のCJaI切
断部位に、約11kbのpLclB−2由来のDNA断
片が挿入された組換え体プラスミドであることを確認し
、pHK1と名付けた。pHKlを用いてエシェリヒア
・コリMM294 (ATCC33625)株を形質転
換し、菌株MM294/pHK1を得た。
(3)  t h i KのpUc19へのサブクロー
ニングpHKI D N Aを分離精製し、種々の制限
酵素で消化することにより構造解析を行った結果、pH
に1はCfalで2ケ所、Pst Iで3ケ所、Sma
 Iで1ケ所、Nru Iで少なくとも2ケ所切断され
た。そのうち、約2.6kbのIJ a I −Nru
 I断片上にthiKが存在すると予想された。
上記で調製したpHK1プラスミドDNA 5■をY5
0緩衝液504に溶かし、20単位のCfalを加え、
37℃で2時間消化反応を行い65℃、10分間の熱処
理後、エタノール沈澱法によりDNAの沈澱を得た。D
NA断片を全量50頭のT4DNAポリメラーゼ緩衝液
[:67mM)リス・塩酸(pH8,8)、6.7mM
MgCj’z、6.6mM (NH−) 2SO4,1
0mM 2−メルカプトエタノール、6.7 、!JM
 EDTA、 0.33mM dCTP 、 OJ3m
MdATP 、 0.33mM dGTP 、 0.3
3mM dTTP 〕に溶かし、5単位のT4DNAポ
リメラーゼ(全酒造社製)を加え、37℃で1時間反応
させ、1JaI消化によって生じた5′−突出末端を平
滑末端に変えた。
反応液と等量のフェノール:クロロフォルム(容量比で
1:1)を添加し、十分攪拌して反応停止後、遠心分離
土浦を取得(以下フェノール:クロロフォルム抽出法と
称す)した後、エタノール沈澱法によりDNAの沈澱を
得た。該DNA沈澱をNru I緩衝液C10mM )
リス・塩酸(p)17.5) 、7mMMgC12,1
50mM KCI、1mM DTT 、 0.01%ウ
シ血清アルブミン(以下BSAと略記する) 〕50m
に溶かし、20単位の1lru Iを加え、37℃で2
時間消化反応を行った。65℃、10分間の熱処理後、
約2.6ktlのCj! a I −Nru I断片を
精製した。
一方、ベクターは、エシェリヒア・コリJM109株〔
ジー’J (Gene)、33.103(1985> 
)から分離精製したPUC19を用いた。plJc19
 DNA2ugを10mMトリス・塩酸(pH8,0)
 、7mM Mgl 2.1mM DTT 。
0、O1%BSAの組成の緩衝液50頭に溶かし、20
単位のSma rを加えて37℃で2時間消化反応し、
65℃、10分間の熱処理後エタノール沈澱法によりD
NA沈澱を取得した。得られた約0.2■のpHK1由
来のDNA断片と、約0.1gノpHC19由由来DN
A片を50μaの74DNAIJガーゼ緩衝液中で、2
単位のT4DNAIJガーゼを加えて、16℃で18時
間結合反応を行った。このようにして得られた組換え体
プラスミドを用い、エシェリヒア・コリl11510株
を形質転換し、MMApB、平板培地で生育した、Ap
耐性でTMP要求性が相補された形質転換株を得た。こ
れら形質転換株からプラスミドDNAを分離精製し、制
限酵素消化により構造解析を行ったところ、2.6kb
のDNA断片が挿入されたプラスミドであることをnI
z忍し、pHK11と名付けた。pHKIIを用いてエ
シェリヒア・コリMM294株を形質転換し、エシェリ
ヒア・コリMM294/ pHK11を得た。
(4)  thiに上流へのtrpプロモーター(以下
Ptrpと略記する)の連結 (3)で得られたpHK11 DNA 3■をY−0緩
衝液(Y−50緩衝液からNaClを除いたもの)40
頭に溶かし、20単位のSac Iを加え、37℃で2
時間消化反応を行った。これに2.54の2M NaC
J、 15単位の13amHI、Sac Iを加え、3
7℃で2時間消化反応を行った。65℃、10分間の熱
処理後、thiKを含む2、7kbのSac I −B
amHI D N A断片を精製した。
一方、ベクターはPtrpをもつATGベクターのpT
rs31を用いた。pTrs31の造成法については参
考例に示す。pTrs31プラスミドにはPtrpの下
流に、Sac I切断部位が2ケ所、Bamfl I切
断部位が1ケ所ある (第4図参照)。分離精製したp
Trs31プラスミドDNA2Nを上記と同様にSac
 I s BamHIで消化し、エタノール沈澱法によ
りDNAの沈澱を得た。得られた約0.2gのpHK1
1由来のDNA断片と約0.1ugのpTrs31由来
のDNA断片を、50ρのT 4 DNA !Jガーゼ
緩衝液中で2単位のT4DNAIJガーゼを加え、16
℃で18時間結合反応を行った。このようにして得られ
た組換え体プラスミドを用い、エシェリヒア・コリMM
