JPH06121677A - Method for highly manifesting enzyme gene acylating macrolide antibiotic - Google Patents

Method for highly manifesting enzyme gene acylating macrolide antibiotic

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JPH06121677A
JPH06121677A JP4048998A JP4899892A JPH06121677A JP H06121677 A JPH06121677 A JP H06121677A JP 4048998 A JP4048998 A JP 4048998A JP 4899892 A JP4899892 A JP 4899892A JP H06121677 A JPH06121677 A JP H06121677A
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JP
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streptomyces
acyb2
plasmid
fragment
acyb1
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JP4048998A
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Japanese (ja)
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Akira Arisawa
章 有澤
Hiroshi Tsunekawa
博 恒川
Kazuhiko Okamura
和彦 岡村
Rokuro Okamoto
六郎 岡本
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Mercian Corp
Original Assignee
Mercian Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To efficiently manifest activity of an enzyme acylating the 4''-position of an acylating macrolide antibiotic. CONSTITUTION:A microorganism having an enzyme gene capable of acylating the 4''-position of a macrolide antibiotic (tylosin, spiramycin, angolamycin or deltamycin) is transduced with DNA fragment containing acyB2 gene obtained from a bacterium belonging to the genus Streptomyces to amplify the enzyme gene capable of acylating 4'' of the macrolide antibiotic.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マクロライド抗生物質
の4”位をアシル化する酵素遺伝子を宿主に導入し発現
させる場合に、その発現効率を高める作用のある蛋白質
をコードするDNA断片の使用方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a DNA fragment encoding a protein having an action of enhancing the expression efficiency when an enzyme gene for acylating the 4 "-position of a macrolide antibiotic is introduced into a host and expressed. Regarding usage.

【0002】マクロライド抗生物質(14員環および1
6員環)は、医薬および動物薬(家畜用、水産用)とし
て広く用いられている有用な抗生物質である。16員環
マクロライド抗生物質の4”位水酸基のアシル化により
抗菌活性が上がることがS.Omura ら[ジャーナ
ル・オブ・アンティビオティクス(Journalof
Antibiotics)28巻、401〜433頁
(1980)]およびR.Okamoto ら[ジャー
ナル・オブ・アンティビオティクス(Journal
of Antibiotics)27巻、542〜54
4頁(1979)]によって報告されている。16員環
マクロライド抗生物質の一つであるタイロシンの生産菌
ストレプトマイセス・フラジアエ(Streptomy
ces fradiae)は、3位および4”位がアシ
ル化されていない、すなわち−OH型のものしか生産せ
ず、これをアシル化するためには、一旦タイロシンを分
離した後、化学的方法あるいは生化学的方法がとられて
いた。最近遺伝子工学的手法により直接4”位アシル化
タイロシンの製造方法が開示された(特開平2−728
80号)。
Macrolide antibiotics (14-membered ring and 1
The 6-membered ring is a useful antibiotic that is widely used as a medicine and a veterinary medicine (for domestic animals and fisheries). Acylation of the 4 "-hydroxyl group of 16-membered macrolide antibiotics increases antibacterial activity by S. Omura et al. [Journal of Antibiotics].
Antibiotics) 28, 401-433 (1980)] and R.A. Okamoto et al. [Journal of Antibiotics
of Antibiotics) Volume 27, 542-54
4 (1979)]. One of the 16-membered macrolide antibiotics, tylosin-producing bacterium Streptomyces fladiae (Streptomy)
ces fradiae) produces only unacylated at the 3 and 4 "positions, that is, the -OH form. In order to acylate this, tylosin is once separated and then chemically or chemically isolated. Recently, a method for directly producing a 4 "-acylated tylosin by a genetic engineering method has been disclosed (JP-A-2-728).
No. 80).

【0003】本発明は、マクロライド抗生物質の4”位
アシル化酵素遺伝子を用いて、4”位アシル化生成物を
生産する場合において該遺伝子の発現を高め高効率に
4”位アシル化体を生成し得る蛋白質をコードするDN
A断片の使用方法を提供するものである。
The present invention enhances the expression of the 4 "-position acylation product in the case of producing a 4" -position acylation product by using the macrolide antibiotic 4 "-position acylating enzyme gene, and highly efficiently Which encodes a protein capable of producing
A method of using the A fragment is provided.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来マクロライド抗生物質としては、例
えば、次のようなものが知られている。タイロシン、
2. Description of the Related Art The following macrolide antibiotics have been known, for example. Tylosin,

【化2】 アンゴラマイシン、[Chemical 2] Angoramycin,

【化3】 スピラマイシン、[Chemical 3] Spiramycin,

【化4】 ロイコマイシン、[Chemical 4] Leucomycin,

【化5】 デルタマイシン、[Chemical 5] Deltamycin,

【化6】 これらのマクロライド抗生物質の4”位のアシル化のた
めの遺伝子工学的方法として、ジャネット・ケイ・エプ
ら(特開平2−13380号)は、4”−O−イソバレ
リルアシラーゼをコードしているDNA断片の使用を開
示した。この方法は、4”位がOH型のマクロライド抗
生物質を遺伝子工学的にアシル化するために4”位アシ
ル化酵素をコードするDNA断片をベクタープラスミド
に挿入し、宿主を該プラスミドにより形質転換し、得ら
れた形質転換体を培養するものである。しかるにこの方
法によれば該遺伝子の発現は、微弱であり、4”−O−
イソバレリル化マクロライドの工業的製造には、十分な
ものではなかった。
[Chemical 6] As a genetically engineered method for acylating the 4 "-position of these macrolide antibiotics, Janet Kay Ep et al. (JP-A-2-13380) encodes 4" -O-isovaleryl acylase. The use of DNA fragments containing In this method, a DNA fragment encoding a 4 "-position acylating enzyme is inserted into a vector plasmid for the purpose of genetically acylating a macrolide antibiotic having an 4" -OH position, and the host is transformed with the plasmid. Then, the obtained transformant is cultured. However, according to this method, the expression of the gene was weak, and 4 "-O-
It was not sufficient for the industrial production of isovalerylated macrolides.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、マクロライ
ド抗生物質の4”位アシル化酵素遺伝子を有する微生物
における4”位アシル化酵素遺伝子の発現を増強するこ
とにより、4”位アシル化マクロライド抗生物質を効率
良く製造する方法を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention aims at enhancing the expression of a 4 "-position acylating enzyme gene in a microorganism having a macrolide antibiotic 4" -position acylating enzyme gene. It is to provide a method for efficiently producing a ride antibiotic.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、マクロラ
イド抗生物質の4”位アシル化酵素遺伝子の発現による
4”位アシル化マクロライドの生産を工業的に経済的に
行うべく鋭意研究を行い、4”位アシル化酵素遺伝子の
発現機構について検討を重ねた結果、発明者らが独自に
単離したacyB2 DNA断片(特開平2−7288
0号)が4”位アシル化酵素遺伝子の発現に深く関与し
ており、acyB2 DNA断片が発現を著しく促進す
ることを見出だし、本発明を完成するに至った。
[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention have earnestly studied to industrially and economically produce a 4 "-position acylated macrolide by expressing a 4" -acylation enzyme gene of a macrolide antibiotic. As a result of repeated studies on the expression mechanism of the 4 "-position acylase gene, the inventors independently isolated acyB2 DNA fragment (Japanese Patent Laid-Open No. 7288/1990).
No. 0) is deeply involved in the expression of the 4 "-position acylase gene, and it was found that the acyB2 DNA fragment significantly promotes the expression, and the present invention has been completed.

【0007】かくして本発明によれば、ストレプトマイ
セス・サーモトレランス(Streptomyces
thermotolerans)ATCC11416株
由来の大きさが約2.1キロベース(kb)であり、図
1に示される塩基配列により特定されるDNA断片が提
供される。本発明のDNA断片acyB2 またはその
DNA制限断片は、4”位アシル化酵素遺伝子を用いて
4”位アシル化タイロシンを工業的に製造する上で有用
であり、かつストレプトマイセス属のマクロライド抗生
物質の生産微生物に対する組換えDNA技術の工業的な
利用を可能ならしめるという点で特に有用である。以
下、本発明の遺伝子acyB2を含むDNA断片を用い
た形質転換体によるアシル化マクロライド抗生物質の生
産についてさらに詳細に説明する。
Thus, according to the present invention, Streptomyces thermotolerance
A size of about 2.1 kilobases (kb) derived from the thermotolerans ATCC11416 strain and a DNA fragment specified by the nucleotide sequence shown in FIG. 1 is provided. The DNA fragment acyB2 or its DNA restriction fragment of the present invention is useful for industrially producing a 4 "-acylated tylosin using a 4" -acylase gene, and is a macrolide antibiotic of the genus Streptomyces. It is particularly useful in that it allows industrial application of recombinant DNA technology to a microorganism that produces the substance. Hereinafter, the production of an acylated macrolide antibiotic by a transformant using a DNA fragment containing the gene acyB2 of the present invention will be described in more detail.

【0008】本発明の遺伝子acyB2 を含むDNA
断片の由来源となるストレプトマイセス属の菌株として
は、マクロライド抗生物質の4”位アシル化酵素の生産
能をもつものであればいずれの菌株でも使用することが
でき、例えば、ストレプトマイセス・キタサトエンシス
(Streptomyces kitasatoens
is)、ストレプトマイセス・ナルボネンシス・バル・
ジョサマイセティクス(Streptomyces n
arbonensis var josamyceti
cus)、ストレプトマイセス・ハイグロスコピクス
(Streptomyces hygroscopic
us)、ストレプトマイセス・プラテンシス(Stre
ptomyces platensis)、ストレプト
マイセス・アルビレティクリ(Streptomyce
s albireticuli)、ストレプトマイセス
・シネロクロモゲネス(Streptomyces c
inerochromogenes)、ストレプトマイ
セス・ジャカルテンシス(Streptomyces
djakartensis)、ストレプトマイセス・フ
ルディシディクス(Streptomyces fur
dicdicus)、ストレプトマイセス・マクロスポ
レウス(Streptomyces macrospo
reus)、ストレプトマイセス・テンダエ(Stre
ptomyces tendae)、ストレプトマイセ
ス・サーモトレランス(Streptomyces t
hermotolerans)、ストレプトマイセス・
デルタエ(Streptomyces deltae)
等が挙げられるが、中でも、ストレプトマイセス・サー
モトレランスが好適である。
DNA containing the gene acyB2 of the present invention
As a strain of the genus Streptomyces which is the origin of the fragment, any strain can be used as long as it has the ability to produce a 4 "-position acylating enzyme of a macrolide antibiotic. For example, Streptomyces・ Streptomyces kitasatoens
is), Streptomyces narvonensis baru
Josamy Thetics (Streptomyces n)
arbonensis var josamyceti
cus), Streptomyces hygroscopic
us), Streptomyces platensis (Stre
ptomyces platensis, Streptomyces
s albireticuli), Streptomyces c.
inerochromogenes), Streptomyces jakartensis (Streptomyces)
djakartensis), Streptomyces fur
dicdicus), Streptomyces macrosporus
reus), Streptomyces tendae (Stre
ptomyces tendae, Streptomyces thermotolerance (Streptomyces t)
hermotolerans), Streptomyces
Deltae (Streptomyces deltae)
Among them, Streptomyces thermotolerance is preferable.

【0009】<acyB2 断片の調製>本発明のac
yB2 含有断片は、公知のプラスミドpAO207か
ら得ることができる。なお、本プラスミドは、工業技術
院微生物工業技術研究所に微工研条寄第1880号(F
ERM BP−1880)として寄託してある菌株より
抽出し得る。上記菌株を28℃で好気的に培養して菌株
を取得し、ホップウッド(Hopwood)らの方法
[ジェネティック・マニュピレーション・オブ・ストレ
プトマイセス(Genetic Manipulati
on of Streptomyces):ア・ラボラ
トリ・マニュアル(A Laboatory Manu
al)、ジョン・イネス・ファウンデーション(Joh
n Innes Foundation)、ノーウイッ
チ(Norwich)、英国、1985年]に従って処
理することにより、プラスミドpAO207を調製する
ことができる。さらにpAO207に挿入されている断
片のうち図3Aに示されるacyB1 およびacyB
2 を含む約3.4kbの SphI−SacI断片を
遺伝子工学上よく知られた適当な方法を用いてサブクロ
ーニングすることができる。
<Preparation of acyB2 fragment> ac of the present invention
The yB2-containing fragment can be obtained from the known plasmid pAO207. In addition, this plasmid can be obtained from the Institute of Microbial Science and Technology of the Agency of Industrial Science and Technology, Micro Engineering Research Center No. 1880 (F
ERM BP-1880) can be extracted from the deposited strain. The above strain was aerobically cultured at 28 ° C. to obtain the strain, and the method of Hopwood et al. [Genetic Manipulation of Streptomyces (Genetic Manipulati) was obtained.
on of Streptomyces: A Laboratory Manual (A Laboratory Manual)
al), John Innes Foundation (Joh)
n Inners Foundation, Norwich, UK, 1985], to prepare plasmid pAO207. Further, among the fragments inserted into pAO207, acyB1 and acyB shown in FIG. 3A.
The SphI-SacI fragment of about 3.4 kb containing 2 can be subcloned using an appropriate method well known in genetic engineering.

