JPH06292563A - 組換え大腸菌の培養方法 - Google Patents

組換え大腸菌の培養方法

Info

Publication number
JPH06292563A
JPH06292563A JP8322093A JP8322093A JPH06292563A JP H06292563 A JPH06292563 A JP H06292563A JP 8322093 A JP8322093 A JP 8322093A JP 8322093 A JP8322093 A JP 8322093A JP H06292563 A JPH06292563 A JP H06292563A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
culture
culturing
escherichia coli
protein
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8322093A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2771756B2 (ja
Inventor
Junichi Horiuchi
淳一 堀内
Masami Kamazawa
正実 釜澤
Hisashi Miyagawa
久司 宮川
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.)
Toyo Engineering Corp
Original Assignee
Toyo Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Engineering Corp filed Critical Toyo Engineering Corp
Priority to JP5083220A priority Critical patent/JP2771756B2/ja
Publication of JPH06292563A publication Critical patent/JPH06292563A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2771756B2 publication Critical patent/JP2771756B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度感受性プロモーターを用いた目的タンパ
ク質の大腸菌での生産における温度誘導発現を確実に行
い、また誘導発現後の目的タンパク質の熱ショックタン
パク質による変性を防いで生産効率を高めることのでき
る方法を提供すること。 【構成】 温度感受性プロモーターの下流に目的タンパ
ク質をコードする遺伝子を連結したベクタープラスミド
で形質転換した大腸菌を培養する際に、20〜37℃の
範囲の培養温度及び6.5〜7.5の範囲の培地pHで
培養を開始した後、培養温度を38〜44℃に上昇させ
るとともに培地pHを4.5〜6.5の範囲に低下させ
ることで目的タンパク質の誘導発現を行う。更に、必要
に応じて、誘導発現開始後3〜10時間経過したところ
で、培養温度を2.0〜10.0℃低い温度に低下さ
せ、かつ培地のpHを0.1〜0.5上昇させて目的タ
ンパク質の熱ショックタンパク質による変性を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、温度感受性プロモータ
ーを有するベクタープラスミドで形質転換された組換え
大腸菌の培養方法に関する。
【0002】
【従来の技術】温度感受性プロモーターは、通常の培養
温度ではその下流にある遺伝子の転写がリプレッサーに
より抑制されるが、培養温度を上昇させると、リプレッ
サーが不活性化されてその遺伝子の転写が誘導される。
【0003】この温度感受性プロモーター、例えばλフ
ァージのPLプロモーターを利用して目的タンパク質を
大腸菌で生産させる場合、最初に増殖に好適な条件で培
養を開始し、対数増殖期において十分な培養菌体量が得
られた段階で、培養温度のみを41.0〜42.0に上
昇させることにより温度感受性リプレッサータンパク質
を不活性化して目的タンパク質の温度誘導発現を行い、
目的タンパク質をより効率良く生産させる方法が一般的
に用いられている。しかしながら、この方法では、目的
タンパク質の種類によっては、温度上昇のみでは目的タ
ンパク質の発現がほとんどの認めらないか、非常に低い
場合がある。さらに十分な誘導発現が得られた場合で
も、誘導発現後培養系が高温条件下におかれるために目
的タンパク質がプロテアーゼの一種である熱ショックタ
ンパク質による変性を強く受けるため、結果的に目的タ
ンパク質の高い誘導発現量を得ることが困難となる場合
もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、温度感受性
プロモーターを用いて目的タンパク質の生産を行う際の
上記従来技術における目的タンパク質の誘導発現の不確
実性を解消できる温度誘導発現方法を提供するととも
に、産生された目的タンパク質が熱ショックタンパク質
による変性を受けない培養方法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するこ
とのできる本発明の組換え大腸菌の培養方法は、温度感
受性プロモーターに目的タンパク質をコードする遺伝子
を機能的に連結した構成を有するベクタープラスミドで
形質転換された組換え大腸菌を培養するにあたり、20
〜37℃の範囲の培養温度及び6.5〜7.5の範囲の
培地pHで培養を開始した後、培養温度を38〜44℃
に上昇させるとともに培地pHを4.5〜6.3の範囲
に低下させることにより前記遺伝子の誘導発現を行うこ
とを特徴とする。
【0006】また、誘導発現開始後3〜10時間経過し
たところで、培養温度を2.0〜10.0℃低下させ、
かつ培地のpHを0.1〜0.5上昇させることは、目
的タンパク質の熱ショックタンパク質による変性を制御