294株を形質転換してAp耐性の形質転換株を得た。
これらの形質転換株よりプラスミドDNAを分離精製し
、その構造解析を行ったところ、pTrs31由来のP
trpの下流にpHKII由来のthiにを含むDNA
断片が挿入されていることを確認し、該プラスミドをp
HTKlllと名付けた(第1図参照)。pHTKll
lを用いてエシェリヒア・コリMM294株を形質転換
し、エシェリヒア・コリMM294/I)HTKIII
を得た。該菌株は、平成元年7月3日付で工業技術院微
生物工業技術研究所(微工研)に、エシェリヒア・コリ
MHIOI(FORM 0P−2500)として寄託さ
れている。
実施例2 エシェリヒア・コリ由来噴h i L遺伝子
を含むDNA断片を組み込んだ組換え体プラスミドの取
得 (1)  t h i L遺伝子のクローニングエシェ
リヒア・コリTPP要求性変異株NI420(thin
、 thiL、 Fl  [H,Nakayamaら;
ジャーナル・オブ・バクテリオロジ−(J、Bacte
riol、)、 151 。
708(1982) )を受容菌として用いた以外は、
実施例1と同様にしてthiL遺伝子のクローニングを
行った。M M S t m B +選択平板培地上で
生育し、受容菌のStm耐性を持つと同時にTPP非要
求性となった株(N1420/pLc30−6)を選択
した。NI420株はthiB遺伝子の導入ではMMS
 tmBt選択培地で生育できないことから、pLc3
0−6にはNI420のthiL欠損によるTPP要求
性を相補する、エシェリヒア・コリ由来のthiL遺伝
子が存在すると考えられた。
(2)pBR322へのサブクローニング選択された株
より、公知の方法でプラスミドDNAを分離精製した。
C1aIにより切断し構造解析した結果、大きさが20
kbで、2ケ所のC1a■切断部位を有することがわか
った。
そこで、pLc30−6のIJaI断片をpBR322
のiaI切断部位にクローニングすることにした。
pLc30−6ブラスミドDNA  5JLgをY−5
0緩衝液504に溶かし、20単位のIJalを加え、
37℃で2時間消化反応を行った後、65℃、10分間
の熱処理により反応を停止した。この消化物からエタノ
ール沈澱法によりDNAの沈澱を取得した。一方pBR
322プラスミドDNA2ugをY−50緩衝液504
に溶かし、10単位の(:l1aIを加え、37℃で2
時間消化反応を行った後65℃、10分間の熱処理によ
り反応を停止し、エタノール沈澱法によりDNAを取得
した。このようにして得られた約0.2JJJgのpL
c30−6のCAal断片と、約0.05.のpBR3
22Cj!aI断片をT4リガーゼ緩衝液50〃に溶解
して、2単位のT 4 DNA !Iガーゼを加えて、
16℃にて18時間静置した。得られた組換え体DNA
混合物を用い、エシェリヒア・コ!I  N1420株
を形質転換し、M M A p B +平板培地で生育
した形質転換株を選択した。この形質転換株から公知の
方法でプラスミドDNAを分離精製し、該DNAを[J
aIで消化することにより構造解析を行った。その結果
、pBR322のC1!aI切断部位にpLc30−6
由来の約14kbのDNA断片が挿入された組換え体プ
ラスミドであることを確認し、pHL3と名付けた。
p)IL3を用いてエシェリヒア・コ’J MM294
株を形質転換し、菌株MM294/pflL3を得た。
(3)  t h i L上流へのPtrpの連結pt
lL3D N Aを分離精製し、種々の制限酵素で消化
することにより構造解析を行った結果、pHL3はPs
t Iで4ケ所、HindI[[で3ケ所、Hpa I
で2ケ所切断された。そのうち約2.8kbのPst 
I −Hpa I断片上にthiLが存在すると予想さ
れた。
上記で調製したp)IL3プラスミドDNA5gをY5
0緩衝液504に溶かし、20単位のPstIを加え、
37℃で2時間消化反応を行い、65℃、10分間の熱
処理後、エタノール沈澱法によりDNA沈澱を得た。D
NA断片を全量504のT4DNAポリメラーゼ緩衝液
に溶かし、5単位の74DNAポリメラーゼを加え、3
7℃で1時間反応させ、pst I消化によって生じた
3′−突出末端を平滑末端に変えた。フェノール:クロ
ロフォルム抽出後、エタノール沈澱法によりDNAの沈
澱を得た。該DNA沈澱を10mM)リス・塩酸(pH
7,5)、7mM MgCA 2.100+nM KC
I、1mM DTT 、 0.01%BSAの組成の緩
衝液50戚に溶かし、20単位のHpa Iを加え、3
7℃で2時間消化反応を行った。65℃、10分間の熱
処理後約2.8kbのPst I −Hpa I断片を
精製した。
一方、ベクターとしては、実施例1と同様にpTrs3
