JPH0367590A - Plasmidp ni10 and gene recombinant method using same plasmid as vector - Google Patents

Plasmidp ni10 and gene recombinant method using same plasmid as vector

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JPH0367590A
JPH0367590A JP1203655A JP20365589A JPH0367590A JP H0367590 A JPH0367590 A JP H0367590A JP 1203655 A JP1203655 A JP 1203655A JP 20365589 A JP20365589 A JP 20365589A JP H0367590 A JPH0367590 A JP H0367590A
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Tadahiko Inukai
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Abstract

NEW MATERIAL:A plasmid pNI 10 having about 3.7Kb molecular weight and enzyme cut map expressed by the formula and derived from the genus Pseudomonas which is not cloven by restriction enzymes BamHI, SacI and Sal I. USE:A vector for gene recombinant. PREPARATION:For example, Pseudomonas flavide IF-4 (FERM P-10865) strain is inoculated into a cultue medium and subjected to shake culture one night at 30 deg.C and the bacteria are collected by cooling and centrifuging the cultured liquid and suspended in a buffer and lysozyme, pronase and RNAase are added thereto and allowed to stand on ice and cooled and centrifuged to separate supernatant and isopropanol is added to supernatant and the resultant precipitate is separated to give crude DNA specimen and ethidium bromide and cesium chloride are added to the crude DNA specimen and the mixture is subjected to super centrifugation to separate a plasmid DNA, which is then subjected to electrophoresis and part having same moving degree as straight-chain DNA of 2.3Kb is dissolved and plasmid DNA is absorbed into a filter by sucking and filtering the solution with a filter to provide the pNI 10 plasmid.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシュードモナス属菌を宿主とする遺伝子組換え
用のベクターとして有用な新規なプラスミド及びそれを
ベクターとして用いた遺伝子組換え法に関するものであ
り、より詳しくは、分子量が約3.7Kbであり、第1
図に示される制限酵素開裂地図により特徴づけられる新
規なプラスミドpNI10及びそれをベクターとして用
いた遺伝子組換え法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a novel plasmid useful as a vector for genetic recombination using Pseudomonas bacteria as a host, and a genetic recombination method using the same as a vector. More specifically, the molecular weight is about 3.7 Kb, and the first
The present invention relates to a novel plasmid pNI10 characterized by the restriction enzyme cleavage map shown in the figure and a gene recombination method using the same as a vector.

本発明のプラスもドpNI10の任意の制限酵素部位に
、目的とする蛋白質をコードする遺伝子DNAを連結し
、これをシュードモナス属細菌、大腸菌等のダラム陰性
細菌内に導入することによりこれら細菌の菌体内もしく
は菌体外に目的とするペプチドホルモンや種々の酵素等
の蛋白質を量産することができる。
In the present invention, gene DNA encoding a target protein is ligated to any restriction enzyme site of pNI10, and this is introduced into Durham-negative bacteria such as Pseudomonas bacteria and Escherichia coli. Targeted proteins such as peptide hormones and various enzymes can be mass-produced inside or outside the bacterial cell.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、遺伝子組換え実験は主として大腸菌を宿主とする
系で広く研究が行われ、インシュリン。
Conventionally, genetic recombination experiments have been widely conducted mainly using Escherichia coli as a host system, and insulin.

インターフェロン、ヒト成長ホルモン、種々の酵素等が
大腸菌で量産されるなど大きな成果を挙げている。また
大腸菌以外にも酵母、枯草菌、放線菌などで宿主・ベク
ター系が開発され応用への道が検討されている。
Great results have been achieved, including the mass production of interferon, human growth hormone, and various enzymes using Escherichia coli. In addition to E. coli, host-vector systems have been developed using yeast, Bacillus subtilis, actinomycetes, etc., and ways to apply them are being considered.

シュードモナス属の細菌はその生息範囲が広く、また単
一炭素源としているいろな有機化合物の利用が可能であ
ること、さらに化学合成された化合物を資化できること
からシュードモナス属細菌での宿主−ベクター系の開発
は産業上有用な微生物を育種するためにより有効な手段
となっている。
Bacteria of the genus Pseudomonas have a wide habitat range, can utilize a variety of organic compounds as a single carbon source, and can utilize chemically synthesized compounds. The development of microorganisms has become a more effective means for breeding industrially useful microorganisms.

〔解決すべき問題点〕[Problems to be solved]

シュードモナス属細菌からは、これまでいくつかのプラ
スミドの存在が報告されているが、これらはすべてその
分子量が30Kb以上であり、操作上様々な困難を伴う
ことから、各種制限酵素による藁ニブラスミド作成が試
みられているが、未だ満足すべきものが得られていない
The existence of several plasmids has been reported so far from Pseudomonas bacteria, but all of these have molecular weights of 30 Kb or more, and because they involve various operational difficulties, it has been difficult to create straw niblasmids using various restriction enzymes. Attempts have been made, but nothing satisfactory has been achieved yet.