し、その生産効率を上昇させる上で好ましい。
【0007】本発明で組換え大腸菌の形成に用いるベク
タープラスミドとしては、温度感受性プロモーターに目
的タンパク質をコードする遺伝子が機能的に連結され、
更に大腸菌内で複製可能な構成を有するものであれば制
限なく利用できる。目的タンパク質をコードする遺伝子
が温度感受性プロモーターに機能的に連結されるとは、
該遺伝子の発現が該プロモーターによって制御されるよ
うにこれらを連結することをいい、必要に応じてターミ
ネーターなどの各種機能部位を追加してもよい。温度感
受性プロモーターとしては、例えばλファージのPLプ
ロモーターなどを挙げることができる。
【0008】また、本発明で宿主として使用する大腸菌
としては、温度感受性プロモーターのリプレッサーを発
現するものであれば特に制限はなく、用いる温度感受性
プロモーターの種類に応じて選択する。例えば、λファ
ージのPLプロモーターを用いる場合には、CI857
リプレッサー遺伝子を有する大腸菌N4830−I株な
どが利用できる。宿主の形質転換は、常法により行うこ
とができる。例えば、上記構成のベクタープラスミドを
塩化カルシウム法などの方法により宿主に導入し、形質
転換された菌体を薬物耐性遺伝子等のマーカーを用いて
選択する方法によって得ることができる。
【0009】組換え大腸菌を培養する培地としては、大
腸菌用の培地であれば特に制限はなく、目的タンパク質
の種類などに応じて選択する。例えば、グルコースを炭
素源としたYM培地、2倍濃度のYM培地等を用いると
良い。また、必要に応じてアンピシリンやテトラサイク
リンなどの抗生物質を添加しても良い。さらには、グル
コースなどの炭素源に加えて窒素源、無機塩を含む合成
培地を用いることもできる。
【0010】本発明の培養方法においては、培養開始時
から対数増殖期の所定時期まで目的タンパク質の誘導発
現が起らない20〜37℃、好ましくは31〜33℃の
範囲の温度で培養が行われる。対数増殖期の所定時期に
達した段階で、培養温度を38〜44℃、好ましくは3
9〜43℃の範囲の温度に上昇させて目的タンパク質の
発現を誘導する。この培養温度のシフトは速やかに、例
えば5分以内に実施することが好ましい。また、培地の
pHは培養開始時から前述の温度シフトによる発現の誘
導をかけるまでは6.5〜7.5、好ましくは6.8〜
7.3の範囲のpHに設定し、温度シフトと同時に4.
5〜6.3に低下させる。このような培養条件のシフト
によって目的タンパク質の発現を効果的に行うことがで
きる。対数増殖期における培養条件をシフトする時期
は、通常の回分培養においては菌体濃度約2.0g/l
の時点(O.D.660 が約5.0)か、または培養開始
後約5時間を目安とすれば良い。
【0011】温度シフトによる発現誘導をかけた後、3
〜10時間後に培養温度を2〜10℃低下させ、即ち2
8〜41℃の範囲の温度とし、かつpHを0.1〜0.
5、好ましくは0.15〜0.3上昇させ、産生された
目的タンパク質の熱ショックタンパク質による変性を制
御し、培養終了まで継続する。培養の終了は、残グルコ
ース濃度がゼロとなるか、CO2 の発生が停止したこと
により確認することができる。
【0012】以上述べた培養条件を採用した本発明の方
法によれば、温度感受性プロモーターに目的遺伝子を機
能的に連結した構成のベクタープラスミドを有する形質
転換体の培養における誘導発現を所定条件での培養温度
と培地pHの同時シフトにより実施しているので、目的
タンパク質の発現を確実に行うことができるとともに、
誘導発現後に培養温度及びpHの誘導発現時とは異なる
条件での同時シフトを更に行うので、目的タンパク質の
熱ショックタンパク質による変性を制御でき、目的タン
パク質の大幅な生産性の向上が図れる。
【0013】
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに詳細に説
明する。 実施例1 ベクタープラスミドpPLZ1の構築は、マーカーとし
てアンピシリン耐性遺伝子を有するプラスミドpPL−
lamda(ファルマシア製)のPLプロモーターから
321塩基下流にあるHPaI部位に、プラスミドpM
C1871(ファルマシア製)から得たβ−ガラクトシ
ダーゼ遺伝子を含む3.1kbの断片(BamHIで切
り出し、末端を平滑化処理したもの)を挿入することで
行った。なお、具体的な操作は常法に従った。このクロ
ーニング部位(HPaI部位)には、λファージN遺伝
子中に存在するため、この組換えプラスミドを用いて生
産されるβ−ガラクトシダーゼは、そのN末端にλ−フ
ァージN遺伝子由来の約30個のアミノ酸残基が付加し
た融合タンパク質として得られる。この組換えプラスミ
ドpPLZ1を、その染色体に1コピーの温度感受性リ
プレッサーCI857遺伝子を持つ大腸菌N4830−
1(ファルマシア製)に常法により導入して、アンピシ
リン耐性をマーカーとして形質転換体を選択して得た。
図1に組換えプラスミドpPLZ1の構築過程のフロー
を示す。
【0014】実施例2 実施例1で得た形質転換体を、20g/lのグルコース
を含む2倍濃度のYM培地に接種して、図2に示す培養
条件での培養を行った。発現の誘導は、対数増殖期前半
で菌体濃度が2.0g/lに達した段階で、培養温度を
32℃から42℃に、培地pHを7.2から5.5に同
時シフトすることによって行った。その際のβ−ガラク
トシダーゼ生産量を、β−ガラクトシダーゼ活性をON
PGを基質とする常法により測定することによって追跡
した。結果を図2に示す。図2の結果から明らかなよう
に、β−ガラクトシダーゼの生産は単位培地当たり25
00ユニットに達し、これは後述する従来法(比較例
1)による温度誘導発現法に対し約50倍の生産増に相
当する。しかしながら、培養後期において、β−ガラク
トシダーゼ活性は急激に減少し、ピーク時の約60%と
なった。
【0015】実施例3 実施例1で得た形質転換体を、20g/lのグルコース
を含む2倍濃度のYM培地に接種し、32℃、pH7.