1を用いた。分離精製したpTrs31プラスミドDN
A2ugを50dのNru I @衝液に溶かし、15
単位のNru Iを加え、37℃で2時間消化反応を行
い、65℃、10分間の熱処理後、エタノール沈澱法に
よりDNAの沈澱を得た。得られた約0.2■のpH1
3由来のDNA断片(2,8kb)と約0.1■のpT
rs31由来DNAを50dのT4DNAリガーゼ緩衝
液中で、2単位のT4DNAリガーゼを加え、16℃で
18時間結合反応を行った。このようにして得られた組
換え体プラスミドを用い、エシェリヒア・コリMM29
4を形質転換して、Ap耐性の形質転換株を得た。
これらの形質転換株よりプラスミドDNAを分離精製し
、その構造解析を行ったところ、pTrs31由来のP
trpの下流にp)iL3由来のthiLを含むDNA
断片が挿入された構造であることを確認し、pHTL3
1と名付けた。
(4)  P t r pとthiL間の距離の短縮後
述するように、PHTL31保有株はpHL3保有株よ
り若干TMPキナーゼ活性が上昇したが、pHTL31
の挿入断片上のthiLの上流に余分な介在配列の存在
が考えられたので、以下に述べる方法でPtrpとth
iLの間の距離を短縮したプラスミドρ)lTL311
を造成した。
pH13由来 N A約10■をY−50緩衝液60顧
に溶解し、40単位のCfaIを加え、37℃で2時間
消化反応を行った。このCj!aI消化反応液30A1
に5倍濃度のBAL31緩衝液[100mM )リス・
塩酸(pH8,1)、60mM MgCj! 、 、6
0mM CaCJ 2.3M NaCl1〕20m、蒸
留水40A1および1.5単位のBAL31 (宝酒造
社製)を加え、30℃にて消化反応を行った。反応開始
後、5分から10分の間、経時的に反応液10頭ずつを
採取し、20威のフェノール:り四〇フォルム(容量比
1;1)混合液中に入れ、十分に攪拌して反応を停止し
た。遠心分離後上清層を採取し、2倍量の水冷エタノー
ルを加え、−80℃にて30分間静置した。
各エタノール混合物を遠心分離後、上清を捨て、沈澱を
50〃のY−5ON衝液に溶解した後、それぞれ3単位
のPst Iを加えて、37℃にて2時間消化反応を行
った。該反応液を65℃、10分間熱処理後、388〜
5.0kbの大きさの断片を精製した。一方ベクターと
してはpTrs31を用いた。pTrs31D N A
 3■をNru I緩衝液50μQに溶かし、15単位
のNru Iを加え、37℃で2時間消化反応を行った
。反応後、エタノール沈澱法によりDNA断片を得た。
得られたDNA断片を50μpのY−50緩衝液に溶か
し、15単位のPstIを加え、37℃にて2時間消化
反応を行った。消化物より約1.1kbのPtrpを含
む断片を精製した。
このようにして得られたpHTL31由来の各DNA断
片約0.1■およびpTr331由来のDNA断片それ
ぞれ0.05ggを含む全量20威のT4DNAリガー
ゼ緩衝液に、1単位のT4DNAIJガーゼを加え、1
6℃で18時間結合反応を行った。得られた組換え体プ
ラスミドDNAを用いてエシェリヒア・コリMM294
株を形質転換し、Ap耐性の形質転換株を選択した。得
られたAp耐性株をM9液体培地(NH41J  1 
g、 Na2HPO46g、 KH2PO43g。
NaCj!  5g、 MgSO4’7H200,25
g、グルコース3g、チアミン4mg、カザミノ酸2g
を水11に含む)に100mg/j!の^pを添加した
M9Ap液体培地で30℃、18時間培養し、後述する
方法でTMPキナーゼ活性を調べ、pHTL31を保有
しているMM294株と比べて、高い活性を示す菌株を
選択した。
得られた形質転換株は、MM294/ pHTL31株
の約1.8倍の活性を示した。この形質転換株よりプラ
スミドDNAを分離精製し、pHTL311と名付けた
。pHTL311の構造解析を行ったところ、pHTL
311はpHTL31挿入断片のthiLの上流的1k
bが短縮されてPtrpの下流に連結した構造であるこ
とがわかった。pHTL311を用いてエシェリヒア・
コUMM294株を形質転換し、エシェリヒア・コリM
M294/ pHTL311を得た。該菌株は、平成元
年7年3日付で微工研にエシェリヒア・コリMH301
(FERM OP’−2501)として寄託されている
(5)  thi’L高発現プラスミドpHTL32の
造成プラスミドpHTL311のthiL構造遺伝子の
N−末端付近のDNA塩基配列をマキサム・ギルバート
の方法〔^、 M、 Maxamら:プロシーディング
・オブ・ザ・ナショナル・アカデミイ・オブ・サイエン
ス(Proc、Natl、Acad、 Sci、)、 
74 、560(1977):]で決定したところ、P
trpのSD配列とthiL遺伝子の開始コドンとの間
