JPH0372869A - Urea-nonproductive practical brewing yeast, method for breeding the same and production of sakes (japanese rice wines) using the same - Google Patents

Urea-nonproductive practical brewing yeast, method for breeding the same and production of sakes (japanese rice wines) using the same

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JPH0372869A
JPH0372869A JP1207874A JP20787489A JPH0372869A JP H0372869 A JPH0372869 A JP H0372869A JP 1207874 A JP1207874 A JP 1207874A JP 20787489 A JP20787489 A JP 20787489A JP H0372869 A JPH0372869 A JP H0372869A
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urea
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Katsuya Gomi
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Abstract

PURPOSE:To suppress formation of ethyl carbamate which is a carcinogen and breed the subject yeast usefully for production of SAKEs by transforming a yeast with a specific plasmid and breaking or substituting arginase gene. CONSTITUTION:A plasmid having both a gene providing a dominant marker for selecting a transformant and part of arginase gene is used to break or substitute the arginase gene and breed the objective yeast. Furthermore, e.g. a DNA fragment of Saccharomyces/cerevisiae capable of coding arginase is cloned to afford plural plasmids in which tolerance to geneticin and sulfometuron-methyl as respective selection markers are linked to the middle of a coding region. In transformation, the aforementioned plasmids are preferably mixed, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、実際の飲食品の醸造に用いられている酵母(
実用醸造酵母と呼ぶ)のアルギナーゼ遺伝子(CARI
)の破壊又は置換による尿素非生産性酵母とその育種法
及びその利用に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention is directed to the yeast (
The arginase gene (CARI) of commercial brewing yeast
), and its breeding method and its utilization.

本発明の形質転換体である尿素非生産性実用醸造酵母は
、アルギニンをオルニチンと尿素に分解する酵素である
アルギナーゼ(EC3,5,3,1)を欠失しているた
め尿素の生成が抑制されている。従って、尿素から誘導
される発癌物質カルバミン酸エチルの生成を抑えること
が可能である。
The urea-nonproducing commercial brewer's yeast, which is the transformant of the present invention, lacks arginase (EC3, 5, 3, 1), an enzyme that decomposes arginine into ornithine and urea, so urea production is suppressed. has been done. Therefore, it is possible to suppress the production of ethyl carbamate, a carcinogen derived from urea.

つまり1本発明の形質転換体を用いることによって、ア
ルコール発酵速度及び品質は親株と変らず、しかもカル
バミン酸エチルを全く含まない酒類等を製造することが
できる。従って、本発明は酒類、アルコール、その他の
醸造食品の製造に大きく貢献するものである。
In other words, by using the transformant of the present invention, it is possible to produce alcoholic beverages, etc., which have the same alcohol fermentation rate and quality as the parent strain, and which do not contain ethyl carbamate at all. Therefore, the present invention greatly contributes to the production of alcoholic beverages, alcohol, and other brewed foods.

(発明の背景及び従来技術とその問題点)一般に、各種
醸造飲食品(清酒、焼酎、果実酒、ビール、ウィスキー
、ブランデー、醤油、味噌、老酒等)の製造醪中には、
含量にはかなりの差があるが、尿素が存在し、それがエ
タノールと反応して発癌物質であるカルバミン酸エチル
(ウレタン)を生成させるため世界中で問題になってい
る。
(Background of the invention, prior art, and problems thereof) In general, during the production of various brewed foods and drinks (sake, shochu, fruit wine, beer, whisky, brandy, soy sauce, miso, aged sake, etc.),
The presence of urea, which varies considerably in content, is a problem worldwide because it reacts with ethanol to form ethyl carbamate (urethane), a carcinogen.

従来、尿素を減少させる方法としては、アルギニンの酵
母菌体への取込みに関与するアルギニン透過酵素の欠失
した変異株を用いる方法、又は、尿素をアンモニアと炭
酸ガスに分解するウレアアミドリアーゼ作用の脱抑制変
異株を用いる方法がとられてきたが、これらの菌株を用
いても従来の約半量までしか尿素量を減らすことはでき
ない。
Conventional methods for reducing urea include using mutant strains lacking arginine permease, which is involved in the uptake of arginine into yeast cells, or using ureaamide lyase, which decomposes urea into ammonia and carbon dioxide. Methods have been taken to use disinhibited mutant strains, but even with these strains, the amount of urea can only be reduced to about half of the conventional amount.

