JPH0654683A - グリホセート耐性5−エノールピルビル−3−ホスホシキメートシンセターゼ及びその製造方法 - Google Patents
グリホセート耐性5−エノールピルビル−3−ホスホシキメートシンセターゼ及びその製造方法Info
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- JPH0654683A JPH0654683A JP5121384A JP12138493A JPH0654683A JP H0654683 A JPH0654683 A JP H0654683A JP 5121384 A JP5121384 A JP 5121384A JP 12138493 A JP12138493 A JP 12138493A JP H0654683 A JPH0654683 A JP H0654683A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 グリホセート耐性5−エノールピルビル−3
−ホスホシキメートシンセターゼ及びその製造方法を提
供する。 【構成】 グリホセート耐性5−エノールピルビル−3
−ホスホシキメートシンセターゼの製造方法において、
該酵素を生産することができるサルモネラ(Salmo
nella)又は大腸菌(Escherichia c
oli)を適当な栄養培地に増殖せしめ、そして該細菌
の細胞からグリホセート耐性5−エノールピルビル−3
−ホスホシキメートシンセターゼを分離することを含ん
で成る方法。
−ホスホシキメートシンセターゼ及びその製造方法を提
供する。 【構成】 グリホセート耐性5−エノールピルビル−3
−ホスホシキメートシンセターゼの製造方法において、
該酵素を生産することができるサルモネラ(Salmo
nella)又は大腸菌(Escherichia c
oli)を適当な栄養培地に増殖せしめ、そして該細菌
の細胞からグリホセート耐性5−エノールピルビル−3
−ホスホシキメートシンセターゼを分離することを含ん
で成る方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】雑種DNA技法は、強化された又
は独特の性質を有する広範囲の種類の新規化合物を製造
するための新しい機会を提供する。細胞の生命は、細胞
にエネルギーを与えそして細胞の生存に必須の成分を生
産する酵素反応の逐行能力に依存する。多くの細胞が相
対的に接近して共存する場合、ある細胞群を他の細胞群
に対して選択できることがしばしば有利である。この選
択方法は、雑種DNA技法において形質転換体及び形質
導入体を選択する場合に広く使用される。
は独特の性質を有する広範囲の種類の新規化合物を製造
するための新しい機会を提供する。細胞の生命は、細胞
にエネルギーを与えそして細胞の生存に必須の成分を生
産する酵素反応の逐行能力に依存する。多くの細胞が相
対的に接近して共存する場合、ある細胞群を他の細胞群
に対して選択できることがしばしば有利である。この選
択方法は、雑種DNA技法において形質転換体及び形質
導入体を選択する場合に広く使用される。
【0002】多くの場合に、抗生物質耐性が、1又は複
数の構造遺伝子と共に細胞に導入するマーカーとして使
用されてきた。一群の細胞が好ましくない場合に、細胞
を選択することが有利な状況がそのほかに多く存在す
る。このような範疇に含まれる場合として、腫瘍細胞を
選択的に破壊することが望まれる発癌に係る多くの状
況、雑草に対して作物を選択することが望まれる除草剤
の使用の場合、及び宿主に対する影響を最小にしながら
侵入する微生物を破壊することが望まれる病原体に対す
る療法の場合を挙げることができる。
数の構造遺伝子と共に細胞に導入するマーカーとして使
用されてきた。一群の細胞が好ましくない場合に、細胞
を選択することが有利な状況がそのほかに多く存在す
る。このような範疇に含まれる場合として、腫瘍細胞を
選択的に破壊することが望まれる発癌に係る多くの状
況、雑草に対して作物を選択することが望まれる除草剤
の使用の場合、及び宿主に対する影響を最小にしながら
侵入する微生物を破壊することが望まれる病原体に対す
る療法の場合を挙げることができる。
【0003】殺生物剤に対する強化された耐性を発現す
ることができる形でDNAを導入する機会があれば、殺
生物剤又は制生物剤による多くの害作用に対して宿主を
保護しながらより多量の殺生物剤を使用することが可能
となる。殺生物剤に対して非感受性の酵素又は殺生物剤
を破壊することができる酵素の生産によって保護が行わ
れる前記のごとき状況においては、変異を受けた遺伝子
が多くの有用な性質を有する新しい生成物を提供する。
酵素は、特に診断測定における標識として、生成物の製
造のために、基質及び阻害剤の測定において、精製、並
びにその他のために使用され得る。酵素の特異性を変化
せしめることが可能であることにより、そうでなければ
その酵素が行うことができない反応を触媒することが可
能となり、酵素の活性が強化され、あるいは酵素の選択
性が強化される。
ることができる形でDNAを導入する機会があれば、殺
生物剤又は制生物剤による多くの害作用に対して宿主を
保護しながらより多量の殺生物剤を使用することが可能
となる。殺生物剤に対して非感受性の酵素又は殺生物剤
を破壊することができる酵素の生産によって保護が行わ
れる前記のごとき状況においては、変異を受けた遺伝子
が多くの有用な性質を有する新しい生成物を提供する。
酵素は、特に診断測定における標識として、生成物の製
造のために、基質及び阻害剤の測定において、精製、並
びにその他のために使用され得る。酵素の特異性を変化
せしめることが可能であることにより、そうでなければ
その酵素が行うことができない反応を触媒することが可
能となり、酵素の活性が強化され、あるいは酵素の選択
性が強化される。
【0004】
【従来の技術】ホランダー(Hollander )及びアマーハ
イム(Amrheim ),Plant Physiol(1980)66:823
〜829 ;アマーハイム等、前記(1980)66:830 〜834
;及びスタインルケン(Steinruecken)及びアマーハ
イム(Amrheim ),Biochem Biophys Res. Comm.
(1980) 94 ;1207〜1212は、グリホセート(glyph
osate)の標的部位の生化学的特徴を報告してい
る。この部位は、芳香族アミノ酸の前駆体を生成するた
めの、植物及び動物に存在するシキミ酸経路の一段階と
して同定された。
イム(Amrheim ),Plant Physiol(1980)66:823
〜829 ;アマーハイム等、前記(1980)66:830 〜834
;及びスタインルケン(Steinruecken)及びアマーハ
イム(Amrheim ),Biochem Biophys Res. Comm.
(1980) 94 ;1207〜1212は、グリホセート(glyph
osate)の標的部位の生化学的特徴を報告してい
る。この部位は、芳香族アミノ酸の前駆体を生成するた
めの、植物及び動物に存在するシキミ酸経路の一段階と
して同定された。
【0005】
【発明の概要】シキミ酸経路における酵素を発現するた
めに使用することができる新規なDNAを用いての、グ
リホセートに対する細胞性宿主の保護において使用する
ことができる酵素の製造方法が提供される。
めに使用することができる新規なDNAを用いての、グ
リホセートに対する細胞性宿主の保護において使用する
ことができる酵素の製造方法が提供される。
【0006】
【具体的な説明】この発明に従えば、シキミ酸代謝経路
におけるグリホセート耐性酵素、特に、ホスホエノール
ピルビン酸及び5−ホスホシキミ酸の5−エノールピル
ビル−3−ホスホシキミ酸への転換を触媒する酵素を発
現するDNA配列が提供される。この酵素は5−エノー
ル−ピルビル−3−ホスホシキメート シンセターゼ
(EC:2,5,1,19)(以後ES−3−P シン
セターゼと称する)である。この構造遺伝子は、グリホ
セート(glyphosate)〔N−ホスホノメチル
グリシン(N−phosphonomethyl gl
ycine)〕に強い耐性を有する酵素を発現する。
におけるグリホセート耐性酵素、特に、ホスホエノール
ピルビン酸及び5−ホスホシキミ酸の5−エノールピル
ビル−3−ホスホシキミ酸への転換を触媒する酵素を発
現するDNA配列が提供される。この酵素は5−エノー
ル−ピルビル−3−ホスホシキメート シンセターゼ
(EC:2,5,1,19)(以後ES−3−P シン
セターゼと称する)である。この構造遺伝子は、グリホ
セート(glyphosate)〔N−ホスホノメチル
グリシン(N−phosphonomethyl gl
ycine)〕に強い耐性を有する酵素を発現する。
【0007】この酵素は有意量のグリホセートの存在下
で活性であり、そしてこの構造遺伝子が発現し得るグリ
ホセート感受性細胞にグリホセート耐性を付与する。グ
リホセート耐性ES−3−Pシンセターゼの発現のため
の構造遺伝子配列を含有するDNA構成が提供され、こ
のDNA構成は、その構成及び宿主の性質に応じて、種
々の方法で種々の宿主に導入することができ、そしてエ
ピゾーム要素として又は宿主染色体に一体化されて存在
することができよう。
で活性であり、そしてこの構造遺伝子が発現し得るグリ
ホセート感受性細胞にグリホセート耐性を付与する。グ
リホセート耐性ES−3−Pシンセターゼの発現のため
の構造遺伝子配列を含有するDNA構成が提供され、こ
のDNA構成は、その構成及び宿主の性質に応じて、種
々の方法で種々の宿主に導入することができ、そしてエ
ピゾーム要素として又は宿主染色体に一体化されて存在
することができよう。
【0008】グリホセート耐性ES−3−Pシンセター
ゼを供する構造遺伝子は、グリホセート感受性宿主のa
roA遺伝子における変異として得られる。宿主を、物
理的又は化学的な種々の方法で変異処理することがで
き、そして変異体がそのグリホセート耐性により選択さ
れる。さらに、変異体は、aroAに同時形質導入(c
otransduction)することによりaroA
栄養要求株を原栄養株に変えることによっても選択され
よう。
ゼを供する構造遺伝子は、グリホセート感受性宿主のa
roA遺伝子における変異として得られる。宿主を、物
理的又は化学的な種々の方法で変異処理することがで
き、そして変異体がそのグリホセート耐性により選択さ
れる。さらに、変異体は、aroAに同時形質導入(c
otransduction)することによりaroA
栄養要求株を原栄養株に変えることによっても選択され
よう。
【0009】変異処理されたグリホセート耐性宿主は、
再度変異処理され、そしてさらに高レベルのグリホセー
ト耐性において、さらに同時形質導入によりaroA-
宿主をaroA+ に変化せしめる可能性において選択さ
れる。次に、こうして得られたグリホセート耐性宿主は
ゲノムバンクを調製するのに使用され、この場合、損傷
を受けていない構造遺伝子は25kb又はこれより小さい
断片上に得られるであろう。まず、ゲノムバンクを適当
な宿主に導入し、グリホセート耐性を選択し、エピゾー
ム要素からゲノム断片を切り取り、さらに遺伝子操作す
るために、ES−3−Pシンセターゼの無傷の構造遺伝
子を含有する約5.5kbより小さい断片を得る。
再度変異処理され、そしてさらに高レベルのグリホセー
ト耐性において、さらに同時形質導入によりaroA-
宿主をaroA+ に変化せしめる可能性において選択さ
れる。次に、こうして得られたグリホセート耐性宿主は
ゲノムバンクを調製するのに使用され、この場合、損傷
を受けていない構造遺伝子は25kb又はこれより小さい
断片上に得られるであろう。まず、ゲノムバンクを適当
な宿主に導入し、グリホセート耐性を選択し、エピゾー
ム要素からゲノム断片を切り取り、さらに遺伝子操作す
るために、ES−3−Pシンセターゼの無傷の構造遺伝
子を含有する約5.5kbより小さい断片を得る。
【0010】一たん断片を分離し、次にこの断片又は断
片の部分を、グリホセート耐性ES−3−Pシンセター
ゼを供する構造遺伝子を選択するためのプローブとして
使用することができる。問題の構造遺伝子は約5kbより
小さい断片、好ましくは約2kbより小さい断片上に存在
し、そしてaroA構造遺伝子の少なくとも一部分、通
常は完全なaroA構造遺伝子を含有するであろう。
片の部分を、グリホセート耐性ES−3−Pシンセター
ゼを供する構造遺伝子を選択するためのプローブとして
使用することができる。問題の構造遺伝子は約5kbより
小さい断片、好ましくは約2kbより小さい断片上に存在
し、そしてaroA構造遺伝子の少なくとも一部分、通
常は完全なaroA構造遺伝子を含有するであろう。
【0011】断片は広範囲のaroA変異を補完(co
mplement)し、原栄養株をaroA栄養要求株
に変化せしめるであろう。DNA配列は原核生物及び真
核生物のいずれからも得られよう。代表的な原核生物及
び真核生物には細菌、例えばサルモネラ(Salmon
ella)及びエッセリシア(Escherichi
a)、糸状菌、例えばアスペルギルス(Aspergi
llus)、並びに酵母、植物、藻類、例えば緑藻類及
び緑−青藻類等、特にグリホセート感受性細胞が含まれ
る。
mplement)し、原栄養株をaroA栄養要求株
に変化せしめるであろう。DNA配列は原核生物及び真
核生物のいずれからも得られよう。代表的な原核生物及
び真核生物には細菌、例えばサルモネラ(Salmon
ella)及びエッセリシア(Escherichi
a)、糸状菌、例えばアスペルギルス(Aspergi
llus)、並びに酵母、植物、藻類、例えば緑藻類及
び緑−青藻類等、特にグリホセート感受性細胞が含まれ
る。
【0012】グリホセート耐性ES−3−Pシンセター
ゼを発現する構造遺伝子を含有するDNA配列は、適当
な宿主細胞に導入するために種々の他のDNA配列に連
結される。相手方の配列は、宿主の種類、DNA配列を
宿主に導入する方法、及びエピゾームとして維持するの
が好ましいか一体化するのが好ましいかにより異る。原
核性宿主のためには、DNA配列を原核性宿主に導入す
るために使用される広範囲の種類のベクターが存在す
る。DNA配列には広範囲の種類のプラスミド、例えば
pBR322,pACYCl84,pMB9,pRK2
90等、コスミド、例えばpVK100が含まれ、又は
形質導入のため、ウイルス、例えばP22等が使用され
る。
ゼを発現する構造遺伝子を含有するDNA配列は、適当
な宿主細胞に導入するために種々の他のDNA配列に連
結される。相手方の配列は、宿主の種類、DNA配列を
宿主に導入する方法、及びエピゾームとして維持するの
が好ましいか一体化するのが好ましいかにより異る。原
核性宿主のためには、DNA配列を原核性宿主に導入す
るために使用される広範囲の種類のベクターが存在す
る。DNA配列には広範囲の種類のプラスミド、例えば
pBR322,pACYCl84,pMB9,pRK2
90等、コスミド、例えばpVK100が含まれ、又は
形質導入のため、ウイルス、例えばP22等が使用され
る。
【0013】真核生物宿主のためには、DNAを宿主に
導入するために広範囲の種類の方法、例えばCa++沈澱
した裸DNA、プラスミドもしくはミニ染色体(これら
のDNAは複製することができ、そして構造遺伝子は宿
主中で発現される)を用いる形質転換、又は構造遺伝子
及びフランク領域としての宿主への直接挿入、例えばマ
イクロピペット挿入による導入(この場合DNAは宿主
ゲノムに一体化されるであろう)が用いられる。
導入するために広範囲の種類の方法、例えばCa++沈澱
した裸DNA、プラスミドもしくはミニ染色体(これら
のDNAは複製することができ、そして構造遺伝子は宿
主中で発現される)を用いる形質転換、又は構造遺伝子
及びフランク領域としての宿主への直接挿入、例えばマ
イクロピペット挿入による導入(この場合DNAは宿主
ゲノムに一体化されるであろう)が用いられる。
【0014】これらの方法に代えて、エピゾーム要素、
例えば腫瘍誘発プラスミド、例えばTi ,Ri もしくは
これらの断片、又はウイルス、例えばCaMV,TMV
もしくはこれらの断片(これらは宿主に対して致命的で
なく、そして構造遺伝子は、構造遺伝子の発現が可能な
状態でエピゾーム要素中に存在する)を使用することが
できる。特に有利なのは、複製機能を有し、そして他の
機能例えば発癌性、ウイルス活性等を喪失した断片であ
る。
例えば腫瘍誘発プラスミド、例えばTi ,Ri もしくは
これらの断片、又はウイルス、例えばCaMV,TMV
もしくはこれらの断片(これらは宿主に対して致命的で
なく、そして構造遺伝子は、構造遺伝子の発現が可能な
状態でエピゾーム要素中に存在する)を使用することが
できる。特に有利なのは、複製機能を有し、そして他の
機能例えば発癌性、ウイルス活性等を喪失した断片であ
る。
【0015】この発明の第一段階は、ES−3−Pシン
セターゼの機能を充足することができるグリホセート耐
性蛋白質を発現し得るDNA配列を開発することであ
る。グリホセート感受性であり、試験管内で増殖するこ
とが可能であり、そしてES−3−Pシンセターゼ構造
遺伝子を発現して所望の酵素を供する能力を有する適当
な宿主が使用される。最終的にグリホセート耐性を与え
られる宿主が変異処理される宿主と同じである必要はな
い。
セターゼの機能を充足することができるグリホセート耐
性蛋白質を発現し得るDNA配列を開発することであ
る。グリホセート感受性であり、試験管内で増殖するこ
とが可能であり、そしてES−3−Pシンセターゼ構造
遺伝子を発現して所望の酵素を供する能力を有する適当
な宿主が使用される。最終的にグリホセート耐性を与え
られる宿主が変異処理される宿主と同じである必要はな
い。
【0016】すでに述べたように、グリホセート耐性は
安定なエピゾーム要素を有する結果として、又は組替え
によるグリホセート耐性ES−3−Pシンセターゼコー
ド構造遺伝子の一体化により与えられる。原核生物及び
真核生物のいずれもが変異のために使用することがで
き、宿主はそのグリホセート耐性、選択の容易さ、増殖
効率、及び最終宿主において使用するための変異を受け
た構造遺伝子の有用性を基礎にして選ばれる。
安定なエピゾーム要素を有する結果として、又は組替え
によるグリホセート耐性ES−3−Pシンセターゼコー
ド構造遺伝子の一体化により与えられる。原核生物及び
真核生物のいずれもが変異のために使用することがで
き、宿主はそのグリホセート耐性、選択の容易さ、増殖
効率、及び最終宿主において使用するための変異を受け
た構造遺伝子の有用性を基礎にして選ばれる。
【0017】変異処理は、物理的方法及び化学的方法を
含む多くの常用技法に従って便利に行うことができる。
化学変異剤にはメタンスルホン酸エチル、ジアゾ試薬、
例えばN−ニトロソ、N−メチルグリシン、プソラレン
等が含まれる。物理的変異源には紫外線、X線等が含ま
れる。植物細胞はグリホセート感受性であるため、グリ
ホセート耐性の選択により選択を行うことができる。グ
リホセート耐性は細胞内での多くの異るタイプの変化の
結果であり、そして、変異によりグリホセート耐性酵素
を得ることを確実にするためには変異をaroA遺伝子
中に生じさせなければならない。このことはaroA栄
養要求株への同時形質導入を用い、そしてグリホセート
耐性及びaroA+ を選択することにより達成すること
ができる。同時形質導入は、宿主のゲノムを他の宿主
(この中でウイルスはテンペレートである)へ移送する
ことができる種々のウイルス(ファージを含む)を用い
て達成することができる。
含む多くの常用技法に従って便利に行うことができる。
化学変異剤にはメタンスルホン酸エチル、ジアゾ試薬、
例えばN−ニトロソ、N−メチルグリシン、プソラレン
等が含まれる。物理的変異源には紫外線、X線等が含ま
れる。植物細胞はグリホセート感受性であるため、グリ
ホセート耐性の選択により選択を行うことができる。グ
リホセート耐性は細胞内での多くの異るタイプの変化の
結果であり、そして、変異によりグリホセート耐性酵素
を得ることを確実にするためには変異をaroA遺伝子
中に生じさせなければならない。このことはaroA栄
養要求株への同時形質導入を用い、そしてグリホセート
耐性及びaroA+ を選択することにより達成すること
ができる。同時形質導入は、宿主のゲノムを他の宿主
(この中でウイルスはテンペレートである)へ移送する
ことができる種々のウイルス(ファージを含む)を用い
て達成することができる。
【0018】このようにして、第2の宿主に形質導入
し、適当な溶解物を用い、そしてグリホセート耐性とa
roA原栄養性を有する形質導入された宿主を選択す
る。こうして得られた変性された細胞を再度変異処理
し、あるいは移転を反復し、そしてだんだん強化される
グリホセート耐性について選択しながらさらに多くの変
異を反復する。好ましくは、宿主は、栄養培地中約0.
5mg/ml以上のグリホセート、好ましくは約1mg/ml以
上のグリホセート、さらに好ましくは1.5mg/ml以上
のグリホセートの存在下、栄養培地中芳香族アミノ酸の
存在を伴わないで増殖することが可能であるべきであ
る。
し、適当な溶解物を用い、そしてグリホセート耐性とa
roA原栄養性を有する形質導入された宿主を選択す
る。こうして得られた変性された細胞を再度変異処理
し、あるいは移転を反復し、そしてだんだん強化される
グリホセート耐性について選択しながらさらに多くの変
異を反復する。好ましくは、宿主は、栄養培地中約0.
5mg/ml以上のグリホセート、好ましくは約1mg/ml以
上のグリホセート、さらに好ましくは1.5mg/ml以上
のグリホセートの存在下、栄養培地中芳香族アミノ酸の
存在を伴わないで増殖することが可能であるべきであ
る。
【0019】所望のレベルのグリホセート耐性が達成さ
れた時、変異したaroA座を分離し、そしてクローニ
ングする。制限酵素の選択に依存して部分分解又は完全
分解を用いる。この方法に代えて、aroA補完を用い
てサブクローニングすることによってゲノムライブラリ
ーからの遺伝子をまず分離することができる。次にこの
遺伝子を上記の方法によって変異処理し、又は試験管内
変異処理し、1個又は複数個のコードンを変化せしめ
る。次に、変異した遺伝子を切り出し、そして遺伝子断
片を分離する。
れた時、変異したaroA座を分離し、そしてクローニ
ングする。制限酵素の選択に依存して部分分解又は完全
分解を用いる。この方法に代えて、aroA補完を用い
てサブクローニングすることによってゲノムライブラリ
ーからの遺伝子をまず分離することができる。次にこの
遺伝子を上記の方法によって変異処理し、又は試験管内
変異処理し、1個又は複数個のコードンを変化せしめ
る。次に、変異した遺伝子を切り出し、そして遺伝子断
片を分離する。
【0020】次に、得られた断片を、適当なクローニン
グベクターを用いてクローニングする。クローニングは
適当な単細胞微生物、例えばE.コリ(E.coli)
のごとき細菌中で行うことができる。完全分解又は部分
分解によりおよそ所望の大きさの断片を供するコスミド
を用いるのが好ましい。例えば、コスミドpVK100
をBglIIにより部分分解し、そしてグリホセート耐性
細胞のゲノムのSau3A分解により得られる断片に連
結する。パッケージングによって所望の大きさの断片の
みがパッケージされ、そして宿主生物に形質導入される
ことが保証されるであろう。
グベクターを用いてクローニングする。クローニングは
適当な単細胞微生物、例えばE.コリ(E.coli)
のごとき細菌中で行うことができる。完全分解又は部分
分解によりおよそ所望の大きさの断片を供するコスミド
を用いるのが好ましい。例えば、コスミドpVK100
をBglIIにより部分分解し、そしてグリホセート耐性
細胞のゲノムのSau3A分解により得られる断片に連
結する。パッケージングによって所望の大きさの断片の
みがパッケージされ、そして宿主生物に形質導入される
ことが保証されるであろう。
【0021】宿主生物は、グリホセート耐性及び/又は
aroA+ について選択する。受容株は、形質導入体の
選択を可能にする適当な遺伝形質を有するように変形す
ることができる。微生物においては、所望により移動性
プラスミドを用いながら、形質導入体を他の微生物と接
合せしめるために用いることができる。次に、種々の技
法を用いてグリホセート耐性ES−3−Pシンセターゼ
の構造遺伝子を含有する断片の大きさを減少せしめるこ
とができる。例えば、コスミドベクターを分離し、種々
の制限エンド又クレアーゼ、例えばBglII,Hind
III 等により開裂し、そして得られた断片を適当なベク
ター、便利には前に使用したコスミドベクターにクロー
ニングする。約5.5kb未満、通常約5kb未満、便利に
は2kb未満の断片をクローニングし、そしてaroA補
完及びグリホセート耐性ES−3−Pシンセターゼを得
ることができる。
aroA+ について選択する。受容株は、形質導入体の
選択を可能にする適当な遺伝形質を有するように変形す
ることができる。微生物においては、所望により移動性
プラスミドを用いながら、形質導入体を他の微生物と接
合せしめるために用いることができる。次に、種々の技
法を用いてグリホセート耐性ES−3−Pシンセターゼ
の構造遺伝子を含有する断片の大きさを減少せしめるこ
とができる。例えば、コスミドベクターを分離し、種々
の制限エンド又クレアーゼ、例えばBglII,Hind
III 等により開裂し、そして得られた断片を適当なベク
ター、便利には前に使用したコスミドベクターにクロー
ニングする。約5.5kb未満、通常約5kb未満、便利に
は2kb未満の断片をクローニングし、そしてaroA補
完及びグリホセート耐性ES−3−Pシンセターゼを得
ることができる。
【0022】酵素は、便利な採取源の任意のもの、すな
わち原核生物又は真核生物のいずれかから得ることがで
きる。分泌が行われない場合、公知の方法に従って細胞
を溶解し、そしてES−3−Pシンセターゼを分離する
ことによって酵素を分離することができる。有用な方法
にはクロマトグラフィー、電気泳動、アフィニティーク
ロマトグラフィー等が含まれる。便利にはN−ホスホノ
メチルグリシンを、適当な官能基例えばエルボキシル基
を介して不溶性支持体に接合せしめ、そしてES−3−
Pシンセターゼを分離するための充填剤として使用す
る。精製された酵素は広範囲の用途に使用することがで
きる。
わち原核生物又は真核生物のいずれかから得ることがで
きる。分泌が行われない場合、公知の方法に従って細胞
を溶解し、そしてES−3−Pシンセターゼを分離する
ことによって酵素を分離することができる。有用な方法
にはクロマトグラフィー、電気泳動、アフィニティーク
ロマトグラフィー等が含まれる。便利にはN−ホスホノ
メチルグリシンを、適当な官能基例えばエルボキシル基
を介して不溶性支持体に接合せしめ、そしてES−3−
Pシンセターゼを分離するための充填剤として使用す
る。精製された酵素は広範囲の用途に使用することがで
きる。
【0023】この酵素は、ホスホエノールピルベート、
3−ホスホシキミ酸、及びグリホセートの測定において
直接使用することができる。このほかに、米国特許第
3,817,837号、第3,654,090号及び第
3,850,752号に記載されている様に、この酵素
は、問題の分析対象、例えばハプテン又は抗原に接合せ
しめることにより診断測定における標識として使用する
ことができる。接合方法及び分析対象の濃度の測定方法
は前記の特許に詳細に記載されており、そしてこれらの
開示の適切な部分を引用によりこの明細書に組み入れ
る。
3−ホスホシキミ酸、及びグリホセートの測定において
直接使用することができる。このほかに、米国特許第
3,817,837号、第3,654,090号及び第
3,850,752号に記載されている様に、この酵素
は、問題の分析対象、例えばハプテン又は抗原に接合せ
しめることにより診断測定における標識として使用する
ことができる。接合方法及び分析対象の濃度の測定方法
は前記の特許に詳細に記載されており、そしてこれらの
開示の適切な部分を引用によりこの明細書に組み入れ
る。
【0024】グリホセート耐性ES−3−Pシンセター
ゼをコードするDNA配列は種々の用途に使用される。
DNA配列は、野性型ES−3−Pシンセターゼ又は変
異されたES−3−Pシンセターゼを分離するためのプ
ローブとして使用される。これに代えて、DNA配列
は、組換えにより宿主中に一体化し、グリホセート耐性
を有する宿主により製造を行うために使用することがで
きる。
ゼをコードするDNA配列は種々の用途に使用される。
DNA配列は、野性型ES−3−Pシンセターゼ又は変
異されたES−3−Pシンセターゼを分離するためのプ
ローブとして使用される。これに代えて、DNA配列
は、組換えにより宿主中に一体化し、グリホセート耐性
を有する宿主により製造を行うために使用することがで
きる。
【0025】植物細胞を用いる場合、マイクロピペット
注入により構造遺伝子を植物細胞核に導入し、組換によ
り宿主ゲノムに一体化することができる。この方法に代
えて、構造遺伝子をテンペレートウイルスに導入し、こ
のテンペレートウイルスを用いて構造遺伝子を植物宿主
に導入することができる。構造遺伝子を、植物宿主によ
って認識されない制御信号を用する分離源から得た場
合、発現のために適当な制御信号を導入する必要があ
る。
注入により構造遺伝子を植物細胞核に導入し、組換によ
り宿主ゲノムに一体化することができる。この方法に代
えて、構造遺伝子をテンペレートウイルスに導入し、こ
のテンペレートウイルスを用いて構造遺伝子を植物宿主
に導入することができる。構造遺伝子を、植物宿主によ
って認識されない制御信号を用する分離源から得た場
合、発現のために適当な制御信号を導入する必要があ
る。
【0026】ウイルス又はプラスミド、例えば癌誘発プ
ラスミドを用い、そしてそれがすでにマップされている
場合には、プロモーターから下流にあり、そしてプロモ
ータから適切な距離にある制限部位を構造遺伝子の挿入
のために使用することができる。DNA配列がまだ決定
されていない場合、種々の時間にわたってエクソヌクレ
アーゼ、例えばBal31を用いて切断し、又は制限処
理することができる。ウイルス及びプラスミドを植物に
導入する方法は、文献に詳細に記載されている。〔マッ
ケ(Matzke)及びチルトン(Chilton), J.of Molecular
and Applied Genetics(1981)1:39 〜49。〕グリホセー
ト耐性ES−3−Pシンセターゼをもって植物を変性す
ることにより、グリホセートを、作物が比較的影響を受
けないようにしながら雑草を実質上完全に又は完全に除
去し得る濃度において、除草剤として使用することがで
きる。このようにして、肥料がより効果的に利用され、
そして雑草の存在により生ずる不都合な効果が回避され
る点において、実質的な経済性が達成される。
ラスミドを用い、そしてそれがすでにマップされている
場合には、プロモーターから下流にあり、そしてプロモ
ータから適切な距離にある制限部位を構造遺伝子の挿入
のために使用することができる。DNA配列がまだ決定
されていない場合、種々の時間にわたってエクソヌクレ
アーゼ、例えばBal31を用いて切断し、又は制限処
理することができる。ウイルス及びプラスミドを植物に
導入する方法は、文献に詳細に記載されている。〔マッ
ケ(Matzke)及びチルトン(Chilton), J.of Molecular
and Applied Genetics(1981)1:39 〜49。〕グリホセー
ト耐性ES−3−Pシンセターゼをもって植物を変性す
ることにより、グリホセートを、作物が比較的影響を受
けないようにしながら雑草を実質上完全に又は完全に除
去し得る濃度において、除草剤として使用することがで
きる。このようにして、肥料がより効果的に利用され、
そして雑草の存在により生ずる不都合な効果が回避され
る点において、実質的な経済性が達成される。
【0027】グリホセート耐性変異ES−3−Pシンセ
ターゼは、宿主からの野性型酵素よりも少なくとも10
倍大きいKd を有する。3−ホスホシキミ酸についての
Kmの約1〜10倍の濃度における28℃での比活性
は、変異したシンセターゼの場合、原核からの酵素に比
べて約2倍以上である。3−ホスホシキメートの濃度が
10×Km であり、そしてグリホセートの濃度が5×1
0-5Mである場合、変異したシンセターゼの阻害は、原
株からのシンセターゼの阻害の半分未満好ましくは4分
の1未満である。
ターゼは、宿主からの野性型酵素よりも少なくとも10
倍大きいKd を有する。3−ホスホシキミ酸についての
Kmの約1〜10倍の濃度における28℃での比活性
は、変異したシンセターゼの場合、原核からの酵素に比
べて約2倍以上である。3−ホスホシキメートの濃度が
10×Km であり、そしてグリホセートの濃度が5×1
0-5Mである場合、変異したシンセターゼの阻害は、原
株からのシンセターゼの阻害の半分未満好ましくは4分
の1未満である。
【0028】次に例によりこの発明をさらに詳細に説明
する。但しこれによりこの発明の範囲を限定するもので
はない。
する。但しこれによりこの発明の範囲を限定するもので
はない。
【0029】
【実験】材料及び方法 培地及び細菌々株 使用した細菌々株を表1及び表2に示す。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】(a)ニシオカ等、Genetics(1967)56:341
-351。 (b)Gollub等、J.Biol.Chem.(1967)242:5323-5328 。 (c)Bachmann, E. coli Genetic Stock Center,Dep
t. of Human Genetics 、エール大学、ニューヘーブ
ン、コネクチカット。 (d)Enquist,L.& N.Sternberg,Meth.Enzymol.,1979,2
81-298(Academ.Pr.,NY)。 (e)この研究において調製。
-351。 (b)Gollub等、J.Biol.Chem.(1967)242:5323-5328 。 (c)Bachmann, E. coli Genetic Stock Center,Dep
t. of Human Genetics 、エール大学、ニューヘーブ
ン、コネクチカット。 (d)Enquist,L.& N.Sternberg,Meth.Enzymol.,1979,2
81-298(Academ.Pr.,NY)。 (e)この研究において調製。
【0033】グリホセート耐性の選択及び試験 オートクレーブ殺菌した後のM9培地にグリホセートを
加えた。選択実験のために市販のグリホセート溶液を使
用した。種々の量のグリホセートを補給したM9液体培
地中又は固体培地上に細菌懸濁液をプレートすることに
より耐性変異株を分離した。変異株によって達成された
耐性レベルを3種類の試験によって記録した。この試験
は、非選択培地〜選択培地上の小コロニーをつまようじ
で採取するスポット試験、選択培地上に細胞をストリー
クして単コロニーを得るストリーク試験、及びグリホセ
ートを補給した液体培地での増殖速度を測定するための
増殖曲線である。
加えた。選択実験のために市販のグリホセート溶液を使
用した。種々の量のグリホセートを補給したM9液体培
地中又は固体培地上に細菌懸濁液をプレートすることに
より耐性変異株を分離した。変異株によって達成された
耐性レベルを3種類の試験によって記録した。この試験
は、非選択培地〜選択培地上の小コロニーをつまようじ
で採取するスポット試験、選択培地上に細胞をストリー
クして単コロニーを得るストリーク試験、及びグリホセ
ートを補給した液体培地での増殖速度を測定するための
増殖曲線である。
【0034】DNA形質転換及びパッケージされたコス
ミドDNAの形質導入 DNA形質転換はマンデル(Mandel)及びヒガ(Higa),
J.Mol.Biol.(1970)53:159 〜162 に従って行った。受容
能を有する細胞は−70℃にて15%グリセリン中に貯
蔵した。パッケージされたコスミドDNAの形質導入の
ための細胞は、0.4%のマルトースを補給した1mlの
LB液体培地中で対数増殖期後期まで増殖せしめた。細
胞をペレットにし、そして0.1mlの10mM MgSO
4 に再懸濁し、これに20〜100μlのパッケージさ
れたコスミドの懸濁液を加えた。37℃にて20分間に
わたって細胞にファージ粒子を吸着せしめた。形質導入
体を、37℃にて通気しながら2mlのLB液体培地中で
1時間発現せしめ、そして次に選択培地上にプレートし
た。いずれのタイプのパッケージ抽出物を用いても常に
2×105 /μgの挿入DNAのコスミドが得られた。
バイオテク標品は108 ファージ/μgの連結されたも
とのラムダDNAにおいて評価されたが、この発明の抽
出物は107 において評価された。
ミドDNAの形質導入 DNA形質転換はマンデル(Mandel)及びヒガ(Higa),
J.Mol.Biol.(1970)53:159 〜162 に従って行った。受容
能を有する細胞は−70℃にて15%グリセリン中に貯
蔵した。パッケージされたコスミドDNAの形質導入の
ための細胞は、0.4%のマルトースを補給した1mlの
LB液体培地中で対数増殖期後期まで増殖せしめた。細
胞をペレットにし、そして0.1mlの10mM MgSO
4 に再懸濁し、これに20〜100μlのパッケージさ
れたコスミドの懸濁液を加えた。37℃にて20分間に
わたって細胞にファージ粒子を吸着せしめた。形質導入
体を、37℃にて通気しながら2mlのLB液体培地中で
1時間発現せしめ、そして次に選択培地上にプレートし
た。いずれのタイプのパッケージ抽出物を用いても常に
2×105 /μgの挿入DNAのコスミドが得られた。
バイオテク標品は108 ファージ/μgの連結されたも
とのラムダDNAにおいて評価されたが、この発明の抽
出物は107 において評価された。
【0035】酵素の調製及びES−3−Pシンセターゼ
の測定 S.ティフィムリウム(S.typhimurium)
CT7株及びSTK1株を、M9液体培地中で、37℃
にて24時間通気を行いながら増殖せしめた。4αにて
遠心分離することにより細胞を集め、M9塩を用いて2
回洗浄し、0.01M Tris−HCl(pH8.2)
再懸濁し、そしてフレンチプレスを用いて20,000
psi において破砕した。
の測定 S.ティフィムリウム(S.typhimurium)
CT7株及びSTK1株を、M9液体培地中で、37℃
にて24時間通気を行いながら増殖せしめた。4αにて
遠心分離することにより細胞を集め、M9塩を用いて2
回洗浄し、0.01M Tris−HCl(pH8.2)
再懸濁し、そしてフレンチプレスを用いて20,000
psi において破砕した。
【0036】ホモジネートを16,000×gにて40
分間遠心分離し、そして上澄液を2%硫酸プロタミン
(35gの蛋白質当り2%硫酸プロタミン1.0ml)に
より処理した。18,000×gにて35分間遠心分離
することにより沈澱を取り出し、再懸濁し、そして酵素
測定のために使用した。酵素の活性を、無機燐酸の遊離
速度を測定することにより測定した〔ハイノネン(Hein
onen)及びラティ(Lahti),Anal.Biochem.(1981)113:31
3 〜317 〕。
分間遠心分離し、そして上澄液を2%硫酸プロタミン
(35gの蛋白質当り2%硫酸プロタミン1.0ml)に
より処理した。18,000×gにて35分間遠心分離
することにより沈澱を取り出し、再懸濁し、そして酵素
測定のために使用した。酵素の活性を、無機燐酸の遊離
速度を測定することにより測定した〔ハイノネン(Hein
onen)及びラティ(Lahti),Anal.Biochem.(1981)113:31
3 〜317 〕。
【0037】典型的な測定混合物には150μモルのマ
レイン酸緩衝剤(pH5.6)、2.88μモルのホスホ
エノールピルベート、4.08μモルの3−ホスホシキ
メート、及び酵素分画を含有せしめ全量を1.5mlとし
た。測定混合物を37℃にて5分間プレーインキュベー
ションした後に酵素を加えることにより反応を開始し
た。一定の時間間隔でアリコートを採取し、そしてすぐ
に燐酸分析用試薬と混合した。試薬(1.25NH2 S
O4 )の低pHにより酵素活性を停止せしめた。
レイン酸緩衝剤(pH5.6)、2.88μモルのホスホ
エノールピルベート、4.08μモルの3−ホスホシキ
メート、及び酵素分画を含有せしめ全量を1.5mlとし
た。測定混合物を37℃にて5分間プレーインキュベー
ションした後に酵素を加えることにより反応を開始し
た。一定の時間間隔でアリコートを採取し、そしてすぐ
に燐酸分析用試薬と混合した。試薬(1.25NH2 S
O4 )の低pHにより酵素活性を停止せしめた。
【0038】結果 aro A座に位置するグリホセート耐性変異株の分離 S. ティフィムリウムTA831株は、200μg/
mlより多くのグリホセートを含有する固体M9培地上で
コロニーを形成しなかった。最初の選択のために、グリ
ホセート耐性株をスクリーニングするために350μg
/mlの濃度を選んだ。自然変異はプレートした細胞当り
5×10-8の頻度で生じた。試験した10個の独立した
変異株のいずれにおいても、グリホセート耐性とaro
Aとの同時形質導入は生じなかった。
mlより多くのグリホセートを含有する固体M9培地上で
コロニーを形成しなかった。最初の選択のために、グリ
ホセート耐性株をスクリーニングするために350μg
/mlの濃度を選んだ。自然変異はプレートした細胞当り
5×10-8の頻度で生じた。試験した10個の独立した
変異株のいずれにおいても、グリホセート耐性とaro
Aとの同時形質導入は生じなかった。
【0039】aroA変異株を見出す機会を改良するた
めに、化学的変異処理、及び濃縮段階を用いた。この濃
縮段階においては、同時形質導入により、35.0μg
/mlのグリホセート上でaroAに位置するグリホセー
ト耐性変異株を選択した。S.ティフィムリウムTA8
31株をメタンスルホン酸エチルにより変異処理した
後、グリホセート耐性株の頻度はプレートした細胞当り
1×10-4であった。別個の変異処理実験により得られ
た10,000個ずつの変異株から成る2群をP22の
混合溶解物を調製するのに使用した。
めに、化学的変異処理、及び濃縮段階を用いた。この濃
縮段階においては、同時形質導入により、35.0μg
/mlのグリホセート上でaroAに位置するグリホセー
ト耐性変異株を選択した。S.ティフィムリウムTA8
31株をメタンスルホン酸エチルにより変異処理した
後、グリホセート耐性株の頻度はプレートした細胞当り
1×10-4であった。別個の変異処理実験により得られ
た10,000個ずつの変異株から成る2群をP22の
混合溶解物を調製するのに使用した。
【0040】次にこれをS.ティフィムリウムA1株に
形質導入するのに使用した。細胞をM9培地及びM9+
グリホセート培地上にプレートした。グリホセート平板
培地上に生じたコロニーの数はM9のみの培地上に生じ
たコロニーの数の100分の1であった。変異処理しな
いTA831からのファージ溶解物を用いた場合、コロ
ニーは生じなかった(<10-3)。グリホセート耐性変
異株を試験し、そしてすべてをaroAと共に同時形質
導入した。
形質導入するのに使用した。細胞をM9培地及びM9+
グリホセート培地上にプレートした。グリホセート平板
培地上に生じたコロニーの数はM9のみの培地上に生じ
たコロニーの数の100分の1であった。変異処理しな
いTA831からのファージ溶解物を用いた場合、コロ
ニーは生じなかった(<10-3)。グリホセート耐性変
異株を試験し、そしてすべてをaroAと共に同時形質
導入した。
【0041】これらの結果は、グリホセート耐性を供す
る全変異の約1%がaroA中又はその近傍に存在する
ことを示唆した。変異株の1つを選んでさらに特色付
け、これをCTF3株と称した。スポット試験におい
て、この株は350μg/mlのグリホセートに耐性を有
していた。グリホセートに対するさらに高レベルの耐性
を得るためCTF3株に対して第2サイクルの変異処理
を行った。10個の培養物をメタンスルホン酸エチルで
処理し、そして1mg/mlのグリホセート上にプレートし
た。耐性コロニーがプレートした細胞当り10-6の頻度
で生じた。
る全変異の約1%がaroA中又はその近傍に存在する
ことを示唆した。変異株の1つを選んでさらに特色付
け、これをCTF3株と称した。スポット試験におい
て、この株は350μg/mlのグリホセートに耐性を有
していた。グリホセートに対するさらに高レベルの耐性
を得るためCTF3株に対して第2サイクルの変異処理
を行った。10個の培養物をメタンスルホン酸エチルで
処理し、そして1mg/mlのグリホセート上にプレートし
た。耐性コロニーがプレートした細胞当り10-6の頻度
で生じた。
【0042】各変異処理群につき10,000個ずつの
変異株を再度プールし、各プールから溶解物を調製し、
そしてA1株に形質導入するのに使用した。形質導入体
をM9培地上、及び1mg/mlのグリホセートを補給した
M9培地上で選択した。aroA+ についての選択にお
いてプレートした細胞当たり10-5の形質導入体が生じ
た。aroA+ 、グリホセート耐性細胞についての選択
において、10-8の頻度の形質導入が生じた。試験した
20個の形質導入体の内15個において、aroAと共
にグリホセート耐性の同時形質導入が生じた。
変異株を再度プールし、各プールから溶解物を調製し、
そしてA1株に形質導入するのに使用した。形質導入体
をM9培地上、及び1mg/mlのグリホセートを補給した
M9培地上で選択した。aroA+ についての選択にお
いてプレートした細胞当たり10-5の形質導入体が生じ
た。aroA+ 、グリホセート耐性細胞についての選択
において、10-8の頻度の形質導入が生じた。試験した
20個の形質導入体の内15個において、aroAと共
にグリホセート耐性の同時形質導入が生じた。
【0043】これらの結果から、CTF3株の変異処理
により得られた変異の約1×10-3がaroA中又はそ
の近傍に位置することが演繹される。これらの変異株に
より発現される表現型をPmgr と称する。15の別々
の変異株の間で耐性レベルの有意差はなかった。2mg/
mlのグリホセートを含有するM9培地上にストリークし
た場合すべての株が48時間でコロニーを形成した。さ
らに特徴付けるために変異株CT7を選んだ。この菌株
中のPmgr は、aroA1,aroA126及びar
oA248と共に97〜99%の倍率で同時形質導入さ
れた。
により得られた変異の約1×10-3がaroA中又はそ
の近傍に位置することが演繹される。これらの変異株に
より発現される表現型をPmgr と称する。15の別々
の変異株の間で耐性レベルの有意差はなかった。2mg/
mlのグリホセートを含有するM9培地上にストリークし
た場合すべての株が48時間でコロニーを形成した。さ
らに特徴付けるために変異株CT7を選んだ。この菌株
中のPmgr は、aroA1,aroA126及びar
oA248と共に97〜99%の倍率で同時形質導入さ
れた。
【0044】グリホセート耐性の機構 aro A座における変異に介在されるグリホセートに対
する耐性は、5−エノールピルビル−5−ホスホシキメ
ート シンセターゼの過剰生産又は酵素の構造変化を導
く制御の変化により生ずると考えられる。これら2つの
仮説の間の区別をするために、それぞれ野性型及び変異
株であるサルモネラ(Salmonella)STK1
株、及びCT7株に由来する酵素標品を試験管内で測定
した。
する耐性は、5−エノールピルビル−5−ホスホシキメ
ート シンセターゼの過剰生産又は酵素の構造変化を導
く制御の変化により生ずると考えられる。これら2つの
仮説の間の区別をするために、それぞれ野性型及び変異
株であるサルモネラ(Salmonella)STK1
株、及びCT7株に由来する酵素標品を試験管内で測定
した。
【0045】野性株及びグリホセート耐性変異株からの
5−エノールピルビル−3−ホスホシキメート シンセ
ターゼ活性は、3−ホスホシキメートについてはKm が
異なり、グリホセートについてはKd が異なり、そして
3−ホスホシキメートが高濃度の場合には比活性が異な
った。これらの結果を表3に要約する。
5−エノールピルビル−3−ホスホシキメート シンセ
ターゼ活性は、3−ホスホシキメートについてはKm が
異なり、グリホセートについてはKd が異なり、そして
3−ホスホシキメートが高濃度の場合には比活性が異な
った。これらの結果を表3に要約する。
【0046】
【表3】
【0047】前記の測定は最少培地に増殖した細胞から
得られた酵素標品について行った。グリホセート耐性変
異株の酵素がグリホセートにより誘導されたストレスの
間に異る制御を受けるか否かを決定するために、STK
1(野性型)及びCT7(変異株)を、それぞれ70μ
g/ml及び1000μg/mlのグリホセートを補給した
最少培地において増殖せしめた。
得られた酵素標品について行った。グリホセート耐性変
異株の酵素がグリホセートにより誘導されたストレスの
間に異る制御を受けるか否かを決定するために、STK
1(野性型)及びCT7(変異株)を、それぞれ70μ
g/ml及び1000μg/mlのグリホセートを補給した
最少培地において増殖せしめた。
【0048】これらの条件は約20〜30%の増殖阻害
をもたらした。グリホセートの存在下で増殖した細胞か
らの標品の比活性はグリホセートの非存在下で増殖した
細胞からの標品の比活性に比べて10%高かった。この
活性の増加はSTK1及びCT7のいずれによっても示
され、グリホセート耐性変異株においては、グリホセー
トに応答して酵素が過剰生産されることが一般的に言え
る。
をもたらした。グリホセートの存在下で増殖した細胞か
らの標品の比活性はグリホセートの非存在下で増殖した
細胞からの標品の比活性に比べて10%高かった。この
活性の増加はSTK1及びCT7のいずれによっても示
され、グリホセート耐性変異株においては、グリホセー
トに応答して酵素が過剰生産されることが一般的に言え
る。
【0049】野性型及び変異aroA座を有するS.テ
ィフィムリウム及びE.コリの増殖速度を検討した。最
少培地において、aroA−Pmgr 対立遺伝子のみを
有するいずれの属の株も野性型対立遺伝子、又は野性型
及びPmgr 対立遺伝子を有する同系統よりも15%低
い増殖速度を示した。100μg/mlのグリホセートに
おいて、野性型E.コリは40%阻害された増殖速度を
示した。1mg/mlのグリホセートにおいて増殖は観察さ
れなかった。pPMG1を有するaroAE.コリLC
3株(次に記載する)は2000μg/mlのグリホセー
トにおいて有意な阻害を受けなかった。
ィフィムリウム及びE.コリの増殖速度を検討した。最
少培地において、aroA−Pmgr 対立遺伝子のみを
有するいずれの属の株も野性型対立遺伝子、又は野性型
及びPmgr 対立遺伝子を有する同系統よりも15%低
い増殖速度を示した。100μg/mlのグリホセートに
おいて、野性型E.コリは40%阻害された増殖速度を
示した。1mg/mlのグリホセートにおいて増殖は観察さ
れなかった。pPMG1を有するaroAE.コリLC
3株(次に記載する)は2000μg/mlのグリホセー
トにおいて有意な阻害を受けなかった。
【0050】aroA及びaroA・Pmgr 座のクロ
ーニング CT7株からの染色体DNAを制限エンドヌクレアーゼ
Sau3Aにより部分分解した。低コピー数23kbコス
ミドベクターであるpVK100〔ナウフ(Knauf )及
びネスター(Nester),Plasmid(1982)8:45 〜54〕をBg
lIIを用いて部分分解し、BglII断片上にあるcos
部位の切り出しを防止した。同量のベクター及び挿入D
NAを混合し、連結し、そして「方法」の欄に記載した
ようにラムダカプシドにパッケージした。
ーニング CT7株からの染色体DNAを制限エンドヌクレアーゼ
Sau3Aにより部分分解した。低コピー数23kbコス
ミドベクターであるpVK100〔ナウフ(Knauf )及
びネスター(Nester),Plasmid(1982)8:45 〜54〕をBg
lIIを用いて部分分解し、BglII断片上にあるcos
部位の切り出しを防止した。同量のベクター及び挿入D
NAを混合し、連結し、そして「方法」の欄に記載した
ようにラムダカプシドにパッケージした。
【0051】バンクからの無作為形質導入体の解析によ
り、これらの60%が、ベクターpVK100及び平均
20〜25kbの染色体性挿入部から成ると予想された大
きさ(45kb)のコスミドDNAを含むことが明らかに
なった。aroA−Pmgr遺伝子を分離するために
E.コリaroA株を補完した。サルモネラDNAの存
在のためバンクからE.コリのhsdR+ 株への形質導
入は生じなかった。aroAであり且つhsdRである
3株のE.コリを構成した。
り、これらの60%が、ベクターpVK100及び平均
20〜25kbの染色体性挿入部から成ると予想された大
きさ(45kb)のコスミドDNAを含むことが明らかに
なった。aroA−Pmgr遺伝子を分離するために
E.コリaroA株を補完した。サルモネラDNAの存
在のためバンクからE.コリのhsdR+ 株への形質導
入は生じなかった。aroAであり且つhsdRである
3株のE.コリを構成した。
【0052】この目的のために、zjj202::Tn
10がhsdR+ に連結されているSK472株を使用
した。zjj202::Tn10をWA802株に形質
導入し、そしてテトラサイクリン耐性について選択する
ことにより、セリン要求性制限欠損組換体zjj20
2::Tn10をhsdR2対立遺伝子に連結した。こ
れを3種のaroA変異株に形質導入しそしてTn10
について選択した。JF68,AB1321及びAB2
829から誘導されたこれら3つの新株をそれぞれLC
1 ,LC2 及びLC3 と称する。
10がhsdR+ に連結されているSK472株を使用
した。zjj202::Tn10をWA802株に形質
導入し、そしてテトラサイクリン耐性について選択する
ことにより、セリン要求性制限欠損組換体zjj20
2::Tn10をhsdR2対立遺伝子に連結した。こ
れを3種のaroA変異株に形質導入しそしてTn10
について選択した。JF68,AB1321及びAB2
829から誘導されたこれら3つの新株をそれぞれLC
1 ,LC2 及びLC3 と称する。
【0053】LC3 が最も低いaroA復帰率を有して
いたのでこれをその後の実験に使用した。サルモネラC
T7DNAバンクをLC3 株に形質導入した後、最小培
地に増殖するカナマイシン耐性形質導入体500個を選
択した。2個のaroA+ クローンを見出した。グリホ
セート耐性について試験した場合、これらはCT7株と
同等に耐性であることが見出された。プラスミドDNA
をこれらのクローンから分離した。これらはいずれも4
5kbコスミドを含有しており、このコスミドは制限エン
ドヌクレアーゼによる予備的な解析によれば同様である
ことが見出された。さらに特徴ずけるため2つのプラス
ミドの内の1つ(pPMG1)を選んだ。
いたのでこれをその後の実験に使用した。サルモネラC
T7DNAバンクをLC3 株に形質導入した後、最小培
地に増殖するカナマイシン耐性形質導入体500個を選
択した。2個のaroA+ クローンを見出した。グリホ
セート耐性について試験した場合、これらはCT7株と
同等に耐性であることが見出された。プラスミドDNA
をこれらのクローンから分離した。これらはいずれも4
5kbコスミドを含有しており、このコスミドは制限エン
ドヌクレアーゼによる予備的な解析によれば同様である
ことが見出された。さらに特徴ずけるため2つのプラス
ミドの内の1つ(pPMG1)を選んだ。
【0054】形質転換により適当なE.コリ株に導入し
た場合、pPMG1はすべてのaroA変異を補完した
(表1参照)。さらに、pPMG1は、これが導入され
たすべての菌株にグリホセート耐性を供した。接合によ
り、移動要素としてpRK2013〔ディッタ(Ditta
)等、PNAS USA(1980)77:7347 〜7351〕を用いて、p
PMG1をS.ティフィムリウムA1株、A124株及
びA148株に導入した。pPMG1はこれらの菌にa
roA+ Pmgr 表現型を付与した。aroA +E.コ
リ形質転換体の酵素的性質により表現型応答が確認され
た。
た場合、pPMG1はすべてのaroA変異を補完した
(表1参照)。さらに、pPMG1は、これが導入され
たすべての菌株にグリホセート耐性を供した。接合によ
り、移動要素としてpRK2013〔ディッタ(Ditta
)等、PNAS USA(1980)77:7347 〜7351〕を用いて、p
PMG1をS.ティフィムリウムA1株、A124株及
びA148株に導入した。pPMG1はこれらの菌にa
roA+ Pmgr 表現型を付与した。aroA +E.コ
リ形質転換体の酵素的性質により表現型応答が確認され
た。
【0055】これらの菌株におけるES−3−Pシンセ
ターゼ活性がCT7株におけるそれと区別できないから
である。aroA−Pmgr 遺伝子がクローニングされ
たと結論された。野性型aroA対立遺伝子も同様の方
法によりクローニングした。STK1DNAのバンクか
ら2つのコスミドを分離した。これらは約10kbの共通
の領域を担持していた。これらをpAROA1及びpA
ROA2と称する。
ターゼ活性がCT7株におけるそれと区別できないから
である。aroA−Pmgr 遺伝子がクローニングされ
たと結論された。野性型aroA対立遺伝子も同様の方
法によりクローニングした。STK1DNAのバンクか
ら2つのコスミドを分離した。これらは約10kbの共通
の領域を担持していた。これらをpAROA1及びpA
ROA2と称する。
【0056】aroA−Pmgr 遺伝子をサブクローニ
ングするためにプラスミドpPMG1を制限エンドヌク
レアーゼBglIIにより分解した。大きさがそれぞれ1
0kb,9.6kb及び1.6kbである3種の挿入断片を見
出した。プラスミドpPMG1をBglIIにより完全に
分解し、試験管内で連結し、そしてDNAをLC2株に
形質転換し、aroAの補完に関して選択した。クロー
ンをスクリーニングし、そしてベクターpVK100に
関してそれぞれ異なる方向に配向している10kbBgl
II断片を含有するプラスミドを同定した。プラスミドp
PMG5及びpPMG6はaroAE.コリ株を補完
し、そして高レベルのグリホセート耐性を供した。
ングするためにプラスミドpPMG1を制限エンドヌク
レアーゼBglIIにより分解した。大きさがそれぞれ1
0kb,9.6kb及び1.6kbである3種の挿入断片を見
出した。プラスミドpPMG1をBglIIにより完全に
分解し、試験管内で連結し、そしてDNAをLC2株に
形質転換し、aroAの補完に関して選択した。クロー
ンをスクリーニングし、そしてベクターpVK100に
関してそれぞれ異なる方向に配向している10kbBgl
II断片を含有するプラスミドを同定した。プラスミドp
PMG5及びpPMG6はaroAE.コリ株を補完
し、そして高レベルのグリホセート耐性を供した。
【0057】プラスミドpPMG5をBglII及びHi
ndIII により分解し、そして試験管内で連結すること
によりさらにクローニングを行った。LC2株を形質転
換し、aroA+ 及びカナマイシン耐性のコロニーを選
択した。これらのクローンに含まれるプラスミドの分析
により、aroAE.コリ株を補完し、高レベルのグリ
ホセート耐性(約2mg/ml)を供する5.5kbのBgl
II/HindIII サルモネラDNA断片が示された。こ
のプラスミドをpPMGIIと称する。電気泳動ゲルによ
り、プラスミドpPMG1,pPMG5及びpPMGI
I、並びにpAROA1(野性型サルモネラ aroA
+ 対立遺伝子を含有するプラスミド)はいずれも5.5
kbBglII/HindIII DNA断片を含有することが
示された。
ndIII により分解し、そして試験管内で連結すること
によりさらにクローニングを行った。LC2株を形質転
換し、aroA+ 及びカナマイシン耐性のコロニーを選
択した。これらのクローンに含まれるプラスミドの分析
により、aroAE.コリ株を補完し、高レベルのグリ
ホセート耐性(約2mg/ml)を供する5.5kbのBgl
II/HindIII サルモネラDNA断片が示された。こ
のプラスミドをpPMGIIと称する。電気泳動ゲルによ
り、プラスミドpPMG1,pPMG5及びpPMGI
I、並びにpAROA1(野性型サルモネラ aroA
+ 対立遺伝子を含有するプラスミド)はいずれも5.5
kbBglII/HindIII DNA断片を含有することが
示された。
【0058】この発明に従えば、感受性宿主に除草剤耐
性を付与することにより宿主細胞の保護を強化すること
ができる。さらに、酵素が関与する種々の場合に使用す
ることができる変異した酵素を生産することができ、こ
れらの場合として、種々の化合物を測定するために標識
として使用する場合、及び酵素触媒反応を阻害する汚染
物を含まない酵素を用いて生成物を製造する場合を挙げ
ることができる。
性を付与することにより宿主細胞の保護を強化すること
ができる。さらに、酵素が関与する種々の場合に使用す
ることができる変異した酵素を生産することができ、こ
れらの場合として、種々の化合物を測定するために標識
として使用する場合、及び酵素触媒反応を阻害する汚染
物を含まない酵素を用いて生成物を製造する場合を挙げ
ることができる。
【0059】さらに、ES−3−Pシンセターゼを発現
する野性型遺伝子及び変異した遺伝子を探知するために
使用することができるDNA配列が提供される。さら
に、選択性を変えるために酵素を変異せしめる方法及び
このような酵素を発現する遺伝子を得る方法が提供され
る。以上、この発明を具体的に説明したが、多くの変法
を実施することが可能であることは言うまでもない。
する野性型遺伝子及び変異した遺伝子を探知するために
使用することができるDNA配列が提供される。さら
に、選択性を変えるために酵素を変異せしめる方法及び
このような酵素を発現する遺伝子を得る方法が提供され
る。以上、この発明を具体的に説明したが、多くの変法
を実施することが可能であることは言うまでもない。
【0060】なお、E.コリ(E.coli)C600
(pPMG1)株が1982年12月14日にATCC
に寄託され、寄託番号ATCC39256が付与されて
いる。この寄託菌は本発明で使用したプラスミドpPM
G1を含有し、このプラスミドは常法に従って取り出
し、この本発明で使用する菌に形質転換することができ
る。
(pPMG1)株が1982年12月14日にATCC
に寄託され、寄託番号ATCC39256が付与されて
いる。この寄託菌は本発明で使用したプラスミドpPM
G1を含有し、このプラスミドは常法に従って取り出
し、この本発明で使用する菌に形質転換することができ
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 //(C12N 9/10 C12R 1:19) (C12N 9/10 C12R 1:42) (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 15/54 C12R 1:42)
Claims (3)
- 【請求項1】 グリホセート耐性5−エノールピルビル
−3−ホスホシキメート シンセターゼ。 - 【請求項2】グリホセート耐性5−エノールピルビル−
3−ホスホシキメートシンセターゼを生産することがで
きるサルモネラ(Salmonella)又はエッセリ
シア(Escherichia)属の微生物を適当な栄
養培地に増殖せしめ、そして該細菌の細胞からグリホセ
ート耐性5−エノールピルビル−3−ホスホシキメート
シンセターゼを分離することを含んで成る該シンセタ
ーゼの製造方法。 - 【請求項3】 選択し得る性質を有する変異した酵素の
取得方法において、該酵素を発現する構造遺伝子を有す
る細胞性宿主を試験管内変異せしめ、そして前記選択し
得る性質を有する変異株を選択し;該変異株のゲノムを
切断することによって所望の範囲の大きさの断片を生成
せしめ;該断片を栄養要求宿主にクローニングし、すな
わち変異した構造遺伝子をして該宿主を原栄養株に形質
転換し、そして前記選択し得る性質を有する原栄養性宿
主を選択し;そして前記選択し得る性質を有する前記変
異した酵素を発現する変異した構造遺伝子を有するDN
A配列を分離する;ことを含んで成る方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/455,634 US4535060A (en) | 1983-01-05 | 1983-01-05 | Inhibition resistant 5-enolpyruvyl-3-phosphoshikimate synthetase, production and use |
US455634 | 1983-01-05 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58234436A Division JPH069506B2 (ja) | 1983-01-05 | 1983-12-14 | グリホセート耐性5―エノールピルビル・3―ホスホシキメートシンセターゼを含有する細胞 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0654683A true JPH0654683A (ja) | 1994-03-01 |
JPH0872B2 JPH0872B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=23809640
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58234436A Expired - Lifetime JPH069506B2 (ja) | 1983-01-05 | 1983-12-14 | グリホセート耐性5―エノールピルビル・3―ホスホシキメートシンセターゼを含有する細胞 |
JP5121384A Expired - Lifetime JPH0872B2 (ja) | 1983-01-05 | 1993-05-24 | グリホセート耐性5−エノールピルビル−3−ホスホシキメートシンセターゼ及びその製造方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58234436A Expired - Lifetime JPH069506B2 (ja) | 1983-01-05 | 1983-12-14 | グリホセート耐性5―エノールピルビル・3―ホスホシキメートシンセターゼを含有する細胞 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4535060A (ja) |
EP (2) | EP0115673B1 (ja) |
JP (2) | JPH069506B2 (ja) |
AT (2) | ATE61630T1 (ja) |
CA (1) | CA1222710A (ja) |
DE (2) | DE3382210D1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5094945A (en) * | 1983-01-05 | 1992-03-10 | Calgene, Inc. | Inhibition resistant 5-enolpyruvyl-3-phosphoshikimate synthase, production and use |
DE3484215D1 (de) * | 1983-01-17 | 1991-04-11 | Monsanto Co | Chimaerische gene geeignet zur expression in pflanzenzellen. |
LU84795A1 (fr) * | 1983-05-09 | 1985-03-21 | Labofina Sa | Genes conferant la resistance de la levure a des herbicides |
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US5304732A (en) | 1984-03-06 | 1994-04-19 | Mgi Pharma, Inc. | Herbicide resistance in plants |
US6211439B1 (en) | 1984-08-10 | 2001-04-03 | Mgi Pharma, Inc | Herbicide resistance in plants |
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