【0010】このとき用いられるベクターとしては、例
えば、大腸菌ベクターpUC18、放線菌ベクターpI
J702等、様々なものが使用可能であるが、とくに大
腸菌−放線菌シャトルベクターpUJ350(特開平2
−72880号)やpSAN−lac(実施例1)が便
利である。このようにしてサブクローニングされた断片
は、プラスミドとして大量調することができる。次にこ
れらのプラスミドacyB2 を含む断片を得るには該
断片を切り出すことができる適当な制限酵素を選択すれ
ば良いが、例えば、図3Aに示されるような挿入断片の
制限酵素地図から実施例2に示すようにPstI−Sp
hIで分解することにより、図3Bに示されるような大
きさが約2.1kb(キロベース)であるacyB2断
片を得ることができる。
Examples of the vector used at this time include E. coli vector pUC18 and actinomycete vector pI.
Various materials such as J702 can be used, but especially Escherichia coli-actinomycete shuttle vector pUJ350 (JP-A-2
-72880) and pSAN-lac (Example 1) are convenient. The fragment subcloned in this way can be prepared in large quantities as a plasmid. Next, in order to obtain a fragment containing these plasmids acyB2, an appropriate restriction enzyme capable of excising the fragment may be selected. For example, from the restriction enzyme map of the inserted fragment as shown in FIG. As shown in PstI-Sp
By digesting with hI, an acyB2 fragment with a size of about 2.1 kb (kilobase) can be obtained as shown in FIG. 3B.

【0011】このacyB2断片のうちPstI部位の
最初の塩基(シトシン)を1として1630番目までの
DNA配列を図1に示す。さらにこの断片の450番目
から1610番目にコードされている蛋白質のアミノ酸
配列を図2に示す。
In this acyB2 fragment, the DNA sequence up to the 1630th position with the first base (cytosine) at the PstI site as 1 is shown in FIG. Furthermore, the amino acid sequence of the protein encoded from the 450th position to the 1610th position of this fragment is shown in FIG.

【0012】<acyB2 の機能解析>一般に同一生
物内である遺伝子の発現が他の因子により抑制や促進な
どの制御を受けるか否かを調べるには、その制御機能を
持つ因子を何らかの方法で機能させなくした場合におい
て、発現の制御が解除されるか否かを調べることが最も
適当な方法であると思われる。このような見地からマク
ロライド−4”−アシル化酵素遺伝子acyB1 の高
発現がacyB2にコードされる蛋白質によって達成さ
れることを説明するには、その蛋白質を機能させなくし
た場合において、acyB1の発現低下を見ることによ
って証明すればよい。そこでacyB2にコードされる
蛋白質を機能させなくするための手段はいくつか考えら
れるが、主なものとしては3つ挙げることができる。
<Functional analysis of acyB2> In general, in order to investigate whether the expression of a gene in the same organism is regulated by other factors such as suppression or promotion, the factor having the regulatory function is functioned by some method. It seems that the most appropriate method is to investigate whether or not the expression is deregulated in the case where it is abolished. From this point of view, to explain that the high expression of the macrolide-4 ″ -acylating enzyme gene acyB1 is achieved by the protein encoded by acyB2, the expression of acyB1 in the case where the protein is made non-functional can be explained. This can be proved by looking at the decrease, and there are several possible means for disabling the protein encoded by acyB2, but there are three main ones.

【0013】第1にacyB1 およびacyB2 の
起源菌であるストレプトマイセス・サーモトレランス
(Streptomyces thermotoler
ans)を NTGなどで化学変異処理することによる
acyB2機能が失われた変異株の取得である。第2に
acyB1を含む組み換えプラスミド、例えば、実施例
2で説明するpMAB8のようなプラスミドからacy
B2領域の大部分を欠失させて得られるプラスミドで形
質転換させたストレプトマイセス・リビダンス(Str
eptomyces lividans)TK24 で
ある。第3に前述のpMAB8組み換えプラスミドにお
いてacyB2 の蛋白質コード領域にフレームシフト
変異を起こさせた後に形質転換させたストレプトマイセ
ス・リビダンス(Streptomyces livi
dans)TK24 である。したがって、これらの株
はすでに述べたようなacyB2のacyB1に対する
作用を研究するのに好適である。
First, Streptomyces thermotoler which is the origin of acyB1 and acyB2.
ans) is chemically mutated with NTG or the like to obtain a mutant strain in which acyB2 function is lost. Secondly, from a recombinant plasmid containing acyB1, for example, a plasmid such as pMAB8 described in Example 2, acyB1
Streptomyces lividans (Str) transformed with the plasmid obtained by deleting most of the B2 region
eptomyces lividans) TK24. Third, Streptomyces lividans (Streptomyces lividans) transformed by frameshift mutation in the protein coding region of acyB2 in the above-mentioned pMAB8 recombinant plasmid was transformed.
Dans) TK24. Therefore, these strains are suitable for studying the action of acyB2 on acyB1 as described above.

【0014】特に3番目に説明した株においては、ac
yB1 の高発現は、acyB2コード領域中のプロモ
ーター、エンハンサーなどの転写活性化配列の作用によ
るものではなく、acyB2にコードされた蛋白質が翻
訳されて機能することによるものであることを説明する
のに好適である。また、acyB2 機能を失った株に
対して正常なacyB2機能を再び与えた場合における
acyB1 の高発現の回復を見ることもacyB2の
機能を理解するための一つの手段となる。例えば第1番
目に説明したストレプトマイセス・サーモトレランス
(Streptomyces thermotoler
ans)のacyB2 変異株へプラスミドにつないだ
acyB2 遺伝子を導入させることにより、acyB
1の回復が見られるか否かを調べることが可能である
(実施例7)。
Particularly in the third-described strain, ac
To explain that the high expression of yB1 is not due to the action of transcriptional activation sequences such as promoters and enhancers in the acyB2 coding region, but because the protein encoded by acyB2 functions by being translated. It is suitable. In addition, observing the recovery of high expression of acyB1 when the normal acyB2 function is given again to the strain that lost the acyB2 function is also one means for understanding the function of acyB2. For example, the first described Streptomyces thermotolerer (Streptomyces thermotoler)
ans) acyB2 mutant strain by introducing the acyB2 gene linked to the plasmid into acyB2 mutant strain.
It is possible to see if a recovery of 1 is seen (Example 7).

【0014】acyB2の機能消失株において、acy
B1の発現を評価するには、例えば、実施例6で詳述す
るように適当な培地において培養した後、直接培養液中
に、または集菌して適当な緩衝液に懸濁した後に4”位
がOH基型であるマクロライド抗生物質例えばロイコマ
イシンUなどを添加し、一定時間変換反応を行わせて得
られる4”−イソバレリル体(ロイコマイシンA43)
をTLCやHPLCなどによって分離定量することによ
って行うことができる。さらにacyB1の発現量は、
acyB1 mRNAに特異的に対合するプローブを使
用したノーザンハイブリダイゼーションによっても決定
することができる。前述のマクロライド抗生物質の変換
量をアッセイする方法がacyB1の酵素活性を測定し
ているのに対して、acyB1 mRNAを測るこの方
法はacyB1の転写活性を測定しているという点で異
なり、acyB1の発現制御が転写レベルで成立してい
るのか、転写以後の過程で成立しているのかを知るにも
好都合である。
In the loss-of-function strain of acyB2, acy
To evaluate the expression of B1, for example, after culturing in an appropriate medium as described in detail in Example 6, directly in a culture solution, or after collecting the cells and suspending them in an appropriate buffer, 4 " A 4 "-isovaleryl derivative (leucomycin A43) obtained by adding a macrolide antibiotic whose position is OH group type, such as leucomycin U, and carrying out a conversion reaction for a certain period of time
Can be carried out by separating and quantifying TLC or HPLC. Furthermore, the expression level of acyB1 is
It can also be determined by Northern hybridization using a probe that specifically pairs with acyB1 mRNA. This method for measuring acyB1 mRNA differs from the method for assaying the conversion activity of macrolide antibiotics described above in that it measures the enzymatic activity of acyB1, whereas this method for measuring acyB1 mRNA differs in that it measures the transcriptional activity of acyB1. It is also convenient to know whether the expression control of is established at the transcription level or in the process after transcription.

【0015】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明する。これらの実施例は単に本発明を説明するた
めのものであり、本発明の範囲を限定するものではな
い。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples. These examples are merely illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

【実施例】【Example】

実施例1 シャトルベクターpSAN−lacの構築 プラスミドpUC18(ニッポンジーン)のHincI
I 分解物0.5μgとBglIIリンカー(ファルマ
シア)0.2μgをTE緩衝液(10mMトリス・HC
l、1mMEDTA、pH8.0)45μl中に溶解し
た後、10×ライゲーション・バッファー(500mM
トリス・HCl(pH7.9)、100mMMgC
、200mMDTT、10mMATP)5μlおよ
びTDNAリガーゼ(ニッポンジーン)3μl(90
0ユニット)を加え、16℃で15時間インキュベート
した。反応後、フェノール・クロロホルム抽出およびエ
タノール沈殿でDNAを精製後、再びHincIIで分
解し、BglIIリンカーが挿入されていないプラスミ
ドを線状化した。反応後、反応液半量(10μl)で大
腸菌JM103コンピテント・セルを形質転換した。コ
ンピテント・セルの調製および形質転換については以後
の実施例を通じてすベてマニアティスらのマニュアル
(Molecular Cloning,A Labo
ratory Manual,Cold Spring
Harbor Laboratory,New Yo
rk,USA)に従った。
Example 1 Construction of shuttle vector pSAN-lac HincI of plasmid pUC18 (Nippon Gene)
0.5 μg of I degradation product and 0.2 μg of BglII linker (Pharmacia) were added to TE buffer (10 mM Tris / HC
1, 1 mM EDTA, pH 8.0, dissolved in 45 μl and then 10 × ligation buffer (500 mM
Tris-HCl (pH 7.9), 100 mM MgC
l 2 , 200 mM DTT, 10 mM ATP) 5 μl and T 4 DNA ligase (Nippon Gene) 3 μl (90
0 unit) was added and incubated at 16 ° C. for 15 hours. After the reaction, the DNA was purified by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation, and then digested again with HincII to linearize the plasmid in which the BglII linker was not inserted. After the reaction, E. coli JM103 competent cells were transformed with half the reaction solution (10 μl). For the preparation and transformation of competent cells, refer to the manual of Maniatis et al. (Molecular Cloning, A Labo) throughout the following examples.
rally Manual, Cold Spring
Harbor Laboratory, New Yo
rk, USA).

【0016】選択培地は、0.5mMIPTG、0.0
1%Xgal、50μg/mlアンピシリンを添加した
LB培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキ
ス、1%NaCl、1.5%バクトアガー)を使用し
た。出現した多数のコロニーの中から青色を呈するも
の、すなわちβ−ガラクトシダーゼ活性化株を選択し、
なおかつHincII(SalI)サイトがBglII
に置換された構造をもつプラスミドpUC−Bgを前述
のマニュアルに記載された方法にしたがって大量調製し
た。
The selection medium is 0.5 mM IPTG, 0.0
LB medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 1% NaCl, 1.5% bacto agar) supplemented with 1% Xgal, 50 μg / ml ampicillin was used. Among the large number of colonies that appeared, those showing blue color, that is, β-galactosidase activated strain, were selected,
Moreover, HincII (SalI) site is BglII
The plasmid pUC-Bg having the structure substituted in the above was prepared in large scale according to the method described in the aforementioned manual.

【0017】次にこのプラスミドのAatII分解物
0.5μgとpIJ350(特開平2−72880号に
記載)のPstI分解物1.0μgをTE23μlに溶
解し、10×ポリメラーゼバッファー(70mMトリス
−HCl(pH7.4)、500mMNaCl、70m
MMgCl)3μl、dNTP混合溶液(dATP、
dTTP、dGTP、dCTPの各0.5mM混合液)
3μl、T DNAポリメラーゼ(東洋紡(株)1μ
l(2.4ユニット)を順次加え、37℃で30分間イ
ンキュベートした後、フェノール・クロロホルム抽出お
よびエタノール沈殿によりDNAを精製後、TE43μ
lに溶解した。さらにこの溶液に10×ライゲーション
バッファー5μl、T DNAリガーゼ2μl(60
0ユニット)を加え、16℃で15時間インキュベート
した。反応後、10μlを用いて大腸菌JM103コン
ピテントセルを形質転換し、アンピシリン添加(50μ
g/ml)LB培地で選択した結果多数のコロニーを得
た。
Next, 0.5 μg of the AatII degradation product of this plasmid and 1.0 μg of the PstI degradation product of pIJ350 (described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-72880) were dissolved in 23 μl of TE, and 10 × polymerase buffer (70 mM Tris-HCl (pH 7 .4), 500 mM NaCl, 70 m
MMgCl 2 ) 3 μl, dNTP mixed solution (dATP,
dTTP, dGTP, dCTP 0.5 mM mixture)
3 μl, T 4 DNA polymerase (1 μm from Toyobo Co., Ltd.)
1 (2.4 units) was sequentially added, and the mixture was incubated at 37 ° C for 30 minutes, and then DNA was purified by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation.
It was dissolved in 1. Further, to this solution, 5 μl of 10 × ligation buffer and 2 μl of T 4 DNA ligase (60
0 unit) was added and incubated at 16 ° C. for 15 hours. After the reaction, E. coli JM103 competent cells were transformed with 10 μl and ampicillin was added (50 μl).
(g / ml) As a result of selection in LB medium, a large number of colonies were obtained.

【0018】このうち抽出されたプラスミドが図4に示
された構造を持つ株からプラスミドを大量調製した。こ
のプラスミドをpSAN−lacと命名した。pSAN
−lacは、大腸菌ベクターpUC18およびストレプ
トマイセス・リビダンス(Streptomyces
lividans) などの放線菌ベクターpIJ35
0の両レプリコンをもつシャトルベクターである。さら
に大腸菌のマルチクローニングサイトの使用が可能で、
かつ大腸菌を宿主としたときβ−ガラクトシダーゼの挿
入失活マーカーが利用できる点で極めて利用価値の高い
プラスミドである。
A large amount of the extracted plasmid was prepared from a strain having the structure shown in FIG. This plasmid was named pSAN-lac. pSAN
-Lac is an E. coli vector pUC18 and Streptomyces lividans (Streptomyces).
lividans) and other actinomycetes vector pIJ35
It is a shuttle vector with both replicon 0. Furthermore, it is possible to use the E. coli multi-cloning site,
In addition, it is a plasmid with extremely high utility value because it can utilize a marker for inactivating insertion of β-galactosidase when Escherichia coli is used as a host.

【0019】実施例2 acyB2断片の調製法 公知のプラスミドpA0207をもつ菌株ストレプトマ
イセス・リビダンス(Streptomyces li
vidans)#207(微工研条寄第1880号)を
ホップウッド(Hopwood)らの方法[ジェネティ
ック・マニピュレーション・オブ・ストレプトマイセス
(Genetic Manipulation of
Streptomyces):ア ラボラトリー マニ
ュアル(A Laboratory Manual)、
ジョン・イネス・ファウンデーション(John In
nes Foundation)]にしたがってプラス
ミドpAO207を大量に抽出精製した。
Example 2 Method for Preparing acyB2 Fragment Streptomyces lividans containing the known plasmid pA0207
vidans) # 207 (Mikori Kenjoyori No. 1880) by the method of Hopwood and others [Genetic Manipulation of Streptomyces of Genetic Manipulation of of
Streptomyces): Laboratory Manual (A Laboratory Manual),
John Innes Foundation (John In
Plasmid Foundation pAO207 was extracted and purified in a large amount according to the "Nes Foundation"].

【0020】このプラスミド20μgをSacIとSp
hIで完全分解した後0.8%アガローズゲルで電気泳
動して第3図Aに示されるacyB1およびacyB2
を含む約3.4kbの断片を分離した。次にこの断片を
含むアガロースゲルを切取り、GENE CLEANI
I(BIO101,La Jolla,Califor
a,USA)で処理することにより、ゲル小片から1.
5μgのDNA断片を回収精製した。一方、前述の実施
例1にて記載したシャトルベクターpSAN−lac2
μgをSacIとSphIで完全分解した後、フェノー
ル・クロロホルム抽出およびエタノール沈殿により精製
した後、TE(10mM トリス・HCl,1mMED
TA,pH8.0)20μlに溶解した。この溶液2μ
lと前述のSacI−SphI約3.4kb断片のTE
溶液20μl(1μg)を混合し、さらに10×ライゲ
ーションバッファー2.5μlとT DNAリガーゼ
(ニッポンジーン)0.5μl(150ユニット)を加
え、16℃で15時間インキュベートした。反応後、1
5μlを使用して、大腸菌JM103コンピテントセル
を形質転換した。
20 μg of this plasmid was added to SacI and Sp
It was completely digested with hI and then electrophoresed on a 0.8% agarose gel to give acyB1 and acyB2 shown in FIG. 3A.
A fragment of about 3.4 kb containing DNA was isolated. Next, the agarose gel containing this fragment was cut out, and GENE CLEANI was cut.
I (BIO101, La Jolla, Califor
a, USA) to give 1.
5 μg of DNA fragment was recovered and purified. On the other hand, the shuttle vector pSAN-lac2 described in Example 1 above.
After completely decomposing μg with SacI and SphI, the product was purified by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation, and then TE (10 mM Tris · HCl, 1 mMED
It was dissolved in 20 μl of TA, pH 8.0). 2μ of this solution
1 and the TE of SacI-SphI approximately 3.4 kb fragment described above.
20 μl (1 μg) of the solution was mixed, 2.5 μl of 10 × ligation buffer and 0.5 μl (150 units) of T 4 DNA ligase (Nippon Gene) were further added, and the mixture was incubated at 16 ° C. for 15 hours. After the reaction, 1
E. coli JM103 competent cells were transformed with 5 μl.

【0021】選択培地は、0.5mMIPTG、0.0
1%Xgal、50μg/mlアンピシリンを添加した
LB培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキ
ス、1%NaCl、1.5%バクトアガー)を使用し
た。出現した多数のコロニーの中から青色を呈しないも
の、すなわちβ−ガラクトシダーゼ挿入不活性株を選択
し、図5に示す構造をもつプラスミドpMAB8をマニ
アティスらのマニュアル(Molecular Clo
ning,A Laboratory Manual,
Cold Spring Harbor Labora
tory,New York,USA)に記載された方
法にしたがって大量調製した。次にこのプラスミド50
μgをPstIとSphIで完全分解して得られる大き
さが約2.1kbでacyB2を含む断片を0.8%ア
ガロースゲル電気泳動で分離した後、GENE CLE
ANII(BIO101)により回収精製を行って約5
μgの図3Bで示されるacyB2断片を得た。
The selection medium is 0.5 mM IPTG, 0.0
LB medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 1% NaCl, 1.5% bacto agar) supplemented with 1% Xgal, 50 μg / ml ampicillin was used. Among the many colonies that appeared, one that did not show blue color, that is, a β-galactosidase-inserted inactive strain was selected, and the plasmid pMAB8 having the structure shown in FIG. 5 was cloned into the manual of Maniatis et al.
Ning, A Laboratory Manual,
Cold Spring Harbor Labora
Mass preparation according to the method described in Tory, New York, USA). Next, this plasmid 50
A fragment obtained by completely digesting μg with PstI and SphI and having a size of about 2.1 kb and containing acyB2 was separated by 0.8% agarose gel electrophoresis, and then GENE CLE.
About 5 after recovery and purification by ANII (BIO101)
μg of the acyB2 fragment shown in FIG. 3B was obtained.

【0021】実施例3 欠失プラスミドの構築 (1)pMAB9の構築 pMAB8のMluIとSphIの分解物0.5μgを
TE23μlに溶解し、10×ポリメラーゼバッファー
3μl、dNTP混合液3μlT DNAポリメラー
ゼ(東洋紡(株)1μl(2.4ユニット)を順次加
え、37℃で30分間インキュベートし、DNA末端を
平滑化した。その後、フェノール・クロロホルム抽出、
エタノール沈殿により、DNAを精製し、TE43μl
に溶解した。この溶液に10×ライゲーションバッファ
ー5μl、T DNAリガーゼ(ニッポンジーン)2
μl(600ユニット)を加え、16℃で15時間自己
環状化を行った。
Example 3 Construction of Deletion Plasmid (1) Construction of pMAB9 0.5 μg of a degradation product of MluI and SphI of pMAB8 was dissolved in 23 μl of TE, 10 μl polymerase buffer 3 μl, dNTP mixture 3 μl T 4 DNA polymerase (Toyobo ( Strain) 1 μl (2.4 units) was added sequentially and incubated at 37 ° C. for 30 minutes to blunt the DNA ends, followed by phenol / chloroform extraction,
DNA was purified by ethanol precipitation and TE43 μl
Dissolved in. To this solution, 5 μl of 10 × ligation buffer, T 4 DNA ligase (Nippon Gene) 2
μl (600 units) was added, and self-cyclization was performed at 16 ° C. for 15 hours.

【0022】反応後25μlを用いて、ストレプトマイ
セス・リビダンスTK24(Streptomyces
lividans TK24)のプロトプラスト(1
×10個)に対し形質転換処理を実施した。形質転換
の詳細については、ホップウッド(Hopwood)ら
のマニュアルに記載されている方法に従った。その結果
取得されたストレプトマイセス・リビダンス形質転換株
の中から図6に示されるpMAB9をもつ株を分離し
た。pMAB9は、pMAB8からacyB2を含むM
luI−SphI約1.3kbの断片を欠失させたプラ
スミドである。
After the reaction, 25 μl was used to prepare Streptomyces lividans TK24 (Streptomyces).
lividans TK24) protoplasts (1
X10 9 cells) were subjected to transformation treatment. For details of transformation, the method described in the manual of Hopwood et al. Was followed. From the Streptomyces lividans transformants obtained as a result, the strain having pMAB9 shown in FIG. 6 was isolated. pMAB9 is an M containing pMAB8 to acyB2
This is a plasmid in which the approximately 1.3 kb fragment of luI-SphI was deleted.

【0023】(2)pMAB10の構築 実施例1に記載された方法により構築された。pSAN
−lac 2μgをPstIおよびSphIにより完全
分解した。このDNAをフェノール・クロロホルム抽出
およびエタノール沈殿により精製した後、20μlのT
Eに溶解した。この溶液2μl(0.2μg)に15μ
l(1μg)のacyB2断片のTE溶液(実施例2参
照)を混合し、さらに2μlの10×ライゲーションバ
ッファーと1μl(300ユニット)のT DNAリ
ガーゼ(ニッポンジーン)を加え、16℃で15時間イ
ンキュベートした。反応後、10μlを用いて、ストレ
プトマイセス・リビダンスTK24(Streptom
yces lividans TK24)の形質転換を
前述のpMAB9と同様に実施し、その結果得られたス
トレプトマイセス・リビダンス形質転換株の中から図7
に示されるプラスミドpMAB10をもつ株を取得し
た。pMAB10は、pMAB8のもつ挿入断片からa
cyB1 の大部分を含むSacI−PstI1.1k
b断片を欠失させたプラスミドと同じ機能を有する。
(2) Construction of pMAB10 It was constructed by the method described in Example 1. pSAN
-Lac 2 μg was completely digested with PstI and SphI. After the DNA was purified by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation, 20 μl of T
Dissolved in E. 15 μ in 2 μl (0.2 μg) of this solution
1 (1 μg) of acyB2 fragment in TE solution (see Example 2) is mixed, 2 μl of 10 × ligation buffer and 1 μl (300 units) of T 4 DNA ligase (Nippon Gene) are added, and the mixture is incubated at 16 ° C. for 15 hours. did. After the reaction, 10 μl was used to streptomyces lividans TK24 (Streptom).
yces lividans TK24) was carried out in the same manner as in the above-mentioned pMAB9, and among the resulting Streptomyces lividans transformants, FIG.
A strain having the plasmid pMAB10 shown in 1 was obtained. pMAB10 is a from the insert fragment of pMAB8.
SacI-PstI1.1k containing most of cyB1
It has the same function as the plasmid in which the b fragment was deleted.

【0024】実施例4 pMAB8へのフレームシフト
変異の誘起 pMAB8のPstI分解物、MluI分解物、Afl
II分解物各0.5μgを実施例3のpMAB9構築法
に記載された反応条件に従って、T DNAポリメラ
ーゼによるDNA末端の平滑化およびT DNAリガ
ーゼによる自己環状化をおこない、最後にストレプトマ
イセス・リビダンスTK24(Streptomyce
s lividans TK24)の形質転換を行っ
た。その結果取得された各々の形質転換株の中からPs
tI分解物を材料としたものからプラスミドpMAB8
ΔPst、MluIの分解物を材料としたものからプラ
スミドpMAB8ΔMlu、AflIIの分解物を材料
としたものからプラスミドpMAB8ΔAflをもつ株
を分離した。pMAB8ΔPstは、acyB1翻訳領
域上に本来存在したPstI部位が平滑化により破壊さ
れた結果、フレームシフト変異が誘起されたプラスミド
であり、同様にpMAB8ΔMluおよびpMAB8Δ
Afl もacyB1翻訳領域上に本来存在したMlu
IおよびAflIIが破壊されたことによりフレームシ
フト変異が起ったプラスミドである(図8)。
Example 4 Induction of frameshift mutation in pMAB8 PstI degradation product, MluI degradation product, and Afl of pMAB8
According to the reaction conditions described in the pMAB9 construction method of Example 3, 0.5 μg of each of the II degradation products was blunted with T 4 DNA polymerase and self-circularized with T 4 DNA ligase, and finally Streptomyces.・ Libido TK24 (Streptomyce)
S. lividans TK24) was transformed. Among the transformants obtained as a result, Ps
Plasmid pMAB8 starting from the one using tI degradation product
A strain having the plasmid pMAB8ΔAfl was isolated from those obtained by using the degradation products of ΔPst and MluI as the materials and those obtained by using the degradation products of the plasmids pMAB8ΔMlu and AflII. pMAB8ΔPst is a plasmid in which a frameshift mutation was induced as a result of the PstI site originally present on the acyB1 translation region being destroyed by blunting, and similarly pMAB8ΔMlu and pMAB8Δ.
Afl is also Mlu originally present in the acyB1 translation region.
This is a plasmid having a frameshift mutation due to the disruption of I and AflII (FIG. 8).

【0025】実施例5 pMAB−B2の構築 pIJ702(ストレプトマイセス・リビダンスATC
C35287(Streptomyces livid
ans ATCC35287)より調製)のPstIお
よびSphIの分解物0.2μgとacyB2断片1μ
gを17μlのTEに溶解し、10×ライゲーションバ
ッファ−2μl、T DNAリガーゼ(ニッポンジー
ン)1μl(300ユニット)を加え、16℃で15時
間インキュベートした後、実施例3記載の方法にしたが
って、ストレプトマイセス・リビダンスTK24(St
reptomyces lividans TK24)
を形質転換した。得られた形質転換株の中から黒色色素
(メラニン)を生産しない株、すなわちチロシナーゼ遺
伝子が挿入不活性化された株を選択した結果、図9に示
されるプラスミドpMAB−B2をもつ株を分離した。
この株から実施例1に記載された方法で処理することに
より、このプラスミドを大量に調製した。
Example 5 Construction of pMAB-B2 pIJ702 (Streptomyces lividans ATC)
C35287 (Streptomyces lived
ans ATCC35287)) PstI and SphI degradation product 0.2 μg and acyB2 fragment 1 μm
g was dissolved in 17 μl of TE, 10 × ligation buffer-2 μl and 1 μl (300 units) of T 4 DNA ligase (Nippon Gene) were added, and the mixture was incubated at 16 ° C. for 15 hours, and then strept was performed according to the method described in Example 3. Myces Rebidance TK24 (St
reptomyces lividans TK24)
Was transformed. From the obtained transformants, a strain that does not produce black pigment (melanin), that is, a strain in which the tyrosinase gene has been inactivated by insertion was selected. As a result, a strain having the plasmid pMAB-B2 shown in FIG. 9 was isolated. .
A large amount of this plasmid was prepared by treating this strain by the method described in Example 1.

【0026】実施例6 acyB1 発現量の測定 (1)ロイコマイシンUの変換アッセイ マクロライド−4”−O−アシルトランスフェラーゼ活
性によるacyB1の発現量測定に供されるストレプト
マイセス・リビダンス組み換え体およびストレプトマイ
セス・サーモトレランスをTSB(トリプティカーゼ・
ソイ・ブロス)50ml(チオペプチン5μg/ml含
有)で28℃で3日間振とう培養した後、集菌し、菌体
湿重量0.2g当たり1mlのアッセイバッファー(1
00μg/mlロイコマイシンU、0.5MTES(p
H7.0)、200μg/mlCoCl)を加え、よ
く懸濁した。この懸濁液1mlを試験管に注入し、28
℃で1時間、振とう条件下でインキュベートした。その
後、1mlの酢酸エチルで抽出し、酢酸エチルを留去し
た後、50%アセトニトリル2mlに溶解した。この溶
液をサンプルとして、次の条件にてHPLCを行い、変
換物を分析した。
Example 6 Measurement of acyB1 expression level (1) Leucomycin U conversion assay Streptomyces lividans recombinant and streptosome used for measurement of acyB1 expression level by macrolide-4 "-O-acyltransferase activity Myces Thermo Tolerance TSB (triptycase
Soy broth) 50 ml (containing 5 μg / ml of thiopeptin) was shake-cultured at 28 ° C. for 3 days, and then the cells were collected to give 1 ml of assay buffer (1 ml per 0.2 g of wet cell weight).
00 μg / ml leucomycin U, 0.5 MTES (p
H7.0), 200 μg / ml CoCl 2 ) was added and well suspended. Inject 1 ml of this suspension into a test tube,
Incubated for 1 hour at 0 ° C. under shaking conditions. Then, the mixture was extracted with 1 ml of ethyl acetate, the ethyl acetate was distilled off, and the residue was dissolved in 50 ml of 2% acetonitrile. Using this solution as a sample, HPLC was performed under the following conditions to analyze the converted product.

【0027】機種:日立L−6000 カラム:島津shim pack CLC−ODS0.
15m×6.0mmφ 溶媒:0.85M NaClO(pH2.5):アセ
トニトリル=18:15 カラム温度:40℃ 検出:波長230nmにおける吸収 インジェクション量:10μl その結果変換基質に用いられたロイコマイシンUは、保
持時間3.50分であった。また、ロイコマイシンU−
4”−O−イソバレリル化体(ロイコマイシンA
は、保持時間11.35分であった。サンプル分析後、
これらの2つのピーク面積値より変換率を求めた。
Model: Hitachi L-6000 Column: Shimadzu shim pack CLC-ODS0.
15 m × 6.0 mmφ Solvent: 0.85 M NaClO 4 (pH 2.5): Acetonitrile = 18: 15 Column temperature: 40 ° C. Detection: Absorption at wavelength 230 nm Injection amount: 10 μl As a result, leucomycin U used as a conversion substrate is The retention time was 3.50 minutes. In addition, leucomycin U-
4 "-O- isovaleryl embodying (leucomycin A 3)
Had a retention time of 11.35 minutes. After sample analysis,
The conversion rate was calculated from these two peak area values.

【0028】図8に欠失変異およびフレームシフト変異
を誘起させたプラスミドおよび対照としてpMAB8で
形質転換したストレプトマイセス・リビダンスTK24
(Streptomyces lividans TK
24)の変換率を示した。それによると欠失変異、フレ
ームシフト変異を問わず、acyB2に変異のある組み
換え体は対照株に比べて著しくacyB1の発現が低下
することが示された。
FIG. 8 shows plasmids in which deletion mutations and frame shift mutations have been introduced, and pMAB8-transformed Streptomyces lividans TK24 as a control.
(Streptomyces lividans TK
The conversion rate of 24) is shown. According to this, it was shown that the expression of acyB1 was remarkably decreased in the recombinants having acyB2 mutation, regardless of the deletion mutation and the frameshift mutation.

【0029】(2)ノーザンハイブリダイゼーション ストレプトマイセス・サーモトレランスATCC114
16(Streptomyces thermotol
erans ATCC11416)およびpMAB8、
pMAB9、pMAB10、pAO207等で形質転換
されたストレプトマイセス・リビダンスTK24(St
reptomyces lividansTK24)
をTSB 25mlに接種し28℃で3日間、前培養し
た。この培養液2mlをYEME培地(ホップウッドら
のマニュアル記載)40mlに加え、再び培養を3日間
続けた。なお、組み換え体の培養に当たっては5μg/
mlのチオペプチンを添加した。培養終了後、集菌し、
菌体をホップウッドらのマニュアル記載の方法にしたが
って処理することにより、全RNAを抽出した。次に各
サンプル10μgの全RNAをエタノール沈殿させた
後、デイビス(Davis)らにより記載された方法
(Basic Methods in Molecul
ar Biology,Elesevier Scie
nce Publishing Co.,Inc.Ne
w York,USA) に従って、ノーザンハイブリ
ダイゼーションを行った。
(2) Northern hybridization Streptomyces thermotolerance ATCC114
16 (Streptomyces thermomotor
erans ATCC11416) and pMAB8,
Streptomyces lividans TK24 (St transformed with pMAB9, pMAB10, pAO207, etc.
reptomyces lividans TK24)
25 ml of TSB was inoculated and precultured at 28 ° C. for 3 days. 2 ml of this culture broth was added to 40 ml of YEME medium (described in the manual of Hopwood et al.), And the culture was continued again for 3 days. When culturing the recombinant, 5 μg /
ml of thiopeptin was added. After culturing, collect the cells,
Total RNA was extracted by treating the cells according to the method described in Hopwood et al. Then, 10 μg of each sample was subjected to ethanol precipitation of total RNA, followed by the method described by Davis et al. (Basic Methods in Molecule).
ar Biology, Elevievier Scie
nce Publishing Co. , Inc. Ne
w. York, USA).

【0030】プローブは、α−[32P]dCTP(ア
マシャム・ジャパン)でニックトランスレーションを行
った。PstI−PvuII0.5kbのacyB1断
片を使用した。オートラジオグラフィーにおいては、X
線フィルム(コダックXAR−5)を使用し、−70℃
で2.5時間感光した。その結果、acyB1のmRN
A量は、親株であるストレプトマイセス・サーモトレラ
ンス(Streptomyces thermotol
erans)より、acyB1とacyB2両方を含有
する組み換え体で著しく増加していることが分かった。
しかし組み換え体のうち、acyB1に欠失変異のある
ものは、mRNAは全く検出されず、acyB2に欠失
変異のあるものは、著しく低下していた(図10)。こ
のことから、acyB2によるacyB1の高発現がm
RNAの転写レベルで起こっていることが理解できる。
The probe was nick-translated with α- [ 32 P] dCTP (Amersham Japan). A 0.5 kb acyB1 fragment of PstI-PvuII was used. For autoradiography, X
Using wire film (Kodak XAR-5), -70 ° C
Exposed for 2.5 hours. As a result, mRN of acyB1
The amount of A depends on the parent strain Streptomyces thermotoler.
erans) revealed that there was a marked increase in recombinants containing both acyB1 and acyB2.
However, among the recombinants, mRNA was not detected at all in the acyB1 deletion mutation, and significantly decreased in those having the acyB2 deletion mutation (FIG. 10). From this, the high expression of acyB1 by acyB2 is m
It can be seen that it occurs at the transcription level of RNA.

【0031】実施例7 ストレプトマイセス・サーモト
レランスacyB2変異株の取得とpMAB−B2によ
る形質転換 ストレプトマイセス・サーモトレランスATCC114
16(Streptomyces thermoto
lerans ATCC11416)をSSYm培地
(溶性でんぷん0.4%、酵母エキス0.4%、麦芽エ
キス1.0%、バクトアガー1.5%、pH7.2)上
で28℃、7日間培養し、胞子形成を行った。滅菌した
20%グリセロール水溶液で胞子を懸濁し、胞子懸濁液
(10個/μl)とした。この懸濁液10μlを1m
lの0.1M KH PO−NaOH(pH8.
0)に加えた後、さらにNTG(N−メチルN’−ニト
ロ−N−ニトロソグアニジン)200μgを添加し、3
0℃で1時間放置した。この胞子を5mlの0.1M
KH PO−NaOH(pH8.0)で3回洗浄し
た後、再び1mlに懸濁した。この懸濁液を10〜10
倍に希釈し、ISP−2培地へまき、28℃で5日間
培養した。出現してきたコロニーを分離し、ロイコマイ
シンUの変換活性を測定した(実施例6参照)。その結
果、acyB2変異株であるストレプトマイセス・サー
モトレランス 2257およびストレプトマイセス・サ
ーモトレランス 2398を得た。これらの株では、a
cyB2の機能が消失し、マクロライドのアシル化活性
が著しく低下していた。ホップウッドらのマニュアル記
載の方法に従って、これら2株の変異株のプロトプラス
トを調製し、実施例5記載の方法にて構築されたプラス
ミドpMAB−B2で形質転換した。得られた形質転換
株に対してロイコマイシンUの変換活性を調べた結果を
第1表に示す。
Example 7 Acquisition of Streptomyces thermotolerance acyB2 mutant and transformation with pMAB-B2 Streptomyces thermotolerance ATCC114
16 (Streptomyces thermoto
spell formation by culturing 7 days at 28 ° C. on SSYm medium (soluble starch 0.4%, yeast extract 0.4%, malt extract 1.0%, bacto agar 1.5%, pH 7.2). I went. Spores were suspended in a sterilized 20% glycerol aqueous solution to give a spore suspension (10 6 cells / μl). 10 μl of this suspension is 1 m
l of 0.1M KH 2 PO 4 -NaOH (pH8 .
0), and then 200 μg of NTG (N-methyl N′-nitro-N-nitrosoguanidine) was added, and 3
It was left at 0 ° C. for 1 hour. 5 ml of this spore 0.1M
After washing 3 times with KH 2 PO 4 -NaOH (pH 8.0), it was suspended again in 1 ml. 10-10 this suspension
It was diluted 3- fold, spread on ISP-2 medium, and cultured at 28 ° C. for 5 days. The emerging colonies were separated and the conversion activity of leucomycin U was measured (see Example 6). As a result, acyB2 mutant strains Streptomyces thermotolerance 2257 and Streptomyces thermotolerance 2398 were obtained. In these strains,
The function of cyB2 was lost, and the acylation activity of macrolide was remarkably reduced. Protoplasts of these two mutant strains were prepared according to the method described by Hopwood et al., And transformed with the plasmid pMAB-B2 constructed by the method described in Example 5. The results of investigating the conversion activity of leucomycin U on the obtained transformant are shown in Table 1.

【表1】 第1表から明らかなように、形質転換株のロイコマイシ
ンUの変換活性は、それぞれストレプトマイセス・サー
モトレランスATCC11416の1/3および2.5
倍程度に回復していた。
[Table 1] As is clear from Table 1, the transformant activity of leucomycin U in the transformant was 1/3 and 2.5 of that of Streptomyces thermotolerance ATCC11416, respectively.
It was about twice as recovered.

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

【図1】遺伝子acyB2を含むDNAの塩基配列であ
る。
FIG. 1 is a nucleotide sequence of DNA containing the gene acyB2.

【図2】遺伝子acyB2によってコードされる蛋白質
のアミノ酸配列を示す図である。
FIG. 2 shows the amino acid sequence of the protein encoded by the gene acyB2.

【図3】図Aは、acyB1 およびacyB2を含む
DNA断片の制限酵素地図であり、図Bは、acyB2
を含むDNA断片の制限酵素地図である。
FIG. 3 is a restriction map of a DNA fragment containing acyB1 and acyB2, and FIG. B is acyB2.
3 is a restriction map of a DNA fragment containing

【図4】プラスミドpSAN−lacの制限酵素切断点
および機能地図である。
FIG. 4 is a restriction enzyme breakpoint and function map of plasmid pSAN-lac.

【図5】プラスミドpMAB8の制限酵素切断点および
機能地図である。
FIG. 5 is a restriction map and functional map of plasmid pMAB8.

【図6】プラスミドpMAB9の制限酵素切断点および
機能地図である。
FIG. 6 is a restriction map and functional map of plasmid pMAB9.

【図7】プラスミドpMAB10の制限酵素切断点およ
び機能地図である。
FIG. 7 is a restriction enzyme breakpoint and function map of plasmid pMAB10.

【図8】acyB1およびacyB2の機能を説明する
図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating functions of acyB1 and acyB2.

【図9】プラスミドpMAB−B2の制限酵素切断点お
よび機能地図である。
FIG. 9 is a restriction map and functional map of plasmid pMAB-B2.

【図10】acyB1の0.5kb DNA断片をプロ
ーブとしたノーザンハイブリダイゼーションの結果を示
す図である。
FIG. 10 shows the results of Northern hybridization using a 0.5 kb DNA fragment of acyB1 as a probe.

