JPH04325086A - Transformant bacterium belonging to genus serratia and production of biotin using the same bacterium - Google Patents

Transformant bacterium belonging to genus serratia and production of biotin using the same bacterium

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JPH04325086A
JPH04325086A JP11907191A JP11907191A JPH04325086A JP H04325086 A JPH04325086 A JP H04325086A JP 11907191 A JP11907191 A JP 11907191A JP 11907191 A JP11907191 A JP 11907191A JP H04325086 A JPH04325086 A JP H04325086A
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JP
Japan
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biotin
dna
plasmid
genus
microorganism
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Application number
JP11907191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Hara
信行 原
Yasuhiro Yoneda
育弘 米田
Takaharu Abe
阿部 孝春
Ayumi Fujisawa
藤沢 歩
Ikuro Osawa
大沢 郁朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zeon Corp
Original Assignee
Nippon Zeon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To efficiently produce a transformant bacterium belonging to the genus Serratia and biotin by using the bacterium. CONSTITUTION:A DNA encoding biotin synthase derived from a bacterium belonging to the genus Serratia is taken out and the DNA integrated into a vector transferrable to the bacterium belonging to the genus Serratia to constitute a recombinant vector. The bacterium belonging to the genus Serratia is transformed with the recombinant vector to prepare a transformant bacterium belonging to the genus Serratia. The bacterium is aerobically cultured to efficiently produce biotin.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【産業上の利用分野】本発明は、ビオチン・シンテター
ゼ遺伝子を組み込んだ微生物とそれを用いたビオチンの
製造方法に関し、さらに詳しくはバチルス属に属する微
生物のデスチオビオチンをビオチンに変換する反応に関
与する酵素をコードするDNAを有する組み換えベクタ
ーで形質転換したセラチア属に属する微生物とそれを培
養することを特徴とするビオチンの製造方法に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a microorganism incorporating a biotin synthetase gene and a method for producing biotin using the microorganism, and more specifically relates to the reaction of a microorganism belonging to the genus Bacillus to convert desthiobiotin into biotin. The present invention relates to a method for producing biotin, which comprises culturing a microorganism belonging to the genus Serratia that has been transformed with a recombinant vector having DNA encoding an enzyme.

【0002】0002

【従来の技術】ビオチンは、ヒト・動植物にとって不可
欠なビタミンであり、医薬品或いは飼料添加物として重
要なものである。その製造技術として、最近では、遺伝
子組み換え技術の応用が検討されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Biotin is an essential vitamin for humans, animals and plants, and is important as a pharmaceutical or feed additive. Recently, the application of genetic recombination technology has been considered as a manufacturing technology.

【0003】ビオチン合成に関与する遺伝子を組み込む
宿主としては、エシェリヒア属、バチルス属、シュード
モナス属に属する微生物などが知られている(特開昭6
1−149091号、特開昭62−155081号、特
開昭62−275684号、特開昭63−44889号
)。
[0003] Microorganisms belonging to the genus Escherichia, Bacillus, and Pseudomonas are known as hosts into which genes involved in biotin synthesis are incorporated (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1989-1992).
1-149091, JP 62-155081, JP 62-275684, JP 63-44889).

【0004】一方、ビオチン合成に関与する遺伝子とし
ては、バチルス属に属する微生物のデスチオビオチン(
以下、DTBという)をビオチンに変換する反応に関与
する酵素(以下、ビオチン・シンテターゼという)が知
られており(前記特開昭62−275684号)、高い
活性を有することも報告されている(前記特開昭63−
44889号)。
On the other hand, as a gene involved in biotin synthesis, desthiobiotin (
An enzyme (hereinafter referred to as biotin synthetase) that is involved in the reaction of converting DTB (hereinafter referred to as DTB) into biotin is known (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-275684), and has been reported to have high activity ( Said Japanese Unexamined Patent Publication No. 1986-
No. 44889).

【0005】このほか、セラチア属に属する微生物を宿
主とした例として、セラチア属に属する微生物のビオチ
ン合成に関与する遺伝子の一部、または全部を該微生物
に組み込み、ビオチンを製造する方法も知られているが
(特開平2−27980号)、別の属に属する微生物の
ビオチン・シンテターゼをコードするDNAをセラチア
属に属する微生物に組み込んだ例はなかった。
[0005] In addition, as an example of using a microorganism belonging to the genus Serratia as a host, a method for producing biotin by incorporating part or all of the gene involved in biotin synthesis into a microorganism belonging to the genus Serratia is also known. However, there has been no example of incorporating DNA encoding biotin synthetase from a microorganism belonging to another genus into a microorganism belonging to the genus Serratia.

【0006】一般に、別の属に属する微生物のDNAを
組み込んだ組み換え微生物が、該DNAを発現し、発現
したタンパク質が高い活性を示すことを予想することは
困難であるとされている。これは、微生物の属が違うと
、DNAの相同性が低いことが多いためである。
[0006] Generally, it is difficult to predict that a recombinant microorganism incorporating the DNA of a microorganism belonging to another genus will express the DNA and that the expressed protein will exhibit high activity. This is because microorganisms of different genera often have low DNA homology.

【0007】DNAがビオチン・シンテターゼをコード
するDNAの場合、エシェリヒア属とバチルス属に属す
る微生物のものの塩基配列は、既に知られている(前記
特開昭63−44889号、特開昭61−202686
号)が、これらを比較すると相同性が32%と計算され
、ビオチン・シンテターゼの塩基配列は属間の差が大き
い。このことから生成するビオチン・シンテターゼの性
質やビオチン・シンテターゼの反応条件も属間で異なっ
ていると考えられる。
[0007] When the DNA is DNA encoding biotin synthetase, the base sequences of microorganisms belonging to the genus Escherichia and Bacillus are already known.
However, when these are compared, the homology is calculated to be 32%, and the nucleotide sequences of biotin synthetase differ greatly between genera. This suggests that the properties of biotin synthetase produced and the reaction conditions for biotin synthetase also differ between genera.

【0008】そのため、別の属に属する微生物のビオチ
ン・シンテターゼをコードするDNAをある微生物に組
み込んだとき、必ずしもビオチン・シンテターゼが発現
し、発現したタンパク質が高い活性を示すことができる
かどうかを予測することは困難であった。
[0008] Therefore, when DNA encoding biotin synthetase from a microorganism belonging to another genus is introduced into a microorganism, it is not necessarily possible to predict whether biotin synthetase will be expressed and whether the expressed protein will be able to exhibit high activity. It was difficult to do so.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、バチル
ス属微生物由来のビオチン・シンテターゼをコードする
DNAを組み込んだ、ビオチン高産生能を有する微生物
を得るべく鋭意研究の結果、ビオチン・シンテターゼを
コードするDNA断片をバチルス属に属する微生物から
切り出し、これを組み込んだベクターを用いてセラチア
属に属する微生物に移入することにより、ビオチン高産
生能を有するセラチア属に属する形質転換微生物を得る
ことができることを見い出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに到った。
[Problems to be Solved by the Invention] The present inventors have conducted intensive research to obtain a microorganism with high biotin production ability that incorporates DNA encoding biotin synthetase derived from a microorganism of the genus Bacillus. A transformed microorganism belonging to the genus Serratia having high biotin-producing ability can be obtained by cutting out a coding DNA fragment from a microorganism belonging to the genus Bacillus and transferring it into a microorganism belonging to the genus Serratia using a vector incorporating the fragment. The present invention was completed based on this finding.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれば
、バチルス属に属する微生物のビオチン・シンテターゼ
をコードするDNAを有する組み換えベクターで形質転
換したセラチア属に属するビオチン高産生能の微生物、
及びそれを用いたビオチンの製造方法が提供される。
[Means for Solving the Problems] Thus, according to the present invention, a microorganism belonging to the genus Serratia that is highly biotin-producing and transformed with a recombinant vector having a DNA encoding biotin synthetase of a microorganism belonging to the genus Bacillus,
and a method for producing biotin using the same.