また、シュードモナス属細菌の遺伝子組換え実験には、
RSFIOIOなどのようにダラム陰性菌の中で多コピ
ープラスミドとして使用できる広宿主域プラスミドを使
用する例が知られているが、本プラスミドも8.9Kb
と比較的大きく、また、トランスフォーメーションの効
率もあまり高くない。
In addition, genetic recombination experiments with Pseudomonas bacteria include
Examples of using a broad host range plasmid such as RSFIOIO that can be used as a multi-copy plasmid in Durham-negative bacteria are known, but this plasmid also has an 8.9Kb plasmid.
It is relatively large, and the transformation efficiency is not very high.

そこで、任意の長さの外来遺伝子を挿入でき、しかもシ
ュードモナス属細菌を高い効率で形質転換することがで
き、かつ又その検出が容易な小型のベクターの開発が切
望されてきた。
Therefore, there has been a strong desire to develop a small vector that can insert a foreign gene of any length, transform Pseudomonas bacteria with high efficiency, and easily detect it.

〔問題点を解決するための方法〕[Method for solving problems]

本発明者らはこのような背景において、シュードモナス
属細菌に適した宿主、ベクターを開発すべく鋭意検討し
、ついにシュードモナス属の新菌シュードモナス・フラ
ビダ(Pseudosonas flavida)IF
−4株より、ベクターとして用いるのに適したプラスミ
ドpNI10を見い出し、本発明を完成したのである。
Against this background, the present inventors conducted intensive studies to develop hosts and vectors suitable for Pseudomonas bacteria, and finally developed a new bacterium of the Pseudomonas genus, Pseudomonas flavida (IF).
From the -4 strain, they discovered a plasmid pNI10 suitable for use as a vector and completed the present invention.

本発明のプラスミドpNI10は大腸菌に保持されうる
ことから大腸菌−シュードモナス属菌のシャトルベクタ
ーとして使用することが可能である。
Since the plasmid pNI10 of the present invention can be maintained in E. coli, it can be used as an E. coli-Pseudomonas shuttle vector.

またpNlloは第1図よりも明らかなように、Pst
l、  BcoRl、旧nc If 、  Pvu I
f 、 5eal、 Smalなどの制限酵素による開
裂部位を特定のしかも限られた位置に有している。この
ことはpNlloをベクターとして利用する際に、挿入
すべき目的の遺伝子の導入部位を有意に選択できるとい
う点で有利である。
Also, pNllo is clearer from Figure 1, Pst
l, BcoRl, old nc If, Pvu I
It has cleavage sites by restriction enzymes such as f, 5eal, and Smal at specific and limited positions. This is advantageous in that when pNllo is used as a vector, the introduction site of the desired gene to be inserted can be significantly selected.

プラスミドDNAがベクターたり得るためには、そのプ
ラスミドが宿主内での自立増殖能及び選択マーカー(そ
のプラスミドが宿主内に存在していることを示すマーカ
ー)を有していることが必須である。一般にシュードモ
ナス属細菌は、カナマイシン(以下Kmと省略する。)
及びストレプトマイシン(以下Smと省略する。)に対
し感受性である場合が多く、こうした薬剤耐性を付与す
ればベクタープラスミドの存在を容易に識別することが
できる。本発明者らは、pNlloの制限酵素開裂部位
にpUc−4K (Vieria、J、 and Me
ssing+J、 Gene+19巻、259頁(19
82) )由来のKm耐性遺伝子及びRSFIOIO(
Scherzinger、I!、ら、 Proc、Na
tl、Acad。
In order for plasmid DNA to be used as a vector, it is essential that the plasmid has the ability to autonomously reproduce within the host and a selection marker (a marker indicating that the plasmid is present within the host). Generally, Pseudomonas bacteria are kanamycin (hereinafter abbreviated as Km).
and streptomycin (hereinafter abbreviated as Sm), and if such drug resistance is imparted, the presence of the vector plasmid can be easily identified. We inserted pUc-4K (Vieria, J. and Me.
ssing+J, Gene+vol. 19, p. 259 (19
82) ) derived Km resistance gene and RSFIOIO (
Scherzinger, I! , et al., Proc, Na
tl, Acad.

Sci、 USA、 81巻、654頁(1984) 
)由来のSm耐性遺伝子を導入し、選択マーカーを有す
るpNIlO由来のプラスミドベクターを完成した。
Sci, USA, vol. 81, p. 654 (1984)
)-derived Sm resistance gene was introduced, and a pNIIO-derived plasmid vector having a selection marker was completed.

本発明のプラスミドpNI10は、細胞内でのコピー数
が多く、従って外来遺伝子を組換えた時に多量の遺伝子
増幅が期待できる。また、20Kb以上の外来遺伝子も
挿入することが可能である。
The plasmid pNI10 of the present invention has a large number of copies within cells, and therefore a large amount of gene amplification can be expected when recombining with a foreign gene. It is also possible to insert foreign genes of 20 Kb or more.