しかも、これらの変異株は親株に比べ一般に発酵が鈍い
ため、他の酵母に汚染され易く確実な効果が得られにく
いという問題があった。
Moreover, these mutant strains generally have slower fermentation than the parent strain, so they are easily contaminated with other yeasts, making it difficult to obtain reliable effects.

本発明者らは、特願昭63−268097で、アルギナ
ーゼ遺伝子破壊又は置換により尿素非生産性酵母を育種
したが、宿主の酵母には、形質転換体を選択するための
マーカーを付与し易い実験室株(1倍体)を用いており
、かつ、1倍体のため実用的には発酵速度が遅いなどの
問題がある。
The present inventors, in Japanese Patent Application No. 63-268097, bred urea-nonproducing yeast by disrupting or replacing the arginase gene. A chamber strain (haploid) is used, and since it is haploid, there are problems such as a slow fermentation rate in practical use.

通常、清酒、焼酎、果実酒、ビール、ライスキ、ブラン
デー、老酒等の製造に用いられている実用醸造酵母(サ
ツカロマイセス・セレビシアエ)は倍数性が2倍体(も
しくはそれ以上の高次倍数体)である他、各酒類の製造
で要求される性質、例えば、清酒や焼酎でのアルコール
耐性、果実酒での亜硫酸耐性、ビールでの低温発酵性等
を備えており、実験室株とは大きく異なっている。
The practical brewing yeast (Satsucharomyces cerevisiae), which is normally used in the production of sake, shochu, fruit wine, beer, rice wine, brandy, aged sake, etc., is diploid (or higher-order polyploid). In addition, it has properties required for the production of various alcoholic beverages, such as alcohol resistance for sake and shochu, sulfite resistance for fruit liquor, and low-temperature fermentability for beer, and is significantly different from laboratory strains. There is.

従って、実用醸造酵母に、優れた特性を保持しながら、
形質転換体の選択のためのマーカーを付与するには実験
室株のような人工突然変異による栄養要求性等のマーカ
ーは付与できず、薬剤(例えば、オリゴマイシン、ジェ
ネティシン、エリスロマイシン、プレオマイシン、8−
アザグアニン、ナイスタチン、スルフオメチュロンメチ
ル等)耐性や重金属(銅、亜鉛、コバルト、水銀等)耐
性、キラー蛍白分泌性等の優性マーカーを用いる必要が
ある。
Therefore, while maintaining excellent characteristics as a practical brewer's yeast,
In order to provide a marker for selection of transformants, markers such as auxotrophy cannot be provided by artificial mutation such as in laboratory strains, and drugs (e.g., oligomycin, geneticin, erythromycin, pleomycin, −
It is necessary to use dominant markers such as resistance to azaguanine, nystatin, sulfometuron methyl, etc.), resistance to heavy metals (copper, zinc, cobalt, mercury, etc.), and killer fluorescence secretion.

また、実用醸造酵母の目的の遺伝子を破壊又は置換する
には、2本(又はそれ以上)の染色体上の同一遺伝子を
破壊又は置換する必要があり、上記選択マーカーの遺伝
子を連結した複数個の破壊又は置換用プラスミドの構築
が必要となる。
In addition, in order to destroy or replace the target gene in commercial brewing yeast, it is necessary to destroy or replace the same gene on two (or more) chromosomes, and multiple Construction of a plasmid for destruction or replacement is required.

(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、以上の観点から、実用醸造酵母の選択マ
ーカーに薬剤耐性としてジエネテイシン(G418)耐
性とスルフオメチュロンメチル(SN)耐性をとりあげ
、各々の耐性遺伝子を連結したアルギナーゼ遺伝子(C
ARI)破壊用プラスミドの構築を目的として鋭意研究
を行った。
(Means for Solving the Problems) From the above viewpoint, the present inventors have adopted resistance to dienetisin (G418) and sulfometuron methyl (SN) as drug resistance as selection markers for practical brewing yeast. The arginase gene (C
We conducted extensive research with the aim of constructing a plasmid for ARI) disruption.