【0011】バチルス属微生物由来のビオチン・シンテ
ターゼをコードするDNAを有する組み換えベクターの
構築
Construction of a recombinant vector containing DNA encoding biotin synthetase derived from a microorganism belonging to the genus Bacillus

【0012】本発明において、ビオチン・シンテターゼ
をコードするDNAの採取に用いられる微生物は、ビオ
チン産生能を有するバチルス属であればよく、好ましく
はバチルス・スフェリカスに属するビオチン生産菌であ
る。これらの微生物はビオチン・シンテターゼをコード
するDNAを有しているものである限り、自然界から新
たに分離されたものでも既知ものでもよく、またこれら
の微生物を通常の微生物突然変異誘発法(例えば、紫外
線、X線、γ線照射などの物理的処理やニトロソグアニ
ジンなどの薬剤による化学的処理による方法)で処理す
ることによって得られたものであっても良い。さらに、
ビオチン産生能を高めるために、これらの微生物にアク
チチアジン酸または5−(2−チエニル)吉草酸のそれ
ぞれ単独、あるいは双方に対する耐性を付与しても良い
。その具体例としては、例えば、バチルス・スフェリカ
ス(Bacillus  sphaericus)IF
O3525  や、そのN−メチル−N′−ニトロ−N
−ニトロソグアニジン処理変異株(FERM  P−6
422、FERM  BP−1098、FERMP−6
143などが例示される。
[0012] In the present invention, the microorganism used to collect the DNA encoding biotin synthetase may be any member of the genus Bacillus that has the ability to produce biotin, preferably a biotin-producing bacterium belonging to the genus Bacillus sphaericus. These microorganisms may be newly isolated from nature or known as long as they have DNA encoding biotin synthetase, and these microorganisms may be subjected to conventional microbial mutagenesis methods (for example, It may be obtained by a physical treatment such as ultraviolet rays, X-rays, or γ-ray irradiation, or a chemical treatment using a drug such as nitrosoguanidine. moreover,
In order to increase biotin production ability, these microorganisms may be given resistance to actitiazine acid or 5-(2-thienyl)valeric acid, either alone or both. Specific examples thereof include, for example, Bacillus sphaericus IF
O3525 and its N-methyl-N'-nitro-N
-Nitrosoguanidine-treated mutant strain (FERM P-6
422, FERM BP-1098, FERMP-6
143 etc. are exemplified.

【0013】これら微生物からビオチン・シンテターゼ
をコードするDNAを採取する方法については特に限定
されない。例えば、バチルス属に属する微生物の全DN
Aを常法により単離精製し、制限酵素で切断した後、該
制限酵素と同じ接着末端をDNAに生じさせうる制限酵
素で切断したプラスミドと酵素的に結合させ、得られた
組み換えプラスミドを用いてデスチオビオチンからのビ
オチン生合成能を欠失したビオチン要求性変異株を形質
転換(または形質導入)し、得られた形質転換株の中か
らビオチン産生能を付与されたものを選択すれば、バチ
ルス属由来のビオチン・シンテターゼをコードするDN
Aを有する形質転換微生物が得られる。次いで、この形
質転換微生物から、該微生物に組み込まれた組み換えプ
ラスミドを常法により取り出し、制限エンドヌクレアー
ゼで処理して、バチルス属由来のビオチン・シンテター
ゼをコードするDNAを採取すればよい。
[0013] There are no particular limitations on the method for collecting DNA encoding biotin synthetase from these microorganisms. For example, the total DN of a microorganism belonging to the genus Bacillus
A is isolated and purified by a conventional method, cut with a restriction enzyme, and then enzymatically ligated with a plasmid cut with a restriction enzyme that can produce the same sticky ends in DNA as the restriction enzyme, and the resulting recombinant plasmid is used. By transforming (or transducing) a biotin-requiring mutant strain that lacks the ability to biotin biosynthesize from desthiobiotin, and selecting from among the resulting transformants those endowed with the ability to produce biotin. , DN encoding biotin synthetase derived from Bacillus sp.
A transformed microorganism having A is obtained. Next, the recombinant plasmid integrated into the transformed microorganism is removed by a conventional method and treated with a restriction endonuclease to collect DNA encoding biotin synthetase derived from the genus Bacillus.

【0014】なお、該DNAには、該DNAと実質的に
同一の機能を有する修飾されたDNA、即ち、塩基配列
の一部が置換され、挿入され、または欠失されたもので
あっても、同一の機能を有するものも当然含まれる。
[0014] The DNA may also include a modified DNA having substantially the same function as the DNA, that is, a DNA in which a part of the base sequence has been substituted, inserted, or deleted. , those having the same functions are also naturally included.

【0015】さらに上記DNAとしては、シャイン・ダ
ルガノ配列、翻訳開始コドン、翻訳終了コドンを含有し
ているものが好ましく使用される。
[0015] Furthermore, as the above-mentioned DNA, one containing a Shine-Dalgarno sequence, a translation initiation codon, and a translation termination codon is preferably used.

【0016】組み換えベクターを構築するに際しては、
プラスミドベクター、λgt系ファージベクターなどが
使用される。
[0016] When constructing a recombinant vector,
Plasmid vectors, λgt-based phage vectors, and the like are used.

【0017】本発明において組み換えベクターを構築す
るためのベクターとしては、後述のセラチア属に属する
微生物を形質転換(または形質導入)し得るものならど
のようなものでもよく、例えば組み換えベクターの構築
に用いる宿主としてビオチン要求性の大腸菌を用いる場
合は、EK系プラスミドベクターとしてストリンゼント
型のpSC101、pRK353、pRK646、pR
K248、pDF41など、リラックス型のColE1
、pVH51、pAC105、RSF2124、pCR
1、pMB9、pBR313、pBR322、pBR3
24、pBR325、pBR327、pBR328、p
KY2289、pKY2700、pKN80、pKC7
、pKB158、pMK2004、pACYC184、
pUC8、pUC9など、λgt系ファージベクターと
してλgt・λC、λgt・λB、λWES・λC、λ
WES・λB、λZJvir・λB’、λALO・λB
、λWES・T5622、λDamなどが用いられる。 これらのベクターの中ではプラスミドが特に好ましい。
[0017] As a vector for constructing a recombinant vector in the present invention, any vector can be used as long as it can transform (or transduce) a microorganism belonging to the genus Serratia, which will be described later. When using biotin-auxotrophic Escherichia coli as a host, use stringent-type pSC101, pRK353, pRK646, pR as EK-based plasmid vectors.
Relaxed ColE1 such as K248 and pDF41
, pVH51, pAC105, RSF2124, pCR
1, pMB9, pBR313, pBR322, pBR3
24, pBR325, pBR327, pBR328, p
KY2289, pKY2700, pKN80, pKC7
, pKB158, pMK2004, pACYC184,
λgt/λC, λgt/λB, λWES/λC, λ as λgt-based phage vectors such as pUC8 and pUC9.
WES・λB, λZJvir・λB', λALO・λB
, λWES・T5622, λDam, etc. are used. Among these vectors, plasmids are particularly preferred.

【0018】また、当該組み換えベクターに含まれるビ
オチン・シンテターゼをコードするDNAは、上述の形
質転換株中で機能するプロモーター配列を有するDNA
(以下、単にプロモーターという)の支配下で、かつそ
の下流に組み込まれている必要がある。組み換えベクタ
ーの該DNAの組み込み部位の上流にプロモーターが存
在しない場合は、該DNAの上流にプロモーターを該D
NAが支配されるように組み込めばよい。
[0018] Furthermore, the DNA encoding biotin synthetase contained in the recombinant vector is a DNA having a promoter sequence that functions in the above-mentioned transformed strain.
(hereinafter simply referred to as a promoter) and must be incorporated downstream thereof. If there is no promoter upstream of the integration site of the DNA in the recombinant vector, place the promoter upstream of the DNA.
Just install it so that NA is controlled.

【0019】本発明に使用しうるプロモーターとしては
、セラチア属微生物中で該プロモーターが組み込まれて
いる組み換えベクターが機能しうるものであれば、天然
のものでも人工合成のものでも使用可能である。このよ
うなプロモーターとしては、グラム陰性菌由来のものが
あり、大腸菌由来のlacプロモーター、lppプロモ
ーター、PLプロモーター、PRプロモーター、Trp
プロモーター、Tacプロモーター、シュードモナス属
微生物由来のカテコール−2,3−オキシゲナーゼプロ
モーター等が例示される。天然のものとしては、組み換
えベクターとして使用するベクター中に含まれるものを
そのまま利用してもよい。
The promoter that can be used in the present invention may be either natural or artificially synthesized, as long as the recombinant vector incorporating the promoter can function in a microorganism belonging to the genus Serratia. Such promoters include those derived from Gram-negative bacteria, such as the lac promoter, lpp promoter, PL promoter, PR promoter, and Trp promoter derived from Escherichia coli.
Examples include a promoter, a Tac promoter, and a catechol-2,3-oxygenase promoter derived from a microorganism of the genus Pseudomonas. As for natural products, those contained in the vector used as a recombinant vector may be used as is.

【0020】ビオチン・シンテターゼをコードするDN
Aを組み込んだ組み換えベクターを調製し、単離する方
法は、該ベクターがセラチア属に属する微生物の細胞に
移入後、該細胞内でバチルス属微生物由来のビオチン・
シンテターゼが発現可能であるようなに調製し、単離で
きる限り特に限定されない。例えば、組み換えプラスミ
ドの調製方法は、制限エンドヌクレアーゼ(例えばEc
oRI、HindIII、BamHI、SalI等)を
用いてプラスミドのDNAを切断した後、DNAリガー
ゼ(例えばT4DNAリガーゼや大腸菌DNAリガーゼ
等)で処理するか、或いはその切断末端によっては、タ
ーミナルトランスフェラーゼやDNAポリメラーゼ等で
処理した後、DNAリガーゼを作用させてビオチン・シ
ンテターゼをコードするDNAを結合する等の常法(メ
ソッズ・イン・エンザイモロジー、68、41(197
9);遺伝子操作実験法、135頁(高木康敬著、講談
社、1980年) により実施することができる。
DN encoding biotin synthetase
The method for preparing and isolating a recombinant vector incorporating A is that after the vector is introduced into a cell of a microorganism belonging to the genus Serratia, biotin derived from a microorganism belonging to the genus Bacillus is transferred into the cell.
There are no particular limitations as long as the synthetase can be prepared and isolated in such a way that it can be expressed. For example, methods for preparing recombinant plasmids may include restriction endonucleases (e.g. Ec
oRI, HindIII, BamHI, SalI, etc.) and then treated with DNA ligase (e.g., T4 DNA ligase, Escherichia coli DNA ligase, etc.), or depending on the cut end, terminal transferase, DNA polymerase, etc. Conventional methods such as treating with biotin synthetase and then using DNA ligase to join the DNA encoding biotin synthetase (Methods in Enzymology, 68, 41 (197
9); Genetic Manipulation Experimental Methods, p. 135 (Yasutaka Takagi, Kodansha, 1980).

【0021】ビオチン・シンテターゼをコードするDN
Aを有する組み換えベクターを選択する方法は、例えば
、次の手順によって行われる。
DN encoding biotin synthetase
A method for selecting a recombinant vector having A is performed, for example, by the following procedure.

【0022】まず、ビオチン・シンテターゼをコードす
るDNAを有する組み換えプラスミドを用いて、制限エ
ンドヌクレアーゼ欠損性でかつビオチン要求性のエシェ
リヒア・コリの変異株、例えばエシェリヒア・コリC6
00〔プロシーディング・オブ・ナショナル・アカデミ
ック・サイエンス・イン・USA、71、4597(1
974)〕を、ジャーナル・オブ・バクテリオロジー、
94、1930(1967)記載の方法に準じて変異誘
導処理して得られるデスチオビオチンからビオチンへの
生合成能の欠如した微生物、例えば、エシェリヒア・コ
リK3(pSB01)FERM−1099(特開昭62
−44889)をキュアリングして得られるエシェリヒ
ア・コリK3等を形質転換する。次いで得られる形質転
換処理細胞を、上記のビオチン要求性のエシェリヒア・
コリの変異株が生育可能な培地からビオチンを除去した
寒天平板培地に塗布した後、27〜37℃で2〜4日間
培養し、得られるコロニーを釣金分離する。この際、形
質転換方法は、特に限定されず、例えば低温下で細胞を
塩化カルシウム溶液で処理して宿主細胞の膜透過性を増
大させ、組み換えプラスミドDNAを宿主中に取り込ま
せる方法〔ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロ
ジー、53、159(1970)など〕により行うこと
ができる。次いで、得られた形質転換株の一部の細胞か
ら迅速法〔モレキュラー・クローニング、365頁〔マ
ニアティスら編、コールド・スプリング・ハーバー・ラ
ボラトリー、(1982年)〕等の方法で抽出したプラ
スミドDNAにより、ビオチン要求性のエシェリヒア・
コリの変異株の細胞を形質転換して得られる微生物がビ
オチン非要求性であることを確認した後、残りの該形質
転換株から、クリヤード・ライセイト法〔遺伝子操作実
験法125頁(高木康敬著、講談社、1980年)〕等
により、プラスミドを抽出することによって組み換えプ
ラスミドを単離することができる。このような組み換え
プラスミドとして好ましいものは、例えばpSB301
(特開昭63−44889号)等がある。
First, using a recombinant plasmid containing DNA encoding biotin synthetase, a mutant strain of Escherichia coli that is deficient in restriction endonucleases and requires biotin, such as Escherichia coli C6, is generated.
00 [Proceedings of National Academic Science in USA, 71, 4597 (1
974)], Journal of Bacteriology,
94, 1930 (1967), microorganisms lacking the ability to biosynthesize desthiobiotin into biotin, such as Escherichia coli K3 (pSB01) FERM-1099 (Japanese Patent Publication No. 62
-44889) to transform Escherichia coli K3 etc. obtained by curing. The resulting transformed cells were then transformed into the above-mentioned biotin-requiring Escherichia.
After the mutant strain of E. coli is spread on an agar plate medium in which biotin has been removed from a medium in which the mutant strain of E. coli can grow, it is cultured at 27 to 37° C. for 2 to 4 days, and the resulting colonies are isolated by fishing. At this time, the transformation method is not particularly limited, and for example, a method of increasing the membrane permeability of the host cell by treating the cells with a calcium chloride solution at low temperature and incorporating the recombinant plasmid DNA into the host [Journal of・Molecular Biology, 53, 159 (1970), etc.]. Next, plasmid DNA was extracted from some cells of the obtained transformed strain by a rapid method [Molecular Cloning, p. 365 [edited by Maniatis et al., Cold Spring Harbor Laboratory, (1982)]. The biotin-requiring Escherichia
After confirming that the microorganism obtained by transforming the cells of a mutant strain of E. coli does not require biotin, the remaining transformed strain is transformed using the cleared lysate method [Genetic Manipulation Experimental Methods, p. 125 (written by Yasutaka Takagi). A recombinant plasmid can be isolated by extracting the plasmid using a method such as 1980). Preferred examples of such recombinant plasmids include, for example, pSB301.
(Unexamined Japanese Patent Publication No. 63-44889).

