JPH04179486A - 組換え大腸菌の培養方法 - Google Patents
組換え大腸菌の培養方法Info
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- JPH04179486A JPH04179486A JP30625690A JP30625690A JPH04179486A JP H04179486 A JPH04179486 A JP H04179486A JP 30625690 A JP30625690 A JP 30625690A JP 30625690 A JP30625690 A JP 30625690A JP H04179486 A JPH04179486 A JP H04179486A
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Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
主粟上■肌里分!
本発明は、pUCプラスミドの複製開始点(Ori)を
有するプラスミドで形質転換された組換え大腸菌を効率
よく培養し、目的蛋白質を大量に生産する方法に関する
。
有するプラスミドで形質転換された組換え大腸菌を効率
よく培養し、目的蛋白質を大量に生産する方法に関する
。
従米夏肢歪
pUCプラスミドの複製開始点(Ori)を有するプラ
スミドで形質転換された組換え大腸菌を培養して目的蛋
白質を生産させる場合、pUCプラスミドの複製開始点
(Ori)が温度依存性であるため、培養温度が低いと
プラスミドのコピー数が少なく目的蛋白質の発現がほと
んど認められないことが知られている(例えば、Mik
i、 T、 et al、(1987)Protein
Engineering+ 1.327−332)。
スミドで形質転換された組換え大腸菌を培養して目的蛋
白質を生産させる場合、pUCプラスミドの複製開始点
(Ori)が温度依存性であるため、培養温度が低いと
プラスミドのコピー数が少なく目的蛋白質の発現がほと
んど認められないことが知られている(例えば、Mik
i、 T、 et al、(1987)Protein
Engineering+ 1.327−332)。
そのため、目的蛋白質を効率よく発現させるためには、
組換え大腸菌を37℃以上で培養することが行なわれて
いるが、この場合はプラスミドのコピー数が増幅して培
養初期から目的蛋白質の発現が始まるため、菌の増殖が
阻害され、十分な菌体量が得られず、その結果、目的蛋
白質の大量生産は困難であった。
組換え大腸菌を37℃以上で培養することが行なわれて
いるが、この場合はプラスミドのコピー数が増幅して培
養初期から目的蛋白質の発現が始まるため、菌の増殖が
阻害され、十分な菌体量が得られず、その結果、目的蛋
白質の大量生産は困難であった。
が1 しよ゛と るテ
本発明は、pUCプラスミドの複製開始点(Ori)を
有するプラスミドで形質転換された組換え大腸菌を目的
蛍白質の発現能を維持した状態で効率的に培養すること
により目的蛍白質を大量に生産する方法を提供するもの
である。
有するプラスミドで形質転換された組換え大腸菌を目的
蛍白質の発現能を維持した状態で効率的に培養すること
により目的蛍白質を大量に生産する方法を提供するもの
である。
′ るための
本発明者らは、上述の課題を解決すべ(研究を重ねた結
果、pUcプラスミドの複製開始点(Ori)を有する
プラスミドで形質転換された組換え大腸菌の培養の温度
を20〜35℃で開始し、対数増殖期の途中から、プラ
スミドのコピー数が増幅する温度である37℃以上に上
昇させることにより、単位菌体量あたりの目的蛍白質の
発現量を高くすることができるだけでなく、高密度の菌
体量を得ることができることを見出した。その結果、目
的蛋白質を大量に生産することができることを見出し、
本発明をなすに至った。
果、pUcプラスミドの複製開始点(Ori)を有する
プラスミドで形質転換された組換え大腸菌の培養の温度
を20〜35℃で開始し、対数増殖期の途中から、プラ
スミドのコピー数が増幅する温度である37℃以上に上
昇させることにより、単位菌体量あたりの目的蛍白質の
発現量を高くすることができるだけでなく、高密度の菌
体量を得ることができることを見出した。その結果、目
的蛋白質を大量に生産することができることを見出し、
本発明をなすに至った。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明に使用するプラスミドとしては、ρUCプラスミ
ドの複製開始点(Ori)を有するプラスミドであれば
いずれにも通用できる。例えば、本発明者らによって既
にHgされているブターアデニレートキナーゼ発現ヘク
ター(特開昭64−51088号)、ヒトーアンジオジ
ェニン発現ヘクター(特願平l−212442号) 、
血小板ファクター4発現ヘクター(特願平1−2712
49号)、TC;F−α発現ヘクター(特願平1−27
1250号)及びヒルジン発現ヘクター(特願平2−1
97069号)などを例示することができる。
ドの複製開始点(Ori)を有するプラスミドであれば
いずれにも通用できる。例えば、本発明者らによって既
にHgされているブターアデニレートキナーゼ発現ヘク
ター(特開昭64−51088号)、ヒトーアンジオジ
ェニン発現ヘクター(特願平l−212442号) 、
血小板ファクター4発現ヘクター(特願平1−2712
49号)、TC;F−α発現ヘクター(特願平1−27
1250号)及びヒルジン発現ヘクター(特願平2−1
97069号)などを例示することができる。
また、本発明に使用するMi換え大腸菌としては、上述
のプラスミドで形質転換された大腸菌であればいずれを
使用してもよい。例えば、E、 coli JM109
pMAK3(FERM BP−1453)、E、 c
oli JM109 pMAGNl(FEIIM BP
−2504)、E、 coli JM109 p門AP
F4(FERM BP−2610)、 E、 col
i JM109 pMAK丁GF α(FERM
BP−2611)、E、 coli JM109
pMTAKHVI(FERM BP−2538)、E、
coliJM109 pMTAKHVI M2(FE
IIIM 0P−2988) 、ε、 coli
川109 pMTAKHVI M3(FERM B
P−2989)、E、coli JM109pMTA
KHν3(FERM BP−2540)、E、 co
li JM109 pMTsHV1c3(FERM
BP−3104)などを例示することができる。
のプラスミドで形質転換された大腸菌であればいずれを
使用してもよい。例えば、E、 coli JM109
pMAK3(FERM BP−1453)、E、 c
oli JM109 pMAGNl(FEIIM BP
−2504)、E、 coli JM109 p門AP
F4(FERM BP−2610)、 E、 col
i JM109 pMAK丁GF α(FERM
BP−2611)、E、 coli JM109
pMTAKHVI(FERM BP−2538)、E、
coliJM109 pMTAKHVI M2(FE
IIIM 0P−2988) 、ε、 coli
川109 pMTAKHVI M3(FERM B
P−2989)、E、coli JM109pMTA
KHν3(FERM BP−2540)、E、 co
li JM109 pMTsHV1c3(FERM
BP−3104)などを例示することができる。
m換え大腸菌の培養に使用する培地としては、例えば、
グルコース、シュークロースのような炭素源、硫酸アン
モニウム、塩化アンモニウム、カザミノ酸のような窒素
源、リン酸カリウム、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウ
ム、硫酸第一鉄、硫酸亜鉛のような無機塩を含む培地が
用いられる。
グルコース、シュークロースのような炭素源、硫酸アン
モニウム、塩化アンモニウム、カザミノ酸のような窒素
源、リン酸カリウム、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウ
ム、硫酸第一鉄、硫酸亜鉛のような無機塩を含む培地が
用いられる。
酵母エキス、トリプトンのような天然物からなる培地を
使用してもよい。また、必要に応じて、アンピシリン、
テトラサイクリンのような抗生物質を添加することもで
きる。
使用してもよい。また、必要に応じて、アンピシリン、
テトラサイクリンのような抗生物質を添加することもで
きる。
培養温度は、培養開始時から対数増殖期の途中までは、
プラスミドの増幅が起こらない、したがって目的蛋白質
の発現の起こらない温度である20〜35℃1好ましく
は26〜32℃に制御する。菌体の増殖が、対数増殖期
に達した段階で、培養温度を37℃以上、好ましくは3
7〜42℃に上昇させて以後この温度に制御して培養を
継続する。
プラスミドの増幅が起こらない、したがって目的蛋白質
の発現の起こらない温度である20〜35℃1好ましく
は26〜32℃に制御する。菌体の増殖が、対数増殖期
に達した段階で、培養温度を37℃以上、好ましくは3
7〜42℃に上昇させて以後この温度に制御して培養を
継続する。
培養中の培地のpHは6〜9、好ましくは7〜8が適し
ており、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニ
アなどを用いて調節することができる。
ており、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニ
アなどを用いて調節することができる。
また酸素を混合した空気を供給するか、あるいは培養槽
を加圧するなどの方法により、培養中の培養液の溶存酸
素濃度を3 ppm以上に保持しつつ培養すると、より
高密度の菌体量を得ることができ好ましいが、特に限定
するものではない。
を加圧するなどの方法により、培養中の培養液の溶存酸
素濃度を3 ppm以上に保持しつつ培養すると、より
高密度の菌体量を得ることができ好ましいが、特に限定
するものではない。
上述のような方法によれば、単位菌体量あたりの目的蛍
白質の発現量を高くすることができるだけでなく、高密
度の菌体量を得ることができ、したがって、目的蛍白質
を効率的かつ大量に生産することが可能である。
白質の発現量を高くすることができるだけでなく、高密
度の菌体量を得ることができ、したがって、目的蛍白質
を効率的かつ大量に生産することが可能である。
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例1
(1) ヒルジン発現ヘクターpMTAKHV1の調
製(特願平2−197069号参照) (i)プラスミドpMT1の調製 第1図に示すように、市販のプラスミドpKK 223
−3(ファルマシア社製)を制限酵素Pvu I及びN
ru 1で切断したPtacサイト部と市販のρUCl
3を制限酵素Pvu I及びPvu I!で切断した複
製開始点(Ori)及びアンピシリン耐性遺伝子を含む
サイト部とをT4リガーゼで接合した。これを大腸菌J
M109株に導入して培養し、アンピシリン耐性により
スクリーニングして、tacプロモーターとpHc18
の複製開始点(Ori)とを有するベクターを得た。こ
のプラスミドpMK2とした。第2図に示すように、こ
のプラスミドpMK210ngを30単位のEcoRI
及びEco4711[で消化し、tacプロモーターを
含む断片を除去し、複製開始点を含む断片をアガロース
ゲル電気泳動によって回収した。一方、第3図に示した
trpプロモーターの塩基配列をTRP−1とTRP−
2とに分割してDNA合成機で合成した。これらを逆相
C18カラムを用いた高速液体クロマトグラフィーによ
り精製し、各々100100pをアニーリングして二重
鎖DNAを得た。この断片と前記pMK2とをEcoR
1及びEc。
製(特願平2−197069号参照) (i)プラスミドpMT1の調製 第1図に示すように、市販のプラスミドpKK 223
−3(ファルマシア社製)を制限酵素Pvu I及びN
ru 1で切断したPtacサイト部と市販のρUCl
3を制限酵素Pvu I及びPvu I!で切断した複
製開始点(Ori)及びアンピシリン耐性遺伝子を含む
サイト部とをT4リガーゼで接合した。これを大腸菌J
M109株に導入して培養し、アンピシリン耐性により
スクリーニングして、tacプロモーターとpHc18
の複製開始点(Ori)とを有するベクターを得た。こ
のプラスミドpMK2とした。第2図に示すように、こ
のプラスミドpMK210ngを30単位のEcoRI
及びEco4711[で消化し、tacプロモーターを
含む断片を除去し、複製開始点を含む断片をアガロース
ゲル電気泳動によって回収した。一方、第3図に示した
trpプロモーターの塩基配列をTRP−1とTRP−
2とに分割してDNA合成機で合成した。これらを逆相
C18カラムを用いた高速液体クロマトグラフィーによ
り精製し、各々100100pをアニーリングして二重
鎖DNAを得た。この断片と前記pMK2とをEcoR
1及びEc。
47n[で消化した断片はT4 DNAリガーゼにより
16℃で一晩反応させた。これを用いて大腸菌JM10
9株を形質転換し、trpプロモーターとpMK2の複
製開始点(Ori) とを有するベクターを調製した。
16℃で一晩反応させた。これを用いて大腸菌JM10
9株を形質転換し、trpプロモーターとpMK2の複
製開始点(Ori) とを有するベクターを調製した。
このプラスミドの塩基配列はサンガー等の方法で確認し
、プラスミドpMT1と命名した。
、プラスミドpMT1と命名した。
(ii ) 発現ベクターpMAKHV1の調製公知の
ブタ−アデニレートキナーゼ発現ベクターpMKAK3
(特開昭64−51088号公報参照) lagをl
O単位のNco I及び旧ndn[で消化して得られた
ブタ−アデニレートキナーゼの80番目のメチオニンま
でをコードする遺伝子を含む断片を、アガロースゲル電
気泳動により抽出した。またHV−1遺伝子ヲ有t ;
67” ラスミFpUCHV−110μgを30単位の
Nco 1及び旧ndI[Iで消化し、210bpのH
V−1をコードする断片を得た。この断片と上記pMK
AK3をNco I及びHindl[[で消化した断片
をリガーゼ緩衝液(66mMTris −CI!、、
pH7,5、5mM MgC1!、、 、 5mM
DTT、 1mMATP)に溶解し、300単位
のT40NAリガーゼにより16℃で一晩反応させた。
ブタ−アデニレートキナーゼ発現ベクターpMKAK3
(特開昭64−51088号公報参照) lagをl
O単位のNco I及び旧ndn[で消化して得られた
ブタ−アデニレートキナーゼの80番目のメチオニンま
でをコードする遺伝子を含む断片を、アガロースゲル電
気泳動により抽出した。またHV−1遺伝子ヲ有t ;
67” ラスミFpUCHV−110μgを30単位の
Nco 1及び旧ndI[Iで消化し、210bpのH
V−1をコードする断片を得た。この断片と上記pMK
AK3をNco I及びHindl[[で消化した断片
をリガーゼ緩衝液(66mMTris −CI!、、
pH7,5、5mM MgC1!、、 、 5mM
DTT、 1mMATP)に溶解し、300単位
のT40NAリガーゼにより16℃で一晩反応させた。
これを用いて大腸菌JM109株を形質転換し、目的の
組換え体プラスミドpMAKHVIをもつ菌株を得た。
組換え体プラスミドpMAKHVIをもつ菌株を得た。
この菌株は、受託番号微工研条寄第2537号(FER
M BP−2537)として微生物工業技術研究所に寄
託されている。なお、プラスミドpMIKHV1の塩基
配列はサンガー等の方法で確認した。
M BP−2537)として微生物工業技術研究所に寄
託されている。なお、プラスミドpMIKHV1の塩基
配列はサンガー等の方法で確認した。
(i)プラスミドpMTAKHV1の調製上記プラスミ
ドpM711μgを第4図に示すようにlθ単位の制限
酵素EcoRI及び旧ndlllで切断し、ベクタ一部
分をアガロースゲル電気泳動法により回収した。一方p
MAKHV110μgを30単位のEcoR1及び旧n
dl[[で消化し、融合蛋白質をコードする遺伝子断片
をゲルから回収した。この断片と上記pMT1のEco
RI及びEcoR47mで消化した断片を、T4DNA
リガーゼにより16℃で一晩反応させた。これを用い
て大腸菌JM109株を形質転換し、目的の組換え体プ
ラスミドpMTAKHV1をもつ菌株を得た。この菌株
は、受託番号 微工研条寄第2538号(FERMBP
−2538)として微生物工業技術研究所に寄託されて
いる。なお、プラスミドpMTAK)IVIの塩基配列
はサンガー等の方法で確認した。
ドpM711μgを第4図に示すようにlθ単位の制限
酵素EcoRI及び旧ndlllで切断し、ベクタ一部
分をアガロースゲル電気泳動法により回収した。一方p
MAKHV110μgを30単位のEcoR1及び旧n
dl[[で消化し、融合蛋白質をコードする遺伝子断片
をゲルから回収した。この断片と上記pMT1のEco
RI及びEcoR47mで消化した断片を、T4DNA
リガーゼにより16℃で一晩反応させた。これを用い
て大腸菌JM109株を形質転換し、目的の組換え体プ
ラスミドpMTAKHV1をもつ菌株を得た。この菌株
は、受託番号 微工研条寄第2538号(FERMBP
−2538)として微生物工業技術研究所に寄託されて
いる。なお、プラスミドpMTAK)IVIの塩基配列
はサンガー等の方法で確認した。
(2) ヒルジン発現ベクターpMTAKHV1形質
転換微生物の培養 ヒルジン発現ベクターpMTAKHV1で形質転換して
得たE、coli JM109 pMTAKHVl(F
ERM BP−2538)を第1表の種培養培地50M
1を含む5001d三角フラスコに接種して、30℃で
16時間培養して、種菌を調製した。ついで、第1表の
生産用培地11を含む21容培養槽(1)〜(5)の5
台にそれぞれ上述の種菌20mを加え、培養を開始した
。
転換微生物の培養 ヒルジン発現ベクターpMTAKHV1で形質転換して
得たE、coli JM109 pMTAKHVl(F
ERM BP−2538)を第1表の種培養培地50M
1を含む5001d三角フラスコに接種して、30℃で
16時間培養して、種菌を調製した。ついで、第1表の
生産用培地11を含む21容培養槽(1)〜(5)の5
台にそれぞれ上述の種菌20mを加え、培養を開始した
。
以下余白
第 1 表
1Nacl 0.3 g 0.3g i培
養期間中は酸素を混合した空気を供給することにより、
培養液の溶存酸素濃度を6.5 ppmにコントロール
した。またpHはアンモニア水溶液?、二より7.0に
維持した。培養温度は、培養槽(1)は37℃1培養槽
(2)〜(4)Lこついては30℃で開始し、1時間お
きにサンプリングして菌体量(660nnの吸光度)を
測定した。吸光度が5.10.15.20に達した時点
で、培養槽(2)、(3)、(4)、(5)の培養温度
をそれぞれ37“Cに上昇させて培養を継続し、培養開
始、後15時間で終了した。培養終了後、各培養槽から
菌体を回収し、乾燥菌体重量を測定した。
養期間中は酸素を混合した空気を供給することにより、
培養液の溶存酸素濃度を6.5 ppmにコントロール
した。またpHはアンモニア水溶液?、二より7.0に
維持した。培養温度は、培養槽(1)は37℃1培養槽
(2)〜(4)Lこついては30℃で開始し、1時間お
きにサンプリングして菌体量(660nnの吸光度)を
測定した。吸光度が5.10.15.20に達した時点
で、培養槽(2)、(3)、(4)、(5)の培養温度
をそれぞれ37“Cに上昇させて培養を継続し、培養開
始、後15時間で終了した。培養終了後、各培養槽から
菌体を回収し、乾燥菌体重量を測定した。
また、回収菌体をレムリの綴衝液に懸濁し、加熱熔解後
5OS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動に供し、分子
置駒17,000の位置のハントの強度をデンシトメー
ターで測定することによりヒルジン融合蛋白質の発現量
を求めた。これらの結果を第2表に示した。
5OS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動に供し、分子
置駒17,000の位置のハントの強度をデンシトメー
ターで測定することによりヒルジン融合蛋白質の発現量
を求めた。これらの結果を第2表に示した。
以下余白
この結果から明らかなように、37℃で培養を開始する
と全く菌の生育が認められない(培養槽(1))のに対
し、30℃で培養を開始し対数増殖期に温度を37“C
に上昇させると、著量のヒルジンが生産された。また、
菌体が増殖した後(培養槽((4)及び(5)) 、温
度を37℃に上昇させると菌体は発育するがヒルジン生
