JPH0731476A - コリネ型細菌内でプロモーター機能を有するdna断片 - Google Patents

コリネ型細菌内でプロモーター機能を有するdna断片

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JPH0731476A
JPH0731476A JP5183595A JP18359593A JPH0731476A JP H0731476 A JPH0731476 A JP H0731476A JP 5183595 A JP5183595 A JP 5183595A JP 18359593 A JP18359593 A JP 18359593A JP H0731476 A JPH0731476 A JP H0731476A
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JP
Japan
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dna
dna fragment
fragment
plasmid
promoter function
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JP5183595A
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Kazuhisa Hatakeyama
和久 畠山
Miki Kobayashi
幹 小林
Hideaki Yugawa
英明 湯川
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233
染色体から単離されたジアミノペラルゴン酸アミノトラ
ンスフェラーゼ及びデスチオビオチンシンセターゼをコ
ードする遺伝子に由来する285塩基対より成るプロモ
ーター機能を有するDNA。 【効果】 このプロモーター機能を有するDNA断片
を、タンパク質をコードする構造遺伝子とともにプラス
ミドベクターに組み込み宿主コリネ型細菌に導入した時
に、該構造遺伝子が高発現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコリネ型細菌内のジアミ
ノペラルゴン酸アミノトランスフェラーゼ及びデスチオ
ビオチンシンセターゼをコードする遺伝子に由来するコ
リネ型細菌内でプロモーター機能を有する新規なDNA
を含むDNA断片に関する。
【0002】
【従来の技術】ブレビバクテリウム属細菌を含むコリネ
型細菌は、アミノ酸、有機酸、プリンヌクレオチド等を
生産する工業的に有用な微生物であるが、組換えDNA
技術の導入による菌株の育種改良は、エシェリヒア・コ
リ(Escherichiacoli)等に比べて遅れ
ている。特に、プラスミドベクターに挿入された構造遺
伝子のコリネ型細菌内での発現のために必要なプロモー
ターの構造に関する知見は極めて少く、コリネ型細菌を
宿主として用いて構造遺伝子を発現させようとする場合
にはかなり問題となっている。
【0003】一方、本発明者らは先にコリネ型細菌染色
体からビオチン生合成に関与するジアミノペラルゴン酸
アミノトランスフェラーゼ及びデスチオビオチンシンセ
ターゼをコードする遺伝子を単離し提案した(特願平3
−174757号明細書参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、プラスミドベクターに挿入された構造遺伝子をコリ
ネ型細菌内で確実に発現せしめるようなプロモーター機
能を有する新規なDNA断片を取得することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、コリネ型
細菌内でプロモーター機能を有するDNAを鋭意検索し
た結果、本発明らが先に提案したコリネ型細菌内のジア
ミノペラルゴン酸アミノトランスフェラーゼ及びデスチ
オビオチンシンセターゼをコードする遺伝子(以下これ
を「bioAbioD」ということがある;特願平3−
174757号明細書参照)上流の285bpのDNA
がコリネ型細菌内でプロモーター機能を有することを見
いだし、本発明を完成するに至った。
【0006】すなわち、本発明は、コリネ型細菌内のジ
アミノペラルゴン酸アミノトランスフェラーゼ及びデス
チオビオチンシンセターゼをコードする遺伝子(bio
AbioD)に由来するコリネ型細菌内でプロモーター
機能を有する後記配列表の配列番号:1に示される28
5bpの塩基配列を含むDNA断片である。以下、本発
明についてさらに詳細に説明する。
【0007】本明細書において、「プロモーター機能を
有するDNA」とは、遺伝子の転写を開始するためにR