【0023】ビオチン・シンテターゼをコードするDN
Aを有するベクターを用いたセラチア属に属する形質転
換微生物の構築 本発明において形質転換に使用される微生物は、セラチ
ア属に属する微生物であり、好ましくはセラチア・マル
セッセンスに属する微生物である。これらの微生物は、
微生物菌株保存機関から分釀される既知のものであって
も、自然界から新たに分離されるものであっても良く、
例えばセラチア・マルセッセンスIFO12648(財
団法人発酵研究所にて保存されている微生物)、セラチ
ア・マルセッセンスSr41(FERM  BP−48
7)等があげられる。また、これらの微生物は、ビオチ
ン産生能を有しているものであっても、ビオチン産生能
を有していないものであっても構わない。
DN encoding biotin synthetase
Construction of a transformed microorganism belonging to the genus Serratia using a vector having A The microorganism used for transformation in the present invention is a microorganism belonging to the genus Serratia, preferably a microorganism belonging to the genus Serratia. These microorganisms are
It may be a known strain isolated from a microbial strain repository or a strain newly isolated from the natural world.
For example, Serratia marcescens IFO12648 (a microorganism preserved at the Fermentation Research Institute), Serratia marcescens Sr41 (FERM BP-48)
7) etc. Furthermore, these microorganisms may or may not have the ability to produce biotin.

【0024】セラチア属に属する微生物以外の微生物、
例えば、エンテロバクター属やシトロバクター属に属す
る微生物では、ビオチンの産生能の高い形質転換微生物
を得ることはできない。
Microorganisms other than those belonging to the genus Serratia,
For example, with microorganisms belonging to the genus Enterobacter or Citrobacter, transformed microorganisms with high biotin-producing ability cannot be obtained.

【0025】ビオチン産生能を有するバチルス属微生物
から採取したビオチン・シンテターゼをコードするDN
Aを有する組み換えベクターによりセラチア属に属する
微生物を形質転換する方法は、該組み換えベクターがセ
ラチア属に属する微生物中に導入され、発現しさえすれ
ば特に限定されない。例えば塩化カルシウムで菌体を処
理するして組み換えプラスミドを導入する方法(例えば
、エリックら、ジャーナル・オブ・ジェネラル・マイク
ロバイオロジー、133、2053−2057、198
7)法等が挙げられる。具体例としては、以下の方法が
挙げられる。
DN encoding biotin synthetase collected from a Bacillus microorganism capable of producing biotin
The method for transforming a microorganism belonging to the genus Serratia with a recombinant vector having A is not particularly limited as long as the recombinant vector is introduced into the microorganism belonging to the genus Serratia and expressed. For example, a method of introducing a recombinant plasmid by treating bacterial cells with calcium chloride (e.g., Eric et al., Journal of General Microbiology, 133, 2053-2057, 198
7) Laws etc. Specific examples include the following methods.

【0026】まずビオチン・シンテターゼをコードする
DNAを有する組み換えプラスミドを例えばセラチア・
マルセッセンスの野生株(例えばセラチア・マルセッセ
ンスIFO12648株)の細胞にレイドらの方法〔ジ
ーン、17、107(1982)〕により取り込ませ、
薬剤耐性のコロニーを釣菌分離することにより形質転換
株を得る。かくすることにより本発明の微生物、即ちビ
オチン産生能を有するバチルス属微生物から採取したビ
オチン・シンテターゼをコードするDNAを有する組み
換えプラスミドでセラチア属に属する微生物を形質転換
した組み換え微生物を得ることができる。
First, a recombinant plasmid containing a DNA encoding biotin synthetase is isolated from, for example, Serratia sp.
Incorporated into cells of a wild strain of S. marcescens (for example, Serratia marcescens IFO12648 strain) by the method of Reid et al. [Gene, 17, 107 (1982)],
A transformed strain is obtained by isolating drug-resistant colonies. In this manner, it is possible to obtain a recombinant microorganism obtained by transforming a microorganism belonging to the genus Serratia with a recombinant plasmid having a DNA encoding biotin synthetase collected from a microorganism of the genus Bacillus having the ability to produce biotin.

【0027】かくすることにより本発明の微生物、即ち
ビオチン・シンテターゼをコードするDNAを有する組
み換えベクターにより形質転換したセラチア属に属する
微生物を得る事ができる。
[0027] In this way, it is possible to obtain a microorganism of the present invention, that is, a microorganism belonging to the genus Serratia that has been transformed with a recombinant vector having a DNA encoding biotin synthetase.

【0028】セラチア属に属する形質転換微生物を用い
たビオチンの製造 上述のセラチア属に属する形質転換微生物を以下の方法
で培養し、ビオチンを製造することができる。
Production of biotin using a transformed microorganism belonging to the genus Serratia Biotin can be produced by culturing the above-mentioned transformed microorganism belonging to the genus Serratia by the following method.

【0029】本発明において使用されるビオチン生産用
培地としては、炭素源としてブドウ糖、蔗糖、糖蜜の如
き糖類、フマル酸やクエン酸の如き有機酸、またはグリ
セロールの如きアルコール類等を10〜20%、窒素源
として酢酸アンモニウム塩、又は尿素を1〜2%さらに
有機栄養物としてコーン・スティープ・リカー、ペプト
ン、酵母エキス、カゼイン加水分解物質等を0〜1%の
範囲でそれぞれ適当量含有する培地を好適に用いること
ができる。これらの他にリン酸カリウム、硫酸マグネシ
ウム、硫酸第一鉄、モリブデン酸ナトリウム等を少量加
え、更に培地のpHを6〜8に保つために炭酸カルシウ
ムを、或いは必要に応じてアンモニア等を添加しても良
い。本発明においては、必要に応じて培地にデスチオビ
オチンを添加することができる。デスチオビオチンの添
加量はとくに制限されず、微生物のビオチン産生能に応
じて適宜選択すればよい。
The biotin production medium used in the present invention contains 10 to 20% of sugars such as glucose, sucrose, and molasses, organic acids such as fumaric acid and citric acid, or alcohols such as glycerol as carbon sources. , a medium containing 1 to 2% ammonium acetate or urea as a nitrogen source, and appropriate amounts of corn steep liquor, peptone, yeast extract, casein hydrolyzate, etc. as organic nutrients in the range of 0 to 1%. can be suitably used. In addition to these, add a small amount of potassium phosphate, magnesium sulfate, ferrous sulfate, sodium molybdate, etc., and further add calcium carbonate to maintain the pH of the medium at 6 to 8, or ammonia, etc. as necessary. It's okay. In the present invention, desthiobiotin can be added to the medium as necessary. The amount of desthiobiotin added is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the biotin-producing ability of the microorganism.

【0030】上記培地に、本発明の微生物を接種し、2
0〜37℃、好ましくは20〜35℃、さらに好ましく
は23〜28℃にて振盪或いは通気攪拌の如き好気的条
件下で2日以上、好ましくは3日以上で培養することに
より培地中にビオチンを著量蓄積せしめることができる
。ときに、培養時間が長すぎると、培地中のビオチン量
が減少することがある。生成したビオチンの精製は、例
えば、培養終了後、菌体その他の不溶物を除去し、次い
で公知の方法、例えば特公昭42−8918号に記載の
方法により実施することができる。即ち菌体を除去した
溶液中のビオチンを活性炭に吸着し、アンモニア含有エ
タノールの如き溶媒で溶出した後濃縮し、次いで陰イオ
ン交換樹脂に供すればよい。
[0030] The microorganism of the present invention is inoculated into the above medium, and 2
into the medium by culturing at 0 to 37°C, preferably 20 to 35°C, more preferably 23 to 28°C, under aerobic conditions such as shaking or aeration for 2 days or more, preferably 3 days or more. It can accumulate a significant amount of biotin. Sometimes, incubation for too long can reduce the amount of biotin in the medium. The produced biotin can be purified, for example, by removing bacterial cells and other insoluble materials after completion of the culture, and then by a known method, for example, the method described in Japanese Patent Publication No. 8918/1983. That is, biotin in a solution from which bacterial cells have been removed may be adsorbed on activated carbon, eluted with a solvent such as ammonia-containing ethanol, concentrated, and then applied to an anion exchange resin.

【0031】[0031]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。なお、実施例中ビオチンの定量はラクトバ
チルス・プランタラム(Lactobucillus 
 plantarum)による微生物定量法{ビタミン
学実験法、II巻、486頁〔日本ビタミン学会編、東
京化学同人(1985年)〕}により定量した。
[Examples] The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below. In addition, in the examples, biotin was quantified using Lactobacillus plantarum.
plantarum) [Vitaminology Experimental Methods, Volume II, p. 486 [edited by the Japan Vitamin Society, Tokyo Kagaku Dojin (1985)]].

【0032】(実施例1)(1)プラスミドの脱落エシ
ェリヒア・コリK3(pSB01)FERM  BP−
1099からpSB01を脱落させるため、この株をア
クリジン・オレンジを10μg/mlを含むLB培地に
植菌し、37℃で15時間振盪培養した。培養終了後、
培養液を105倍希釈した溶液100μlを、LB平板
寒天培地に塗抹し、37℃で24時間培養した。24時
間培養後、出現したコロニーをアンピシリンを50mg
/l含むLB平板寒天培地にレプリカし、37℃で15
時間培養し、生育しない株を選択した。15時間培養後
、LB平板寒天培地では生育するが、アンピシリンを含
むLB平板寒天培地では生育しない株シェリヒア・コリ
K3−1を選択した。
(Example 1) (1) Plasmid shedding Escherichia coli K3 (pSB01) FERM BP-
In order to eliminate pSB01 from 1099, this strain was inoculated into LB medium containing 10 μg/ml of acridine orange and cultured with shaking at 37° C. for 15 hours. After culturing,
100 μl of a 105-fold diluted culture solution was spread on an LB plate agar medium and cultured at 37° C. for 24 hours. After 24 hours of culture, the colonies that appeared were treated with 50 mg of ampicillin.
Replica onto LB plate agar medium containing /l and incubate at 37℃ for 15 minutes.
After culturing for several hours, strains that did not grow were selected. After culturing for 15 hours, the strain Scherichia coli K3-1, which grows on LB plate agar medium but not on LB plate agar medium containing ampicillin, was selected.

【0033】(2)pSB01の回収 エシェリヒア・コリK3(pSB01)を用いてビルン
ボイム(Birunboim)とドーリー(Doly)
の方法〔ヌクレイック・アシド・リサーチ(Nucle
ic  Acid  Research)、7、151
3(1979)〕で全長約12.5KbpのpSB01
を回収した。プラスミドpSB01は、バチルス属に属
する微生物のビオチン・シンテターゼをコードするDN
Aを有するプラスミドである。その制限エンドヌクレア
ーゼ切断地図を図1に示す。
(2) Recovery of pSB01 Birunboim and Doly using Escherichia coli K3 (pSB01)
Method [Nucleic Acid Research (Nucle)
ic Acid Research), 7, 151
3 (1979)] with a total length of approximately 12.5 Kbp.
was recovered. Plasmid pSB01 is a DN encoding biotin synthetase of a microorganism belonging to the genus Bacillus.
This is a plasmid containing A. The restriction endonuclease cleavage map is shown in FIG.

【0034】(実施例2)  ハイブリッドプラスミド
pSB03の構築と解析 (1)ハイブリッドプラスミドの構築 実施例1(2)で得たpSB01プラスミドDNA1μ
gを制限エンドヌクレアーゼEcoRIで完全に分解し
、得られた3種のDNA断片の混合物1μgを10mM
  MgCl2 、1mM  ATPおよび10mMデ
チオスレイトールpH7.4の50mMトリス−塩酸中
でT4DNAリガーゼ3単位と共に混合し、4℃で一晩
反応させることにより再結合を行った。
(Example 2) Construction and analysis of hybrid plasmid pSB03 (1) Construction of hybrid plasmid 1μ of pSB01 plasmid DNA obtained in Example 1 (2)
completely digested with restriction endonuclease EcoRI, and 1 μg of the resulting mixture of three types of DNA fragments was diluted with 10 mM
Religion was performed by mixing with 3 units of T4 DNA ligase in 50mM Tris-HCl containing MgCl2, 1mM ATP and 10mM dethiothreitol pH 7.4 and reacting overnight at 4°C.

【0035】(2)ビオチン要求性大腸菌の形質転換と
ビオチン産生能を有する形質転換大腸菌の選択実施例1
の(1)で得たエシェリヒア・コリK3−1を100m
lのLB培地中37℃で2時間半振盪培養し、対数増殖
期に菌体を遠心分離により集めた。この菌体をクシュナ
ー(Kushner)の方法〔ジェネティック・エンジ
ニアリング(Genetic  Engineerin
g)p.17、1978年〕により許容細胞とした。
(2) Transformation of biotin-requiring E. coli and selection of transformed E. coli having biotin-producing ability Example 1
100m of Escherichia coli K3-1 obtained in (1) of
The cells were cultured with shaking for 2 and a half hours at 37° C. in 1 LB medium, and the cells were collected by centrifugation during the logarithmic growth phase. This bacterial cell was prepared using Kushner's method [Genetic Engineering].
g) p. 17, 1978].