2の条件で培養し、対数増殖期前半で菌体濃度が2.0
g/lに達したところで、培養温度を32℃から42℃
に、培地pHを7.2から5.5に同時シフトすること
によってβ−ガラクトシダーゼの発現を誘導した。その
後培養をその培養条件を維持して継続し、培養開始から
12時間(発現誘導のための培養条件のシフトから7時
間)経過時に培養温度を38℃に低下させるとともに、
培地pHを5.65に上昇させた。その際のβ−ガラク
トシダーゼの生産量の経時的変化を図3に示す。図3に
示されたように、β−ガラクトシダーゼ生産量は実施例
2のように培養後期において減少することなく、継続し
て増加し、最終的に4700ユニット/mlに達した。
【0016】実施例4 誘導発現温度を種々変更する以外は、実施例2と同様に
して形質転換体の培養を行って得られた各培養過程にお
ける最大β−ガラクトシダーゼ活性を図4に示す。
【0017】実施例5 誘導発現期のpHを種々変更する以外は、実施例2と同
様にして形質転換体の培養を行って得られた各培養過程
における最大β−ガラクトシダーゼ活性を図5に示す。
【0018】比較例1 培地のpHを7.2に一定にする以外は、実施例2と同
様にして形質転換体の培養を行った。得られた結果を図
6に示す。図6に示されるように、この方法にβ−ガラ
クトシダーゼ生産量は約5ユニットと極めて低いもので
あった。
【0019】
【発明の効果】本発明の方法によれば、温度感受性プロ
モーターを用いた目的タンパク質の大腸菌における誘導
発現を培養温度および培地pHの同時シフトによりおこ
なうので、高誘導発現を確実に行うことができ、しかも
培養後期においても誘導発現時とは異なる条件での培養
温度と培地pHの同時シフトを行うので、目的タンパク
質の熱ショックタンパク質による変質が制御され、生産
効率の大幅な向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ベクタープラスミドpPLZ1の構築過程を示
すフローチャートである。
【図2】実施例2における培養結果を示す図であり、○
−○は菌体濃度の、□−□はβ−ガラクトシダーゼ活性
の、△−△は培地中のグルコース濃度の経時変化をそれ
ぞれ表わす。
【図3】実施例3における培養結果を示す図であり、○
−○は菌体濃度の、●−●はβ−ガラクトシダーゼ活性
の、△−△は培地中のグルコース濃度の経時変化をそれ
ぞれ表わす。
【図4】実施例4における誘導発現温度とβ−ガラクト
シダーゼ生産量の関係を示すグラフである。
【図5】実施例5における誘導発現期のpHとβ−ガラ
クトシダーゼ生産量の関係を示すグラフである。
【図6】従来法における培養結果を示す図であり、○−
○は菌体濃度の、□−□はβ−ガラクトシダーゼ活性
の、△−△は培地中のグルコース濃度の経時変化をそれ
ぞれ表わす。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度感受性プロモーターに目的タンパク
    質をコードする遺伝子を機能的に連結した構成を有する
    ベクタープラスミドで形質転換された組換え大腸菌を培
    養するにあたり、20〜37℃の範囲の培養温度及び
    6.5〜7.5の範囲の培地pHで培養を開始した後、
    培養温度を38〜44℃に上昇させるとともに培地pH
    を4.5〜6.3の範囲に低下させることにより前記遺
    伝子の誘導発現を行うことを特徴とする組換え大腸菌の
    培養方法。
  2. 【請求項2】 誘導発現開始後3〜10時間経過したと
    ころで、培養温度を2.0〜10.0℃低い温度に低下
    させ、かつ培地のpHを0.1〜0.5上昇させる請求
    項1に記載の培養方法。
  3. 【請求項3】 温度感受性のプロモーターが、λファー
    ジのPLプロモーターである請求項1または2に記載の
    培養方法。
  4. 【請求項4】 組換え大腸菌形成用の宿主が、CI85
    7リプレッサー遺伝子を有する大腸菌である請求項1〜
    3の何れかに記載の培養方法。
  5. 【請求項5】 宿主が、大腸菌N4830−1株である
    請求項4に記載の培養方法。
JP5083220A 1993-04-09 1993-04-09 組換え大腸菌の培養方法 Expired - Fee Related JP2771756B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5083220A JP2771756B2 (ja) 1993-04-09 1993-04-09 組換え大腸菌の培養方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5083220A JP2771756B2 (ja) 1993-04-09 1993-04-09 組換え大腸菌の培養方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06292563A true JPH06292563A (ja) 1994-10-21
JP2771756B2 JP2771756B2 (ja) 1998-07-02

Family

ID=13796237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5083220A Expired - Fee Related JP2771756B2 (ja) 1993-04-09 1993-04-09 組換え大腸菌の培養方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2771756B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013164854A (ja) * 2013-03-13 2013-08-22 Action Research:Kk 自己解体メカニズム自動制御装置及び方法