まず、本発明者らは、サツカロマイセス・セレビシアエ
のアルギナーゼをコードするDNA断片をクローン化し
、コーディングリージョンの中間に選択マーカーとして
の5M耐性遺伝子(SMRI)を連結したプラスミドA
を構築した。同様にして、選択マーカーとしての641
8耐性遺伝子(G41F! y)を連結したプラスミド
Bを構築した。
First, the present inventors cloned a DNA fragment encoding Saccharomyces cerevisiae arginase, and created plasmid A in which a 5M resistance gene (SMRI) as a selection marker was ligated to the middle of the coding region.
was built. Similarly, 641 as a selection marker
Plasmid B was constructed in which the 8 resistance gene (G41F!y) was linked.

二倍体の実用醸造酵母を形質転換する方法として、(1
)プラスミドA又はプラスミドBの何れか1個のプラス
ミドを用いて形質転換する(2)プラスミドAとプラス
ミドBを用い二段階で形質転換する(3)プラスミドA
とプラスミドBの混合物を用いて一回で形質転換するの
3方法が考えられるが、(1)の方法は極めて効率が悪
<(2)の方法、次に(3)の方法が効率よく形質転換
体を得ることができ、この方法により、実用醸造酵母の
2つの染色体上に在るアルギナーゼ遺伝子の破壊された
形質転換体が得られることを見出したのである。
As a method for transforming diploid practical brewer's yeast, (1
) Transformation using either plasmid A or plasmid B (2) Transformation in two steps using plasmid A and plasmid B (3) Plasmid A
There are three methods of transformation using a mixture of plasmid B and plasmid B, but method (1) is extremely inefficient. Method (2) and then method (3) are highly efficient. They found that a transformant can be obtained, and by this method, a transformant in which the arginase gene present on two chromosomes of a commercial brewing yeast is disrupted can be obtained.

得られた形質転換体を用いて酒類の製造を行ったところ
、尿素の生成は全く認めず、従って、カルバミン酸エチ
ルの生成がなく、かつ、アルコール発酵速度及び酒質も
親株と変らないことを認め本発明を完成するに至った。
When alcoholic beverages were produced using the obtained transformant, no urea production was observed.Therefore, it was confirmed that ethyl carbamate was not produced and the alcohol fermentation rate and alcohol quality were the same as the parent strain. In recognition of this, we have completed the present invention.

(詳細な説明) 本発明に用いたゲノムDNAの供与体は、サツカロマイ
セス・セレビシアエであり、具体的には協会7号酵母(
市販品)である。
(Detailed Description) The genomic DNA donor used in the present invention is Satucharomyces cerevisiae, and specifically, the yeast No. 7 yeast (
commercially available products).

本菌体からの染色体DNAの抽出法及び染色体シーンラ
イブラリーの作製法は1例えばAgric。
A method for extracting chromosomal DNA from this bacterial cell and a method for creating a chromosomal scene library is 1, for example, Agric.

Biol、 Che+m、、 Vol、53.431〜
436. (1989)に記載された方法に準じて行わ
れる。
Biol, Che+m,, Vol, 53.431~
436. (1989).

上記で得られた染色体シーンライブラリーからの当該遺
伝子の単離に当っては、サツカロマイセス・セレビシア
エのアルギナーゼ遺伝子のDNA配列(J、 Bact
eriol Vol、160.1078〜1087(1
984))に基づいて合成したDNAオリゴマーを作成
し、それをプローブに用いてプラークハイブリダイゼー
ションを行い、サツカロマイセス・セレビシアエのアル
ギナーゼ遺伝子のDNAをクローニングする。
In isolating the gene from the chromosome scene library obtained above, the DNA sequence of the arginase gene of Satucharomyces cerevisiae (J, Bact
eriol Vol, 160.1078-1087(1
A DNA oligomer synthesized based on 984)) is prepared, and plaque hybridization is performed using it as a probe to clone the DNA of the arginase gene of Satucharomyces cerevisiae.

遺伝子破壊のためのプラスミドA及びBの作製は次のよ
うにして行う。
Plasmids A and B for gene disruption are constructed as follows.

プラスミドAの作製は、アルギナーゼ遺伝子由来の0.
9kbpのHindm−Pst Iフラグメントを組込
んだプラスミドpUc’18−HPのBgl II −
Kpn I断片を除き、その代りにpVX509より切
り出した8M耐性遺伝子を含む約3.5kbpのBam
HI−Kpn IフラグメントをつないでプラスミドA
 (PCAT−20)を作製する(第1図)。
Plasmid A was constructed by using 0.
Bgl II − of plasmid pUc′18-HP incorporating a 9 kbp Hindm-Pst I fragment.
The Kpn I fragment was removed and, instead, a Bam of approximately 3.5 kbp containing the 8M resistance gene excised from pVX509 was used.
Connect the HI-Kpn I fragment to create plasmid A.
(PCAT-20) is produced (Fig. 1).

また、プラスミドBの作製は、アルギナーゼ遺伝子を含
む約6kbpのB’a m HI −B a m HI
フラグメントをpUc119に組込んだプラスミド(p
cAR112)に、YCpGllより切り出したG41
8耐性遺伝子を含む1,7kbpのPvu■−Pvu 
IIフラグメントをつないでプラスミドB (pcAT
−IE、 pcAT−IF)を作製する(第2図)。
In addition, plasmid B is constructed using approximately 6 kbp B'am HI-B'am HI containing the arginase gene.
A plasmid in which the fragment was integrated into pUc119 (p
cAR112), G41 excised from YCpGll
1.7kbp Pvu■-Pvu containing 8 resistance genes
Plasmid B (pcAT
-IE, pcAT-IF) (Fig. 2).

形質転換においては、実用醸造酵母は2倍体(もしくは
高次倍数体)なので、2本の染色体上の当該遺伝子を破
壊する必要がある。まず、最初に、プラスミドA′It
AValサイトで切断し、直鎖状のDNAにして実用醸
造酵母を形質転換し、 1本の染色体上の当該遺伝子が
破壊され3M耐性の生じた形質転換体を選択する。次に
、プラスミドBをBan+HIサイトで切断して得られ
た約7kbpの直鎖状DNAを用いて形質転換体を再度
形質転換し、残りの染色体上の当該遺伝子が破壊され、
041g耐性の生じた形質転換体を選択する。この様な
二段階の形質転換を行って目的の形質転換体を得る。
In transformation, since commercial brewing yeast is diploid (or higher-order polyploid), it is necessary to destroy the relevant genes on two chromosomes. First, plasmid A'It
Cut the DNA at the AVal site, convert it into a linear DNA, transform it into commercial brewing yeast, and select transformants in which the gene on one chromosome is destroyed and 3M resistance has developed. Next, the transformant was transformed again using a linear DNA of about 7 kbp obtained by cutting plasmid B at the Ban + HI site, and the gene on the remaining chromosome was destroyed.
Select transformants that have developed resistance to 041g. Such two-step transformation is performed to obtain the desired transformant.

なお、アルギナーゼ遺伝子が破壊されたかどうかの判定
は、サザンブロッティングにより確認すると共に、次の
方法でアルギナーゼ活性を測定し、活性の有無を調べる
Note that the determination of whether the arginase gene has been disrupted is confirmed by Southern blotting, and the presence or absence of arginase activity is determined by measuring the arginase activity using the following method.

形質転換体及び親株をアルギナーゼ非誘導培地(イース
トナイトロゲンベース(Nフリー))0.17%、グル
コース2%、(Nl(4)、So、 5d)又はアルギ
ナーゼ誘導培地(非誘導培地にアルギニン塩酸塩10m
M添加)に2XIO7セル/mQとなるよう植菌し、3
0℃、4時間振とう培養後集菌洗浄する。この菌体を1
011Mトリス・塩酸バッファー(pH7,0)にけん
濁しガラスピーズで破壊する。
Transformants and parent strains were grown in arginase non-inducing medium (yeast nitrogen base (N free)) 0.17%, glucose 2% (Nl(4), So, 5d) or arginase inducing medium (arginine hydrochloride in non-inducing medium). 10m salt
M addition) was inoculated to 2XIO7 cells/mQ, and
After shaking and incubating at 0°C for 4 hours, collect the bacteria and wash. This bacterial body is 1
Suspend in 011M Tris-HCl buffer (pH 7.0) and disrupt with glass beads.

このホモジネートの1500orpm、 10分間の遠
心上清を酵素液とし、アルギニンを基質として反応させ
生成する尿素を東洋醸造(株)製尿素キットで定量し、
アルギナーゼ活性とする。次に、この形質転換体を用い
て常法どおり、清酒や果実酒、ビール、焼酎、ウィスキ
ー、ブランデー、老酒等の酒類を製造することにより、
尿素を全く含まない酒類の製造ができ、ひいてはカルバ
ミン酸エチルの生成しない酒類の製造が可能となる。
Centrifuging this homogenate at 1500 rpm for 10 minutes, the supernatant was used as an enzyme solution, and the urea produced by reacting with arginine as a substrate was quantified using a urea kit manufactured by Toyo Jozo Co., Ltd.
Define arginase activity. Next, by using this transformant to produce alcoholic beverages such as sake, fruit wine, beer, shochu, whisky, brandy, aged sake, etc. in a conventional manner,
It is possible to produce alcoholic beverages that do not contain urea at all, and in turn, it is possible to produce alcoholic beverages that do not generate ethyl carbamate.

次に本発明の実施例を示す。Next, examples of the present invention will be shown.

実施例1 サツカロマイセス・セレビシアエのアルギナ
ーゼ遺伝子のクローニング; 清酒酵母協会7号(サツカロマイセス・セレビシアエ)
の染色体DNAのシーンライブラリー(作製法はA r
ic、 Biol、 Chell、、 Vol、53.
431〜436(1989)に記載された方法によった
)を用いてプラークハイブリダイゼーションによりアル
ギナーゼ遺伝子を含むクローンの選択を行った。この一
連の操作は常法(Molecular Cloning
、 P63−67゜Co1d Spring Harb
or Laboratory(1982))によった。
Example 1 Cloning of the arginase gene of Satucharomyces cerevisiae; Sake Yeast Association No. 7 (Satsucharomyces cerevisiae)
Scene library of chromosomal DNA (preparation method: Ar
ic, Biol, Chell,, Vol, 53.
Clones containing the arginase gene were selected by plaque hybridization using the method described in 431-436 (1989). This series of operations is a conventional method (Molecular Cloning).
, P63-67゜Cold Spring Harb
or Laboratory (1982)).

プラークハイブリダイゼーションに用いた2つのプロー
ブは次の配列をもつ合成オリゴマー(32〜35で)を
31pで放射能標識したものである。
The two probes used for plaque hybridization were synthetic oligomers (32-35) with the following sequences radiolabeled with 31p.

NR−15’TGGACAAATACCCCGATGC
TGGTCTTTTATGG3’NR−25’ATGT
AACCCTGATCTGGCTATTCATにATA
TCCATG3’約20 、000個のプラーク、より
NR−1、NR−2プローブのどちらにもハイブリダイ
ゼーションする1個のクローンを選択できた。
NR-15'TGGACAAATAACCCCGATGC
TGGTCTTTTATGG3'NR-25'ATGT
ATA to AACCCTGATCTGGCTATTCAT
From approximately 20,000 plaques of TCCATG3', we were able to select one clone that hybridized to both the NR-1 and NR-2 probes.

これらのクローンの中に挿入されているサツカロマイセ
ス・セレビシアエ協会7号由来のDNA断片をBam+
HIで完全消化したところ、2つのプローブでハイブリ
ダイズする5、6kbのDNA断片を得た。
The DNA fragment derived from Satucharomyces cerevisiae association No. 7 inserted into these clones was
Complete digestion with HI yielded a 5 to 6 kb DNA fragment that hybridized with the two probes.

このDNA断片をE、 coliのプラスミドベクター
pUc119に連結したプラスミドPCAR112を得
て、これから当該挿入断片の制限酵素切断地図を作製し
た(第2図のPCAR112)。
This DNA fragment was ligated to E. coli plasmid vector pUc119 to obtain plasmid PCAR112, from which a restriction enzyme cleavage map of the inserted fragment was prepared (PCAR112 in FIG. 2).

実施例2 アルギナーゼ遺伝子破壊のためのプラスミド
の作製; プラスミドAの作製法:第2図記載のpcAR112か
ら制限酵母Hind mとPst Iで切り出されるア
ルギナーゼ遺伝子由来の0.9kbpのDNA断片をp
UC18にT4DNAIJガーゼを用イテ連結し、pt
lc18−HPを作製した。これに選択マーカーを付与
するために、ベクターpldX509よす5MR1をコ
ードする約3.5kbp(7)BamHI−Kpn I
フラグメントを制限酵母で切り出し、PUC18−HP
のBgl II −Kpn Iフラグメントを制限酵素
で切り出した後にT4DNAリガーゼを用いて連結し、
アルギナーゼ破壊用プラスミドA (pCAT−2D)
を作製した。
Example 2 Preparation of a plasmid for arginase gene disruption; Method for preparing plasmid A: A 0.9 kbp DNA fragment derived from the arginase gene excised from pcAR112 shown in FIG. 2 using restriction yeast Hind m and Pst I was
Ligate UC18 with T4DNAIJ gauze and pt
lc18-HP was produced. In order to provide this with a selection marker, the approximately 3.5 kbp (7) BamHI-Kpn I vector encoding pldX509yosu5MR1 was used.
The fragment was excised using restriction yeast and PUC18-HP
The Bgl II-Kpn I fragment of was cut out using restriction enzymes and then ligated using T4 DNA ligase.
Plasmid A for arginase destruction (pCAT-2D)
was created.

プラスミドBの作製法: pcAR112のBgl I
I −BgI IIフラグメントを制限酵素で切り出し
た後、Klenow処理で平滑化し、アルカリフォスフ
ァターゼで脱燐酸を行う、これにYCpGllのG41
8yをコードしている1、7kbpのPvu IT −
Pvu IIフラグメントを制限酵素で切り出し、T4
DNAリガーゼを用いて連結し。
Production method of plasmid B: Bgl I of pcAR112
After excising the I-BgI II fragment with a restriction enzyme, it was blunted with Klenow treatment and dephosphorylated with alkaline phosphatase.
1.7kbp Pvu IT encoding 8y-
Cut out the Pvu II fragment with a restriction enzyme and add T4
Ligate using DNA ligase.

プラスミドB  (pCAT−LH及びPvu II 
−Pvu IIフラグメントの挿入方向が反対のpCA
T−IF)を作製した。
Plasmid B (pCAT-LH and Pvu II
- pCA with opposite insertion direction of Pvu II fragment
T-IF) was produced.

実施例3 アルギナーゼを生産しないサツカロマイセス
・セレビシアエの作製; アルギナーゼ遺伝子破壊用プラスミド穴およびBを用い
、サツカロマイセス・セレビシアエ清酒用酵母協会9号
(2倍体)(市販品)の形質転換をItoらの方法(J
、 Bacteriol、、 Vol 153.163
(1983))に準じて行った。
Example 3 Preparation of Satucharomyces cerevisiae that does not produce arginase; Using the arginase gene disruption plasmid hole and B, Satucharomyces cerevisiae Sake Yeast Association No. 9 (diploid) (commercial product) was transformed by the method of Ito et al. (J
, Bacteriol,, Vol 153.163
(1983)).

即ち、清酒酵母(協会9号)を100m12のYPD培
地(工%酵母エキス、 2%ポリペプトン、2%グルコ
ース、PI(5,3)中30℃で振とう培養し、対数増
殖期に遠心によって集菌した。TE緩衝液で洗浄後同じ
緩衝液に2X10”セル/mQの濃度でけん濁した。
Specifically, sake yeast (Kyokai No. 9) was cultured with shaking at 30°C in 100 m of YPD medium (% yeast extract, 2% polypeptone, 2% glucose, PI (5,3)), and collected by centrifugation during the logarithmic growth phase. After washing with TE buffer, the cells were suspended in the same buffer at a concentration of 2 x 10'' cells/mQ.

この0.5−を小試験管に移し1等容量の0.2M酢酸
リチウム溶液を添加し、1時間30℃で振とうした。
This 0.5-ml solution was transferred to a small test tube, 1 equivalent volume of 0.2M lithium acetate solution was added, and the mixture was shaken at 30°C for 1 hour.

この中から0.1m12を1 、5mMのエッペンドル
フチューブに移し、プラスミドA (pCAT−2D)
を制限酵素AvaIで処理し直鎖状にしたDNA溶液(
1μg/μQ)10μ鉦を加え、30℃、30分間静置
培養した。
From this, 0.1ml was transferred to a 1.5mM Eppendorf tube, and plasmid A (pCAT-2D) was added.
DNA solution treated with restriction enzyme AvaI to make it linear (
1 μg/μQ) was added, and the mixture was incubated at 30° C. for 30 minutes.

次に、殺菌した70%ppa−4ooo 150μQを
加えよく混合した。30℃で1時間静置した後、エッペ
ンドルフチューブを42℃の恒温水中で5分間静置後、
菌体を直ちに室温まで冷却し、室温で殺菌水で洗浄し、
5M含有培地(イーストナイトロゲンベース(W10ア
ミノ酸) 0.67%、グルコース2%、寒天2%、ス
ルフオメチュロンメチル1100pp (オートクレー
ブ後添加))で生育する90菌株(9個/μgDNA)
の形質転換体を得た。次に、この中の3株に対し、プラ
スミドB (PCAT−IF)を制限酵素Ban+HI
で処理し、直鎖状にしたDNA溶液(0,8μg/μQ
) ioμaを加え、上述のプラスミドAの場合と同様
の方法で形質転換を行った。得られた210株の形質転
換株の中から80株についてアルギニン含有培地(イー
ストナイトロゲンベース(Nフリー) 0.17%、グ
ルコース2%、アルギニン塩酸塩20+aM、寒天2%
)で生育できず、 5M含有培地及びG418含有培地
(酵母エキス1%、ポリペプトン2%、グルコース2%
Next, 150 μQ of sterilized 70% ppa-4ooo was added and mixed well. After standing at 30°C for 1 hour, the Eppendorf tube was placed in constant temperature water at 42°C for 5 minutes,
Immediately cool the bacterial cells to room temperature, wash them with sterile water at room temperature,
90 strains (9 cells/μg DNA) growing in 5M-containing medium (yeast nitrogen base (W10 amino acid) 0.67%, glucose 2%, agar 2%, sulfometuron methyl 1100pp (added after autoclaving))
transformants were obtained. Next, plasmid B (PCAT-IF) was added to three of these strains using restriction enzymes Ban+HI.
DNA solution (0.8μg/μQ) treated with
) ioμa was added, and transformation was performed in the same manner as for plasmid A described above. Of the 210 transformants obtained, 80 strains were treated with an arginine-containing medium (yeast nitrogen base (N-free) 0.17%, glucose 2%, arginine hydrochloride 20+aM, agar 2%).
), 5M-containing medium and G418-containing medium (yeast extract 1%, polypeptone 2%, glucose 2%)
.

寒天2%、ジェネテシン600ppm (オートクレー
ブ後添加))で生育できる56株(7個/μgDNA)
を目的株として単離した。 また、この時プラスミドA
及びBの混合物(ただしDNA濃度を各1000μg使
用)を用いて1回で形質転換株を取得することも可能で
あった。この場合選択培地としては5M含有培地で約1
000の形質転換体を得、次にこれらのうちで0418
含有培地でも生育できる株(2株)を単離した。
56 strains (7 cells/μg DNA) that can grow on 2% agar and 600 ppm geneticin (added after autoclaving)
was isolated as the target strain. Also, at this time, plasmid A
It was also possible to obtain a transformed strain in one go using a mixture of B and B (using a DNA concentration of 1000 μg each). In this case, the selection medium is a medium containing 5M, which is about 1
000 transformants were obtained and then among these 0418
We isolated two strains that can grow in a medium containing the following.