にまだ約500bpの余分な配列があり、その中のth
iL遺伝子のすぐ上流にターミネータ−様の二次構造を
とると推定される配列が存在することを見出した。この
配列が、thiLの高発現を阻害している可能性が考え
られた。また、DNA塩基配列の解析により、下記の通
りthiL遺伝子の開始コドンの直下にNsp (75
24) I切断部位があることがわかった。
N5p(7524) I 小 Met^1aCysGly・ ・ ・ そこで、このN5p(7524) I 8位を用いて余
分な配列を除去し、PtrpのSOから適当な距離にt
hiL構造遺伝子を接続することを目的に、下記のリン
カ−を合成した。
CAaI         Nsp(7524) Iま
ず、−木調D N A 18marと12marを通常
のトリエステル法CR,Creaら:プロシーディング
・オブ・ザ・ナショナル・アカデミイ・オブ・サイエン
ス(Proc、Natl、Acad、Sci、)、75
 、5765(1978) :]により合成した。−本
領D N A  18merおよび12merの各々2
.を50mM )リス・塩酸(pH7,5) 、10m
MMgC12,5mM DTT 、 0.1mM ED
TAおよび1mM ATPを含む全量204の溶液に溶
かし、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(ベーリンガー・
マンノ1イム社製)30単位を加えて、37℃で60分
間リン酸化反応を行った。リン酸化した18marと1
2marの一重鎖DNAを2ALgずつ混合し、70℃
で5分間加熱後、室温に放置してアニーリングを行うこ
とにより、上記構造を有するDNAIJンカーを得た。
pTrs317’ラスミドDNA  3μgを、K−1
00II衝液[’20mM)リス・塩酸(pH8,5)
、10mM bcl 2.1mM DTT 、 100
mM KfJ 150mに溶かし、制限酵素Cf a 
I 、 EcoT141をそれぞれT5単位ずつ加え、
37℃で2時間消化反応を行った。65℃、10分間熱
処理後、約3.4kbのDNA断片を精製した。
pHTL311プラスミドDNA  3μgを、0.0
1%のBSAを添加したに一100緩衝液50μgに溶
がし、制限酵素Nsp (7524) IとEcoT1
41をそれぞれT5単位ずつ加え、37℃で2時間消化
反応を行った。65℃、10分間熱処理後、約1.6k
bのDNA断片を精製した。
上記で得たpTrs31のC1l a I −EcoT
14 I  3.4kbDNA断片と、pH几311の
N5p(7524) I −EcoT1411.6kb
D N A断片者0.5縄を、全量25城のT4DNA
リガーゼ緩衡液に溶かし、この混合溶液に上記DNAI
Jンカーを約0.1■加えた。さらにT4DNAIJガ
ーゼ4単位を加え、16℃で18時間結合反応を行った
。この組換え体プラスミドを用いて、常法通りエシェリ
ヒア・コU MM294株を形質転換した。得られたA
p耐性の形質転換株よりプラスミドを単離し、pHTL
32と名付けた(第5図)。
プラスミドpHTL32のthiL遺伝子の開始コドン
(ATG)周辺の塩基配列をマキサム・ギルバートらの
方法により確認したところ、下記に示す通りだった。
pHTL32は、PtrpのSD配列の14bp下流に
th’iL構造遺伝子の開始コドンがリンカ−を介して
接続した、thiL高発現タイプのプラスミドである。
MM294/pHTL32株をM9Ap液体培地で30
℃、16時間培養し、後述する方法でTPS活性を調べ
た上ころ、MM294/pHTL31の約15倍に活性
が上昇していた。
該菌株は、平成2年7月31日付で微工研にエシェリヒ
ア・コリMH302(FERM BP−3034)とし
て寄託されている。
実施例3  エシェリヒア・コリ由来のthiKおよび
thiL遺伝子を含む組換え体プラスミドの造成エシェ
リヒア・コリ由来のthiKを含むプラスミドとしてp
HTKlll 、thiLを含むプラスミドとしてpH
TL311を用いて、thiKとth此を同時に含む組
換え体プラスミドの造成を行った。
pHTKlllおよびpHTL311プラスミドDNA
を、それぞれ分離精製した。pHTK111DNA3J
1gをY−100緩衝液(Y−50緩衝液の〜aC1濃
度を100+nAlに変えたもの)50頭に溶かし、2
0単位のBamHIを加え、37℃、2時間消化反応を
行った。65℃、10分間熱処理後、エタノール沈澱法
によりDNAの沈澱を得た。そのDNA断片の末端を実
施例1(2)と同様の方法によりT4DNAポリメラー
ゼ処理を行い平滑末端とした後、フェノール゛クロロフ
ォルム抽出後、エタノール沈澱法によりDNA断片を得
た。Y−100緩衝液504に溶かし、20単位のPs