WO2020158877A1 (ja) 2019-01-31 2020-08-06 Spiber株式会社 組換えタンパク質の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY=1989 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013164854A (ja) * 2013-03-13 2013-08-22 Action Research:Kk 自己解体メカニズム自動制御装置及び方法
WO2020158877A1 (ja) 2019-01-31 2020-08-06 Spiber株式会社 組換えタンパク質の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2771756B2 (ja) 1998-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gribskov et al. Overexpression and purification of the sigma subunit of Escherichia coli RNA polymerase
Cos et al. Operational strategies, monitoring and control of heterologous protein production in the methylotrophic yeast Pichia pastoris under different promoters: a review
Motallebi‐Veshareh et al. Conjugative transfer functions of broad‐host‐range plasmid RK2 are coregulated with vegetative replication
US7785832B2 (en) Method of protein synthesis
JPH04126084A (ja) 蛋白質の製造法
US7264946B2 (en) Thermoanaerobacter brockii alcohol dehydrogenase promoter for expression of heterologous proteins
JP4988337B2 (ja) ポリペプチドの製造方法
JP5808671B2 (ja) 機能グループii莢膜遺伝子クラスターを有しないe.colibl21株
JP3236284B2 (ja) プラスミド、その製造方法及びこれをプラスミノ―ゲンアクチベーターの収得に使用する方法
WO1984001171A1 (en) Plasmids with conditional uncontrolled replication behaviour
JPH06292563A (ja) 組換え大腸菌の培養方法
US5629205A (en) Promoters for gene expression
JP7242829B2 (ja) 新規細菌lpp突然変異体及び組換えタンパク質の分泌産生のためのその使用
US7807460B2 (en) Expression vector system regulated by σ32 and methods for using it to produce recombinant protein
Ueguchi et al. The secY-rpmJ region of the spc ribosomal protein operon in Escherichia coli: structural alterations affecting secY expression
EP1234883B1 (en) Expression control sequence
Voss et al. Sequence of the tuf A gene encoding elongation factor EF‐Tu from Thermus aquaticus and overproduction of the protein in Escherichia coli
EP0154350A2 (en) Novel expression plasmids containing the full cDNA sequence of calf prochymosin
US4529695A (en) Recombinant cloning vector, host for the vector, and method for using same
KR101207706B1 (ko) 대장균 유래 xylF 프로모터 단편을 포함하는 자일로즈 유도성 발현벡터 및 이를 이용한 단백질 생산방법
JP5846523B2 (ja) βグルコシダーゼを発現する大腸菌
JPH06292560A (ja) 発酵槽の自動制御方法
Shao et al. Expression vector system regulated by σ 32 and methods for using it to produce recombinant protein
KR100652784B1 (ko) 씨1 억제제가 결합하는 글루코스 제어의 신규 프로모터,전기 프로모터를 함유하는 발현용 벡터, 전기 벡터를함유하는 호스트 및 전기 호스트를 이용한 단백질의생산방법
JP3115622B2 (ja) クローニング用ベクター及びそれを用いた大腸菌の選択的取得方法

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees