JPH06339371A - クレビシエラ属に属する形質転換微生物及びそれを用いたビオチンの製造方法 - Google Patents
クレビシエラ属に属する形質転換微生物及びそれを用いたビオチンの製造方法Info
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- JPH06339371A JPH06339371A JP3108203A JP10820391A JPH06339371A JP H06339371 A JPH06339371 A JP H06339371A JP 3108203 A JP3108203 A JP 3108203A JP 10820391 A JP10820391 A JP 10820391A JP H06339371 A JPH06339371 A JP H06339371A
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- microorganism
- dna
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
- C12P17/18—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing at least two hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system, e.g. rifamycin
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- Genetics & Genomics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】クレビシエラ属に属する形質転換微生物を提供
し、該微生物を用いたビオチンの効率よい製造方法を提
供する。 【構成】バチルス属微生物由来のビオチン・シンテター
ゼをコードするDNAを取り出し、クレビシエラ属に属
する微生物に移入可能なベクターに該DNAを組み込ん
で組み換えベクターを構築する。この組み換えベクター
でクレビシエラ属に属する微生物に形質転換させ、クレ
ビシエラ属に属する形質転換微生物を調製する。該微生
物を好気的に培養することによってビオチンを効率よく
製造する。
し、該微生物を用いたビオチンの効率よい製造方法を提
供する。 【構成】バチルス属微生物由来のビオチン・シンテター
ゼをコードするDNAを取り出し、クレビシエラ属に属
する微生物に移入可能なベクターに該DNAを組み込ん
で組み換えベクターを構築する。この組み換えベクター
でクレビシエラ属に属する微生物に形質転換させ、クレ
ビシエラ属に属する形質転換微生物を調製する。該微生
物を好気的に培養することによってビオチンを効率よく
製造する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ビオチン・シンテター
ゼ遺伝子を組み込んだ微生物とそれを用いたビオチンの
製造方法に関し、さらに詳しくはバチルス属に属する微
生物のデスチオビオチンをビオチンに変換する反応に関
与する酵素をコードするDNAを有する組み換えベクタ
ーで形質転換したクレビシエラ属に属する微生物とその
微生物を培養することを特徴とするビオチンの製造方法
に関する。
ゼ遺伝子を組み込んだ微生物とそれを用いたビオチンの
製造方法に関し、さらに詳しくはバチルス属に属する微
生物のデスチオビオチンをビオチンに変換する反応に関
与する酵素をコードするDNAを有する組み換えベクタ
ーで形質転換したクレビシエラ属に属する微生物とその
微生物を培養することを特徴とするビオチンの製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】ビオチンは、ヒト・動植物にとって不可
欠なビタミンであり、医薬品或いは飼料添加物として重
要なものである。その製造技術として、最近では、遺伝
子組み換え技術の応用が検討されている。
欠なビタミンであり、医薬品或いは飼料添加物として重
要なものである。その製造技術として、最近では、遺伝
子組み換え技術の応用が検討されている。
【0003】ビオチン合成に関与する遺伝子を組み込む
宿主としては、エシェリヒア属、バチルス属、シュード
モナス属に属する微生物などが知られている(特開昭6
1−149091号、特開昭62−155081号、特
開昭62−275684号、特開昭63−44889
号)。
宿主としては、エシェリヒア属、バチルス属、シュード
モナス属に属する微生物などが知られている(特開昭6
1−149091号、特開昭62−155081号、特
開昭62−275684号、特開昭63−44889
号)。
【0004】一方、ビオチン合成に関与する遺伝子とし
ては、バチルス属に属する微生物のデスチオビオチン
(以下、DTBという)をビオチンに変換する反応に関
与する酵素(以下、ビオチン・シンテターゼという)が
知られており(前記特開昭62−275684号)、特
に、エシェリヒア属に属する微生物内で高い活性を有す
ることも報告されている(前記特開昭63−44889
号)。
ては、バチルス属に属する微生物のデスチオビオチン
(以下、DTBという)をビオチンに変換する反応に関
与する酵素(以下、ビオチン・シンテターゼという)が
知られており(前記特開昭62−275684号)、特
に、エシェリヒア属に属する微生物内で高い活性を有す
ることも報告されている(前記特開昭63−44889
号)。
【0005】しかし、バチルス属に属する微生物のビオ
チン・シンテターゼをコードするDNAが組み込まれた
その他の微生物でもビオチン・シンテターゼが発現し、
ビオチンを効率よく製造するかどうかわからなかった。
チン・シンテターゼをコードするDNAが組み込まれた
その他の微生物でもビオチン・シンテターゼが発現し、
ビオチンを効率よく製造するかどうかわからなかった。
【0006】一般に、別の属に属する微生物のDNAを
組み込んだ組み換え微生物が、該DNAを発現し、発現
したタンパク質が高い活性を示すことを予想することは
困難であるとされている。これは、微生物の属が違う
と、DNAの相同性が低いことが多いためである。
組み込んだ組み換え微生物が、該DNAを発現し、発現
したタンパク質が高い活性を示すことを予想することは
困難であるとされている。これは、微生物の属が違う
と、DNAの相同性が低いことが多いためである。
【0007】DNAがビオチン・シンテターゼをコード
するDNAの場合、エシェリヒア属とバチルス属に属す
る微生物のものの塩基配列は、既に知られている(前記
特開昭63−44889号、特開昭61−202686
号)が、これらを比較すると相同性が32%と計算さ
れ、ビオチン・シンテターゼの塩基配列は属間の差が大
きい。このことから生成するビオチン・シンテターゼの
性質やビオチン・シンテターゼの反応条件も属間で異な
っていると考えられる。
するDNAの場合、エシェリヒア属とバチルス属に属す
る微生物のものの塩基配列は、既に知られている(前記
特開昭63−44889号、特開昭61−202686
号)が、これらを比較すると相同性が32%と計算さ
れ、ビオチン・シンテターゼの塩基配列は属間の差が大
きい。このことから生成するビオチン・シンテターゼの
性質やビオチン・シンテターゼの反応条件も属間で異な
っていると考えられる。
【0008】そのため、別の属に属する微生物のビオチ
ン・シンテターゼをコードするDNAをある微生物に組
み込んだとき、必ずしもビオチン・シンテターゼが発現
し、発現したタンパク質が高い活性を示すことができる
かどうかを予測することは困難であった。
ン・シンテターゼをコードするDNAをある微生物に組
み込んだとき、必ずしもビオチン・シンテターゼが発現
し、発現したタンパク質が高い活性を示すことができる