t Iで37℃、2時間消化反応を行った後、3.8k
bの大きさの断片を精製した。
pHTL311 DNA  3gを90mM )リス・
塩酸(p)T7.5)を加えたY−50緩衝液50ρに
溶かし、20単位のEcaRIを加え、37℃、2時間
消化反応後、65℃、10分間熱処理した後、エタノー
ル沈澱法によりDNAの沈澱を得た。そのDNA断片の
末端をT4DNAポリメラーゼ処理により平滑末端とし
た後、フェノール:クロロフォルム抽出し、エタノール
沈澱法によりDNA断片を得た。y−ioo緩衝液50
頭に溶かし、20単位のPst Iで37℃、2時間消
化反応を行った後、4.8kbの大きさの断片を精製し
た。
得らレタpHTK111 由来(7)DNA断片0.1
gおよびpHT1311由来のDNA断片0.1JLg
を含む、全量204のT 4 DNA リガーゼ緩衝液
中に、2単位のT 4 DNA !Iガーゼを加え、1
6℃で18時間結合反応を行った。得られた組換え体プ
ラスミドDNAを用いて、エシェリヒア・コリNl51
2株(thief。
thiKl、thiLl) Cジャーナル・オブ・バタ
テリオロジイ(J、Bacteriol、) 151 
、708(1982)]を形質転換し、MMAρB、平
板培地上で生育した、Ap耐性でthiK欠損によるT
MP要求性およびthiL欠損によるTPP要求性を相
補する株を選択した。得られた形質転換株よりプラスミ
ドを分離精製し、構造解析を行った結果、thiKを含
む断片とthiLを含む断片が結合した組換え体プラス
ミドであることを確認し、pTKL13と命名した。p
rKt、t3を用いてエシェリヒア・コリMM294株
を形質転換し、エシェリヒア・コリMM294/pTK
L13株を得た。
実施例4   thiKを含む組換え体プラスミド保有
株のTMK活性 TMK活性の測定は、公知の方法〔ジャーナル・オブ・
バタテリオロジイ(J、Bacteriol、) 11
2 。
1118 (1972) ]を下記のように若干改変し
て実施した。
活性測定実験に供するエシェリヒア・コリをM9Ap液
体培地(ただしMM294株は、M9液体培地)にそれ
ぞれ接種し、30℃にて18時間振盪培養した後、培養
液をTMK緩衝液C20mM リン酸カリウム緩衝液(
PK緩衝液と略記する) (pf17.2)、1mM 
MgC12゜1mM 2−メルカプトエタノール〕によ
り希釈した後もしくはそのまま遠心分離後、適当量のT
Mに緩衝液に懸濁することにより濃縮し、−20℃にて
凍結後、融解して反応に供した。
この凍結融解菌体を、100mM PK緩衝液(pH7
,2)、10mM MgCj! 、 、10mM AT
P、 1mMチアミン、10d/fキシレンからなる反
応液中に存在させ、37℃にて静置反応し、チアミンか
らTMPへの転換反応を行った。
TMPの生成は経時的に反応液を採取し、0.2N塩酸
でpHを4.5とした後、90℃、5分間熱処理し、遠
心分離後上清中のTMPを公知の方法〔アナリティカル
・バイオケミストリイ(Analytical Bio
che+y++5try) 97.191(1979)
 〕に準じて高速液体クロマトグラフィーで定量した。
第1表に本発明で使用もしくは取得した菌株のTMK活
性を示す。活性は、1分間に1μmolのTMPを生成
する酵素の量を1単位とした。
第 表 M294 MM294/pHKI MM294/pHKII MHlol(MM294/pHTK111)0、005
7        1.0 0、0577       10.1 0、0901       15.8 0、2066       36.2 実施例5  thiLを含む組換え体プラスミド保有株
のTPS活性 TPS活性の測定は、下記のように実施した。活性測定
に供するエシェリヒア・コリの培養は、実施例4と同様
に行った。
得られた培養液を、TPS !Iff液[10mM)リ
ス・塩酸(p)17.5) 、1 d MgC12,1
mM 2−メルカプトエタノール〕により希釈した後も
しくはそのまま遠心分離後、適当量の同緩衝液に懸濁す
ることにより濃縮し、−20℃にて凍結後、融解して反
応に供した。
この凍結融解菌体を、50n+M)!Jス・塩酸(pH
7,5)5+++M MgCj! −,5mM ATP
 、 337mM KCj! 、 1mM TMP 。
10m+2/iキシレンよりなる組成の反応液中に共存
させ、37℃にて静置することによりTMPからTPP
への転換反応を行った。
TPPの生成は実施例4でTMPを定量したのと同様の
方法で定量を行った。
第2表に本発明で使用もしくは取得した菌株のTPS活
性を示す。活性は、1分間に1μmolのTPPを生成
する酵素の量を1単位とした。
第    2    表 M294 MM294/pflL3 MM294/pHTL31 MH301(MM294/p)ITL311)MM29
4/pTにLi2 0、0022        1.0 0、0033        1.5 0、0104        4.7 0、0192         B、 70、0509
        23.1実施例6 エシェリヒア・コ
リMHIOHFBRM BP−2500)株の菌体を酵
素源として用いたチアミンからTMPの生産 実施例4と同様に培養した大腸菌MIIIOI株の凍結
保存菌体100g  (湿菌体重量)/L5mMチアミ
ン、10n+M ATP、10mM MgC12および
10d/Ilキシレンを100mM  PK緩衝液5m
lに添加し、37℃に3時間保った。反応液中に生成し
たTMPは4.6mMであった。対照として、大腸菌M
M294株を酵素源として用いて同様に反応を行った場
合のTMP生成量は0.2mMであった。
実施例7 エシェリヒア・コリM)1301(FERM
 0P−2501)株の菌体を酵素源として用いたTM
PからTPPの生産実施例4と同様に培養した大腸菌M
)1301株の凍結保存菌体100g(湿菌体重量) 
/ j!、 5mM TMP 。
5mM ATP、 337mM KIJ 、 5mM 
MgCl12および10mff#!キシレンを50mM
 )リス・塩酸緩衝液(p)17.5) 5 m12に
添加し、37℃に24時間保った。反応液中に生成した
TPPはl、 5mMであった。対照として、大腸菌M
M294株を酵素源として用いて同様に反応を行った場
合のTPP生成量は0.1mMであった。
実施例8 エシェリヒア・コリMH302(FORM 
BP3034)株の菌体を酵素源として用いたTMPか
らTPPの生産 実施例4と同様に培養した大腸菌MH302株の凍結保
存菌体100g  (湿菌体重量)/β、10mM T
MP。
5mM ATP 、 337mM KC1!及びlOd
/ Aキシレンを50mM )リス・塩酸緩衝液(pH
7,5) 5 ml!に添加し、37℃に保った。3時
間後のTPP生成量は3.5mMであった。対照として
、大腸菌MM294株を酵素源として用いた場合のTP
P生成量は0.07mMであった。
実施例9   thiKを含むプラスミド保有株とth
iLを含むプラスミド保有株の菌体を酵素源として用い
たチアミンからのTPPの生産 実施例4と同様にして培養した大腸菌MIIIOI株と
MH302株の凍結保存菌体をそれぞれ100g (湿
菌体重量) / It 、 20mM  チアミン、1
0mM ATPおよび10d/ Jキシレンを100m
M PK !l衝液5mlに添加し、37℃に保った。
8時間後のTMP生成量は5、OmM 、 TPP生成
量は2.5mMであった。対照として大腸菌MM294
株を酵素源として用いた場合のTMP 、 TPP生成
量はそれぞれ0.1mM 、 0.06mMであった。
実施例10  thiK、 thiLを含む組換え体プ
ラスミド保有株によるチアミンからのTPPの生産反応
に供するMM294/pTKL13株の培養および菌体
処理は実施例4と同様に行った。
100mM PK緩衝液(p)17.2) 、10mM
 MgCl12.5mM^TP 、5mMチアミン、1
0mff/j!キシレンから成る反応液5ml中に、凍
結保存菌体を100g(ffl菌体重量)/lで存在さ
せ、37℃で静置反応し、チアミンからTMP 5TP
Pへの転換反応を行った。6時間の反応後MM294/
pTにL13株添加の反応液中には3、2mMのTMP
 、 0.6mMのTPPが生成した。なお、MM29
4/pTにLi2株に代えて宿主であるMM294株を
用いた場合の生成量は、TMP 0.09mM、 TP
P 0.02mMであった。
実施例11 実施例6において、ATPに代えてグルコースとNa2
HPO4を各々50g#、 10g/l添加し、6NK
OHを逐次添加することにより反応のpHを7.2付近
に保ちつつ振盪反応する以外は、実施例6と同様に反応
を行った。反応12時間で、反応液中に1.OmMのT
MPが生成蓄積した。なお、大腸菌MM294株を用い
た対照実験におけるTMPの生成量は0.11mMであ
った。
実施例12 実施例7において、ATPに代えてグルコースと11a
2HPOaを各々50g/C10g#!添加し、6NK
DHを逐次添加することにより反応のpHを7,2付近
に保ちつつ振盪反応する以外は、実施例7と同様に反応
を行った。反応24時間で、反応液中に1.3mMのT
PPが生成蓄積した。なお、大腸菌MM294株を用い
た対照実験におけるTPPの生成量は0.14mMであ
った。
実施例13 実施例10において、ATPに代えてグルコースとNa
JPO*を各々50g/12.10g/l添加し、6N
 KOIIを逐次添加することにより反応のpNを7.