このようにして得られたアルギナーゼ欠損株(AL−1
〜AL−3)と親株のアルギナーゼ活性及び細胞内尿素
等を第1表に示したが、アルギニンによる誘導培養及び
非誘導培養においても形質転換株はアルギナーゼ活性が
認められないことから、2本の染色体上のアルギナーゼ
遺伝子が共に破壊された株であることが確認された。
The arginase-deficient strain thus obtained (AL-1
The arginase activity and intracellular urea, etc. of ~AL-3) and the parent strain are shown in Table 1. Since no arginase activity was observed in the transformed strain even in arginine-induced culture and non-induced culture, two It was confirmed that this was a strain in which both the arginase genes on the chromosome had been disrupted.

また、細胞内尿素量も親株に比較し、極微量であった。Furthermore, the amount of intracellular urea was extremely small compared to the parent strain.

傘傘  アルギナーゼ活性(μmole Urea/h
r、/+ng protein)**傘 検出限界以下
(<0.5) 更に、サザンブロッティングでもアルギナーゼ遺伝子が
破壊されていることを確認した。AL−1株はFERN
 P−10903として微工研に寄託されている。
Umbrella Arginase activity (μmole Urea/h
r, /+ng protein)** Umbrella Below the detection limit (<0.5) Furthermore, it was confirmed by Southern blotting that the arginase gene was disrupted. AL-1 strain is FERN
It has been deposited with the Institute of Fine Technology as P-10903.

実施例4 形質転換体による酒類の醸造;形質転換体A
L−I FERM P−10903及び親株(協会9号
)をYPD培地10mflで、30℃、1夜振どう培養
後、集菌洗浄し、第2表に示す仕込配合及び製造条件で
総米200gの清酒仕込を行った。
Example 4 Brewing of alcoholic beverages using transformants; Transformant A
L-I FERM P-10903 and the parent strain (Kyokai No. 9) were cultured in 10 mfl of YPD medium at 30°C overnight with shaking, then the bacteria were collected and washed, and 200 g of total rice was grown using the ingredients and manufacturing conditions shown in Table 2. We prepared sake.

酵母添加量:5X10’セル/汲水m12上槽方法:遠
心分離(3500r、p、m、 15iin)アルコー
ル発酵経過をCO□の発生による重量の減少で測定し、
第3図に示した。また、製或酒の尿素含量及び各種成分
を第3表に示した。
Amount of yeast added: 5 x 10' cells/pumped water m12 upper tank Method: Centrifugation (3500 r, p, m, 15 iin) The progress of alcohol fermentation was measured by the decrease in weight due to the generation of CO□.
It is shown in Figure 3. In addition, the urea content and various components of the alcoholic beverages are shown in Table 3.

とほとんど変らず、しかも尿素を全く含まない清酒の製
造が可能であった。また、火入れ貯蔵後のカルバミン酸
エチルの生成も全く認められなかった。
It was possible to produce sake that was almost the same as the previous one, and contained no urea at all. Furthermore, no formation of ethyl carbamate was observed after storage by pasteurization.

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

第1図はアルギナーゼ遺伝子の遺伝子破壊のためのプラ
スミドAの作製説明図、第2図は同様のプラスミドBの
作製説明図、第3図は親株と形質転換体のアルコール発
酵の経過図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating the production of plasmid A for gene disruption of the arginase gene, FIG. 2 is a diagram illustrating the production of a similar plasmid B, and FIG. 3 is a diagram illustrating the progress of alcohol fermentation of the parent strain and the transformant.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)アルギナーゼ遺伝子が破壊又は置換された尿素非生
産性実用醸造酵母。 2)形質転換体選択のための優性マーカーとなる遺伝子
およびアルギナーゼ遺伝子の一部をあわせもつプラスミ
ドを用い、アルギナーゼ遺伝子破壊又は置換を行うこと
を特徴とする尿素非生産性実用醸造酵母の育種法。 3)特許請求の範囲第1項の尿素非生産性実用醸造酵母
を用いることを特徴とする酒類、アルコール等の製造法
[Scope of Claims] 1) A non-urea producing practical brewing yeast in which the arginase gene has been disrupted or replaced. 2) A method for breeding urea-non-producing practical brewing yeast, which is characterized by disrupting or replacing the arginase gene using a plasmid having both a gene serving as a dominant marker for selecting transformants and a part of the arginase gene. 3) A method for producing alcoholic beverages, alcohol, etc., characterized by using the urea-non-producing practical brewing yeast according to claim 1.
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