産量は非常に低いがあるいはほとんど認められなかった
。
と全く菌の生育が認められない(培養槽(1))のに対
し、30℃で培養を開始し対数増殖期に温度を37“C
に上昇させると、著量のヒルジンが生産された。また、
菌体が増殖した後(培養槽((4)及び(5)) 、温
度を37℃に上昇させると菌体は発育するがヒルジン生
産量は非常に低いがあるいはほとんど認められなかった
。
光肌皇皿果
本発明によれば、pUCプラスミドの複製開始点(Or
i)を有するプラスミドで形質転換された組換え大腸菌
を目的蛋白質の発現能を維持した状態で効率的に培養す
ることが可能であり、種々の目的蛋白質を大量に生産す
ることができる。
i)を有するプラスミドで形質転換された組換え大腸菌
を目的蛋白質の発現能を維持した状態で効率的に培養す
ることが可能であり、種々の目的蛋白質を大量に生産す
ることができる。
第1図、第2図及び第4図は、pUCプラスミドから本
発明で使用するプラスミドρMTAXHVIを調製する
概略図を、また第3図は、本発明で使用するtrpプロ
モーターのDNA配列を示す。 ri Orl 第1図 r4 MK2 第2図 第3図 (TRP Z)
発明で使用するプラスミドρMTAXHVIを調製する
概略図を、また第3図は、本発明で使用するtrpプロ
モーターのDNA配列を示す。 ri Orl 第1図 r4 MK2 第2図 第3図 (TRP Z)
Claims (3)
- (1)pUCプラスミドの複製開始点(Ori)を有す
るプラスミドで形質転換された組換え大腸菌を培養する
にあたり、20〜35℃の温度範囲で培養を開始し、対
数増殖期に培養温度を37℃以上に上昇させること特徴
とする組換え大腸菌の培養方法。 - (2)pUCプラスミドの複製開始点(Ori)を有す
るプラスミドがヒルジンまたはその変異体の発現ベクタ
ーである請求項(1)に記載の組換え大腸菌の培養方法
。 - (3)組換え大腸菌がE.coliJM109pMTA
KHV1(FERMBP−2358)である請求項(1
)に記載の組換え大腸菌の培養方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2306256A JP2528381B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 組換え大腸菌の培養方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2306256A JP2528381B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 組換え大腸菌の培養方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04179486A true JPH04179486A (ja) | 1992-06-26 |
JP2528381B2 JP2528381B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=17954886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2306256A Expired - Fee Related JP2528381B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 組換え大腸菌の培養方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2528381B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002052027A1 (fr) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Nippon Soda Co., Ltd. | Procede de production d'une substance a l'aide d'un catalyseur microbien |
-
1990
- 1990-11-14 JP JP2306256A patent/JP2528381B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
J.CHEM.ENG.JAPAN=1986 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002052027A1 (fr) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Nippon Soda Co., Ltd. | Procede de production d'une substance a l'aide d'un catalyseur microbien |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2528381B2 (ja) | 1996-08-28 |
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