【配列表】 [Sequence list]

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年10月1日[Submission date] October 1, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 マクロライド抗生物質のアシル化酵素
遺伝子の高発現方法
Title: Method for high expression of acylating enzyme gene of macrolide antibiotic

【特許請求の範囲】[Claims]

【化1】 で示されるDNA断片を導入することを特徴とするマク
ロライド抗生物質の4”位アシル化酵素活性の高発現方
法。
[Chemical 1] A method for highly expressing the 4'-position acylating enzyme activity of a macrolide antibiotic, which comprises introducing the DNA fragment represented by:

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マクロライド抗生物質
の4”位をアシル化する酵素遺伝子を宿主に導入し発現
させる場合に、その発現効率を高める作用のある蛋白質
をコードするDNA断片の使用方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a DNA fragment encoding a protein having an action of enhancing the expression efficiency when an enzyme gene for acylating the 4 "-position of a macrolide antibiotic is introduced into a host and expressed. Regarding usage.

【0002】マクロライド抗生物質(14員環および1
6員環)は、医薬および動物薬(家畜用、水産用)とし
て広く用いられている有用な抗生物質である。16員環
マクロライド抗生物質の4”位水酸基のアシル化により
抗菌活性が上がることがS.Omuraら[ジャーナル
・オブ・アンティビオティクス(Journal of
Antibiotics)28巻、401〜433頁
(1980)]およびR.Okamotoら[ジャーナ
ル・オブ・アンティビオティクス(Journal o
f Antibiotics)27巻、542〜544
頁(1979)]によって報告されている。16員環マ
クロライド抗生物質の一つであるタイロシンの生産菌ス
トレプトマイセス・フラジアエ(Streptomyc
es fradiae)は、3位および4”位がアシル
化されていない、すなわち−OH型のものしか生産せ
ず、これをアシル化するためには、一旦タイロシンを分
離した後、化学的方法あるいは生化学的方法がとられて
いた。最近遺伝子工学的手法により直接4”位アシル化
タイロシンの製造方法が開示された(特開平2−728
80号)。
Macrolide antibiotics (14-membered ring and 1
The 6-membered ring is a useful antibiotic that is widely used as a medicine and a veterinary medicine (for domestic animals and fisheries). Acylation of the 4 "hydroxyl group of 16-membered macrolide antibiotics increases antibacterial activity by S. Omura et al. [Journal of Antibiotics].
Antibiotics) 28, 401-433 (1980)] and R.A. Okamoto et al. [Journal of Antibiotics
f Antibiotics) Volume 27, 542-544
Page (1979)]. One of the 16-membered macrolide antibiotics, tylosin-producing bacterium Streptomyces fladiae (Streptomyc)
es fradiae) produces only unacylated at the 3 and 4 "positions, i.e. the -OH form. To acylate this, once tylosin has been separated, a chemical method or biosynthesis is performed. Recently, a method for directly producing a 4 "-acylated tylosin by a genetic engineering method has been disclosed (JP-A-2-728).
No. 80).

【0003】本発明は、マクロライド抗生物質の4”位
アシル化酵素遺伝子を用いて、4”位アシル化生成物を
生産する場合において該遺伝子の発現を高め高効率に
4”位アシル化体を生成し得る蛋白質をコードするDN
A断片の使用方法を提供するものである。
The present invention enhances the expression of the 4 "-position acylation product in the case of producing a 4" -position acylation product by using the macrolide antibiotic 4 "-position acylating enzyme gene, and highly efficiently Which encodes a protein capable of producing
A method of using the A fragment is provided.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来マクロライド抗生物質としては、例
えば、次のようなものが知られている。タイロシン、
2. Description of the Related Art The following macrolide antibiotics have been known, for example. Tylosin,

【化2】 アンゴラマイシン、[Chemical 2] Angoramycin,

【化3】 スピラマイシン、[Chemical 3] Spiramycin,

【化4】 ロイコマイシン、[Chemical 4] Leucomycin,

【化5】 デルタマイシン、[Chemical 5] Deltamycin,

【化6】 これらのマクロライド抗生物質の4”位のアシル化のた
めの遺伝子工学的方法として、ジャネット・ケイ・エプ
ら(特開平2−13380号)は、4”−O−イソバレ
リルアシラーゼをコードしているDNA断片の使用を開
示した。この方法は、4”位がOH型のマクロライド抗
生物質を遺伝子工学的にアシル化するために4”位アシ
ル化酵素をコードするDNA断片をベクタープラスミド
に挿入し、宿主を該プラスミドにより形質転換し、得ら
れた形質転換体を培養するものである。しかるにこの方
法によれば該遺伝子の発現は、微弱であり、4”−O−
イソバレリル化マクロライドの工業的製造には、十分な
ものではなかった。
[Chemical 6] As a genetically engineered method for acylating the 4 "-position of these macrolide antibiotics, Janet Kay Ep et al. (JP-A-2-13380) encodes 4" -O-isovaleryl acylase. The use of DNA fragments containing In this method, a DNA fragment encoding a 4 "-position acylating enzyme is inserted into a vector plasmid for the purpose of genetically acylating a macrolide antibiotic having an 4" -OH position, and the host is transformed with the plasmid. Then, the obtained transformant is cultured. However, according to this method, the expression of the gene was weak, and 4 "-O-
It was not sufficient for the industrial production of isovalerylated macrolides.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、マクロライ
ド抗生物質の4”位アシル化酵素遺伝子を有する微生物
における4”位アシル化酵素遺伝子の発現を増強するこ
とにより、4”位アシル化マクロライド抗生物質を効率
良く製造する方法を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention aims at enhancing the expression of a 4 "-position acylating enzyme gene in a microorganism having a macrolide antibiotic 4" -position acylating enzyme gene. It is to provide a method for efficiently producing a ride antibiotic.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、マクロラ
イド抗生物質の4”位アシル化酵素遺伝子の発現による
4”位アシル化マクロライドの生産を工業的に経済的に
行うべく鋭意研究を行い、4”位アシル化酵素遺伝子の
発現機構について検討を重ねた結果、発明者らが独自に
単離したacyB2 DNA断片(特開平2−7288
0号)が4”位アシル化酵素遺伝子の発現に深く関与し
ており、acyB2DNA断片が発現を著しく促進する
ことを見出だし、本発明を完成するに至った。
[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention have earnestly studied to industrially and economically produce a 4 "-position acylated macrolide by expressing a 4" -acylation enzyme gene of a macrolide antibiotic. As a result of repeated studies on the expression mechanism of the 4 "-position acylase gene, the inventors independently isolated acyB2 DNA fragment (Japanese Patent Laid-Open No. 7288/1990).
No. 0) is deeply involved in the expression of the 4 "-position acylase gene, and it was found that the acyB2 DNA fragment significantly promotes the expression, and the present invention has been completed.

【0007】かくして本発明によれば、ストレプトマイ
セス・サーモトレランス(Streptomyces
thermotolerans)ATCC11416株
由来の大きさが約2.1キロベース(kb)であり、図
1に示される塩基配列により特定されるDNA断片が提
供される。本発明のDNA断片acyB2またはそのD
NA制限断片は、4”位アシル化酵素遺伝子を用いて
4”位アシル化タイロシンを工業的に製造する上で有用
であり、かつストレプトマイセス属のマクロライド抗生
物質の生産微生物に対する組換えDNA技術の工業的な
利用を可能ならしめるという点で特に有用である。以
下、本発明の遺伝子acyB2を含むDNA断片を用い
た形質転換体によるアシル化マクロライド抗生物質の生
産についてさらに詳細に説明する。
Thus, according to the present invention, Streptomyces thermotolerance
A size of about 2.1 kilobases (kb) derived from the thermotolerans ATCC11416 strain and a DNA fragment specified by the nucleotide sequence shown in FIG. 1 is provided. DNA fragment acyB2 of the present invention or its D
The NA restriction fragment is useful for industrially producing a 4 "-acylated tylosin using a 4" -acylase gene, and is a recombinant DNA for a microorganism producing a macrolide antibiotic of Streptomyces. It is particularly useful in that it allows industrial use of the technology. Hereinafter, the production of an acylated macrolide antibiotic by a transformant using a DNA fragment containing the gene acyB2 of the present invention will be described in more detail.

【0008】本発明の遺伝子acyB2を含むDNA断
片の由来源となるストレプトマイセス属の菌株として
は、マクロライド抗生物質の4”位アシル化酵素の生産
能をもつものであればいずれの菌株でも使用することが
でき、例えば、ストレプトマイセス・キタサトエンシス
(Streptomyces kitasatoens
is)、ストレプトマイセス・ナルボネンシス・バル・
ジョサマイセティクス(Streptomyces n
arbonensis var josamyceti
cus)、ストレプトマイセス・ハイグロスコピクス
(Streptomyces hygroscopic
us)、ストレプトマイセス・プラテンシス(Stre
ptomyces platensis)、ストレプト
マイセス・アルビレティクリ(Streptomyce
s albireticuli)、ストレプトマイセス
・シネロクロモゲネス(Streptomyces c
inerochromogenes)、ストレプトマイ
セス・ジャカルテンシス(Streptomyces
djakartensis)、ストレプトマイセス・フ
ルディシディクス(Streptomyces fur
dicidicus)、ストレプトマイセス・マクロス
ポレウス(Streptomyces macrosp
oreus)、ストレプトマイセス・テンダエ(Str
eptomyces tendae)、ストレプトマイ
セス・サーモトレランス(Streptomyces
thermotolerans)、ストレプトマイセス
・デルタエ(Streptomyces delta
e)等が挙げられるが、中でも、ストレプトマイセス・
サーモトレランスが好適である。
Any strain of the genus Streptomyces, which is the source of the DNA fragment containing the gene acyB2 of the present invention, may be any strain as long as it is capable of producing a macrolide antibiotic 4′-position acylating enzyme. Can be used, for example, Streptomyces kitasatoens
is), Streptomyces narvonensis baru
Josamy Thetics (Streptomyces n)
arbonensis var josamyceti
cus), Streptomyces hygroscopic
us), Streptomyces platensis (Stre
ptomyces platensis, Streptomyces
s albireticuli), Streptomyces c.
inerochromogenes), Streptomyces jakartensis (Streptomyces)
djakartensis), Streptomyces fur
didicicus), Streptomyces macrosporus
oreus), Streptomyces tendae (Str)
eptomyces tendae, Streptomyces thermotolerance
thermotolerans, Streptomyces delta
e), etc., among which Streptomyces
Thermotolerance is preferred.

【0009】<acyB2 断片の調製>本発明のac
yB2含有断片は、公知のプラスミドpAO207から
得ることができる。なお、本プラスミドは、工業技術院
微生物工業技術研究所に微工研条寄第1880号(FE
RM BP−1880)として寄託してある菌株より抽
出し得る。上記菌株を28℃で好気的に培養して菌株を
取得し、ホップウッド(Hopwood)らの方法[ジ
ェネティック・マニュピレーション・オブ・ストレプト
マイセス(Genetic Manipulation
of Streptomyces):ア・ラボラトリ
・マニュアル(A Laboratory Manua
l)、ジョン・イネス・ファウンデーション(John
Innes Foundation)、ノーウイッチ
(Norwich)、英国、1985年]に従って処理
することにより、プラスミドpAO207を調製するこ
とができる。さらにpAO207に挿入されている断片
のうち図3Aに示されるacyB1およびacyB2を
含む約3.4kbのSphI−SacI断片を遺伝子工
学上よく知られた適当な方法を用いてサブクローニング
することができる。
<Preparation of acyB2 fragment> ac of the present invention
The yB2-containing fragment can be obtained from the known plasmid pAO207. This plasmid was obtained from the Institute of Microbial Science and Technology of the Agency of Industrial Science and Technology, Microtechnology Research Institute No. 1880 (FE
It can be extracted from the strain deposited as RM BP-1880). The above strain was aerobically cultured at 28 ° C. to obtain the strain, and the method of Hopwood et al. [Genetic Manipulation of Streptomyces (Genetic Manipulation) was used.
of Streptomyces: A Laboratory Manual (A Laboratory Manual)
l), John Innes Foundation (John
The plasmid pAO207 can be prepared by treatment according to the Inns Foundation, Norwich, UK, 1985]. Furthermore, of the fragments inserted into pAO207, the approximately 3.4 kb SphI-SacI fragment containing acyB1 and acyB2 shown in FIG. 3A can be subcloned by an appropriate method well known in genetic engineering.

【0010】このとき用いられるベクターとしては、例
えば、大腸菌ベクターpUC18、放線菌ベクターpI
J702等、様々なものが使用可能であるが、とくに大
腸菌−放線菌シャトルベクターpUJ350(特開平2
−72880号)やpSAN−lac(実施例1)が便
利である。このようにしてサブクローニングされた断片
は、プラスミドとして大量調製することができる。次に
これらのプラスミドacyB2を含む断片を得るには該
断片を切り出すことができる適当な制限酵素を選択すれ
ば良いが、例えば、図3Aに示されるような挿入断片の
制限酵素地図から実施例2に示すようにPstI−Sp
hIで分解することにより、図3Bに示されるような大
きさが約2.1kb(キロベース)であるacyB2断
片を得ることができる。
Examples of the vector used at this time include E. coli vector pUC18 and actinomycete vector pI.
Various materials such as J702 can be used, but especially Escherichia coli-actinomycete shuttle vector pUJ350 (JP-A-2
-72880) and pSAN-lac (Example 1) are convenient. The fragment subcloned in this way can be prepared in large quantities as a plasmid. Next, in order to obtain a fragment containing these plasmids acyB2, an appropriate restriction enzyme capable of cutting out the fragment may be selected. For example, from the restriction enzyme map of the inserted fragment as shown in FIG. As shown in PstI-Sp
By digesting with hI, an acyB2 fragment with a size of about 2.1 kb (kilobase) can be obtained as shown in FIG. 3B.

【0011】このacyB2断片のうちPstI部位の
最初の塩基(シトシン)を1として1630番目までの
DNA配列を図1に示す。さらにこの断片の450番目
から1610番目にコードされている蛋白質のアミノ酸
配列を図2に示す。
In this acyB2 fragment, the DNA sequence up to the 1630th position with the first base (cytosine) at the PstI site as 1 is shown in FIG. Furthermore, the amino acid sequence of the protein encoded from the 450th position to the 1610th position of this fragment is shown in FIG.

【0012】<acyB2の機能解析>一般に同一生物
内である遺伝子の発現が他の因子により抑制や促進など
の制御を受けるか否かを調べるには、その制御機能を持
つ因子を何らかの方法で機能させなくした場合におい
て、発現の制御が解除されるか否かを調べることが最も
適当な方法であると思われる。このような見地からマク
ロライド−4”−アシル化酵素遺伝子acyB1の高発
現がacyB2にコードされる蛋白質によって達成され
ることを説明するには、その蛋白質を機能させなくした
場合において、acyB1の発現低下を見ることによっ
て証明すればよい。そこでacyB2にコードされる蛋
白質を機能させなくするための手段はいくつか考えられ
るが、主なものとしては3つ挙げることができる。
<Functional analysis of acyB2> In general, in order to investigate whether the expression of a gene in the same organism is regulated by other factors such as suppression or promotion, the factor having the regulatory function is functioned by some method. It seems that the most appropriate method is to investigate whether or not the expression is deregulated in the case where it is abolished. From this point of view, to explain that high expression of the macrolide-4 ″ -acylating enzyme gene acyB1 is achieved by the protein encoded by acyB2, the expression of acyB1 in the case where the protein is made non-functional can be explained. This can be proved by looking at the decrease, and there are several possible means for disabling the protein encoded by acyB2, but there are three main ones.

【0013】第1にacyB1およびacyB2の起源
菌であるストレプトマイセス・サーモトレランス(St
reptomyces thermotoleran
s)をNTGなどで化学変異処理することによるacy
B2機能が失われた変異株の取得である。第2にacy
B1を含む組み換えプラスミド、例えば、実施例2で説
明するpMAB8のようなプラスミドからacyB2領
域の大部分を欠失させて得られるプラスミドで形質転換
させたストレプトマイセス・リビダンス(Strept
omyces lividans)TK24である。第
3に前述のpMAB8組み換えプラスミドにおいてac
yB2の蛋白質コード領域にフレームシフト変異を起こ
させた後に形質転換させたストレプトマイセス・リビダ
ンス(Streptomyces lividans)
TK24である。したがって、これらの株はすでに述べ
たようなacyB2のacyB1に対する作用を研究す
るのに好適である。
First, Streptomyces thermotolerance (St) which is the origin of acyB1 and acyB2
reptomyces thermotoleran
acy by chemically modifying s) with NTG or the like
This is the acquisition of a mutant strain in which the B2 function is lost. Second, acy
A recombinant plasmid containing B1, for example, a plasmid obtained by deleting most of the acyB2 region from a plasmid such as pMAB8 described in Example 2 was transformed with Streptomyces lividans (Streptt.
omyces lividans) TK24. Third, in the pMAB8 recombinant plasmid described above, ac
Streptomyces lividans transformed with a frameshift mutation in the protein coding region of yB2
It is TK24. Therefore, these strains are suitable for studying the action of acyB2 on acyB1 as described above.

【0014】特に3番目に説明した株においては、ac
yB1の高発現は、acyB2コード領域中のプロモー
ター、エンハンサーなどの転写活性化配列の作用による
ものではなく、acyB2にコードされた蛋白質が翻訳
されて機能することによるものであることを説明するの
に好適である。また、acyB2機能を失った株に対し
て正常なacyB2機能を再び与えた場合におけるac
yB1の高発現の回復を見ることもacyB2の機能を
理解するための一つの手段となる。例えば第1番目に説
明したストレプトマセス・サーモトレランス(stre
ptomyces thermotolerans)の
acyB2変異株へプラスミドにつないだacyB2遺
伝子を導入させることにより、acyB1の回復が見ら
れるか否かを調べることが可能である(実施例7)。
Particularly in the third-described strain, ac
To explain that the high expression of yB1 is not due to the action of transcriptional activation sequences such as promoters and enhancers in the acyB2 coding region, but due to the fact that the protein encoded by acyB2 is translated and functions. It is suitable. In addition, when a strain that has lost acyB2 function is given normal acyB2 function again, ac
Looking at the recovery of high expression of yB1 is also one means for understanding the function of acyB2. For example, the first explained Streptomyces thermotolerance
It is possible to examine whether or not recovery of acyB1 is observed by introducing the acyB2 gene linked to the plasmid into the acyB2 mutant strain of Ptomyces thermotolerans (Example 7).

【0014】acyB2の機能消失株において、acy
B1の発現を評価するには、例えば、実施例6で詳述す
るように適当な培地において培養した後、直接培養液中
に、または集菌して適当な緩衝液に懸濁した後に4”位
がOH基型であるマクロライド抗生物質例えばロイコマ
イシンUなどを添加し、一定時間変換反応を行わせて得
られる4”−イソバレリル体(ロイコマイシンA3)を
TLCやHPLCなどによって分離定量することによっ
て行うことができる。さらにacyB1の発現量は、a
cyB1 mRNAに特異的に対合するプローブを使用
したノーザンハイブリダイゼーションによっても決定す
ることができる。前述のマクロライド抗生物質の変換量
をアッセイする方法がacyB1の酵素活性を測定して
いるのに対して、acyB1 mRNAを測るこの方法
はacyB1の転写活性を測定しているという点で異な
り、acyB1の発現制御が転写レベルで成立している
のか、転写以後の過程で成立しているのかを知るにも好
都合である。
In the loss-of-function strain of acyB2, acy
To evaluate the expression of B1, for example, after culturing in an appropriate medium as described in detail in Example 6, directly in a culture solution, or after collecting the cells and suspending them in an appropriate buffer, 4 " A 4 "-isovaleryl derivative (leucomycin A3) obtained by adding a macrolide antibiotic such as leucomycin U whose position is an OH group type and performing a conversion reaction for a certain period of time is separated and quantified by TLC or HPLC. Can be done by Furthermore, the expression level of acyB1 is a
It can also be determined by Northern hybridization using a probe that specifically pairs with cyB1 mRNA. This method for measuring acyB1 mRNA differs from the method for assaying the conversion activity of macrolide antibiotics described above in that it measures the enzymatic activity of acyB1, whereas this method for measuring acyB1 mRNA differs in that it measures the transcriptional activity of acyB1. It is also convenient to know whether the expression control of is established at the transcription level or in the process after transcription.

【0015】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明する。これらの実施例は単に本発明を説明するた
めのものであり、本発明の範囲を限定するものではな
い。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples. These examples are merely illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

【実施例】 実施例1 シャトルベクターpSAN−lacの構築 プラスミドpUC18(ニッポンジーン)のHincI
I分解物0.5μgとBglIIリンカー(ファルマシ
ア)0.2μgをTE緩衝液(10mMトリス・HC
l、1mMEDTA、pH8.0)45μl中に溶解し
た後、10×ライゲーション・バッファー(500mM
トリス・HCl(pH7.9)、100mMMgC
、200mMDTT、10mMATP)5μlおよ
びTDNAリガーゼ(ニッポンジーン)3μl(90
0ユニット)を加え、16℃で15時間インキュベート
した。反応後、フェノール・クロロホルム抽出およびエ
タノール沈殿でDNAを精製後、再びHincIIで分
解し、BglIIリンカーが挿入されていないプラスミ
ドを線状化した。反応後、反応液半量(10μl)で大
腸菌JM103コンピテント・セルを形質転換した。コ
ンピテント・セルの調製および形質転換については以後
の実施例を通じてすべてマニアティスらのマニュアル
(Molecular Cloning,A Labo
ratory Manal,Cold Spring
Harbor Laboratory,NewYor
k,USA)に従った。
Example 1 Construction of shuttle vector pSAN-lac HincI of plasmid pUC18 (Nippon Gene)
0.5 μg of I degradation product and 0.2 μg of BglII linker (Pharmacia) were added to TE buffer (10 mM Tris / HC
1, 1 mM EDTA, pH 8.0, dissolved in 45 μl and then 10 × ligation buffer (500 mM
Tris-HCl (pH 7.9), 100 mM MgC
l 2 , 200 mM DTT, 10 mM ATP) 5 μl and T 4 DNA ligase (Nippon Gene) 3 μl (90
0 unit) was added and incubated at 16 ° C. for 15 hours. After the reaction, the DNA was purified by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation, and then digested again with HincII to linearize the plasmid in which the BglII linker was not inserted. After the reaction, E. coli JM103 competent cells were transformed with half the reaction solution (10 μl). For the preparation and transformation of competent cells, the manuals of Maniatis et al. (Molecular Cloning, A Labo) are used throughout the following examples.
rally Manal, Cold Spring
Harbor Laboratory, NewYor
k, USA).

【0016】選択培地は、0.5mMIPTG、0.0
1%Xgal、50μg/mlアンピシリンを添加した
LB培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキ
ス、1%NaCl、1.5%バクトアガー)を使用し
た。出現した多数のコロニーの中から青色を呈するも
の、すなわちβ−ガラクトシダーゼ活性化株を選択し、
なおかつHincII(SalI)サイトがBglII
に置換された構造をもつプラスミドpUc−Bgを前述
のマニュアルに記載された方法にしたがって大量調製し
た。
The selection medium is 0.5 mM IPTG, 0.0
LB medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 1% NaCl, 1.5% bacto agar) supplemented with 1% Xgal, 50 μg / ml ampicillin was used. Among the large number of colonies that appeared, those showing blue color, that is, β-galactosidase activated strain, were selected,
Moreover, HincII (SalI) site is BglII
The plasmid pUc-Bg having the structure substituted in was prepared in large scale according to the method described in the above-mentioned manual.

【0017】次にこのプラスミドのAatII分解物
0.5μgとpIJ350(特開平2−72880号に
記載)のPstI分解物1.0μgをTE23μlに溶
解し、10×ポリメラーゼバッファー(70mMトリス
HCl(pH7.4)、500mMNaCl、70mM
MgCl)3μl、dNTP混合溶液(dATP、d
TTP、dGTP、dCTPの各0.5mM混合液)3
μl、TDNAポリメラーゼ(東洋紡(株)1μl
(2.4ユニット)を順次加え、37℃で30分間イン
キュベートした後、フェノール・クロロホルム抽出およ
びエタノール沈殿によりDNAを精製後、TE43μl
に溶解した。さらにこの溶液に10×ライゲーションバ
ッファー5μl、TDNAリガーゼ2μl(600ユ
ニット)を加え、16℃で15時間インキュベートし
た。反応後、10μlを用いて大腸菌JM103コンピ
テントセルを形質転換し、アンピシリン添加(50μg
/ml)LB培地で選択した結果多数のコロニーを得
た。
Next, 0.5 μg of the AatII degradation product of this plasmid and 1.0 μg of the PstI degradation product of pIJ350 (described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-72880) were dissolved in 23 μl of TE, and 10 × polymerase buffer (70 mM Tris HCl (pH 7. 4), 500 mM NaCl, 70 mM
MgCl 2 ) 3 μl, dNTP mixed solution (dATP, d
0.5 mM each of TTP, dGTP, and dCTP) 3
μl, T 4 DNA polymerase (Toyobo Co., Ltd. 1 μl)
(2.4 units) were sequentially added, and the mixture was incubated at 37 ° C for 30 minutes, and then the DNA was purified by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation, and then TE43 µl
Dissolved in. Furthermore, 5 μl of 10 × ligation buffer and 2 μl (600 units) of T 4 DNA ligase were added to this solution, and the mixture was incubated at 16 ° C. for 15 hours. After the reaction, E. coli JM103 competent cells were transformed with 10 μl and ampicillin was added (50 μg).
/ Ml) As a result of selection in LB medium, a large number of colonies were obtained.

【0018】このうち抽出されたプラスミドが図4に示
された構造を持つ株からプラスミドを大量調製した。こ
のプラスミドをpSAN−lacと命名した。pSAN
−1acは、大腸菌ベクターpUCl8およびストレプ
トマイセス・リビダンス(Streptomyces
lividans)などの放線菌ベクターpIJ350
の両レプリコンをもつシャトルベクターである。さらに
大腸菌のマルチクローニングサイトの使用が可能で、か
つ大腸菌を宿主としたときβ−ガラクトシダーゼの挿入
失活マーカーが利用できる点で極めて利用価値の高いプ
ラスミドである。
A large amount of the extracted plasmid was prepared from a strain having the structure shown in FIG. This plasmid was named pSAN-lac. pSAN
-1ac is an E. coli vector pUCl8 and Streptomyces lividans (Streptomyces).
lividans) and other actinomycetes vector pIJ350
It is a shuttle vector having both replicon. Further, it is a plasmid having a very high utility value since it can use the multi-cloning site of Escherichia coli and can utilize the insertion inactivation marker of β-galactosidase when E. coli is used as a host.

【0019】実施例2 acyB2断片の調製法 公知のプラスミドpAO207をもつ菌株ストレプトマ
イセス・リビダンス(Streptomyces li
vidans)#207(微工研条寄第1880号)を
ホップウッド(Hopwood)らの方法[ジェネティ
ック・マニピュレーション・オブ・ストレプトマイセス
(Genetic Manipulation of
Streptomyces):ア ラボラトリー マニ
ュアル(ALaboratory Manual)、ジ
ョン・イネス・ファウンデーション(John Inn
es Foundation)]にしたがってプラスミ
ドpAO207を大量に抽出精製した。
Example 2 Method for Preparing acyB2 Fragment Streptomyces lividans strain carrying the known plasmid pAO207
vidans) # 207 (Mikori Kenjoyori No. 1880) by the method of Hopwood and others [Genetic Manipulation of Streptomyces of Genetic Manipulation of of
Streptomyces: A Laboratory Manual, John Innes Foundation (John Inn)
es Foundation)] and a large amount of the plasmid pAO207 was extracted and purified.

【0020】このプラスミド20μgをSacIとSp
hIで完全分解した後0.8%アガローズゲルで電気泳
動して第3図Aに示されるacyB1およびacyB2
を含む約3.4kbの断片を分離した。次にこの断片を
含むアガロースゲルを切取り、GENE CLEANI
I(BIO101,La Jolla,Califor
nia,USA)で処理することにより、ゲル小片から
1.5μgのDNA断片を回収精製した。一方、前述の
実施例1にて記載したシャトルベクターpSAN−la
c2μgをSacIとSphIで完全分解した後、フェ
ノール・クロロホルム抽出およびエタノール沈殿により
精製した後、TE(10mMトリス・HCl,1mME
DTA,pH8.0)20μlに溶解した。この溶液2
μlと前述のSacI−SphI約3.4kb断片のT
E溶液20μl(1μg)を混合し、さらに10×ライ
ゲーションバッファー2.5μlとT DNAリガー
ゼ(ニッポンジーン)0.5μl(150ユニット)を
加え、16℃で15時間インキュベートした。反応後、
15μlを使用して、大腸菌JM103コンピテントセ
ルを形質転換した。
20 μg of this plasmid was added to SacI and Sp
It was completely digested with hI and then electrophoresed on a 0.8% agarose gel to give acyB1 and acyB2 shown in FIG. 3A.
A fragment of about 3.4 kb containing DNA was isolated. Next, the agarose gel containing this fragment was cut out, and GENE CLEANI was cut.
I (BIO101, La Jolla, Califor
nia, USA) to recover and purify 1.5 μg of DNA fragments from the gel pieces. On the other hand, the shuttle vector pSAN-la described in Example 1 above.
After c2 μg was completely decomposed with SacI and SphI, and purified by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation, TE (10 mM Tris · HCl, 1 mM
It was dissolved in 20 μl of DTA, pH 8.0. This solution 2
μl and the T of the above SacI-SphI approximately 3.4 kb fragment
20 μl (1 μg) of E solution was mixed, 2.5 μl of 10 × ligation buffer and 0.5 μl (150 units) of T 4 DNA ligase (Nippon Gene) were further added, and the mixture was incubated at 16 ° C. for 15 hours. After the reaction
E. coli JM103 competent cells were transformed with 15 μl.

【0021】選択培地は、0.5mMIPTG、0.0
1%Xgal、50μg/mlアンピシリンを添加した
LB培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキ
ス、1%Nacl、1.5%バクトアガー)を使用し
た。出現した多数のコロニーの中から青色を呈しないも
の、すなわちβ−ガラクトシダーゼ挿入不活性株を選択
し、図5に示す構造をもつプラスミドpMAB8をマニ
アティスらのマニュアル(Molecular Clo
ning,A Laboratory Manual,
Cold Sprig Harbor Laborat
ory,New York,USA)に記載された方法
にしたがって大量調製した。次にこのプラスミド50μ
gをPstIとsphIで完全分解して得られる大きさ
が約2.1kbでacyB2を含む断片を0.8%アガ
ロースゲル電気泳動で分離した後、GENE CLEA
NII(BIO101)により回収精製を行って約5μ
gの図3Bで示されるacyB2断片を得た。
The selection medium is 0.5 mM IPTG, 0.0
LB medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 1% Nacl, 1.5% bacto agar) supplemented with 1% Xgal, 50 μg / ml ampicillin was used. Among the many colonies that appeared, one that did not show blue color, that is, a β-galactosidase-inserted inactive strain was selected, and the plasmid pMAB8 having the structure shown in FIG. 5 was cloned into the manual of Maniatis et al.
Ning, A Laboratory Manual,
Cold Sprig Harbor Laborat
mass preparation according to the method described in (Ory, New York, USA). Next, this plasmid 50μ
A fragment obtained by completely decomposing g with PstI and sphl was about 2.1 kb and containing acyB2 was separated by 0.8% agarose gel electrophoresis, followed by GENE CLEA.
About 5μ after recovery and purification with NII (BIO101)
g of acyB2 fragment shown in Figure 3B was obtained.

【0021】実施例3 欠失プラスミドの構築 (1)pMAB9の構築 pMAB8のMluIとsphIの分解物0.5μgを
TE23μlに溶解し、10×ポリメラーゼバッファー
3μl、dNTP混合液3μlT DNAポリメラー
ゼ(東洋紡(株))1μl(2.4ユニット)を順次加
え、37℃で30分間インキュベートし、DNA末端を
平滑化した。その後、フェノール・クロロホルム抽出、
エタノール沈殿により、DNAを精製し、TE43μl
に溶解した。この溶液に10×ライゲーションバッファ
ー5μl、TDNAリガーゼ(ニッポンジーン)2μ
l(600ユニット)を加え、16℃で15時間自己環
状化を行った。
Example 3 Construction of Deletion Plasmid (1) Construction of pMAB9 0.5 μg of a degradation product of MluI and sphI of pMAB8 was dissolved in 23 μl of TE, 10 μl polymerase buffer 3 μl, dNTP mixture 3 μl T 4 DNA polymerase (Toyobo ( Strain)) 1 μl (2.4 units) were sequentially added and incubated at 37 ° C. for 30 minutes to blunt the DNA ends. After that, phenol / chloroform extraction,
DNA was purified by ethanol precipitation and TE43 μl
Dissolved in. 5 μl of 10 × ligation buffer and 2 μ of T 4 DNA ligase (Nippon Gene) were added to this solution.
1 (600 units) was added, and self-cyclization was performed at 16 ° C. for 15 hours.

【0022】反応後25μlを用いて、ストレプトマイ
セス・リビダンスTK24(Streptomyces
lividans TK24)のプロトプラスト(1
×10個)に対し形質転換処理を実施した。形質転換
の詳細については、ホップウッド(Hopwood)ら
のマニュアルに記載されている方法に従った。その結果
取得されたストレプトマイセス・リビダンス形質転換株
の中から図6に示されるpMAB9をもつ株を分離し
た。pMAB9は、pMAB8からacyB2を含むM
luI−SphI約1.3kbの断片を欠失させたプラ
スミドである。
After the reaction, 25 μl was used to prepare Streptomyces lividans TK24 (Streptomyces).
lividans TK24) protoplasts (1
X10 9 cells) were subjected to transformation treatment. For details of transformation, the method described in the manual of Hopwood et al. Was followed. From the Streptomyces lividans transformants obtained as a result, the strain having pMAB9 shown in FIG. 6 was isolated. pMAB9 is an M containing pMAB8 to acyB2
This is a plasmid in which the approximately 1.3 kb fragment of luI-SphI was deleted.

【0023】(2)pMAB10の構築 実施例1に記載された方法により構築された。pSAN
−lac 2μgをPstIおよびSphIにより完全
分解した。このDNAをフェノール・クロロホルム抽出
およびエタノール沈澱により精製した後、20μlのT
Eに溶解した。この溶液2μl(0.2μg)に15μ
l(1μg)のacyB2断片のTE溶液(実施例2参
照)を混合し、さらに2μlの10×ライゲーションバ
ッファーと1μl(300ユニット)のTDNAリガ
ーゼ(ニッポンジーン)を加え、16℃で15時間イン
キュベートした。反応後、10μlを用いて、ストレプ
トマイセス・リビダンスTK24(Streptomy
ces lividansTK24)の形質転換を前述
のpMAB9と同様に実施し、その結果得られたストレ
プトマイセス・リビダンス形質転換株の中から図7に示
されるプラスミドpMAB10をもつ株を取得した。p
MAB10は、pMAB8のもつ挿入断片からacyB
1の大部分を含むSacI−PstI1.1kb断片を
欠失させたプラスミドと同じ機能を有する。
(2) Construction of pMAB10 It was constructed by the method described in Example 1. pSAN
-Lac 2 μg was completely digested with PstI and SphI. After the DNA was purified by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation, 20 μl of T
Dissolved in E. 15 μ in 2 μl (0.2 μg) of this solution
1 (1 μg) of acyB2 fragment in TE solution (see Example 2) is mixed, 2 μl of 10 × ligation buffer and 1 μl (300 units) of T 4 DNA ligase (Nippon Gene) are added, and the mixture is incubated at 16 ° C. for 15 hours. did. After the reaction, 10 μl of the Streptomyces lividans TK24 (Streptomy) was used.
ces lividans TK24) was transformed in the same manner as the above-mentioned pMAB9, and from the resulting Streptomyces lividans transformants, a strain having the plasmid pMAB10 shown in FIG. 7 was obtained. p
MAB10 is acyB derived from the insert of pMAB8.
It has the same function as the plasmid in which the SacI-PstI 1.1 kb fragment containing most of 1 was deleted.

【0024】実施例4 pMAB8へのフレームシフト
変異の誘起 pMAB8のPstI分解物、MluI分解物、Afl
II分解物各0.5μgを実施例3のpMAB9構築法
に記載された反応条件に従って、TDNAポリメラー
ゼによるDNA末端の平滑化およびTDNAリガーゼ
による自己環状化をおこない、最後にストレプトマイセ
ス・リビダンスTK24(Streptomyces
lividans TK24)の形質転換を行った。そ
の結果取得された各々の形質転換株の中からPstI分
解物を材料としたものからプラスミドpMAB8ΔPs
t、MluIの分解物を材料としたものからプラスミド
pMAB8ΔMlu、AflIIの分解物を材料とした
ものからプラスミドpMAB8ΔAflをもつ株を分離
した。pMAB8ΔPstは、acyB1翻訳領域上に
本来存在したPstI部位が平滑化により破壊された結
果、フレームシフト変異が誘起されたプラスミドであ
り、同様にpMAB8ΔMluおよびpMAB8ΔAf
lもacyB1翻訳領域上に本来存在したMluIおよ
びAflIIが破壊されたことによりフレームシフト変
異が起ったプラスミドである(図8)。
Example 4 Induction of frameshift mutation in pMAB8 PstI degradation product, MluI degradation product, and Afl of pMAB8
According to the reaction conditions described in the pMAB9 construction method of Example 3, 0.5 μg of each of the II degradation products was blunted with T 4 DNA polymerase and self-circularized with T 4 DNA ligase, and finally Streptomyces.・ Libido TK24 (Streptomyces)
lividans TK24) was transformed. From the transformants obtained as a result, those obtained by using PstI degradation products as materials were selected from plasmid pMAB8ΔPs.
A strain having the plasmid pMAB8ΔAfl was isolated from those obtained by using the degradation products of t and MluI as the materials and those obtained by using the degradation products of the plasmids pMAB8ΔMlu and AflII. pMAB8ΔPst is a plasmid in which a frameshift mutation was induced as a result of the PstI site originally present on the acyB1 translation region being destroyed by blunting. Similarly, pMAB8ΔMlu and pMAB8ΔAf
l is also a plasmid in which a frameshift mutation occurred due to the disruption of MluI and AflII originally present on the acyB1 translation region (FIG. 8).

【0025】実施例5 pMAB−B2の構築 pIJ702(ストレプトマイセス・リビダンスATC
C35287(Streptomyces livid
ans ATCC35287)より調製)のPstIお
よびSphIの分解物0.2μgとacyB2断片1μ
gを17μlのTEに溶解し、10×ライゲーションバ
ッファー2μl、TDNAリガーゼ(ニッポンジー
ン)1μl(300ユニット)を加え、16℃で15時
間インキュベートした後、実施例3記載の方法にしたが
って、ストレプトマイセス・リビダンスTK24(st
reptomyces lividans TK24)
を形質転換した。得られた形質転換株の中から黒色色素
(メラニン)を生産しない株、すなわちチロシナーゼ遺
伝子が挿入不活性化された株を選択した結果、図9に示
されるプラスミドpMAB−B2をもつ株を分離した。
この株から実施例1に記載された方法で処理することに
より、このプラスミドを大量に調製した。
Example 5 Construction of pMAB-B2 pIJ702 (Streptomyces lividans ATC)
C35287 (Streptomyces lived
ans ATCC35287)) PstI and SphI degradation product 0.2 μg and acyB2 fragment 1 μm
g was dissolved in 17 μl of TE, 2 μl of 10 × ligation buffer and 1 μl (300 units) of T 4 DNA ligase (Nippon Gene) were added, and the mixture was incubated at 16 ° C. for 15 hours. Seth Rebidance TK24 (st
reptomyces lividans TK24)
Was transformed. From the obtained transformants, a strain that does not produce black pigment (melanin), that is, a strain in which the tyrosinase gene has been inactivated by insertion was selected. As a result, a strain having the plasmid pMAB-B2 shown in FIG. 9 was isolated. .
A large amount of this plasmid was prepared by treating this strain by the method described in Example 1.

【0026】実施例6 acyB1発現量の測定 (1)ロイコマイシンUの変換アッセイ マクロライド−4”−O−アシルトランスフェラーゼ活
性によるacyB1の発現量測定に供されるストレプト
マイセス・リビダンス組み換え体およびストレプトマイ
セス・サーモトレランスをTSB(トリプティカーゼ・
ソイ・プロス)50ml(チオペプチン5μg/ml含
有)で28℃で3日間振とう培養した後、集菌し、菌体
湿重量0.2g当たり1mlのアッセイバッファー(1
00μg/mlロイコマイシンU、0.5MTES(p
H7.0)、200μg/mlCoCl)を加え、よ
く懸濁した。この懸濁液1mlを試験管に注入し、28
℃で1時間、振とう条件下でインキュベートした。その
後、1mlの酢酸エチルで抽出し、酢酸エチルを留去し
た後、50%アセトニトリル2mlに溶解した。この溶
液をサンプルとして、次の条件にてHPLCを行い、変
換物を分析した。
Example 6 Measurement of acyB1 expression level (1) Leucomycin U conversion assay Streptomyces lividans recombinant and streptosome used for measurement of acyB1 expression level by macrolide-4 "-O-acyltransferase activity Myces Thermo Tolerance TSB (triptycase
Soy pros) 50 ml (containing 5 μg / ml of thiopeptin) was shake-cultured at 28 ° C. for 3 days, and then the cells were collected and 1 ml of assay buffer (1 ml per 0.2 g of wet cell weight).
00 μg / ml leucomycin U, 0.5 MTES (p
H7.0), 200 μg / ml CoCl 2 ) was added and well suspended. Inject 1 ml of this suspension into a test tube,
Incubated for 1 hour at 0 ° C. under shaking conditions. Then, the mixture was extracted with 1 ml of ethyl acetate, the ethyl acetate was distilled off, and the residue was dissolved in 50 ml of 2% acetonitrile. Using this solution as a sample, HPLC was performed under the following conditions to analyze the converted product.

【0027】機種:日立L−6000 カラム:島津shim pack CLC−ODS
0.15m×6.0mmφ 溶媒:0.85M NaClO(pH2.5):アセ
トニトリル=18:15 カラム温度:40℃ 検出:波長230nmにおける吸収 インジェクション量:10μl その結果変換基質に用いられたロイコマイシンUは、保
持時間3.50分であった。また、ロイコマイシンU−
4”−O−イソバレリル化体(ロイコマイシンA
は、保持時間11.35分であった。サンプル分析後、
これらの2つのピーク面積値より変換率を求めた。
Model: Hitachi L-6000 Column: Shimadzu shim pack CLC-ODS
0.15 m × 6.0 mmφ Solvent: 0.85 M NaClO 4 (pH 2.5): Acetonitrile = 18: 15 Column temperature: 40 ° C. Detection: Absorption at wavelength 230 nm Injection amount: 10 μl As a result, leucomycin used as a conversion substrate U had a retention time of 3.50 minutes. In addition, leucomycin U-
4 "-O- isovaleryl embodying (leucomycin A 3)
Had a retention time of 11.35 minutes. After sample analysis,
The conversion rate was calculated from these two peak area values.

【0028】図8に欠失変異およびフレームシフト変異
を誘起させたプラスミドおよび対照としてpMAB8で
形質転換したストレプトマイセス・リビダンスTK24
(Streptomyces lividans TK
24)の変換率を示した。それによると欠失変異、フレ
ームシフト変異を問わず、acyB2に変異のある組み
換え体は対照株に比べて著しくacyB1の発現が低下
することが示された。
FIG. 8 shows plasmids in which deletion mutations and frame shift mutations have been introduced, and pMAB8-transformed Streptomyces lividans TK24 as a control.
(Streptomyces lividans TK
The conversion rate of 24) is shown. According to this, it was shown that the expression of acyB1 was remarkably reduced in the recombinants having a mutation in acyB2 regardless of the deletion mutation and the frameshift mutation.

【0029】(2)ノーザンハイブリダイゼーション ストレプトマイセス・サーモトレランスATCC114
16(Streptomyces thermotol
erans ATCC11416)およびpMAB8、
pMAB9、pMAB10、pAO207等で形質転換
されたストレプトマイセス・リビダンスTK24(St
reptomyces lividansTK24)を
TSB 25mlに接種し28℃で3日間、前培養し
た。この培養液2mlをYEME培地(ホップウッドら
のマニュアル記載)40mlに加え、再び培養を3日間
続けた。なお、組み換え体の培養に当たっては5μg/
mlのチオペプチンを添加した。培養終了後、集菌し、
菌体をホップウッドらのマニュアル記載の方法にしたが
って処理することにより、全RNAを抽出した。次に各
サンプル10μgの全RNAをエタノール沈殿させた
後、デイビス(Davis)らにより記載された方法
(Basic Methods in Molecul
ar Biology,Elesevier Scie
nce Publishing Co.,Inc,.N
ew York,USA)に従って、ノーザンハイブリ
ダイゼーションを行った。
(2) Northern hybridization Streptomyces thermotolerance ATCC114
16 (Streptomyces thermomotor
erans ATCC11416) and pMAB8,
Streptomyces lividans TK24 (St transformed with pMAB9, pMAB10, pAO207, etc.
25 ml of TSB was inoculated with reptomyces lividans TK24) and precultured at 28 ° C. for 3 days. 2 ml of this culture broth was added to 40 ml of YEME medium (described in the manual of Hopwood et al.), And the culture was continued again for 3 days. When culturing the recombinant, 5 μg /
ml of thiopeptin was added. After culturing, collect the cells,
Total RNA was extracted by treating the cells according to the method described in Hopwood et al. Next, 10 μg of each sample was subjected to ethanol precipitation of total RNA, followed by the method described by Davis et al. (Basic Methods in Molecule).
ar Biology, Elevievier Scie
nce Publishing Co. , Inc ,. N
Northern hybridization was performed according to ew York, USA).

【0030】プローブは、α−[32P]dCTP(ア
マシャム・ジャパン)でニックトランスレーションを行
った。PstI−PvuII0.5kbのacyB1断
片を使用した。オートラジオグラフィーにおいては、X
線フィルム(コダックXAR−5)を使用し、−70℃
で2.5時間感光した。その結果、acyB1のmRN
A量は、親株であるストレプトマイセス・サーモトレラ
ンス(streptomyces thermotol
erans)より、acyB1とacyB2両方を含有
する組み換え体で著しく増加していることが分かった。
しかし組み換え体のうち、acyB1に欠失変異のある
ものは、mRNAは全く検出されず、acyB2に欠失
変異のあるものは、著しく低下していた(図10)。こ
のことから、acyB2によるacyB1の高発現がm
RNAの転写レベルで起こっていることが理解できる。
The probe was nick-translated with α- [ 32 P] dCTP (Amersham Japan). A 0.5 kb acyB1 fragment of PstI-PvuII was used. For autoradiography, X
Using wire film (Kodak XAR-5), -70 ° C
Exposed for 2.5 hours. As a result, mRN of acyB1
The amount of A depends on the parent strain, Streptomyces thermotolerance.
erans) revealed that there was a marked increase in recombinants containing both acyB1 and acyB2.
However, among the recombinants, mRNA was not detected at all in the acyB1 deletion mutation, and that in the acyB2 deletion mutation was significantly decreased (FIG. 10). From this, the high expression of acyB1 by acyB2 is m
It can be seen that it occurs at the transcription level of RNA.

【0031】実施例7 ストレプトマイセス・サーモト
レランスacyB2変異株の取得とpMAB−B2によ
る形質転換 ストレプトマイセス・サーモトレランスATCC114
16(Streptomyces thermotol
erans ATCC11416)をSSYM培地(溶
性でんぷん0.4%、酵母エキス0.4%、麦芽エキス
1.0%、バクトアガー1.5%、pH7.2)上で2
8℃、7日間培養し、胞子形成を行った。滅菌した20
%グリセロール水溶液で胞子を懸濁し、胞子懸濁液(1
個/μl)とした。この懸濁液10μlを1mlの
0.1M KHPO−NaOH(pH8.0)に加
えた後、さらにNTG(N−メチル−N’−ニトロ−N
−ニトロソグアニジン)200μgを添加し、30℃で
1時間放置した。この胞子を5mlの0.1M KH
PO−NaOH(pH8.0)で3回洗浄した後、再
び1mlに懸濁した。この懸濁液を10〜10倍に希
釈し、ISP−2培地へまき、28℃で5日間培養し
た。出現してきたコロニーを分離し、ロイコマイシンU
の変換活性を測定した(実施例6参照)。その結果、a
cyB2変異株であるストレプトマイセス・サーモトレ
ランス 2257およびストレプトマイセス・サーモト
レランス 2398を得た。これらの株では、acyB
2の機能が消失し、マクロライドのアシル化活性が著し
く低下していた。ホップウッドらのマニュアル記載の方
法に従って、これら2株の変異株のプロトプラストを調
製し、実施例5記載の方法にて構築されたプラスミドp
MAB−B2で形質転換した。得られた形質転換株に対
してロイコマイシンUの変換活性を調べた結果を第1表
に示す。
Example 7 Acquisition of Streptomyces thermotolerance acyB2 mutant and transformation with pMAB-B2 Streptomyces thermotolerance ATCC114
16 (Streptomyces thermomotor
erans ATCC11416) on SSYM medium (soluble starch 0.4%, yeast extract 0.4%, malt extract 1.0%, bacto agar 1.5%, pH 7.2).
After culturing at 8 ° C. for 7 days, sporulation was performed. 20 sterilized
% Glycerol aqueous solution to suspend the spores (1
6 cells / μl). 10 μl of this suspension was added to 1 ml of 0.1 M KH 2 PO 4 —NaOH (pH 8.0), and then NTG (N-methyl-N′-nitro-N) was added.
-Nitrosoguanidine) (200 μg) was added, and the mixture was left at 30 ° C. for 1 hour. Add 5 ml of 0.1 M KH 2 to the spores.
After washing 3 times with PO 4 -NaOH (pH 8.0), the cells were suspended again in 1 ml. This suspension was diluted 10 to 10 3 times, spread on an ISP-2 medium, and cultured at 28 ° C. for 5 days. The emerging colonies were isolated and leucomycin U
The conversion activity was measured (see Example 6). As a result, a
The cyB2 mutant strains Streptomyces thermotolerance 2257 and Streptomyces thermotolerance 2398 were obtained. In these strains, acyB
The function of 2 disappeared and the macrolide acylation activity was remarkably reduced. Protoplasts of these two mutant strains were prepared according to the method described in Hopwood et al., And the plasmid p constructed by the method described in Example 5 was prepared.
It was transformed with MAB-B2. The results of investigating the conversion activity of leucomycin U on the obtained transformant are shown in Table 1.

【表1】 第1表から明らかなように、形質転換株のロイコマイシ
ンUの変換活性は、それぞれストレプトマイセス・サー
モトレランスATCC11416の1/3および2.5
倍程度に回復していた。
[Table 1] As is clear from Table 1, the transformant activity of leucomycin U in the transformed strain was 1/3 and 2.5 of that of Streptomyces thermotolerance ATCC11416, respectively.
It was about twice as recovered.

【0032】[0032]

【配列表】 [Sequence list]

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

【図1】遺伝子acyB2を含むDNAの塩基配列であ
る。
FIG. 1 is a nucleotide sequence of DNA containing the gene acyB2.

【図2】遺伝子acyB2によってコードされる蛋白質
のアミノ酸配列を示す図である。
FIG. 2 shows the amino acid sequence of the protein encoded by the gene acyB2.

【図3】図Aは、acyB1およびacyB2を含むD
NA断片の制限酵素地図であり、図Bは、acyB2を
含むDNA断片の制限酵素地図である。
FIG. 3A is a D containing acyB1 and acyB2.
It is a restriction map of NA fragment, and FIG. B is a restriction map of a DNA fragment containing acyB2.

【図4】プラスミドpSAN−lacの制限酵素切断点
および機能地図である。
FIG. 4 is a restriction enzyme breakpoint and function map of plasmid pSAN-lac.

【図5】プラスミドpMAB8の制限酵素切断点および
機能地図である。
FIG. 5 is a restriction map and functional map of plasmid pMAB8.

【図6】プラスミドpMAB9の制限酵素切断点および
機能地図である。
FIG. 6 is a restriction map and functional map of plasmid pMAB9.

【図7】プラスミドpMAB10の制限酵素切断点およ
び機能地図である。
FIG. 7 is a restriction enzyme breakpoint and function map of plasmid pMAB10.

【図8】acyB1およびacyB2の機能を説明する
図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating functions of acyB1 and acyB2.

【図9】プラスミドpMAB−B2の制限酵素切断点お
よび機能地図である。
FIG. 9 is a restriction map and functional map of plasmid pMAB-B2.

【図10】acyB1の0.5kbDNA断片をプロー
ブとしたノーザンハイブリダイゼーションの結果を示す
図である。
FIG. 10 is a diagram showing the results of Northern hybridization using a 0.5 kb DNA fragment of acyB1 as a probe.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12N 9/16 C12R 1:465) (C12N 15/55 C12R 1:465) (C12N 1/21 C12R 1:465) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display part (C12N 9/16 C12R 1: 465) (C12N 15/55 C12R 1: 465) (C12N 1/21 C12R 1: 465)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マクロライド抗生物質の4”位アシル化
酵素遺伝子を有する微生物に、下記塩基配列 【化1】 で示されるDNA断片を導入することを特徴とするマク
ロライド抗生物質の4”位アシル化酵素活性の高発現方
法。
1. The following nucleotide sequence is attached to a microorganism having a macrolide antibiotic 4′-acylase gene: A method for highly expressing the 4'-position acylating enzyme activity of a macrolide antibiotic, which comprises introducing the DNA fragment represented by:
【請求項2】 マクロライド抗生物質がタイロシン、ス
ピラマイシン、アンゴラマイシン、ロイコマイシンおよ
びデルタマイシンより選ばれる請求項1記載のマクロラ
イド抗生物質の4”位アシル化酵素活性の高発現方法。
2. The method for highly expressing the 4 "-position acylating enzyme activity of a macrolide antibiotic according to claim 1, wherein the macrolide antibiotic is selected from tylosin, spiramycin, angoramycin, leucomycin and deltamycin.
JP4048998A 1992-01-23 1992-01-23 Method for highly manifesting enzyme gene acylating macrolide antibiotic Pending JPH06121677A (en)

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