かどうかを予測することは困難であった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らはバチルス
属微生物由来のビオチン・シンテターゼをコードするD
NAを組み込んだ、ビオチン高産生能を有する微生物を
得るべく鋭意研究の結果、ビオチン・シンテターゼをコ
ードするDNA断片をバチルス属に属する微生物から切
り出し、これを組み込んだベクターを用いてクレビシエ
ラ属に属する微生物を形質転換することにより、ビオチ
ン高産生能を有するクレビシエラ属に属する形質転換微
生物を得ることができることを見い出し、この知見に基
づいて本発明を完成するに到った。
属微生物由来のビオチン・シンテターゼをコードするD
NAを組み込んだ、ビオチン高産生能を有する微生物を
得るべく鋭意研究の結果、ビオチン・シンテターゼをコ
ードするDNA断片をバチルス属に属する微生物から切
り出し、これを組み込んだベクターを用いてクレビシエ
ラ属に属する微生物を形質転換することにより、ビオチ
ン高産生能を有するクレビシエラ属に属する形質転換微
生物を得ることができることを見い出し、この知見に基
づいて本発明を完成するに到った。
【0010】
【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、バチルス属に属する微生物のビオチン・シンテター
ゼをコードするDNAを有する組み換えベクターで形質
転換したクレビシエラ属に属するビオチン高産生の微生
物、及びそれを用いたビオチンの製造方法が提供され
る。
ば、バチルス属に属する微生物のビオチン・シンテター
ゼをコードするDNAを有する組み換えベクターで形質
転換したクレビシエラ属に属するビオチン高産生の微生
物、及びそれを用いたビオチンの製造方法が提供され
る。
【0011】バチルス属微生物由来のビオチン・シンテ
ターゼをコードするDNAを有する組み換えベクターの
構築 本発明において、ビオチン・シンテターゼをコードする
DNAの採取に用いられる微生物は、ビオチン産生能を
有するバチルス属であればよく、好ましくはバチルス・
スフェリカスに属するビオチン生産菌である。これらの
微生物はビオチン・シンテターゼをコードするDNAを
有しているものである限り、自然界から新たに分離され
たものでも既知のものでもよく、またこれらの微生物を
通常の微生物突然変異誘発法(例えば、紫外線、X線、
γ線照射などの物理的処理やニトロソグアニジンなどの
薬剤による化学的処理による方法)で処理することによ
って得られたものであっても良い。さらに、ビオチン産
生能を高めるために、これらの微生物にアクチチアジン
酸または5−(2−チエニル)吉草酸のそれぞれ単独、
あるいは双方に対する耐性を付与しても良い。その具体
例としては、例えば、バチルス・スフェリカス(Bac
illus sphaericus)IFO3525
や、そのN−メチル−N′−ニトロ−N−ニトロソグア
ニジン処理変異株(FERM P−6422、FERM
BP−1098、FERM P−6143などが例示
される。
ターゼをコードするDNAを有する組み換えベクターの
構築 本発明において、ビオチン・シンテターゼをコードする
DNAの採取に用いられる微生物は、ビオチン産生能を
有するバチルス属であればよく、好ましくはバチルス・
スフェリカスに属するビオチン生産菌である。これらの
微生物はビオチン・シンテターゼをコードするDNAを
有しているものである限り、自然界から新たに分離され
たものでも既知のものでもよく、またこれらの微生物を
通常の微生物突然変異誘発法(例えば、紫外線、X線、
γ線照射などの物理的処理やニトロソグアニジンなどの
薬剤による化学的処理による方法)で処理することによ
って得られたものであっても良い。さらに、ビオチン産
生能を高めるために、これらの微生物にアクチチアジン
酸または5−(2−チエニル)吉草酸のそれぞれ単独、
あるいは双方に対する耐性を付与しても良い。その具体
例としては、例えば、バチルス・スフェリカス(Bac
illus sphaericus)IFO3525
や、そのN−メチル−N′−ニトロ−N−ニトロソグア
ニジン処理変異株(FERM P−6422、FERM
BP−1098、FERM P−6143などが例示
される。
【0012】これら微生物からビオチン・シンテターゼ
をコードするDNAを採取する方法については特に限定
されない。例えば、バチルス属に属する微生物の全DN
Aを常法により単離精製し、制限酵素で切断した後、該
制限酵素と同じ接着末端をDNAに生じさせうる制限酵
素で切断したプラスミドと酵素的に結合させ、得られた
組み換えプラスミドを用いてデスチオビオチンからのビ
オチン生合成能を欠失したビオチン要求性変異株を形質
転換(または形質導入)し、得られた形質転換株の中か
らビオチン産生能を付与されたものを選択すれば、バチ
ルス属由来のビオチン・シンテターゼをコードするDN
Aを有する形質転換微生物が得られる。次いで、この形
質転換微生物から、該微生物に組み込まれた組み換えプ
ラスミドを常法により取り出し、制限エンドヌクレアー
ゼで処理して、バチルス属由来のビオチン・シンテター
ゼをコードするDNAを採取すればよい。
をコードするDNAを採取する方法については特に限定
されない。例えば、バチルス属に属する微生物の全DN
Aを常法により単離精製し、制限酵素で切断した後、該
制限酵素と同じ接着末端をDNAに生じさせうる制限酵
素で切断したプラスミドと酵素的に結合させ、得られた
組み換えプラスミドを用いてデスチオビオチンからのビ
オチン生合成能を欠失したビオチン要求性変異株を形質
転換(または形質導入)し、得られた形質転換株の中か
らビオチン産生能を付与されたものを選択すれば、バチ
ルス属由来のビオチン・シンテターゼをコードするDN
Aを有する形質転換微生物が得られる。次いで、この形
質転換微生物から、該微生物に組み込まれた組み換えプ
ラスミドを常法により取り出し、制限エンドヌクレアー
ゼで処理して、バチルス属由来のビオチン・シンテター
ゼをコードするDNAを採取すればよい。
【0013】なお、該DNAには、該DNAと実質的に
同一の機能を有する修飾されたDNA、即ち、塩基配列
の一部が置換され、挿入され、または欠失されたもので
あっても、同一の機能を有するものも当然含まれる。
同一の機能を有する修飾されたDNA、即ち、塩基配列
の一部が置換され、挿入され、または欠失されたもので
あっても、同一の機能を有するものも当然含まれる。
【0014】さらに上記DNAとしては、シャイン・ダ
ルガノ配列、翻訳開始コドン、翻訳終了コドンを含有し
ているものが好ましく使用される。
ルガノ配列、翻訳開始コドン、翻訳終了コドンを含有し
ているものが好ましく使用される。
【0015】組み換えベクターを構築するに際しては、
プラスミドベクター、λgt系ファージベクターなどが
使用される。
プラスミドベクター、λgt系ファージベクターなどが
使用される。
【0016】本発明において組み換えベクターを構築す
るためのベクターとしては、後述のセラチア属に属する
微生物を形質転換(または形質導入)し得るものならど
のようなものでもよく、例えば組み換えベクターの構築
に用いる宿主としてビオチン要求性の大腸菌を用いる場
合は、EK系プラスミドベクターとしてストリンゼント
型のpSC101、pRK353、pRK646、pR
K248、pDF41など、リラックス型のColE
1、pVH51、pAC105、RSF2124、pC
R1、pMB9、pBR313、pBR322、pBR
324、pBR325、pBR327、pBR328、
pKY2289、pKY2700、pKN80、pKC
7、pKB158、pMK2004、pACYC18
4、pUC8、pUC9など、λgt系ファージベクタ
ーとしてλgt・λC、λgt・λB、λWES・λ
C、λWES・λB、λZJvir・λB’、λALO
・λB、λWES・T5622、λDamなどが用いら
れる。これらのベクターの中ではプラスミドベクターが
特に好ましい。
るためのベクターとしては、後述のセラチア属に属する
微生物を形質転換(または形質導入)し得るものならど
のようなものでもよく、例えば組み換えベクターの構築
に用いる宿主としてビオチン要求性の大腸菌を用いる場
合は、EK系プラスミドベクターとしてストリンゼント
型のpSC101、pRK353、pRK646、pR
K248、pDF41など、リラックス型のColE
1、pVH51、pAC105、RSF2124、pC
R1、pMB9、pBR313、pBR322、pBR
324、pBR325、pBR327、pBR328、
pKY2289、pKY2700、pKN80、pKC
7、pKB158、pMK2004、pACYC18
4、pUC8、pUC9など、λgt系ファージベクタ
ーとしてλgt・λC、λgt・λB、λWES・λ
C、λWES・λB、λZJvir・λB’、λALO
・λB、λWES・T5622、λDamなどが用いら
れる。これらのベクターの中ではプラスミドベクターが
特に好ましい。
【0017】また、当該組み換えベクターに含まれるビ
オチン・シンテターゼをコードするDNAは、上述の形
質転換株中で機能するプロモーター配列を有するDNA
(以下、単にプロモーターという)の支配下で、かつそ
の下流に組み込まれている必要がある。組み換えベクタ
ーの該DNAの組み込み部位の上流にプロモーターが存
在しない場合は、該DNAの上流にプロモーターを該D
NAが支配されるように組み込めばよい。
オチン・シンテターゼをコードするDNAは、上述の形
質転換株中で機能するプロモーター配列を有するDNA
(以下、単にプロモーターという)の支配下で、かつそ
の下流に組み込まれている必要がある。組み換えベクタ
ーの該DNAの組み込み部位の上流にプロモーターが存
在しない場合は、該DNAの上流にプロモーターを該D
NAが支配されるように組み込めばよい。
【0018】本発明に使用しうるプロモーターとして
は、クレビシエラ属微生物中で該プロモーターが組み込
まれている組み換えベクターが機能しうるものであれ
ば、天然のものでも人工合成のものでも使用可能であ
る。このようなプロモーターとしては、例えば、グラム
陰性菌由来のものがあり、具体例として、大腸菌由来の
lacプロモーター、lppプロモーター、PLプロモ
ーター、PRプロモーター、Trpプロモーター、Ta
cプロモーター、シュードモナス属微生物由来のカテコ
ール−2,3−オキシゲナーゼプロモーターが例示され
る。天然のものとしては、組み換えベクターとして使用
するベクター中に含まれるものをそのまま利用してもよ
い。
は、クレビシエラ属微生物中で該プロモーターが組み込
まれている組み換えベクターが機能しうるものであれ
ば、天然のものでも人工合成のものでも使用可能であ
る。このようなプロモーターとしては、例えば、グラム
陰性菌由来のものがあり、具体例として、大腸菌由来の
lacプロモーター、lppプロモーター、PLプロモ
ーター、PRプロモーター、Trpプロモーター、Ta
cプロモーター、シュードモナス属微生物由来のカテコ
ール−2,3−オキシゲナーゼプロモーターが例示され
る。天然のものとしては、組み換えベクターとして使用
するベクター中に含まれるものをそのまま利用してもよ
い。
【0019】なお、大腸菌由来のTrpプロモーターを
大腸菌中で用いる場合は、インドールアクリル酸を添加
するとプロモーターの活性が高くなることが知られてい
たが、このプロモーターを他の微生物中に組み込んだ場
合、必ずしもインドールアクリル酸を添加してもプロモ
ーター活性が高くなるとは限らなかった。しかし、クレ
ビシエラ属に属する微生物に組み込んだ場合、インドー
ルアクリル酸の添加によりプロモーター活性が高くな
る。プロモーター活性が高くなれば、そのプロモーター
に支配されている遺伝子の発現量が大きくなるので、本
発明においては、ビオチン産生量が増大する。プロモー
ター活性を高くするためのインドールアクリル酸の添加
量は10〜100μg/ml、好ましくは15〜75μ
g/mlである。また、誘導開始後に5〜25時間後に
添加することが好ましく、7〜12時間後に添加するこ
とがさらに好ましい。
大腸菌中で用いる場合は、インドールアクリル酸を添加
するとプロモーターの活性が高くなることが知られてい
たが、このプロモーターを他の微生物中に組み込んだ場
合、必ずしもインドールアクリル酸を添加してもプロモ
ーター活性が高くなるとは限らなかった。しかし、クレ
ビシエラ属に属する微生物に組み込んだ場合、インドー
ルアクリル酸の添加によりプロモーター活性が高くな
る。プロモーター活性が高くなれば、そのプロモーター
に支配されている遺伝子の発現量が大きくなるので、本
発明においては、ビオチン産生量が増大する。プロモー
ター活性を高くするためのインドールアクリル酸の添加
量は10〜100μg/ml、好ましくは15〜75μ
g/mlである。また、誘導開始後に5〜25時間後に
添加することが好ましく、7〜12時間後に添加するこ
とがさらに好ましい。
【0020】ビオチン・シンテターゼをコードするDN
Aを組み込んだ組み換えベクターを調製し、単離する方
法は、該ベクターがクレビシエラ属に属する微生物の細
胞に移入後、該細胞内でバチルス属微生物由来のビオチ
ン・シンテターゼが発現可能であるようなベクターが調
製できる限り特に限定されない。例えば、組み換えプラ
スミドの調製方法は、制限エンドヌクレアーゼ(例えば
EcoRiI、HindIII、BamHI、SalI
等)を用いてプラスミドのDNAを切断した後、DNA
リガーゼ(例えばT4DNAリガーゼや大腸菌DNAリ
ガーゼ等)で処理するか、或いはその切断末端によって
は、ターミナルトランスフェラーゼやDNAポリメラー
ゼ等で処理した後、DNAリガーゼを作用させてビオチ
ン・シンテターゼをコードするDNAを結合する等の常
法(メソッズ・イン・エンザイモロジー、68、41
(1979);遺伝子操作実験法、135頁(高木康敬
著、講談社、1980年) により実施することができ
る。
Aを組み込んだ組み換えベクターを調製し、単離する方
法は、該ベクターがクレビシエラ属に属する微生物の細
胞に移入後、該細胞内でバチルス属微生物由来のビオチ
ン・シンテターゼが発現可能であるようなベクターが調
製できる限り特に限定されない。例えば、組み換えプラ
スミドの調製方法は、制限エンドヌクレアーゼ(例えば
EcoRiI、HindIII、BamHI、SalI
等)を用いてプラスミドのDNAを切断した後、DNA
リガーゼ(例えばT4DNAリガーゼや大腸菌DNAリ
ガーゼ等)で処理するか、或いはその切断末端によって
は、ターミナルトランスフェラーゼやDNAポリメラー
ゼ等で処理した後、DNAリガーゼを作用させてビオチ
ン・シンテターゼをコードするDNAを結合する等の常
法(メソッズ・イン・エンザイモロジー、68、41
(1979);遺伝子操作実験法、135頁(高木康敬
著、講談社、1980年) により実施することができ
る。
【0021】また、ビオチン・シンテターゼをコードす
るDNAを有する組み換えベクターを選択する方法は、
例えば、次の手順によって行われる。
るDNAを有する組み換えベクターを選択する方法は、
例えば、次の手順によって行われる。
【0022】まず、ビオチン・シンテターゼをコードす
るDNAを有する組み換えプラスミドを用いて、制限エ
ンドヌクレアーゼ欠損性でかつビオチン要求性のエシェ
リヒア・コリの変異株、例えばエシェリヒア・コリC6
00〔プロシーディング・オブ・ナショナル・アカデミ
ック・サイエンス・イン・USA、71 4597(1
974)〕を、ジャーナル・オブ・バクテリオロジー9
4 1930(1967)記載の方法に準じて変異誘導
処理して得られるデスチオビオチンからビオチンへの生
合成能の欠如した微生物、例えば、エシェリヒア・コリ
K3(pSB01)FERM−1099(特開昭62−
44889)をキュアリングして得られるエシェリヒア
・コリK3等を形質転換する。次いで得られる形質転換
処理細胞を、上記のビオチン要求性のエシェリヒア・コ
リの変異株が生育可能な培地からビオチンを除去した寒
天平板培地に塗布した後、27〜37℃で2〜4日間培
養し、得られるコロニーを釣金分離する。この際、形質
転換方法は、特に限定されず、例えば低温下で細胞を塩
化カルシウム溶液で処理して宿主細胞の膜透過性を増大
させ、組み換えプラスミドを宿主中に取り込ませる方法
〔ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロジー、5
3、159(1970)など〕により形質転換を行うこ
とができる。次いで、得られた形質転換株の一部の細胞
から迅速法〔モレキュラー・クローニング、365頁
〔マニアティスら編、コールド・スプリング・ハーバー
・ラボラトリー、(1982年)〕等の方法で抽出した
プラスミドDNAにより、ビオチン要求性のエシェリヒ
ア・コリの変異株の細胞を形質転換して得られる微生物
がビオチン非要求性であることを確認した後、残りの該
形質転換株から、クリヤード・ライセイト法〔遺伝子操
作実験法125頁(高木康敬著、講談社、1980
年)〕等により、プラスミドを抽出することによって組
み換えプラスミドを単離することができる。このような
組み換えプラスミドとして好ましいものは、例えばpS
B301(特開昭63−44889号)等がある。
るDNAを有する組み換えプラスミドを用いて、制限エ
ンドヌクレアーゼ欠損性でかつビオチン要求性のエシェ
リヒア・コリの変異株、例えばエシェリヒア・コリC6
00〔プロシーディング・オブ・ナショナル・アカデミ
ック・サイエンス・イン・USA、71 4597(1
974)〕を、ジャーナル・オブ・バクテリオロジー9
4 1930(1967)記載の方法に準じて変異誘導
処理して得られるデスチオビオチンからビオチンへの生
合成能の欠如した微生物、例えば、エシェリヒア・コリ
K3(pSB01)FERM−1099(特開昭62−
44889)をキュアリングして得られるエシェリヒア
・コリK3等を形質転換する。次いで得られる形質転換
処理細胞を、上記のビオチン要求性のエシェリヒア・コ
リの変異株が生育可能な培地からビオチンを除去した寒
天平板培地に塗布した後、27〜37℃で2〜4日間培
養し、得られるコロニーを釣金分離する。この際、形質
転換方法は、特に限定されず、例えば低温下で細胞を塩
化カルシウム溶液で処理して宿主細胞の膜透過性を増大
させ、組み換えプラスミドを宿主中に取り込ませる方法
〔ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロジー、5
3、159(1970)など〕により形質転換を行うこ
とができる。次いで、得られた形質転換株の一部の細胞
から迅速法〔モレキュラー・クローニング、365頁
〔マニアティスら編、コールド・スプリング・ハーバー
・ラボラトリー、(1982年)〕等の方法で抽出した
プラスミドDNAにより、ビオチン要求性のエシェリヒ
ア・コリの変異株の細胞を形質転換して得られる微生物
がビオチン非要求性であることを確認した後、残りの該
形質転換株から、クリヤード・ライセイト法〔遺伝子操
作実験法125頁(高木康敬著、講談社、1980
年)〕等により、プラスミドを抽出することによって組
み換えプラスミドを単離することができる。このような
組み換えプラスミドとして好ましいものは、例えばpS
B301(特開昭63−44889号)等がある。
【0023】ビオチン・シンテターゼをコードするDN
Aを有するベクターを用いたクレビシエラ属に属する形
質転換微生物の構築 本発明に用いられる微生物は、クレビシエラ属に属する
微生物であり、好ましくはクレビシエラ・ニューモニエ
に属する微生物である。これらの微生物は、微生物菌株
保存機関から分釀される既知のものであっても、自然界
から新たに分離されるものであっても良く、例えばクレ
ビシエラ・ニューモニエIFO3317(財団法人醗酵
研究所にて保存されている微生物)があげられる。ま
た、これらの微生物は、ビオチン産生能を有しているも
のであっても、ビオチン産生能を有していないものであ
っても構わない。
Aを有するベクターを用いたクレビシエラ属に属する形
質転換微生物の構築 本発明に用いられる微生物は、クレビシエラ属に属する
微生物であり、好ましくはクレビシエラ・ニューモニエ
に属する微生物である。これらの微生物は、微生物菌株
保存機関から分釀される既知のものであっても、自然界
から新たに分離されるものであっても良く、例えばクレ
ビシエラ・ニューモニエIFO3317(財団法人醗酵
研究所にて保存されている微生物)があげられる。ま
た、これらの微生物は、ビオチン産生能を有しているも
のであっても、ビオチン産生能を有していないものであ
っても構わない。
【0024】クレビシエラ属に属する微生物以外の微生
物、例えば、エンテロバクター属やシトロバクター属に
属する微生物では、ビオチンの産生能の高い形質転換微
生物を得ることはできない。
物、例えば、エンテロバクター属やシトロバクター属に
属する微生物では、ビオチンの産生能の高い形質転換微
生物を得ることはできない。
【0025】ビオチン産生能を有するバチルス属微生物
から採取したビオチン・シンテターゼをコードするDN
Aを有する組み換えベクターによりクレビシエラ属に属
する微生物を形質転換する方法は、該組み換えベクター
がクレビシエラ属に属する微生物中に導入され、発現し
さえすれば特に限定されない。例えば塩化カルシウムで
菌体を処理して組み換えプラスミドを導入する方法〔例
えば、エリックら、ジャーナル・オブ・ジェネラル・マ
イクロバイオロジー、133、2053−2057(1
987)〕等が挙げられる。具体例としては、以下の方
法が挙げられる。
から採取したビオチン・シンテターゼをコードするDN
Aを有する組み換えベクターによりクレビシエラ属に属
する微生物を形質転換する方法は、該組み換えベクター
がクレビシエラ属に属する微生物中に導入され、発現し
さえすれば特に限定されない。例えば塩化カルシウムで
菌体を処理して組み換えプラスミドを導入する方法〔例
えば、エリックら、ジャーナル・オブ・ジェネラル・マ
イクロバイオロジー、133、2053−2057(1
987)〕等が挙げられる。具体例としては、以下の方
法が挙げられる。
【0026】まずビオチン・シンテターゼをコードする
DNAを有する組み換えプラスミドを例えばクレビシエ
ラ・ニューモニエの野生株(例えばクレビシエラ・ニュ
ーモニエIFO12648株)の細胞にメリックとポス
トゲイトらの方法〔ジャーナル・オブ・ジェネラル・マ
イクロバイオロジー、133、2053−2057(1
987)〕により取り込ませ、薬剤耐性のコロニーを釣
菌分離することにより形質転換株を得る。かくすること
により本発明の微生物、即ちビオチン産生能を有するバ
チルス属微生物から採取したビオチン・シンテターゼを
コードするDNAを有する組み換えプラスミドでクレビ
シエラ属に属する微生物を形質転換した組み換え微生物
を得ることができる。
DNAを有する組み換えプラスミドを例えばクレビシエ
ラ・ニューモニエの野生株(例えばクレビシエラ・ニュ
ーモニエIFO12648株)の細胞にメリックとポス
トゲイトらの方法〔ジャーナル・オブ・ジェネラル・マ
イクロバイオロジー、133、2053−2057(1
987)〕により取り込ませ、薬剤耐性のコロニーを釣
菌分離することにより形質転換株を得る。かくすること
により本発明の微生物、即ちビオチン産生能を有するバ
チルス属微生物から採取したビオチン・シンテターゼを
コードするDNAを有する組み換えプラスミドでクレビ
シエラ属に属する微生物を形質転換した組み換え微生物
を得ることができる。
【0027】かくすることにより本発明の微生物、即ち
ビオチン・シンテターゼをコードするDNAを有する組
み換えベクターにより形質転換したクレビシエラ属に属
する微生物を得る事ができる。
ビオチン・シンテターゼをコードするDNAを有する組
み換えベクターにより形質転換したクレビシエラ属に属
する微生物を得る事ができる。
【0028】クレビシエラ属に属する形質転換微生物を
用いたビオチンの製造 上述のクレビシエラ属に属する形質転換微生物を以下の
方法で培養し、ビオチンを製造することができる。
用いたビオチンの製造 上述のクレビシエラ属に属する形質転換微生物を以下の
方法で培養し、ビオチンを製造することができる。
【0029】本発明において培養条件は、増殖させよう
とする微生物が増殖する限り、あるいはビオチンを産生
させようとする微生物がビオチンを産生する限り、特に
限定されない。例えば、培地は、炭素源、窒素源、無機
物を含有する合成培地、または天然培地のいずれでも使
用可能である。炭素源としては、グルコース、グリセリ
ン、フラクトース、シュークロース、マンノース、澱
粉、澱粉加水分解液、糖蜜などの炭水化物が使用でき
る。また窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウ
ム、燐酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモ
ニウムなどの各種の無機及び有機アンモニウム塩類、肉
エキス、酵母エキス、コーンステイープリカー、カゼイ
ン加水分解物、脱脂大豆粕やその消化物などの天然有機
窒素源などが使用可能である。天然有機窒素源の多くの
場合は、窒素源であるとともに炭素にもなりうる。さら
に無機物としては、燐酸二水素カリウム、燐酸水素二カ
リウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一
鉄、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、塩化マンガ
ン、モリブデン酸アンモニウム、塩化コバルト、硫酸な
どが使用できる。
とする微生物が増殖する限り、あるいはビオチンを産生
させようとする微生物がビオチンを産生する限り、特に
限定されない。例えば、培地は、炭素源、窒素源、無機
物を含有する合成培地、または天然培地のいずれでも使
用可能である。炭素源としては、グルコース、グリセリ
ン、フラクトース、シュークロース、マンノース、澱
粉、澱粉加水分解液、糖蜜などの炭水化物が使用でき
る。また窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウ
ム、燐酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモ
ニウムなどの各種の無機及び有機アンモニウム塩類、肉
エキス、酵母エキス、コーンステイープリカー、カゼイ
ン加水分解物、脱脂大豆粕やその消化物などの天然有機
窒素源などが使用可能である。天然有機窒素源の多くの
場合は、窒素源であるとともに炭素にもなりうる。さら
に無機物としては、燐酸二水素カリウム、燐酸水素二カ
リウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一
鉄、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、塩化マンガ
ン、モリブデン酸アンモニウム、塩化コバルト、硫酸な
どが使用できる。
【0030】更に培地のpHを6〜8に保つため炭酸カル
シウムを、或いは必要に応じアンモニア等を添加しても
よい。また、本発明においては、必要に応じて培地にデ
スチオビオチンを添加することができる。デスチオビオ
チンの添加量はとくに制限されず、形質転換株のビオチ
ン産生能に応じて適宜選択すればよい。
シウムを、或いは必要に応じアンモニア等を添加しても
よい。また、本発明においては、必要に応じて培地にデ
スチオビオチンを添加することができる。デスチオビオ
チンの添加量はとくに制限されず、形質転換株のビオチ
ン産生能に応じて適宜選択すればよい。
【0031】また、このような培地に、本発明の微生物
を接種し、振盪培養あるいは通気攪拌培養などの好気的
条件下、18〜37℃、好ましくは20〜35℃、さら
に好ましくは、25〜32℃で、2日以上、好ましくは
3日以上で培養することにより、培地中にビオチンを著
量蓄積させることができる。ときに、培養時間が長すぎ
ると、培地中のビオチン量が減少することがある。
を接種し、振盪培養あるいは通気攪拌培養などの好気的
条件下、18〜37℃、好ましくは20〜35℃、さら
に好ましくは、25〜32℃で、2日以上、好ましくは
3日以上で培養することにより、培地中にビオチンを著
量蓄積させることができる。ときに、培養時間が長すぎ
ると、培地中のビオチン量が減少することがある。
【0032】こうして培養した細胞あるいは培養液から
のビオチンの回収は特に限定されない。例えば、培養濾
液を活性炭に吸着させ、溶出させ、イオン交換樹脂で精
製すればよい。
のビオチンの回収は特に限定されない。例えば、培養濾
液を活性炭に吸着させ、溶出させ、イオン交換樹脂で精
製すればよい。
【0033】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。なお、実施例中、ビオチンの定量はラクト
バチルス・プランタラム(Lactobucillus
plantarum)による微生物定量法〔ビタミン学
実験法、II巻、486頁(日本ビタミン学会編、東京
化学同人、1985年)〕により定量した。
に説明する。なお、実施例中、ビオチンの定量はラクト
バチルス・プランタラム(Lactobucillus
plantarum)による微生物定量法〔ビタミン学
実験法、II巻、486頁(日本ビタミン学会編、東京
化学同人、1985年)〕により定量した。
【0034】(実施例1) (1)プラスミドの脱落 エシェリヒア・コリK3(pSB01)(FERM B
P−1099、特開昭63−44889号参照)からp
SB01を脱落させるため、この株をアクリジン・オレ
ンジを10μg/mlを含むLB培地に植菌し、37℃
で15時間振盪培養した。培養終了後、培養液を105
倍希釈した溶液100μlを、LB平板寒天培地に塗抹
し、37℃で24時間培養した。24時間培養後、出現
したコロニーをアンピシリンを50mg/l含むLB平
板寒天培地にレプリカし、37℃で15時間培養し、生
育しない株を選択した。15時間培養後、LB平板寒天
培地では生育するが、アンピシリンを含むLB平板寒天
培地では生育しない株エシェリヒア・コリK3−1を選
択した。
P−1099、特開昭63−44889号参照)からp
SB01を脱落させるため、この株をアクリジン・オレ
ンジを10μg/mlを含むLB培地に植菌し、37℃
で15時間振盪培養した。培養終了後、培養液を105
倍希釈した溶液100μlを、LB平板寒天培地に塗抹
し、37℃で24時間培養した。24時間培養後、出現
したコロニーをアンピシリンを50mg/l含むLB平
板寒天培地にレプリカし、37℃で15時間培養し、生
育しない株を選択した。15時間培養後、LB平板寒天
培地では生育するが、アンピシリンを含むLB平板寒天
培地では生育しない株エシェリヒア・コリK3−1を選
択した。
【0035】(2)pSB01の回収 エシェリヒア・コリK3(pSB01)(FERM B
P−1099)を用いてビルンボイム(Birunbo
im)とドーリー(Doly)の方法〔ヌクレイック・
アシド・リサーチ(Nucleic Acid Res
earch)、7、1513(1979)〕の方法で全
鎖長約12.5kbのプラスミドpSB01を回収し
た。プラスミドpSB01はバチルス属に属する微生物
のビオチン・シンテターゼをコードするDNAを有する
プラスミドである。その制限エンドヌクレアーゼ切断地
図を図1に示す。
P−1099)を用いてビルンボイム(Birunbo
im)とドーリー(Doly)の方法〔ヌクレイック・
アシド・リサーチ(Nucleic Acid Res
earch)、7、1513(1979)〕の方法で全
鎖長約12.5kbのプラスミドpSB01を回収し
た。プラスミドpSB01はバチルス属に属する微生物
のビオチン・シンテターゼをコードするDNAを有する
プラスミドである。その制限エンドヌクレアーゼ切断地
図を図1に示す。
【0036】(実施例2) ハイブリッドプラスミドp
SB03の構築と解析 (1)ハイブリッドプラスミドの構築 実施例1の(2)で得たpSB01プラスミドDNA1
μgを制限エンドヌクレアーゼEcoRIで完全に分解
し、得られた3種のDNA断片の混合物1μgを10m
M MgCl2 、1mM ATPおよび10mMデチオ
スレイトールpH7.4の50mMトリス−塩酸中でT
4DNAリガーゼ3単位と共に混合し、4℃で一晩反応
させることにより再結合を行った。
SB03の構築と解析 (1)ハイブリッドプラスミドの構築 実施例1の(2)で得たpSB01プラスミドDNA1
μgを制限エンドヌクレアーゼEcoRIで完全に分解
し、得られた3種のDNA断片の混合物1μgを10m
M MgCl2 、1mM ATPおよび10mMデチオ
スレイトールpH7.4の50mMトリス−塩酸中でT
4DNAリガーゼ3単位と共に混合し、4℃で一晩反応
させることにより再結合を行った。
【0037】(2)ビオチン要求性大腸菌の形質転換と
ビオチン産生能を有する形質転換微生物の選択 実施例1の(1)で得たエシェリヒア・コリK3−1を
100mlのLB培地中37℃で2時間半振盪培養し、
対数増殖期に菌体を遠心分離により集めた。この菌体を
クシュナー(Kushner)の方法〔ジェネティック
・エンジニアリング(Genetic Enginee
ring)p.17、1978年〕により許容細胞とし
た。
ビオチン産生能を有する形質転換微生物の選択 実施例1の(1)で得たエシェリヒア・コリK3−1を
100mlのLB培地中37℃で2時間半振盪培養し、
対数増殖期に菌体を遠心分離により集めた。この菌体を
クシュナー(Kushner)の方法〔ジェネティック
・エンジニアリング(Genetic Enginee
ring)p.17、1978年〕により許容細胞とし
た。
【0038】次に(1)で得たT4DNAリガーゼによ
る反応混合物0.1μgを上記許容細胞懸濁液0.2m
lに加えて0℃で30分間静置培養した。43.5℃で
30秒間保った後、LB培地1.8mlを加えて37℃
で1時間培養した。これを遠心分離して集菌した。この
菌体を0.85%NaCl水溶液で2回洗浄した後、
0.85%NaCl水溶液1mlに懸濁した。次に菌体
懸濁液0.1mlを50μg/mlアンピシリンを含む
CA培地[グリセリン2%、カザミノ酸(ビタミンフリ
ー)1%、K2HPO4 0.2%、KH2PO4 0.1
%、MgSO4・7H2O 0.005%、FeSO4・
7H2O 0.001%、MnSO4・4〜6H2O
0.001%、チアミン塩酸塩0.00001%]の
1.5%寒天培地に塗抹し、37℃にて二晩培養した。
生じたコロニーはアンピシリン耐性、ビオチン非要求性
であり、かくして目的とするビオチンの生合成に関与す
る遺伝情報を担うDNAを組み込んだハイブリッドプラ
スミドによる形質転換株を得た。 $(3)ハイブリッドプラスミドpSB03の解析 実施例2の(2)で得られた形質転換株を50μg/m
lアンピシリンを含むCA培地5ml中で一晩振盪培養
して遠心分離で集菌後、ビルンボイムとドーリーの方法
によりハイブリッドプラスミドDNAを抽出した。抽出
したプラスミドDNAのうち最小のものは、全鎖長約
8.8kbであり、pSB01プラスミドDNAから約
3.7kbのEcoRI切断断片が欠落したものであっ
た。このハイブリッドプラスミドをpSB03と命名
し、その制限エンドヌクレアーゼ切断地図を図2に示
す。
る反応混合物0.1μgを上記許容細胞懸濁液0.2m
lに加えて0℃で30分間静置培養した。43.5℃で
30秒間保った後、LB培地1.8mlを加えて37℃
で1時間培養した。これを遠心分離して集菌した。この
菌体を0.85%NaCl水溶液で2回洗浄した後、
0.85%NaCl水溶液1mlに懸濁した。次に菌体
懸濁液0.1mlを50μg/mlアンピシリンを含む
CA培地[グリセリン2%、カザミノ酸(ビタミンフリ
ー)1%、K2HPO4 0.2%、KH2PO4 0.1
%、MgSO4・7H2O 0.005%、FeSO4・
7H2O 0.001%、MnSO4・4〜6H2O
0.001%、チアミン塩酸塩0.00001%]の
1.5%寒天培地に塗抹し、37℃にて二晩培養した。
生じたコロニーはアンピシリン耐性、ビオチン非要求性
であり、かくして目的とするビオチンの生合成に関与す
る遺伝情報を担うDNAを組み込んだハイブリッドプラ
スミドによる形質転換株を得た。 $(3)ハイブリッドプラスミドpSB03の解析 実施例2の(2)で得られた形質転換株を50μg/m
lアンピシリンを含むCA培地5ml中で一晩振盪培養
して遠心分離で集菌後、ビルンボイムとドーリーの方法
によりハイブリッドプラスミドDNAを抽出した。抽出
したプラスミドDNAのうち最小のものは、全鎖長約
8.8kbであり、pSB01プラスミドDNAから約
3.7kbのEcoRI切断断片が欠落したものであっ
た。このハイブリッドプラスミドをpSB03と命名
し、その制限エンドヌクレアーゼ切断地図を図2に示
す。
【0039】(実施例3) ハイブリッドプラスミドp
SB103の構築と解析 (1)ハイブリッドプラスミドpSB103の構築 実施例2で得たpSB03プラスミドDNA3μgを制
限エンドヌクレアーゼHindIIIで完全に分解し
た。これとは別にpUC9 1μgを制限エンドヌクレ
アーゼHindIIIで完全に分解した。次いでpSB
03を切断して得られた3種のDNA断片の混合物(1
μg)と開裂されたpUC9(1μg)を10mM M
gCl2 、1mM ATPおよび10mMデチオスレイ
トールを含むpH7.4の50mMトリス−塩酸中でT
4DNAリガーゼ3単位と共に混合し反応混合物を調製
した。これを各々4℃で一晩反応させることによってハ
イブリッドプラスミドを得た。
SB103の構築と解析 (1)ハイブリッドプラスミドpSB103の構築 実施例2で得たpSB03プラスミドDNA3μgを制
限エンドヌクレアーゼHindIIIで完全に分解し
た。これとは別にpUC9 1μgを制限エンドヌクレ
アーゼHindIIIで完全に分解した。次いでpSB
03を切断して得られた3種のDNA断片の混合物(1
μg)と開裂されたpUC9(1μg)を10mM M
gCl2 、1mM ATPおよび10mMデチオスレイ
トールを含むpH7.4の50mMトリス−塩酸中でT
4DNAリガーゼ3単位と共に混合し反応混合物を調製
した。これを各々4℃で一晩反応させることによってハ
イブリッドプラスミドを得た。
【0040】(2)ビオチン要求性大腸菌の形質転換 上記実施例3の(1)の反応混合物1μgを用いること
以外は実施例2の(2)と同様にしてハイブリッドプラ
スミドによる形質転換株を得た。
以外は実施例2の(2)と同様にしてハイブリッドプラ
スミドによる形質転換株を得た。
【0041】(3)ハイブリッドプラスミドpSB10
3の解析 実施例3の(2)で得られた形質転換株を50μg/m
lアンピシリンを含むCA培地5ml中で一晩振盪培養
して遠心分離で集菌後、前述のビルンボイムとドーリー
の方法によりハイブリッドプラスミドDNAを抽出し
た。抽出したプラスミドDNAのうち最小のものは、全
鎖長約6.2kbであった。このプラスミドはpSB0
3プラスミドDNAの約2.0kbのHindIII切
断断片が挿入されたものでありpSB103と命名し
た。
3の解析 実施例3の(2)で得られた形質転換株を50μg/m
lアンピシリンを含むCA培地5ml中で一晩振盪培養
して遠心分離で集菌後、前述のビルンボイムとドーリー
の方法によりハイブリッドプラスミドDNAを抽出し
た。抽出したプラスミドDNAのうち最小のものは、全
鎖長約6.2kbであった。このプラスミドはpSB0
3プラスミドDNAの約2.0kbのHindIII切
断断片が挿入されたものでありpSB103と命名し
た。
【0042】この挿入断片中に含まれるバチルス・スフ
ェリカスIFO03525由来のDNA断片はMboI
からHindIIIまでの約1.5kbであり、その詳
細な制限エンドヌクレアーゼ切断地図は図3に示すとお
りである。
ェリカスIFO03525由来のDNA断片はMboI
からHindIIIまでの約1.5kbであり、その詳
細な制限エンドヌクレアーゼ切断地図は図3に示すとお
りである。
【0043】(実施例4) ハイブリッドプラスミドp
SB301の構築(図4参照) Trpオペロンのプロモーターオペロン領域にビオチン
・シンテターゼ遺伝子を直結するために以下の操作を行
った。pSB103を制限エンドヌクレアーゼMaeI
で完全分解せしめた後、分解したDNA断片(2.0μ
g)を30mM酢酸ナトリウム(pH4.5)、250
mM NaCl、1mM ZnSO4、5%グリセロー
ル中でS1ヌクレアーゼ1単位と混合し、37℃、30
分間反応させることによってDNA断片の両末端を平滑
にした。次いで反応物をアガロースゲル電気泳動にか
け、約2.1kbのDNA断片を回収した。
SB301の構築(図4参照) Trpオペロンのプロモーターオペロン領域にビオチン
・シンテターゼ遺伝子を直結するために以下の操作を行
った。pSB103を制限エンドヌクレアーゼMaeI
で完全分解せしめた後、分解したDNA断片(2.0μ
g)を30mM酢酸ナトリウム(pH4.5)、250
mM NaCl、1mM ZnSO4、5%グリセロー
ル中でS1ヌクレアーゼ1単位と混合し、37℃、30
分間反応させることによってDNA断片の両末端を平滑
にした。次いで反応物をアガロースゲル電気泳動にか
け、約2.1kbのDNA断片を回収した。
【0044】一方Trpオペロンのプロモーターオペレ
ーターを含み、アンピシリン耐性をマーカーとしてもつ
pDR720(ファルマシア社製)を制限エンドヌクレ
アーゼSmaIで完全分解せしめたの後、アルカリホス
ファターゼで処理した。
ーターを含み、アンピシリン耐性をマーカーとしてもつ
pDR720(ファルマシア社製)を制限エンドヌクレ
アーゼSmaIで完全分解せしめたの後、アルカリホス
ファターゼで処理した。
【0045】アガロースゲルより回収した約2.1kb
のDNA断片(0.1μg)と開裂されたpDR720
(0.1μg)を10mM MgCl2、1mM AT
Pおよび10mMデチオスレイトールを含むpH7.4
の50mMトリス−塩酸中でT4DNAリガーゼ2単位
と共に混合し、15℃で4時間反応させることによって
ハイブリッドプラスミドを含む反応混合物を得た。
のDNA断片(0.1μg)と開裂されたpDR720
(0.1μg)を10mM MgCl2、1mM AT
Pおよび10mMデチオスレイトールを含むpH7.4
の50mMトリス−塩酸中でT4DNAリガーゼ2単位
と共に混合し、15℃で4時間反応させることによって
ハイブリッドプラスミドを含む反応混合物を得た。
【0046】この反応混合物0.2μgを用いること以
外は実施例2の(2)と同様にしてハイブリッドプラス
ミドによる形質転換株を得た。
外は実施例2の(2)と同様にしてハイブリッドプラス
ミドによる形質転換株を得た。
【0047】得られた形質転換株を50μg/mlアン
ピシリンを含むLB培地3ml中で一晩培養して遠心分
離で集菌後、ビルンボイムとドーリーの方法によりハイ
ブリッドプラスミドDNAを抽出した。抽出したプラス
ミドDNAのうち最小のものは全鎖長約6.1kbであ
った。このプラスミドはTrpプロモーターの転写開示
部位の約70塩基下流からバチルス・スフェリカス由来
のビオチン合成酵素遺伝子の翻訳開始コドンGTGが始
まっていた。これをpSB301と命名した。
ピシリンを含むLB培地3ml中で一晩培養して遠心分
離で集菌後、ビルンボイムとドーリーの方法によりハイ
ブリッドプラスミドDNAを抽出した。抽出したプラス
ミドDNAのうち最小のものは全鎖長約6.1kbであ
った。このプラスミドはTrpプロモーターの転写開示
部位の約70塩基下流からバチルス・スフェリカス由来
のビオチン合成酵素遺伝子の翻訳開始コドンGTGが始
まっていた。これをpSB301と命名した。
【0048】(実施例5) ビオチン生合成に関与する
遺伝子を導入したプラスミドにより形質転換したクレビ
シエラ属に属する微生物の取得 ビオチン産生能を有するバチルス属細菌由来のビオチン
・シンテターゼをコードしたDNAを組み込んだ組換え
プラスミドpSB301(特開昭62−275684
号)のDNAとクレビシエラ・ニューモニエIFO33
17とを用い、メリックとポストゲイトの方法によりア
ンピシリン耐性で形質転換株を得た。即ち、クレビシエ
ラ・ニューモニエIFO3317株をLB培地(バクト
トリプトン10g、バクトイーストイクストラクト5
g、NaCl10gを純水に溶かし1リットル、pH
7.5にし、滅菌したもの)で28℃で15時間前培養
した培養液50μlを直ちにLB培地5mlに加え、3
2℃で3時間振盪培養した。この菌体培養液5mlを1
600×Gで10分間遠心して集菌した。この菌体を5
0mM CaCl2溶液2.5mlに懸濁し、0℃で1
0分間静置した後再度1600×Gで10分間遠心分離
により集菌した。得られた菌体を50mM CaCl2
溶液0.4mlに懸濁し、0℃で10分間静置してコン
ピテント細胞とした。このコンピテント細胞懸濁液0.
2mlにビオチン・シンテターゼ発現プラスミドpSB
301 1μgを加えて0℃で10分間静置する。次に
液体窒素中で1分間冷凍した後、直ちに32℃で解凍さ
せ、DNAを細胞内に取り込ませた。次にLB培地5m
lを加えて、32℃で2時間振盪培養を行い、この培養
液をアンピシリン500mg/lを含むLB平板寒天培
地に塗末し28℃で24時間培養後、生育して来たコロ
ニーを釣菌分離することにより形質転換株クレビシエラ
・ニューモニエIFO3317(pSB301)を得
た。この形質転換株の含有するプラスミドDNAがpS
B301である事を制限エンドヌクレアーゼの切断部位
を利用する方法で確認した。
遺伝子を導入したプラスミドにより形質転換したクレビ
シエラ属に属する微生物の取得 ビオチン産生能を有するバチルス属細菌由来のビオチン
・シンテターゼをコードしたDNAを組み込んだ組換え
プラスミドpSB301(特開昭62−275684
号)のDNAとクレビシエラ・ニューモニエIFO33
17とを用い、メリックとポストゲイトの方法によりア
ンピシリン耐性で形質転換株を得た。即ち、クレビシエ
ラ・ニューモニエIFO3317株をLB培地(バクト
トリプトン10g、バクトイーストイクストラクト5
g、NaCl10gを純水に溶かし1リットル、pH
7.5にし、滅菌したもの)で28℃で15時間前培養
した培養液50μlを直ちにLB培地5mlに加え、3
2℃で3時間振盪培養した。この菌体培養液5mlを1
600×Gで10分間遠心して集菌した。この菌体を5
0mM CaCl2溶液2.5mlに懸濁し、0℃で1
0分間静置した後再度1600×Gで10分間遠心分離
により集菌した。得られた菌体を50mM CaCl2
溶液0.4mlに懸濁し、0℃で10分間静置してコン
ピテント細胞とした。このコンピテント細胞懸濁液0.
2mlにビオチン・シンテターゼ発現プラスミドpSB
301 1μgを加えて0℃で10分間静置する。次に
液体窒素中で1分間冷凍した後、直ちに32℃で解凍さ
せ、DNAを細胞内に取り込ませた。次にLB培地5m
lを加えて、32℃で2時間振盪培養を行い、この培養
液をアンピシリン500mg/lを含むLB平板寒天培
地に塗末し28℃で24時間培養後、生育して来たコロ
ニーを釣菌分離することにより形質転換株クレビシエラ
・ニューモニエIFO3317(pSB301)を得
た。この形質転換株の含有するプラスミドDNAがpS
B301である事を制限エンドヌクレアーゼの切断部位
を利用する方法で確認した。
【0049】(実施例6)ビオチンの製造 実施例1で得られたクレビシエラ・ニューモニエIFO
3317(pSB301)、並びに、対照株としてクレ
ビシエラ・ニューモニエIFO3317をそれぞれアン
ピシリン100mg/lを含有するLB培地に接種し、
28℃で一夜前培養を行った。アンピシリン100mg
/lとDTB750μg/mlを添加した醗酵培地(シ
ョ糖10%、尿素1%、K2HPO4 0.1%、MgS
O4・7H2O 0.1%、FeSO4・7H2O 0.0
1%、CaCO3 1%、pH7.0、特公平2−27
980号記載)を滅菌したもの2mlに、前培養液0.
1mlをそれぞれ植菌し、28℃で120時間振盪培養
した。また、同時に実施例1で得られたクレビシエラ・
ニューモニエIFO3317(pSB301)を同培地
中で培養し、培養開始から8時間後の培養液にインドー
ルアクリル酸を最終濃度20μg/mlになる様に添加
し、pSB301のトリプトファン・プロモーターの誘
導を行った。それぞれの培養開始から120時間培養後
のビオチン生成蓄積量は表1の通りである。
3317(pSB301)、並びに、対照株としてクレ
ビシエラ・ニューモニエIFO3317をそれぞれアン
ピシリン100mg/lを含有するLB培地に接種し、
28℃で一夜前培養を行った。アンピシリン100mg
/lとDTB750μg/mlを添加した醗酵培地(シ
ョ糖10%、尿素1%、K2HPO4 0.1%、MgS
O4・7H2O 0.1%、FeSO4・7H2O 0.0
1%、CaCO3 1%、pH7.0、特公平2−27
980号記載)を滅菌したもの2mlに、前培養液0.
1mlをそれぞれ植菌し、28℃で120時間振盪培養
した。また、同時に実施例1で得られたクレビシエラ・
ニューモニエIFO3317(pSB301)を同培地
中で培養し、培養開始から8時間後の培養液にインドー
ルアクリル酸を最終濃度20μg/mlになる様に添加
し、pSB301のトリプトファン・プロモーターの誘
導を行った。それぞれの培養開始から120時間培養後
のビオチン生成蓄積量は表1の通りである。
【0050】
【表1】
【0051】比較例1 シトロバクター・フレウンディー(Citrobact
er freundii)IFO13544にプラスミ
ドpSB301を導入せしめたIFO13544(pS
B301)、エンテロバクター・クロアクエ(Ente
robacter cloacea)IFO12935
にプラスミドpSB301を導入せしめたIFO123
95(pSB301)、エンテロバクター(Enter
obacter aerogenes)エアロゲネIF
O12010にプラスミドpSB301を導入せしめた
IFO12010(pSB301)を用いて、IAAを
添加した実施例2に記載の方法でDTBからゼオチンを
産生せしめ、さらにエシェリヒア・コリMC169にプ
ラスミドpSB301を導入せしめたエシェリヒア・コ
リMC169(pSB301)を50μg/mlのアン
ピシリンと500μg/mlのDTBを含むPC培地
(グリセリン2%、プロテオースペプトン5%、カザミ
ノ酸2%、K2HPO4 1%、KCl 0.05%、M
gSO4・7H2 O 0.05%、MnSO4・4〜6H2
O 0.001%、FeSO4・7H2O0.001%、
pH7.0)の1.2倍濃度培地3mlに植菌し、37
℃で1時間振盪培養後、Trpプロモーターを誘導する
ために、インドールアクリル酸を16.7μg/mlと
なるように添加し、さらに37℃で1晩振盪培養した。
er freundii)IFO13544にプラスミ
ドpSB301を導入せしめたIFO13544(pS
B301)、エンテロバクター・クロアクエ(Ente
robacter cloacea)IFO12935
にプラスミドpSB301を導入せしめたIFO123
95(pSB301)、エンテロバクター(Enter
obacter aerogenes)エアロゲネIF
O12010にプラスミドpSB301を導入せしめた
IFO12010(pSB301)を用いて、IAAを
添加した実施例2に記載の方法でDTBからゼオチンを
産生せしめ、さらにエシェリヒア・コリMC169にプ
ラスミドpSB301を導入せしめたエシェリヒア・コ
リMC169(pSB301)を50μg/mlのアン
ピシリンと500μg/mlのDTBを含むPC培地
(グリセリン2%、プロテオースペプトン5%、カザミ
ノ酸2%、K2HPO4 1%、KCl 0.05%、M
gSO4・7H2 O 0.05%、MnSO4・4〜6H2
O 0.001%、FeSO4・7H2O0.001%、
pH7.0)の1.2倍濃度培地3mlに植菌し、37
℃で1時間振盪培養後、Trpプロモーターを誘導する
ために、インドールアクリル酸を16.7μg/mlと
なるように添加し、さらに37℃で1晩振盪培養した。
【0052】それぞれの菌株のビオチン産生量は表2に
示す。
示す。
【0053】
【表2】
【0054】
【発明の効果】かくして本発明によれば、ビオチン産生
能を有するバチルス属微生物由来のビオチン・シンテタ
ーゼをコードするDNAを有する組み換えベクターによ
りクレビシエラ属に属する微生物に形質転換せしめるこ
とにより、デスチオビオチンからビオチンへの産生能に
優れた微生物を得ることができ、さらにそれら該微生物
を培養して効率よくビオチンを製造する方法が提供され
ることになる。
能を有するバチルス属微生物由来のビオチン・シンテタ
ーゼをコードするDNAを有する組み換えベクターによ
りクレビシエラ属に属する微生物に形質転換せしめるこ
とにより、デスチオビオチンからビオチンへの産生能に
優れた微生物を得ることができ、さらにそれら該微生物
を培養して効率よくビオチンを製造する方法が提供され
ることになる。
【0055】
【図面の簡単な説明】
【図1】pSB01プラスミドDNAの制限エンドヌク
レアーゼ切断地図である。
レアーゼ切断地図である。
【図2】pSB03プラスミドDNAの制限エンドヌク
レアーゼ切断地図である。
レアーゼ切断地図である。
【図3】バチルス属微生物由来のビオチン・シンテター
ゼDNAの制限エンドヌクレアーゼ切断地図である。
ゼDNAの制限エンドヌクレアーゼ切断地図である。
【図4】pSB301プラスミドDNAの調製方法であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C12R 1:22) (C12P 17/18 C12R 1:22)
Claims (2)
- 【請求項1】 バチルス(Bacillus)属に属す
る微生物のデスチオビオチンをビオチンに変換する反応
に関与する酵素をコードするDNAを有する組み換えベ
クターで形質転換したクレビシエラ(Klebsiel
la)属に属する微生物。 - 【請求項2】 請求項1記載の微生物を好気的条件下で
培養した後、培地からビオチンを回収することを特徴と
したビオチンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3108203A JPH06339371A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | クレビシエラ属に属する形質転換微生物及びそれを用いたビオチンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3108203A JPH06339371A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | クレビシエラ属に属する形質転換微生物及びそれを用いたビオチンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06339371A true JPH06339371A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=14478637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3108203A Pending JPH06339371A (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | クレビシエラ属に属する形質転換微生物及びそれを用いたビオチンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06339371A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0806479A1 (en) * | 1996-05-06 | 1997-11-12 | F. Hoffmann-La Roche Ag | Fermentative production of biotin |
-
1991
- 1991-04-15 JP JP3108203A patent/JPH06339371A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0806479A1 (en) * | 1996-05-06 | 1997-11-12 | F. Hoffmann-La Roche Ag | Fermentative production of biotin |
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