NAポリメラーゼが特異的に結合するDNA上の領域で
あって、タンパク質をコードする構造遺伝子とともにプ
ラスミドベクターに組み込まれ宿主コリネ型細菌に導入
された時に、該構造遺伝子の発現強度の増加作用を有す
るDNAを意味する。
【0008】本発明のプロモーター機能を有するDNA
は、通常はコリネ型細菌内のbioAbioDを含むD
NA断片から得ることができる。上記bioAbioD
を含むDNA断片の供給源となる微生物は、コリネ型細
菌であれば特に限定されるものではないが、一般的に
は、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233(FE
RM BP−1497)およびその由来株、ブレビバク
テリウム・アンモニアゲネス(Brevibacter
ium ammoniagenes)ATCC687
1、同ATCC13745、同ATCC13746、ブ
レビバクテリウム・デバリカタム(Brevibact
erium divaricatum)ATCC140
20、ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム(
revibacterium lactofermen
tum)ATCC13869、コリネバクテリウム・グ
ルタミカム(Corynebacterium glu
tamicum)ATCC31831等が有利に使用さ
れる。
【0009】これらの供給源微生物からbioAbio
Dを含むDNA断片を調製するための基本操作の一例を
述べれば次のとおりである。上記bioAbioDを含
む断片は、上記コリネ型細菌、例えばブレビバクテリウ
ム・フラバムMJ−233株(FERM BP−149
7)の染色体上に存在し、この染色体を適当な制限酵素
で切断することにより生ずる切断断片の中から以下に述
べる方法で分離、取得することができる。
【0010】先ず、ブレビバクテリウム・フラバムMJ
−233株の培養物から染色体DNAを抽出する。この
染色体DNAを適当な制限酵素、例えばSau3AIを
用いて、DNA断片の大きさが約20〜30kbになる
ように部分分解する。得られたDNA断片をコスミドベ
クター例えばpWE15に挿入し、このコスミドを、λ
DNA in vitro Packaging Ki
tを用いる形質導入により、bioAあるいはbioD
の欠損した大腸菌変異株(Journal of Ba
cteriology,vol 94,p2065−2
066,1967及びJournal of Bact
eriology,vol 112、p830−83
9、1972参照)に導入する。この大腸菌変異株を、
ビオチンを含まない選択培地に塗沫する。
【0011】得られる形質転換株よりコスミドDNAを
抽出し、制限酵素で解析することにより挿入されたブレ
ビバクテリウム・フラバムMJ−233株染色体由来の
bioAbioDを含む断片を確認・取得することがで
きる。かくして得られるbioAbioDを含む断片
は、大きさが約20〜30kbと大きく、実用的でない
ので、さらに短かい断片に特定化する必要がある。
【0012】次に、上記で得られたbioAbioDを
含む断片を含むコスミドを適当な制限酵素を用いて切断
し、得られるDNA断片を、大腸菌で複製可能なベクタ
ープラスミドに挿入しこのベクタープラスミドを通常用
いられる形質転換法、例えば、塩化カルシウム法あるい
は電気パルス法による形質転換により、前記bioAあ
るいはbioDの欠損した大腸菌変異株に導入する。こ
の大腸菌変異株を、ビオチンを含まない選択培地に塗沫
する。
【0013】得られる形質転換株よりプラスミドDNA
を抽出し、制限酵素で解析することにより挿入されたブ
レビバクテリウム・フラバムMJ−233株染色体由来
のbioAbioDを含む断片を確認・取得することが
できる。このようにして得られるbioAbioDを含
む断片の一つは、前記ブレビバクテリウム・フラバムM
J−233株の染色体DNAを制限酵素Sau3AIの
部分分解により切り出し、さらにそれを、制限酵素Sa
Iで切り出すことによって得られる大きさが約4.0
kbのDNA断片を挙げることができる。
【0014】この約4.0kbのbioAbioDを含
むDNA断片を、各種の制限酵素で切断したときの認識
部位数及び切断断片の大きさを下記表1に示す。なお、
本明細書において、制限酵素による「認識部位数」は、
DNA断片又はプラスミドを、過剰の制限酵素の存在下
で完全分解し、それらの分解物をそれ自体既知の方法に
従い1%アガロースゲル電気泳動および4%ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動に供し、分離可能な断片の数から
決定した値を採用した。