2付近に保ちつつ振盪反応する以外は、実施例10と同
様に反応を行った。反応24時間で、反応液中に3.5
mMのTMPと1.1mMのTPPとが生成蓄積した。
なお、大腸菌MM294株を用いた対照実験におけるT
MPおよびTPPの生成量は、それぞれ0.1mM 、
 0.11mMであった。
実施例14 実施例8においてATPに代えてグルコースとNa28
PO<各々50g/ i 、 10g/ It不添加、
6NのKOHを逐次添加することにより反応のpHを7
.2付近に保ちつつ振盪反応する以外は、実施例8と同
様に反応を行った。8時間後のTPP生成量は6.2m
Mであった。対照として、大腸菌MM294株を酵素源
として用いた場合のTPP生成量は0.07mMであっ
た。
実施例15 実施例9においてATPに代えてグルコースとNa2P
O4を各々50g/C10g/l添加し、6NのにOH
を逐次添加することにより反応のpHを7.2付近に保
ちつつ振盪反応する以外は、実施例9と同様に反応を行
った。8時間後のTMP生成量は4.6mMTPPの生
成量は3.9mMであった。対照として、大腸菌MM2
94株を酵素源として用いた場合のTMP 。
TPP生成量はそれぞれ0.11mM、 0.05mM
であった。
参考例 Ptrp−ATGベクターpTrs31の造成
Ptrpを保有する公知の発現ベクタープラスミドpK
ypto (特開昭58−11(16Qo)はPtrp
の下流に1(ind[[、EcoRV切断部位を有する
。pKYP10プラスミドDNA3縄をY−50緩衝液
50頭に溶かし、制限酵素旧ndlIIとEcoRVを
それぞれ15単位ずつ加え、37℃で2時間消化反応を
行った。65℃、10分間熱処理後、エタノール沈澱法
によりDNA沈澱を得た。
方、Ptrp、 SD配列、及びその適当な部位に1訳
開始コドンATGを含み、さらにこの翻訳コドンに続い
て3′−突出末端を切断形として残す制限酵素(Sph
 I 、 Sac I等)の認識部位が存在する発現ベ
クター(^TGベクター)造成を目的として、下記のD
NAリンカ−を合成した。
まず1木調D N A  14merと10marを通
常のトリエステル法[:R,Creaら:プロシーディ
ング・オブ・ザ・ナショナル・アカテ゛ミイ・オブ・サ
イエンス(Proc、Natl、Acad、Sci、)
、 75 .5765(1978)]により合成した。
14merおよび10merの各々2J1gを50mM
 )リス・塩酸(pH7,5) 、10mM MgCf
 、、5mM DTT 、 0.1mM EDTAおよ
び1mM ATPを含む全景20頭の溶液に溶かし、T
4ポリヌクレオチドキナーゼ(ベーリンガー・マンハイ
ム社製)30単位を加えて、37℃で60分間リン酸化
反応を行った。
リン酸化した14merと10marを2gずつ混合し
、70℃で5分間加熱後室温に放置してアニーリングを
行うことにより、上記構造を有するDNAIJンカーを
得た。
上記で得たpKYPIOのHindII[−巳coRV
  D N A断片0.5ugを全量25誠のT4DN
Aリガーゼ緩衝液に溶かし、この混合溶液に上記DNA
!jンカーを約0.1■加えた。さらにT 4 DNA
 !Jガーゼ4単位を加え、16℃で18時間結合反応
を行った。得られた組換え体プラスミドを用いて、通常
通りエシェリヒア・コIJ MM294株を形質転換し
、^p耐性の形質転換株よりプラスミドを分離し、構造
解析を行った結果、第4図に示したpTrs31である
ことを確認した。プラスミドpTrs31のSO配列(
^AGG)から開始コドン(^TG)周辺の塩基配列を
マキサム・ギルバートの方法[AlMlMaxamら:
プロシーデイング・オブ・ザ・ナショナル・アカデミイ
・オブ・サイエンス(Proc、Natl、 Acad
、 Sci、 )、 74 、560 (1977) 
]で確認したところ下記に示す通りだった。
pTrs31は5D−ATG間の距離が14bpでAT
Gコドンの直後に2つのSac I切断部位と1つのN
ru I切断部位を有するATGベクターであり、プラ
スミド造成の際に合成りNAが2個挿入されたプラスミ
ドであることがわかった。
発明の効果 本発明によれば、酵素的にチアミンとATPとからTM
P #よびTPPなどのチアミンリン酸類を、効率よく
製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図、第4図および第5図は、それ
ぞれプラスミドpHTK111 、pHTL311、p
TKL13、pTrs31およびpHTL32の作製工
程を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)チアミンとアデノシン−3−リン酸(ATP)と
    からチアミン−リン酸および/またはチアミンピロリン
    酸を生成する反応を触媒する酵素活性を有する酵素源の
    存在下、水性媒体中でチアミンとATPとを反応させて
    チアミン−リン酸および/またはチアミンピロリン酸を
    生成させ、反応液から生成したチアミン−リン酸および
    /またはチアミンピロリン酸を採取することを特徴とす
    るチアミン−リン酸および/またはチアミンピロリン酸
    の製造法。 (2)該ATPが、ATP前駆体、リン酸基供与体およ
    びエネルギー供与体とからATPを生合成する活性を有
    する微生物により供給されるATPである請求項1記載
    の方法。 (3)該微生物が、エシェリヒア属、ブレビバクテリウ
    ム属またはコリネバクテリウム属に属する微生物である
    請求項2記載の方法。 (4)該酵素源が、チアミンキナーゼおよび/またはチ
    アミン−リン酸キナーゼである請求項1記載の方法。 (5)該酵素源が、チアミンとATPとからチアミン−
    リン酸および/またはチアミンピロリン酸を生成する活
    性を有する微生物の菌体、培養液またはそれらの処理物
    である請求項1記載の方法。 (6)該微生物が、エシェリヒア属に属する微生物であ
    る請求項5記載の方法。 (7)該微生物が、チアミン−リン酸および/またはチ
    アミンピロリン酸の合成に関与する遺伝情報を担うDN
    A断片を含む組換え体DNAを保有する微生物である請
    求項5または6記載の方法。 (8)該DNA断片が、エシェリヒア属に属する微生物
    由来である請求項7記載の方法。(9)該微生物が、A
    TP前駆体、リン酸基供与体およびエネルギー供与体と
    からATPを生合成する活性を併せ持つ微生物である請
    求項5、6または7記載の方法。 (10)エシェリヒア属に属する微生物由来のチアミン
    −リン酸および/またはチアミンピロリン酸の合成に関
    与する遺伝情報を担うDNA断片を含む組換え体DNA
    。 (11)エシェリヒア属に属し、エシェリヒア属に属す
    る微生物由来のチアミン−リン酸および/またはチアミ
    ンピロリン酸の合成に関与する遺伝情報を担うDNA断
    片を含む組換え体DNAを保有する微生物。 (12)エシェリヒア属に属し、エシェリヒア属に属す
    る微生物由来のチアミン−リン酸および/またはチアミ
    ンピロリン酸の合成に関与する遺伝情報を担うDNA断
    片を含む組換え体DNAを保有し、かつATP前駆体、
    リン酸基供与体およびエネルギー供与体とからATPを
    生合成する活性を有する微生物の菌体、培養液またはそ
    れらの処理物の存在下、水性媒体中でチアミン、リン酸
    基供与体、触媒量のATPまたはその前駆体およびエネ
    ルギー供与体を反応させてチアミン−リン酸および/ま
    たはチアミンピロリン酸を生成させ、反応液から生成し
    たチアミン−リン酸および/またはチアミンピロリン酸
    を採取することを特徴とするチアミン−リン酸および/
    またはチアミンピロリン酸の製造法。 (13)チアミン−リン酸とATPとからチアミンピロ
    リン酸を生成する反応を触媒する酵素活性を有する酵素
    源の存在下、水性媒体中でチアミン−リン酸とATPと
    を反応させてチアミンピロリン酸を生成させ、反応液か
    ら生成したチアミンピロリン酸を採取することを特徴と
    するチアミンピロリン酸の製造法。 (14)該酵素源が、チアミン−リン酸合成酵素である
    請求項13記載の方法。 (15)該酵素源が、チアミン−リン酸とATPとから
    チアミンピロリン酸を生成する活性を有する微生物の菌
    体、培養液またはそれらの処理物である請求項13記載
    の方法。 (16)該微生物が、エシェリヒア属に属する微生物で
    ある請求項15記載の方法。 (17)該微生物が、チアミンピロリン酸の合成に関与
    する遺伝情報を担うDNA断片を含む組換え体DNAを
    保有する微生物である請求項15または16記載の方法
    。 (18)該DNA断片が、エシェリヒア属に属する微生
    物由来である請求項17記載の方法。 (19)該微生物が、ATP前駆体、リン酸基供与体お
    よびエネルギー供与体とからATPを生合成する活性を
    併せ持つ微生物である請求項15、16または17記載
    の方法。 (20)該ATPが、ATP前駆体、リン酸基供与体お
    よびエネルギー供与体とからATPを生合成する活性を
    有する微生物により供給されるATPである請求項13
    記載の方法。 (21)該微生物が、エシェリヒア属、ブレビバクテリ
    ウム属またはコリネバクテリウム属に属する微生物であ
    る請求項20記載の方法。 (22)エシェリヒア属に属し、エシェリヒア属に属す
    る微生物由来のチアミンピロリン酸の合成に関与する遺
    伝情報を担うDNA断片を含む組換え体DNAを保有し
    、かつATP前駆体、リン酸基供与体およびエネルギー
    供与体とからATPを生合成する活性を有する微生物の
    菌体、培養液またはそれらの処理物の存在下、水性媒体
    中でチアミン−リン酸、リン酸基供与体、触媒量のAT
    Pまたはその前駆体およびエネルギー供与体を反応させ
    てチアミンピロリン酸を生成させ、反応液から生成した
    チアミンピロリン酸を採取することを特徴とするチアミ
    ンピロリン酸の製造法。
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