更に又、本発明のプラスミドpNI10をベクターとし
て用いることにより、多数の化合物を資化する有用なシ
ュードモナス属細菌の育種を著しく向上させうる。
Furthermore, by using the plasmid pNI10 of the present invention as a vector, breeding of useful Pseudomonas bacteria that assimilates a large number of compounds can be significantly improved.

プラスミドpNI10は本発明者らが土壌中より新たに
分離した菌株!F−4から得られる0本菌株の菌学的性
質は下記の通りである。
Plasmid pNI10 is a strain newly isolated by the present inventors from soil! The mycological properties of the 0 strain obtained from F-4 are as follows.

■、細胞 形JILI〜2本の極鞭毛を有する短桿菌0゜7〜1.
I X 1.0〜2.5μ鴎運動性  :有り ダラム染色:陰性 胞子形成 :無し ■、各培地における生育状態 (1)標準寒天平板培養 コロニーは円形、周辺は金縁、表面は平滑で透明、輝光
あり。
■, cell shape JILI ~ short rods with two polar flagella 0°7-1.
I There is a glow.

(2)標準寒天斜面培養 直線状で表面は平滑、バター質、玉虫色、生育中程度。(2) Standard agar slant culture Straight, smooth surface, buttery, iridescent, medium growth.

(3)標準液体培養 かすかに粉状沈殿を有す、皮膜形成はなし。(3) Standard liquid culture Slight powdery precipitate, no film formation.

(4)標準ゼラチン穿刺培養 液化する。(4) Standard gelatin puncture culture liquefy.

(5)リドマスミルク アルカリ性 ■、生理的性質 カタラーゼ:陽性 チトクロームオキシダーゼ:陰性 CC含量 263% 色素生tc:黄色(トリプトソイ寒天培地。(5) Ridmus milk alkalinity ■、Physiological properties Catalase: positive Cytochrome oxidase: negative CC content 263% Pigment live TC: yellow (trypto soy agar medium).

非水溶性色素)。water-insoluble dye).

黄色(KingB培地、蛍光の水溶 性色素) 0−F試験:酸化型 酸産生: ブドウ糖 キシロース マンニット 乳   糖 + + 白   糖 麦芽糖 サリシン 果  糖    十 発育: 5℃   + 41℃ Mac Conkey  + SS十 Nac 十 C,V、T、   + 6χNaC1+ DL−α−HB ポリベータヒドロキシ酪酸蓄積 十 硝酸塩還元 亜硝酸塩からのガス 卵黄反応   1 アルギニンジヒドロラーゼ   + リジンデカルボキシラーゼ オルニチンカルボキシラーゼ アシルアミダーゼ Tween80分解 ゼラチン分解 カゼイン分解 澱粉分解 DNA分解 エスタリン分解 尿素分解 セルロース分解 キチンの分解 寒天分解 + VP、MR反応 インドール、硫化水素反応 ジオキシアセトンの生成 クエン酸の利用 T、S、I。Yellow (KingB medium, fluorescent aqueous solution) sex pigment) 0-F test: oxidized type Acid production: glucose xylose mannit milk sugar + + white sugar maltose Salicin Fructose 10 development: 5℃ + 41℃ Mac Conkey + SS ten Nac 10 C, V, T, + 6χNaC1+ DL-α-HB Polybeta hydroxybutyrate accumulation nitrate reduction gas from nitrites Egg yolk reaction 1 Arginine dihydrolase + Lysine decarboxylase ornithine carboxylase acylamidase Tween80 decomposition gelatin decomposition Casein degradation Starch decomposition DNA degradation Estarine degradation Urea decomposition cellulose decomposition decomposition of chitin Agar decomposition + VP, MR reaction Indole, hydrogen sulfide reaction Production of dioxyacetone Use of citric acid T, S, I.

0、N、P、G。0, N, P, G.

ムコイドの生成 一/− + アルカリ化 リドマスミルク フェニルアラニン反応 発育温度(℃)    5〜37 発育pH5,0〜9.2 以上の菌学的性質からバージェ・マニュアル(Berg
ey’s  Manual  of  Determi
native  Bacteri−ology)  第
8 版、コーワン・スチールマニュアル(S、T、Co
wan et al、 : 1974  Manual
 for theIdentification of
 Medical Bacteria)、  CDCマ
ニsアル(R,EJeaver and D、G、Ho
1lis : 1983Gran−Negative 
Organis+++s : An approach
 t。
Mucoid production - + Alkalinized lidmus milk Phenylalanine reaction Growth temperature (°C) 5-37 Growth pH 5.0-9.2 Based on the above mycological properties, the Berger manual (Berg.
ey's Manual of Determi
Native Bacteri-ology) 8th Edition, Cowan Steel Manual (S, T, Co
Wan et al.: 1974 Manual
for the identification of
Medical Bacteria), CDC Manual (R,EJever and D,G,Ho
1lis: 1983 Gran-Negative
Organis+++s: An approach
t.

Identification Centers fo
r Disease Contro1)により検索した
ところ、本菌株はシュードモナス(Pseudomon
as) と認められた。
Identification Centers for
r Disease Control 1), this strain was found to be Pseudomonas (Pseudomonas).
as) was recognized.

しかし、種については、各マニュアルに記載のない新菌
であること、また新規なプラスミドpNI10を保有す
ることから、従来のどの種でもないと判断された0本菌
株は特に光沢のある黄色菌であることから、シェードモ
ナス・フラビダ(Pseudosonas flavi
da) IF−4株と命名した0本菌株は微工研菌寄第
10865号(FERM P−10865)として工業
技術院微生物工業技術研究所に寄託されている。
However, as for the species, it is a new strain that is not described in each manual, and because it carries a new plasmid pNI10, the 0 strain, which was determined not to be any of the conventional species, is a particularly shiny yellow bacteria. For some reason, Pseudosonas flavi
da) The strain named IF-4 strain has been deposited with the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology as FERM P-10865.

失隻班上 (1)シュードモナス・フラビダIP−4(Pf!RM
 P−10865)の培養細胞よりpNllo DNA
の単離PY培地(ペプトン5g、酵母エキス5g、水1
 ffi、 pH7,0)にシュードモナス・フラビダ
IF−4(FERM P−10865)株を接種し、−
夜、 30℃で振盪培養する0本培養液1jteを新鮮
同培地10011!に接種し、30°Cで16時間培養
した。
Lost ship group (1) Pseudomonas flavida IP-4 (Pf!RM
pNllo DNA from cultured cells of P-10865)
Isolation of PY medium (5 g of peptone, 5 g of yeast extract, 1 part of water)
ffi, pH 7,0) was inoculated with Pseudomonas flavida IF-4 (FERM P-10865) strain, and -
At night, culture with shaking at 30°C and add 1 liter of culture solution to the same fresh medium 10011! and cultured at 30°C for 16 hours.

この培養液を冷却遠心して集菌し、SET緩衝液(20
%シュクロース、 505M [EDT^、50mM)
リス塩酸(p)I 8.0) ) 20dに懸濁する。
This culture solution was cooled and centrifuged to collect bacteria, and SET buffer (20
% Sucrose, 505M [EDT^, 50mM)
Suspend in lithium hydrochloric acid (p)I 8.0) 20d.

この溶液にリゾチーム(10mg/II&、ベーリンガ
ーマンハイム社製品)2.25d、プロナーゼ(10s
rg/I11.科研化学社製品)250μm 、 RN
ase(5tig/ld、 ベーリンガーマンハイム社
製品)250IINを添加し、軽く撹拌し、氷上に5分
間静置する0次に45mのアルカリSDS溶液(1%S
 D S 、 0.2N Na0H)を添加し、遠心管
内で上下して撹拌する。氷上で10分間冷却後、321
dの3M酢酸ナトリウム溶液(pH4,8)を添加、混
合し、1時間氷水中で静置する。 19000rp−で
15分間の冷却遠心後、上清を分離した。さらに、該上
清と同体積のイソプロパノールを加え、氷上で2時間冷
却後、8000rp−で10分間遠心した。遠心後、沈
殿物を70%エタノール溶液で洗浄した。沈殿物をデシ
ケータ内で真空ポンプにより減圧乾燥させた後、8jd
のTE緩衝液(10s+M )リス塩酸、1mMEDT
A pH8,0)に溶解し、DNA粗標品とした。・こ
れに10■/dのエチジウムプロミド0.56mと8.
48gの塩化セシウムを加え、50000rp+iで1
7時間、16℃で超遠心してプラスミドDNAを分離し
た。分離したプラスミドDNAを飽和塩化セシウム水で
飽和したイソプロパノールを用いて処理し、エチジウム
プロミドを除去した後、TE緩衝液で透析してプラスミ
ドDNAを得た0次に当該DNAを0.7%アガロース
ゲル、TBE緩衝液(5hM)リス−ホウ酸、 2gM
 IEDTA、 pH8,0)を用いて電気泳動を行っ
た。DNA分子量マーカーとしてλフアージDNAの旧
ndll1分解物を用いた場合、pNlloの環状プラ
スミドの移動度は約2.3Kbの直鎖状DNAの断片と
同じ移動度を示した。この部分をアガロースゲルより切
出し、8H過塩素酸ナトリウム溶液でゲルを溶解し、こ
の溶液をワットマンl0FCフイルターで吸引ろ過する
ことによりプラスミドDNAをフィルター上に吸着させ
る。6M過塩素酸溶液、100%エタノールでフィルタ
ーを洗浄後、フィルターをTE緩衝液に浸し、プラスミ
ドDNAを回収した。上記操作により、高純度のpNI
10プラスミドを調製した。
To this solution, 2.25 d of lysozyme (10 mg/II & Boehringer Mannheim product) and 2.25 d of pronase (10 s
rg/I11. Kaken Kagakusha product) 250μm, RN
Add 250 IIN (5 tig/ld, Boehringer Mannheim product), stir gently, and leave on ice for 5 minutes. Next, add 45 m of alkaline SDS solution (1% S
D S , 0.2N NaOH) and stir by swirling up and down in a centrifuge tube. After cooling on ice for 10 minutes, 321
Add the 3M sodium acetate solution (pH 4,8) from step d, mix, and let stand in ice water for 1 hour. After cold centrifugation at 19,000 rpm for 15 minutes, the supernatant was separated. Furthermore, the same volume of isopropanol as the supernatant was added, and after cooling on ice for 2 hours, centrifugation was performed at 8000 rpm for 10 minutes. After centrifugation, the precipitate was washed with a 70% ethanol solution. After drying the precipitate under reduced pressure in a desiccator using a vacuum pump, 8jd
TE buffer (10s+M) Lis-HCl, 1mM EDT
A (pH 8.0) and used as a crude DNA sample.・To this, add 0.56 m of ethidium bromide of 10 μ/d and 8.
Add 48g of cesium chloride and 1 at 50,000 rpm+i.
Plasmid DNA was isolated by ultracentrifugation at 16°C for 7 hours. The separated plasmid DNA was treated with isopropanol saturated with saturated cesium chloride water to remove ethidium bromide, and then dialyzed against TE buffer to obtain plasmid DNA. Next, the DNA was transferred to 0.7% agarose. Gel, TBE buffer (5 hM) Lis-borate, 2 gM
Electrophoresis was performed using IEDTA, pH 8,0). When the former ndll1 digest of λ phage DNA was used as a DNA molecular weight marker, the mobility of the circular plasmid pNllo was the same as that of a linear DNA fragment of about 2.3 Kb. This part is cut out from the agarose gel, the gel is dissolved in 8H sodium perchlorate solution, and this solution is suction-filtered through a Whatman 10FC filter to adsorb the plasmid DNA onto the filter. After washing the filter with 6M perchloric acid solution and 100% ethanol, the filter was immersed in TE buffer to collect plasmid DNA. By the above operation, high purity pNI
Ten plasmids were prepared.

(2)pNI10プラス逅ドの分子量の測定pNllo
の分子量の測定は、pNlloを制限酵素Pstlで切
断した断片を0.7%アガロースゲル電気泳動により決
定した。この際の分子量マーカーとしてはλフアージD
NAのHindl1分解物及びBstB■分解物を使用
した。これより、pNIlOの分子量は3.7Kbと算
出された。
(2) Measurement of molecular weight of pNI10 plus pNllo
The molecular weight of pNllo was determined by 0.7% agarose gel electrophoresis of a fragment obtained by cleaving pNllo with the restriction enzyme Pstl. As a molecular weight marker in this case, λphage D
A Hindl1-digested product of NA and a BstB-digested product were used. From this, the molecular weight of pNIIO was calculated to be 3.7 Kb.

(3)pNI10の制限酵素地図の作成純化したpNI
10プラスξドDNAを各種の制限酵素で切断した。切
断後は(2)項と同様の方法で本プラスミドDNAの制
限酵素切断断片の分子量を1%アガロースゲル電気泳動
法により決定した。
(3) Creation of restriction enzyme map of pNI10 Purified pNI
10 plus ξ DNA was cut with various restriction enzymes. After the cleavage, the molecular weight of the restriction enzyme-cleaved fragment of this plasmid DNA was determined by 1% agarose gel electrophoresis in the same manner as in section (2).

第1表に各種制限酵素に対する切断数を示す。Table 1 shows the number of cleavages for various restriction enzymes.

第2表の制限酵素切断パターンから第1図に示すような
制限酵素切断地図を作成した。
A restriction enzyme cleavage map as shown in FIG. 1 was created from the restriction enzyme cleavage patterns shown in Table 2.

(4)pNlloのコピー数の測定 シュードモナス・フラビダIF−4(Fil!RM P
−10865)株を前述(2)項の方法で培養し、菌体
を得た0本菌体より斉藤、三浦の公知の方法〔パイオキ
ξカ・バイオフィジカ・アクタ (Biochis+i
ca et Bio−physica Acta)、 
72巻、  619〜629頁(1963) )により
その全DNAを抽出・精製した0次に当該DNA約IO
μgを制限酵素EcoRIで完全分解し、その一部を前
述(2)項の方法でアガロースゲル電気泳動にかけた。
(4) Measurement of copy number of pNllo Pseudomonas flavida IF-4 (Fil!RM P
-10865) strain was cultured using the method described in (2) above, and 0 bacterial cells were obtained using the known method of Saito and Miura [Biochis + i
ca et Bio-physica Acta),
72, pp. 619-629 (1963)), the total DNA was extracted and purified.
μg was completely digested with the restriction enzyme EcoRI, and a portion thereof was subjected to agarose gel electrophoresis using the method described in section (2) above.

アガロースゲル電気泳動での分離パターンを写真撮影し
、pNI10由来のバンドのピークと他のDNA部分の
ピークの比をデンシトメーターにより測定した。シュー
ドモナス属細菌の細胞1個当りの全DNA量を4X10
”ダルトンとすると、pNlloの細胞1個当りのコピ
ー数は30〜40/cell と算出された。
The separation pattern by agarose gel electrophoresis was photographed, and the ratio of the peak of the band derived from pNI10 to the peak of other DNA portions was measured using a densitometer. The total amount of DNA per cell of Pseudomonas bacteria is 4X10
``Assuming Dalton, the copy number of pNllo per cell was calculated to be 30-40/cell.

(5)プラス藁ドpNI105. pNllo6. p
Nllo7. pNllllの構築 a〉プラス逅ドρNll0の制限酵素旧ncII切断部
位に、公知のプラスミドpUc−4K(Vieria、
J、 andMessing+J、、 Gene、 1
9巻、259頁、(1982) )を制限酵素旧nc[
処理することにより生じる約1400bpのにtar遺
伝子を含むDNA断片をT。
(5) Plus straw pNI105. pNllo6. p
Nllo7. Construction of pNllll a〉Plus ρNll0 restriction enzyme old ncII cleavage site was inserted into the known plasmid pUc-4K (Vieria,
J, and Messing+J, Gene, 1
9, p. 259, (1982)) with the restriction enzyme old nc [
The approximately 1400 bp DNA fragment containing the tar gene produced by the treatment was transformed into T.

DNAリガーゼを用いて連結し、シュードモナス・フラ
ビダIF−4の環状プラスごドをすべて脱落させて得た
シュードモナス・フラビダIP−42(FBRM−P 
10865)株を次項記載の方法で形質転換後、K11
を25uglx&含有するPY培地テKm’形質転換株
を選択した。この形質転換株より、Km’マーカーを有
するプラスミドpNI105を得た。
Pseudomonas flavida IP-42 (FBRM-P
10865) strain by the method described in the next section, transform K11
A transformed strain was selected using PY medium containing 25uglx&Km'. From this transformed strain, plasmid pNI105 having a Km' marker was obtained.

b)a)項と同様の方法により、pNIIOの制限酵素
Sma I切断部位に、90C−4Kを制限酵素C1a
ll処理することにより生じる約1400bpのKが遺
伝子を含むDNA断片を連結し、シュードモナス・フラ
ビダIF−42株を形質転換し、これよりKs’選択マ
ーカーを有するプラスミドpNI106を得た。
b) Using the same method as in section a), add 90C-4K to the restriction enzyme Sma I cleavage site of pNIIO.
The approximately 1400 bp K-gene-containing DNA fragment generated by the Il treatment was ligated and transformed into Pseudomonas flavida strain IF-42, thereby obtaining plasmid pNI106 having a Ks' selection marker.

c ) pNllo6の制限酵素旧nclI切断部位を
、制限酵素Bas+旧切断部位に変更することにより、
pNllo7を得た。
c) By changing the restriction enzyme old nclI cleavage site of pNllo6 to the restriction enzyme Bas + old cleavage site,
pNllo7 was obtained.

pNllo7の構築手順は次の通りである。The construction procedure of pNllo7 is as follows.

まず、pNllo6を制限酵素C1allで切断する。First, pNllo6 is cut with restriction enzyme C1all.

このDNA断片に市販のリン酸化Ba5HI リンカ−
(宝酒造■社製、 CGGATCCG配列を有する)を
T、DNAリガーゼを用いて連結した。その後、Ram
旧を作用させ、両末端を粘着末端とし、再度T4DNA
リガーゼを用いて環状DNAとした。これを用いてシェ
ードモナス・フラビダIF−4株(FORM−P 10
865)を形質転換し、これによりpNIIO7を得た
Add a commercially available phosphorylated Ba5HI linker to this DNA fragment.
(manufactured by Takara Shuzo ■, having the CGGATCCG sequence) was ligated using T and DNA ligase. Then Ram
Apply T4 DNA to make both ends sticky and add T4 DNA again.
A circular DNA was prepared using ligase. Using this, Shademonas flavida strain IF-4 (FORM-P 10
865), thereby obtaining pNIIO7.

d ) I)N1107を制限酵素C1alで部分分解
し、ly所で切断されたDNA断片をアガロースゲル電
気泳動にて分離・回収する。得られたプラス壽ドDNA
をDNAポリメラーゼを用いて平滑末端とした後、RS
FIOIOから制限酵素旧nc II −Pvu nで
切り出されるSm耐性遺伝子を含む約1.9KbのDN
A断片とT4DNAリガーゼを用いて連結した。このプ
ラスξドDNAを用いてシュードモナス・プチダ(Ps
eudoaonas putida) IF5株を形質
転換し、Sm耐性株を分離した。Sm耐性形質転換株か
らプラスミドを調製し、その構造を調べたところ、第2
図に示す様にpNIIO7のKm耐性遺伝子内のCla
l部位にSm耐性遺伝子の挿入されたプラスミドpNI
111が得られた。第2図に各ベクターの概略を示した
d) I) N1107 is partially digested with restriction enzyme C1al, and the DNA fragments cut at the ly position are separated and recovered by agarose gel electrophoresis. The obtained positive DNA
After making the ends blunt using DNA polymerase, RS
Approximately 1.9 Kb DNA containing the Sm resistance gene excised from FIOIO with the restriction enzyme old nc II -Pvun
The A fragment was ligated using T4 DNA ligase. Using this plus ξ DNA, Pseudomonas putida (Ps.
eudoaonas putida) IF5 strain was transformed, and an Sm-resistant strain was isolated. When we prepared a plasmid from the Sm-resistant transformant and examined its structure, we found that the second
As shown in the figure, Cla in the Km resistance gene of pNIIO7
Plasmid pNI with Sm resistance gene inserted at l site
111 was obtained. FIG. 2 shows an outline of each vector.

(6)シュードモナス属細菌ならびに他のダラム陰性菌
の形質転換 シュードモナス属細菌の形質転換は公知の方法(M、B
agdasarian et al、、 Gene、 
16巻、237頁(1981) )を一部改良して行っ
た。
(6) Transformation of Pseudomonas bacteria and other Durham-negative bacteria Pseudomonas bacteria can be transformed using known methods (M, B
Agdasarian et al., Gene.
16, p. 237 (1981)) with some modifications.

PY培地にシュードモナス属細菌の保存種菌を接種し、
30℃で15時間振盪培養した。この培養液1aleを
集菌し、次にあらかじめ氷冷した2、5mの形質転換用
緩衝液1 (10mW MOPS、 10+sM Rb
C1,100mM MgC1z、pH7,0)を添加し
、菌を懸濁した。0℃で30分間静置後、遠心して集菌
し、これに0.3−の同緩衝液Iを加え再懸濁し、コン
ピテント細胞とした。コンピテント細胞液にDNAサン
プルを25μl添加し、0℃で45分間静置した0次に
40°Cで5分間熱処理した後、PY培地1.7mを添
加し、30℃で3時間振盪培養後、任意の選択培地の表
面に培養液0.15dを塗布し目的とする形質転換株を
選択した。
Inoculate the PY medium with a stock seed of Pseudomonas bacteria,
Shaking culture was performed at 30°C for 15 hours. Collect 1 ale of this culture solution, then add 2.5 m of transformation buffer 1 (10 mW MOPS, 10+sM Rb
C1, 100mM MgC1z, pH 7.0) was added to suspend the bacteria. After standing at 0°C for 30 minutes, the cells were collected by centrifugation, and 0.3-buffer I was added thereto to resuspend them to obtain competent cells. Add 25 μl of DNA sample to competent cell solution and let stand at 0°C for 45 minutes. Next, heat treat at 40°C for 5 minutes, add 1.7 ml of PY medium, and culture with shaking at 30°C for 3 hours. 0.15 d of the culture solution was applied to the surface of any selective medium to select the desired transformed strain.

(7)形質転換の効率 (6)の方法に従って、いぐつかのシュードモナス属細
菌の形質転換の効率を測定した。形質転換の効率はlp
gのpNI105プラスミドDNA当り何個の形質転換
株(Km耐性株)が得られたかを基準として表した。第
2表にその結果を示す。
(7) Transformation efficiency According to the method of (6), the transformation efficiency of several Pseudomonas bacteria was measured. The efficiency of transformation is lp
The number of transformed strains (Km-resistant strains) obtained per g of pNI105 plasmid DNA was expressed as a standard. Table 2 shows the results.

また、pNI106. pNI107. pNllll
 (Sm耐性)の各ベクターを使用した場合も、はぼ第
2表と同様の結果が得られた。
Also, pNI106. pNI107. pNllll
When each of the vectors (Sm resistant) was used, the same results as in Table 2 were obtained.

第2表 (8) pNI105の宿主菌の検索 プラスミドpNI105がシュードモナス属細菌以外の
グラム陰性菌として大腸菌を宿主として複製し発現する
か否かを調べた。形質転換の方法は、公知の方法(Ku
shner、S、R,、Genetic Engine
ering17頁、 B15evier (1978)
 )に従ってコンピテント細胞を調製した。
Table 2 (8) Search for host bacteria of pNI105 It was investigated whether plasmid pNI105 could be replicated and expressed using Escherichia coli as a Gram-negative bacterium other than Pseudomonas bacteria as a host. The transformation method is a known method (Ku
shner, S.R., Genetic Engine
ering 17 pages, B15evier (1978)
) Competent cells were prepared according to the following method.

その結果、大腸菌(f!5cherichia col
i)C−600株においてpNI105ベクターが安定
に保持されることがわかった。特に[!、coli C
600株における形質転換効率は2 XIO’ cel
1g/#g DNAと非常に高率であり、pNI105
は、シェードモナス属細菌と大腸菌とのシャトルベクタ
ーとして充分に使用し得るものであった。
As a result, Escherichia coli (f!5 cherichia col
i) It was found that the pNI105 vector was stably maintained in the C-600 strain. especially[! , coli C
The transformation efficiency in 600 strains is 2 XIO' cel
1g/#g DNA, very high rate, pNI105
could be satisfactorily used as a shuttle vector between Shademonas bacteria and Escherichia coli.

またpNI106. pNI10?、 pNI111各
プラスごドもpNI105と同様の結果が得られた。
Also pNI106. pNI10? , pNI111 and pNI111 gave similar results to pNI105.

以上のように、pNI10系プラスξドはシュードモナ
ス属細菌と大腸菌の間のシャトルベクターとして有用で
ある。
As described above, pNI10 plus ξd is useful as a shuttle vector between Pseudomonas bacteria and E. coli.

(9)挿入し得るDNAの長さ pNI107にどれほどの大きさO外来DNAが挿入し
得るかについて以下の方法で実験を行った。
(9) Length of DNA that can be inserted An experiment was conducted using the following method to determine how much foreign DNA could be inserted into pNI107.

まず外来DNAの調製は、シュードモナス・プチダより
前項(4)の方法に従って行った0次に当該DNAを制
限酵素EcoRIで部分分解し、外来DNA標品とした
First, foreign DNA was prepared from Pseudomonas putida according to the method described in the previous section (4).The DNA was then partially digested with the restriction enzyme EcoRI to obtain a foreign DNA preparation.

他方pNI107DNAをEcoRIで切断し、このベ
クターDNAと上記外来D N A @ T a リガ
ーゼで連結し、前項の(6)の方法でシュードモナス・
プチダIF3株を形質転換した。Km耐性株を任意に5
0株選択し、得られた形質転換株からプラスミドDNA
を単離した。それぞれの株より得られたプラスミドDN
Aを制限酵素BcoRIで切断し、挿入された外来DN
Aを切り出した。このDNAの長さを、前項(2)の方
法に従い、アガロースゲル電気泳動法によって決定した
。その結果、本ベクター上に各長さのDNAが挿入され
ること、また最大のDNAは20Kb以上のものが挿入
されていることが明らかとなった。
On the other hand, pNI107 DNA was cut with EcoRI, ligated with this vector DNA using the foreign DNA @ Ta ligase, and Pseudomonas
Putida IF3 strain was transformed. 5 Km-resistant strains arbitrarily
0 strain was selected and plasmid DNA was extracted from the obtained transformed strain.
was isolated. Plasmid DNA obtained from each strain
Foreign DNA inserted by cutting A with restriction enzyme BcoRI
I cut out A. The length of this DNA was determined by agarose gel electrophoresis according to the method described in the previous section (2). As a result, it was revealed that DNAs of various lengths were inserted into this vector, and that the largest DNA was 20 Kb or more.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上記のように本発明によって得られるプラスミドpNI
10は小型のベクターであり、その任意の制限酵素部位
に、目的とする蛋白質をコードする遺伝子DNAを連結
できる。それ故これを各種細菌内に導入することにより
、これら細菌の菌体内もしくは菌体外に目的とするペプ
チドホルモンや種々の酵素等の蛋白質を量産することが
できる。
Plasmid pNI obtained according to the invention as described above
Reference numeral 10 is a small vector, into which a gene DNA encoding a protein of interest can be ligated to any restriction enzyme site. Therefore, by introducing this into various bacteria, it is possible to mass-produce target proteins such as peptide hormones and various enzymes inside or outside of these bacteria.

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

第1図は、本発明のプラス亀ドpNI10の制限酵素地
図を示す、第2図は本発明のプラスミドpNI10由来
の各プラスミドの制限酵素地図を示すものであり、図中
a)はプラスミドpNI105、b)はプラスミドpN
I106、C)はプラスミドDNI10?、d)はプラ
スミドpNI111の制限酵素地図をそれぞれ示す、な
お又、図中−はpNIlO由来、閣はpUc−4に由来
1口はRSFIOIO由来のDNAを示す。
FIG. 1 shows the restriction enzyme map of the plus turtle pNI10 of the present invention. FIG. 2 shows the restriction enzyme map of each plasmid derived from the plasmid pNI10 of the present invention, and a) in the figure shows plasmids pNI105, b) is plasmid pN
I106, C) is plasmid DNI10? , d) show the restriction enzyme map of plasmid pNI111, respectively. In the figures, - indicates DNA derived from pNIIO, "K" indicates DNA derived from pUc-4, and "1" indicates DNA derived from RSFIOIO.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)分子量が約3.7Kbであって、第1図に示す酵素
切断地図を有し、かつ制限酵素BamHI、SacI及
びSalIにより開裂されないシュードモナス属菌由来
のプラスミドpNI10。 2)プラスミドpNI10にカナマイシン耐性もしくは
ストレプトマイシン耐性の選択マーカーを付与したプラ
スミド。 3)pNI10又はpNI10由来のプラスミドをベク
ターとして用いた遺伝子組換え法。
[Scope of Claims] 1) A plasmid pNI10 derived from a Pseudomonas bacterium that has a molecular weight of approximately 3.7 Kb, has the enzyme cleavage map shown in FIG. 1, and is not cleaved by restriction enzymes BamHI, SacI, and SalI. 2) A plasmid in which a selection marker for kanamycin resistance or streptomycin resistance is added to plasmid pNI10. 3) Gene recombination method using pNI10 or a plasmid derived from pNI10 as a vector.
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