【0015】また、「切断断片の大きさ」及びプラスミ
ドの大きさは、アガロースゲル電気泳動を用いる場合に
は、エシェリヒア・コリのラムダファージ(λ pha
ge)のDNAを制限酵素HindIII で切断して得ら
れる分子量既知のDNA断片の同一アガロースゲル上で
の泳動距離で描かれる標準線に基づき、また、ポリアク
リルアミドゲル電気泳動を用いる場合には、エシェリヒ
ア・コリのファイ・エックス174ファージ(φx17
4phage)のDNAを制限酵素HaeIIIで切断し
て得られる分子量既知のDNA断片の同一ポリアクリル
アミドゲル上での泳動距離で描かれる標準線に基づき、
切断DNA断片又はプラスミドの各DNA断片の大きさ
を算出する。プラスミドの大きさは、切断断片それぞれ
の大きさを加算して求める。なお、各DNA断片の大き
さの決定において、1kb以上の断片の大きさについて
は、1%アガロースゲル電気泳動によって得られる結果
を採用し、約0.1kbから1kb未満の断片の大きさ
については4%ポリアクリルアミドゲル電気泳動によっ
て得られる結果を採用した。
【0016】
【表1】 表1 制限酵素 認識部位数 切断断片の大きさ(kb) BamHI 1 0.8, 3.2 Dra II 1 1.2, 2.8 Sac I 1 1.8, 2.2 Xho I 1 1.3, 2.7
【0017】上記表1中、2.7kbのXhoI切断断
片もまたジアミノペラルゴン酸アミノトランスフェラー
ゼ及びデスチオビオチンシンセターゼをコードする機能
を有していることが確認されており、bioAbioD
は、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233染色体
DNAを制限酵素SalI及びXhoIで切り出すこと
によって得られる大きさが約2.7kbのDNA断片中
に含まれるものと考えられる。
【0018】以上に詳述した大きさが約4.0kbのb
ioAbioDを含むDNA断片の制限酵素切断点を図
1に示す。上記したブレビバクテリウム・フラバムMJ
−233の染色体を、制限酵素SalIを用いて切り出
すことにより得られる大きさが約4.0kbのDNA断
片を用いて、その塩基配列をプラスミドpUC18また
はpUC19を用いるジデオキシヌクレオチド酵素法
(dideoxy chain terminatio
n法)(Sanger,F.et al.,Proc.
Nat.Acad.Sci.USA 74,5463,
1977)により決定することができる。このようにし
て決定した塩基配列中に423個のアミノ酸をコードす
る1269塩基対より成るbioAオープンリーディン
グフレームおよび224個のアミノ酸をコードする67
2塩基対より成るbioDオープンリーディングフレー
ムが存在し(特願平3−174757号明細書参照)、
該オープンリーディングフレームの上流部分がプロモー
ター機能を有すると考えられた。
【0019】次に、該オープンリーディングフレームの
上流部分のプロモーター機能を有すると考えられるDN
A領域上の上流および下流の配列に相当する適当な塩基
配列、例えば後記配列表の配列番号:2および配列番
号:3に示される塩基配列を化学合成し、これをプライ
マーDNAとして用いて、プロモーター機能を有すると
考えられるDNA領域を増幅することができる。プライ
マーDNAの合成は、例えばベックマン社製DNA合成
機System−1 Plusを用いて合成でき、DN
A領域の増幅は、例えばDNAサーマルサイクラー40
8型(宝酒造社製)を用いてNature,324,p
163(1986年)に記載の方法により行うことがで
きる。かくして得られる増幅DNA断片がコリネ型細菌
内でプロモーター機能を有することは、該DNA断片を
コリネ型細菌内で自律増殖可能なプロモーター検出用ベ
クターに組み込むことによって確認することができる。
【0020】「コリネ型細菌内で自律増殖可能なプロモ
ーター検出用ベクター」としては、例えば、コリネ型細
菌内で自律増殖可能なDNA断片(a)と、プロモータ
ーが欠失している発現されるべきタンパク質をコードす
る構造遺伝子を含むDNA断片(b)(以下これを「発
現されるべき遺伝子」と略称することがある)とを保有
するプラスミドであれば特に制限はない。このプラスミ
ド検出用ベクターの具体例としては、コリネ型細菌内で
自律増殖可能なDNA断片(a)としてブレビバクテリ
ウム・スタチオニス(Brevibacterium
stationis)IFO12144(FERM B
P−2515)由来のプラスミドpBY503を制限酵
KpnIで切り出すことによって得られる約6kbの
DNA断片、プロモーターが欠失している発現されるべ
きタンパク質をコードする構造遺伝子を含むDNA断片
(b)としてエシェリヒア・コリのトランポゾンTn9
由来のクロラムフェニコール耐性遺伝子であるクロラム
フェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)を
コードする遺伝子を保有するプラスミドpPR3(特開
平3−147792号明細書参照)を挙げることができ
る。
【0021】次に、上記プラスミド検出用ベクターを用
てプロモーター機能を有するDNA断片の検出法を述べ
る。先ず、上記プラスミド検出用ベクターを、それ自体
既知の通常用いられる形質転換法、例えば電気パルス法
〔Agricultural and Biologi
cal chemistry,54,443,(199
0)参照〕等で前記コリネ型細菌、例えばブレビバクテ
リウム・フラバムMJ−233(FERMBP−149
7)へ導入し、形質転換株を適当な培地で培養し、プロ
モーターが欠失している発現されるべき遺伝子(b)が
発現しないことを確認しておく。ここで、プロモーター
が欠失している発現されるべき遺伝子(b)の発現の有
無および発現強度の測定は、該遺伝子(b)が薬剤耐性
遺伝子である場合はその薬剤を含有する選択培地で培養
し、形質転換株の薬剤感受性を調べることで容易に行う
ことができる。また発現の有無および発現強度は、形質
転換株を通常用いられる培地で培養し、培地中の発現さ
れるべき遺伝子(b)の発現産物を、該遺伝子の発現産
物の性質を利用して調べることもできる。
【0022】次に、発現されるべき遺伝子(b)がコリ
ネ型細菌内で発現していないことが確認できたプラスミ
ド検出用ベクター、例えばpPR3の発現されるべきC
AT遺伝子の上流部位を適当な制限酵素、例えばBam
HIで解裂し、該部位に前記bioAbioDを含むD
NA断片由来の増幅DNAをDNAリガーゼ処理により
連絡し、コリネ型細菌へ電気パルス法等により導入す
る。得られる形質転換株を培養し、前記した発現される
べき遺伝子(b)の確認法により、形質転換株の該遺伝
子の発現の有無及び強度を調べることにより、挿入され
たDNA断片のプロモーター機能を確認することができ
る。
【0023】かくして得られる本発明のプロモーター機
能を有するDNA断片としては、後記配列表の配列番
号:1に示される285塩基対より成るDNAを挙げる
ことができる。上記した後記配列表の配列番号:1に示
される塩基配列を包含して成る本発明のプロモーター機
能を有するDNA断片は、天然のコリネ型細菌染色体D
NAから分離されたbioAbioDを含むDNA断片
に由来するもののみならず、通常用いられるDNA合成
装置、例えばベックマン社製System−1 Plu
sを用いて合成されたものであってもよい。
【0024】また、前記の如くブレビバクテリウム・フ
ラバムMJ−233の染色体DNAから増幅して得られ
る本発明のDNA断片は、プロモーター機能を実質的に
損なうことがない限り、塩基配列の一部の塩基が他の塩
基と置換されていてもよく又は削除されていてもよく、
或いは新たに塩基が挿入されていてもよく、さらに塩基
配列の一部が転位されているものであってもよく、これ
らの誘導体のいずれもが、本発明のプロモーター機能を
有するDNA断片に包含されるものである。
【0025】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。しかしながら、下記の実施例は本発明について
具体的な認識を得る一助としてのみ挙げたものであり、
これによって本発明の範囲は何ら限定されるものではな
い。
【0026】実施例1ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233由来のジア
ミノペラルゴン酸アミノトランスフェラーゼ及びデスチ
オビオチンシンセターゼをコードする遺伝子を含むDN
A断片(bioAbioD断片)のクローン化 (A)ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233の全
DNAの抽出 半合成培地A培地〔組成:尿素2g、(NH4 2 SO
4 7g、K2 HPO 4 0.5g、KH2 PO4
0.5g、MgSO4 0.5g、FeSO4 ・7H2
O 6mg、MnSO4 ・4〜6H2 O 6mg、酵母
エキス2.5g、カザミノ酸5g、ビオチン200μ
g、塩酸チアミン200μg、グルコース20g、蒸留
水1リットル〕1リットルに、ブレビバクテリウム・フ
ラバムMJ−233(FERM BP−1497)を対
数増殖期後期まで培養し、菌体を集めた。得られた菌体
を10mg/mlの濃度にリゾチームを含む10mM
NaCl−20mMトリス緩衝液(pH8.0)−1m
M EDTA・2Na溶液15mlに懸濁した。次にプ