【0036】次に(1)で得たT4DNAリガーゼによ
る反応混合物0.1μgを上記許容細胞懸濁液0.2m
lに加えて0℃で30分間静置培養した。43.5℃で
30秒間保った後、LB培地1.8mlを加えて37℃
で1時間培養した。これを遠心分離して集菌した。この
菌体を0.85%NaCl水溶液で2回洗浄した後、0
.85%NaCl水溶液1mlに懸濁した。次に菌体懸
濁液0.1mlを50μg/mlアンピシリンを含むC
A培地[グリセリン2%、カザミノ酸(ビタミンフリー
)1%、K2HPO4  0.2%、KH2PO4  
0.1%、MgSO4・7H2O  0.005%、F
eSO4・7H2O  0.001%、MnSO4・4
〜6H2O  0.001%、チアミン塩酸塩0.00
001%]の1.5%寒天培地に塗抹し、37℃にて二
晩培養した。 生じたコロニーはアンピシリン耐性、ビオチン非要求性
であり、かくして目的とするビオチンの生合成に関与す
る遺伝情報を担うDNAを組み込んだハイブリッドプラ
スミドによる形質転換株を得た。 $ (3)ハイブリッドプラスミドpSB03の解析実施例
2(2)で得られた形質転換株を50μg/mlアンピ
シリンを含むCA培地5ml中で一晩振盪培養して遠心
分離で集菌後、ビルンボイムとドーリーの方法〔ヌクレ
イック・アシド・リサーチ(Nucleic  Aci
d  Res.)7,1513〜(1979)〕により
ハイブリッドプラスミドDNAを抽出した。抽出したプ
ラスミドDNAのうち最小のものは、全鎖長約8.8k
bであり、pSB01プラスミドDNAから約3.7k
bのEcoRI切断断片が欠落したものであった。 このハイブリッドプラスミドをpSB03と命名し、そ
の制限エンドヌクレアーゼ切断地図を図2に示す。
Next, 0.1 μg of the T4 DNA ligase reaction mixture obtained in (1) was added to 0.2 m of the above permissible cell suspension.
1 and statically cultured at 0°C for 30 minutes. After keeping at 43.5°C for 30 seconds, add 1.8ml of LB medium and heat to 37°C.
The cells were cultured for 1 hour. This was centrifuged to collect bacteria. After washing the bacterial cells twice with 0.85% NaCl aqueous solution,
.. It was suspended in 1 ml of 85% NaCl aqueous solution. Next, 0.1 ml of the bacterial cell suspension was added to C containing 50 μg/ml ampicillin.
A medium [glycerin 2%, casamino acids (vitamin free) 1%, K2HPO4 0.2%, KH2PO4
0.1%, MgSO4.7H2O 0.005%, F
eSO4・7H2O 0.001%, MnSO4・4
~6H2O 0.001%, Thiamine Hydrochloride 0.00
001%] on a 1.5% agar medium and cultured at 37°C for two nights. The resulting colonies were ampicillin resistant and non-biotin auxotrophic, thus obtaining a transformed strain using a hybrid plasmid incorporating DNA carrying genetic information involved in biosynthesis of biotin. $ (3) Analysis of hybrid plasmid pSB03 The transformant obtained in Example 2 (2) was cultured with shaking overnight in 5 ml of CA medium containing 50 μg/ml ampicillin, and the cells were collected by centrifugation. method [Nucleic Acid Research (Nucleic Acid Research)
dRes. ) 7, 1513-(1979)], hybrid plasmid DNA was extracted. The smallest of the extracted plasmid DNAs has a total chain length of approximately 8.8k.
b, approximately 3.7k from pSB01 plasmid DNA
The EcoRI cleavage fragment of b was missing. This hybrid plasmid was named pSB03, and its restriction endonuclease cleavage map is shown in FIG.

【0037】(実施例3)  ハイブリッドプラスミド
pSB103の構築と解析 実施例2で得たpSB03プラスミドDNA3μgを制
限エンドヌクレアーゼHindIIIで完全に分解した
。これとは別にpUC9  1μgを制限エンドヌクレ
アーゼHindIIIで完全に分解した。次いでpSB
03を切断して得られた3種のDNA断片の混合物(1
μg)と開裂されたpUC9(1μg)を10mM  
MgCl2 、1mM  ATPおよび10mMデチオ
スレイトールを含むpH7.4の50mMトリス−塩酸
中でT4DNAリガーゼ3単位と共に混合し反応混合物
を調製した。これを各々4℃で一晩反応させることによ
ってハイブリッドプラスミドを得た。
(Example 3) Construction and analysis of hybrid plasmid pSB103 3 μg of pSB03 plasmid DNA obtained in Example 2 was completely digested with restriction endonuclease HindIII. Separately, 1 μg of pUC9 was completely digested with restriction endonuclease HindIII. Then pSB
A mixture of three types of DNA fragments obtained by cutting 03 (1
μg) and cleaved pUC9 (1 μg) at 10 mM
A reaction mixture was prepared by mixing with 3 units of T4 DNA ligase in 50mM Tris-HCl, pH 7.4, containing MgCl2, 1mM ATP and 10mM dethiothreitol. A hybrid plasmid was obtained by reacting each of these overnight at 4°C.

【0038】(2)ビオチン要求性大腸菌の形質転換上
記実施例3の(1)の反応混合物1μgを用いること以
外は実施例2の(2)と同様にしてハイブリッドプラス
ミドによる形質転換株を得た。
(2) Transformation of biotin-auxotrophic Escherichia coli A transformed strain using the hybrid plasmid was obtained in the same manner as in (2) of Example 2, except that 1 μg of the reaction mixture in (1) of Example 3 was used. .

【0039】(3)ハイブリッドプラスミドpSB10
3の解析 実施例3の(2)で得られた形質転換株を50μg/m
lアンピシリンを含むCA培地5ml中で一晩振盪培養
して遠心分離で集菌後、前述のビルンボイムとドーリー
の方法によりハイブリッドプラスミドDNAを抽出した
。抽出したプラスミドDNAのうち最小のものは、全鎖
長約6.2kbであった。このプラスミドはpSB03
プラスミドDNAの約2.0kbのHindIII切断
断片が挿入されたものでありpSB103と命名した。
(3) Hybrid plasmid pSB10
Analysis of 3 The transformed strain obtained in (2) of Example 3 was added at 50 μg/m
The cells were cultured with shaking overnight in 5 ml of CA medium containing ampicillin and collected by centrifugation, and then hybrid plasmid DNA was extracted by the method of Birnboim and Dawley described above. The smallest of the extracted plasmid DNAs had a total chain length of about 6.2 kb. This plasmid is pSB03
An approximately 2.0 kb HindIII cleavage fragment of plasmid DNA was inserted into the pSB103, and it was named pSB103.

【0040】この挿入断片中に含まれるバチルス・スフ
ェリカスIFO03525由来のDNA断片はMboI
からHindIIIまでの約1.5kbであり、その詳
細な制限エンドヌクレアーゼ切断地図は図3に示すとお
りである。
[0040] The DNA fragment derived from Bacillus sphaericus IFO03525 contained in this inserted fragment is MboI
It is approximately 1.5 kb from HindIII to HindIII, and its detailed restriction endonuclease cleavage map is shown in FIG.

【0041】(実施例4)  ハイブリッドプラスミド
pSB301の構築(図4参照) Trpオペロンのプロモーターオペロン領域にビオチン
・シンテターゼをコードするDNAを直結するために以
下の操作を行った。pSB103を制限エンドヌクレア
ーゼMaeIで完全分解せしめた後、分解したDNA断
片(2.0μg)を30mM酢酸ナトリウム(pH4.
5)、250mM  NaCl、1mMZnSO4、5
%グリセロール中でS1ヌクレアーゼ1単位と混合し、
37℃、30分間反応させることによってDNA断片の
両末端を平滑にした。次いで反応物をアガロースゲル電
気泳動にかけ、約2.1kbのDNA断片を回収した。
(Example 4) Construction of hybrid plasmid pSB301 (see FIG. 4) The following operation was performed to directly link DNA encoding biotin synthetase to the promoter operon region of the Trp operon. After completely digesting pSB103 with restriction endonuclease MaeI, the digested DNA fragment (2.0 μg) was added to 30 mM sodium acetate (pH 4.
5), 250mM NaCl, 1mM ZnSO4, 5
% glycerol with 1 unit of S1 nuclease;
Both ends of the DNA fragment were made blunt by reacting at 37°C for 30 minutes. The reaction product was then subjected to agarose gel electrophoresis, and a DNA fragment of approximately 2.1 kb was recovered.

【0042】一方Trpオペロンのプロモーターオペレ
ーターを含み、アンピシリン耐性をマーカーとしてもつ
pDR720(ファルマシア社製)を制限エンドヌクレ
アーゼSmaIで完全分解せしめたの後、アルカリホス
ファターゼで処理した。
On the other hand, pDR720 (manufactured by Pharmacia), which contains the promoter operator of the Trp operon and has ampicillin resistance as a marker, was completely digested with restriction endonuclease SmaI and then treated with alkaline phosphatase.

【0043】アガロースゲルより回収した約2.1kb
のDNA断片(0.1μg)と開裂されたpDR720
(0.1μg)を10mM  MgCl2、1mMAT
Pおよび10mMデチオスレイトールを含むpH7.4
の50mMトリス−塩酸中でT4DNAリガーゼ2単位
と共に混合し、15℃で4時間反応させることによって
ハイブリッドプラスミドを含む反応混合物を得た。
Approximately 2.1 kb recovered from agarose gel
DNA fragment (0.1 μg) and cleaved pDR720
(0.1μg) in 10mM MgCl2, 1mMAT
pH 7.4 containing P and 10mM dethiothreitol
A reaction mixture containing the hybrid plasmid was obtained by mixing with 2 units of T4 DNA ligase in 50 mM Tris-HCl and reacting at 15° C. for 4 hours.

【0044】この反応混合物0.2μgを用いること以
外は実施例2の(2)と同様にしてハイブリッドプラス
ミドによる形質転換株を得た。
A transformed strain using the hybrid plasmid was obtained in the same manner as in Example 2 (2) except that 0.2 μg of this reaction mixture was used.

【0045】得られた形質転換株を50μg/mlアン
ピシリンを含むLB培地3ml中で一晩培養して遠心分
離で集菌後、ビルンボイムとドーリーの方法によりハイ
ブリッドプラスミドDNAを抽出した。抽出したプラス
ミドDNAのうち最小のものは全鎖長約6.1kbであ
った。このプラスミドはTrpプロモーターの転写開示
部位の約70塩基下流からバチルス・スフェリカス由来
のビオチン合成酵素遺伝子の翻訳開始コドンGTGが始
まっていた。これをpSB301と命名した。
The obtained transformant was cultured overnight in 3 ml of LB medium containing 50 μg/ml ampicillin, and after harvesting by centrifugation, hybrid plasmid DNA was extracted by the method of Birnboim and Doory. The smallest of the extracted plasmid DNAs had a total chain length of about 6.1 kb. In this plasmid, the translation initiation codon GTG of the biotin synthase gene derived from Bacillus sphaericus began approximately 70 bases downstream of the transcription initiation site of the Trp promoter. This was named pSB301.

【0046】(実施例5)  セラチア・マルセッセン
スIFO12648を宿主とする形質転換株の取得実施
例4で得たpSB301を用いレイドらの方法〔ジーン
、17、107(1982)〕により取り込ませる。即
ちセラチア・マルセッセンスIFO12648をLB培
地(バクトトリプトン1%、酵母エキス0.5%、Na
Cl1%;pH7.5に調整)、20ml中で30℃で
通気振とう培養し、菌体濃度が1ml当り2×108個
の細胞数になった時点で菌体を12000×g、10分
の遠心分離により集めた。この菌体を10mlの10m
M、冷NaCl溶液に懸濁する。この懸濁液を65℃で
1分熱処理した後氷上で冷却し、遠心分離により集菌し
上清を一旦捨てた後0℃、10mlの30mM冷CaC
l2溶液に懸濁し、冷却した後、5℃にて3000×g
、5分遠心分離にて集菌し、上清を一旦捨てた後、2m
lの冷30mM  CaCl2、15%グリセロール溶
液に懸濁する。このCaCl2  処理液0.2mlに
プラスミドを0.1μg加え、42℃で75秒(約2〜
5×108細胞/ml)熱処理した後、1〜24時間0
℃で保持した後、アンピシリン500μg/ml入りL
B平板培地と塗抹し28℃で二晩培養した後生育して来
たコロニーを釣菌分離することにより形質転換株セラチ
ア・マルセッセンスIFO12648(pSB301)
を得る。この形質転換株の含有するプラスミドDNAが
pSB301であることを制限エンドヌクレアーゼの切
断部位を利用することで確認した。
(Example 5) Obtaining a transformed strain using Serratia marcescens IFO12648 as a host Using pSB301 obtained in Example 4, transfection was carried out by the method of Reid et al. [Gene, 17, 107 (1982)]. That is, Serratia marcescens IFO12648 was grown in LB medium (Bactotryptone 1%, yeast extract 0.5%, Na
Cl1%; adjusted to pH 7.5), cultured in 20 ml at 30°C with aeration and shaking, and when the bacterial cell concentration reached 2 x 108 cells per ml, the bacterial cells were incubated at 12,000 x g for 10 minutes. Collected by centrifugation. 10ml of this bacterial body
M, suspended in cold NaCl solution. This suspension was heat-treated at 65°C for 1 minute, cooled on ice, collected by centrifugation, the supernatant was discarded, and then heated in 10ml of 30mM cold Ca at 0°C.
After suspension in l2 solution and cooling, 3000 x g at 5°C.
, collect bacteria by centrifugation for 5 minutes, discard the supernatant, and then
1 of cold 30mM CaCl2, 15% glycerol solution. Add 0.1 μg of plasmid to 0.2 ml of this CaCl2 treatment solution and heat at 42°C for 75 seconds (approximately 2 to
5 x 108 cells/ml) after heat treatment, 0 for 1 to 24 hours.
After keeping at ℃, ampicillin 500μg/ml L
The transformed strain Serratia marcescens IFO12648 (pSB301) was obtained by plating the B plate medium and culturing it for two nights at 28°C, and then separating the grown colonies.
get. It was confirmed that the plasmid DNA contained in this transformed strain was pSB301 by using the restriction endonuclease cleavage site.

【0047】(実施例6)  ビオチンの製造実施例1
で得られるセラチア・マルセッセンスIFO12648
(pSB301)、並びに対照株としてセラチア・マル
セッセンスIFO12648をそれぞれLB平板培地で
1夜前培養した。アンピシリン100mg/lを添加し
た特公平2−27980号に記載の発酵培地(ショ糖1
0%、尿素1.0%、K2HPO4  0.1%、Mg
SO4・7H2O  0.1%、FeSO4・7H2O
  0.01%、CaCO3  1%)に、前駆体とし
てDTBを最終濃度1mg/mlとなるように加えた培
地(pH7.0)1mlをフィルター滅菌し、予め滅菌
しておいた18m/m(内径)試験管に注入し、前述の
菌体をそれぞれ1白金耳植菌する。ついで25℃で往復
振とう培養する。96時間後のビオチン産生量は表1の
通りである。
(Example 6) Biotin production example 1
Serratia marcescens IFO12648 obtained from
(pSB301) and Serratia marcescens IFO12648 as a control strain were each pre-cultured on LB plate medium overnight. The fermentation medium described in Japanese Patent Publication No. 2-27980 to which 100 mg/l of ampicillin was added (sucrose
0%, urea 1.0%, K2HPO4 0.1%, Mg
SO4・7H2O 0.1%, FeSO4・7H2O
0.01%, CaCO3 1%) and DTB as a precursor added to a final concentration of 1 mg/ml (pH 7.0). ) Inject into test tubes and inoculate one platinum loop of each of the above-mentioned bacterial cells. Then culture is carried out at 25°C with reciprocal shaking. The amount of biotin produced after 96 hours is shown in Table 1.

【0048】[0048]

【表1】[Table 1]

【0049】(比較例1)シトロバクター・フレウンデ
ィー(Citrobacter  freundii)
IFO13544にプラスミドpSB301を導入せし
めたIFO13544(pSB301)、エンテロバク
ター・クロアクエ(Enterobacter  cl
oacea)IFO12935にプラスミドpSB30
1を導入せしめたIFO12395(pSB301)、
エンテロバクター・エアロゲネス(Enterobac
ter  aerogenes)IFO12010にプ
ラスミドpSB301を導入せしめたIFO12010
(pSB301)を用いて、実施例2に記載の方法でD
TBからビオチンを産生させた。一方、エシェリヒア・
コリMC169にプラスミドpSB301を導入せしめ
たエシェリヒア・コリMC169(pSB301)を5
0μg/mlのアンピシリンと500μg/mlのDT
Bを含むPC培地(グリセリン2%、プロテオースペプ
トン5%、カザミノ酸2%、K2HPO4  1%、K
Cl  0.05%、MgSO4・7H2O  0.0
5%、MnSO4・4〜6H2O  0.001%、F
eSO4・7H2O  0.001%、pH7.0)の
1.2倍濃度培地3mlに植菌し、37℃で1時間振盪
培養後、Trpプロモーターを誘導するために、インド
ールアクリル酸を16.7μg/mlとなるように添加
し、さらに37℃で1晩振盪培養した。それぞれの菌株
のビオチン産生量は表2の通りである。
(Comparative Example 1) Citrobacter freundii
IFO13544 (pSB301), in which plasmid pSB301 was introduced into IFO13544, Enterobacter cloacae (Enterobacter cl.
oacea) IFO12935 with plasmid pSB30
IFO12395 (pSB301), which introduced 1
Enterobacter aerogenes
ter aerogenes) IFO12010 in which plasmid pSB301 was introduced into IFO12010
(pSB301) by the method described in Example 2.
Biotin was produced from TB. On the other hand, Escherichia
Escherichia coli MC169 (pSB301), in which plasmid pSB301 was introduced into E. coli MC169, was
0 μg/ml ampicillin and 500 μg/ml DT
PC medium containing B (2% glycerin, 5% proteose peptone, 2% casamino acids, 1% K2HPO4, K
Cl 0.05%, MgSO4・7H2O 0.0
5%, MnSO4.4~6H2O 0.001%, F
The cells were inoculated into 3 ml of a 1.2 times concentrated medium (eSO4.7H2O 0.001%, pH 7.0), and after shaking culture at 37°C for 1 hour, indole acrylic acid was added at 16.7 μg/ml to induce the Trp promoter. ml, and cultured with shaking at 37° C. overnight. The amount of biotin produced by each strain is shown in Table 2.

【0050】[0050]

【表2】[Table 2]

【0051】[0051]

【発明の効果】かくして本発明によれば、ビオチン産生
能を有するバチルス属微生物由来のビオチン・シンテタ
ーゼをコードするDNAを有する組み換えプラスミドを
セラチア属に属する微生物に形質転換せしめることによ
り、ビオチンへの産生能に優れた微生物を得ることがで
き、それらの該微生物を培養することにより効率よくビ
オチンを製造することができる。
Thus, according to the present invention, production of biotin can be achieved by transforming a microorganism belonging to the genus Serratia with a recombinant plasmid having a DNA encoding biotin synthetase derived from a microorganism of the genus Bacillus that has the ability to produce biotin. Microorganisms with excellent performance can be obtained, and biotin can be efficiently produced by culturing these microorganisms.

【0052】[0052]

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

【図1】pSB01プラスミドDNAの制限エンドヌク
レアーゼ切断地図である。
FIG. 1 is a restriction endonuclease cleavage map of pSB01 plasmid DNA.

【図2】pSB03プラスミドDNAの制限エンドヌク
レアーゼ切断地図である。
FIG. 2 is a restriction endonuclease cleavage map of pSB03 plasmid DNA.

【図3】バチルス属微生物由来のビオチン・シンテター
ゼDNAの制限エンドヌクレアーゼ切断地図である。
FIG. 3 is a restriction endonuclease cleavage map of biotin synthetase DNA derived from a microorganism belonging to the genus Bacillus.

【図4】pSB301プラスミドDNAの調製方法であ
る。
FIG. 4 shows a method for preparing pSB301 plasmid DNA.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  バチルス(Bacillus)属に属
する微生物のデスチオビオチンをビオチンに変換する反
応に関与する酵素をコードするDNAを有する組み換え
ベクターを組み込んだセラチア(Serratia)属
に属する微生物。
1. A microorganism belonging to the genus Serratia that has been integrated with a recombinant vector having a DNA encoding an enzyme involved in the reaction of converting desthiobiotin into biotin in a microorganism belonging to the genus Bacillus.
【請求項2】  請求項1記載の微生物を、好気的条件
下で培養した後、培地からビオチンを回収することを特
徴としたビオチンの製造方法。 【0001】
2. A method for producing biotin, which comprises culturing the microorganism according to claim 1 under aerobic conditions, and then recovering biotin from the culture medium. 0001
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