ロテナーゼKを、最終濃度が100μg/mlになるよ
うに添加し、37℃で1時間保温した。さらにドデシル
硫酸ナトリウムを最終濃度が0.5%になるように添加
し、50℃で6時間保温して容菌した。この溶菌液に、
等量のフェノール/クロロホルム溶液を添加し、室温で
10分間ゆるやかに振盪した後、全量を遠心分離(5,
000×g、20分間、10〜12℃)し、上清画分を
分取し、酢酸ナトリウムを0.3Mとなるように添加し
た後、2倍量のエタノールをゆっくりと加えた。水層と
エタノール層の間に存在するDNAをガラス棒でまきと
り、70%エタノールで洗浄した後、風乾した。得られ
たDNAに10mMトリス緩衝液(pH7.5)−1m
M EDTA・2Na溶液5mlを加え、4℃で一晩静
置し、以後の実験に用いた。
【0027】(B)組換え体の創製 上記(A)項で得たブレビバクテリウム・フラバムMJ
−233の全DNA90μlを制限酵素Sau3AI
1unitを用い、37℃で20分間反応させ部分分解
した。この部分分解DNAにコスミドpWE15(スト
ラタジーン社製)を制限酵素BamHIで切断した後、
脱リン酸化処理したものを混合し、50mMトリス緩衝
液(pH7.6)、10mMジチオスレイトール、1m
M ATP、10mM MgCl2 及びT4DNAリガ
ーゼ1unitの各成分を添加し(各成分の濃度は最終
濃度である)、4℃で15時間反応させ、結合させた。
【0028】(C)ビオチン生合成に関与する酵素をコ
ードする遺伝子を含むコスミドの選抜 上記(B)項で得たコスミド混液を用い、前記エシェリ
ヒア・コリR873(bioA4)株を形質導入し、ア
ンピシリン50mgを含む選択培地〔K2 HPO4
g、KH2 PO4 2g、(NH4 2 SO4 1g、
MgSO4 ・7H2 O 0.1g、カザミノ酸10g、
グルコース2g及び寒天16gを蒸留水1リットルに溶
解〕に塗沫した。なお形質導入には、宝酒造より販売さ
れているλ DNA in vitro Packag
ing Kitを用いて行った。培地上の生育株を常法
により、液体培養し、培養液よりコスミドDNAを抽出
し、該コスミドを制限酵素により切断し、アガロースゲ
ル電気泳動を用いて調べたところ、コスミドpWE15
の長さ8.8kbのDNA断片に加え、長さ約30kb
のDNA断片が認められた。本コスミドをpWE15−
bioAと命名した。
【0029】(D)bioAbioD断片のプラスミド
pBluescriptIIへのサブクローニング 上記(C)項で得たコスミドpWE15−bioAに含
まれるDNA挿入断片は約30kbと大きく、実用的で
ないので、得られた断片のうち必要な部分だけに小型化
するために、プラスミドpBluescriptII(ス
トラタジーン社より市販)へジアミノペラルゴン酸アミ
ノトランスフェラーゼ及びデスチオビオチンシンセター
ゼをコードする遺伝子(bioAbioD)を含むDN
A断片を下記のとおりサブクローニングした。
【0030】上記(C)項で得たコスミドpWE15−
bioAを制限酵素SalIで切断したものと、プラス
ミドpBluescriptIIを制限酵素SalIで切
断したものを混合し、50mMトリス緩衝液(pH7.
6)、10mMジチオスレイトール、1mM ATP、
10mM MgCl2 及びT4DNAリガーゼ1uni
tの各成分を添加し(各成分の濃度は最終濃度であ
る)、12℃で15時間反応させ、結合させた。
【0031】得られたプラスミド混液を用い、塩化カル
シウム法(Journal ofMolecular
Biology,53,159,1970)に従いエシ
ェリヒア・コリR873(bioA4)株を形質転換
し、アンピシリン50mgを含む選択培地〔K2 HPO
4 7g、KH2 PO4 2g、(NH4 2 SO4
g、MgSO4 ・7H2 O 0.1g、カザミノ酸10
g、グルコース2g及び寒天16gを蒸留水1リットル
に溶解〕に塗沫した。
【0032】この培地上の生育株を常法により液体培養
し、培養液よりプラスミドDNAを抽出し、該プラスミ
ドを制限酵素により切断し、アガロースゲル電気泳動を
用いて調べたところ、プラスミドpBluescrip
tIIの長さ3.95kbのDNA断片に加え、長さ4.
0kbの挿入DNA断片が認められた。このプラスミド
を用い、上記方法に従い前記エシェリヒア・コリR87
7(bioD19)株を形質転換し、アンピシリン50
mgを含む選択培地〔K2 HPO4 7g、KH2 PO
4 2g、(NH4 2 SO4 1g、MgSO4 ・7
2 O 0.1g、カザミノ酸10g、グルコース2g
及び寒天16gを蒸留水1リットルに溶解〕に塗沫し
た。
【0033】この培地上の生育株を常法により液体培養
し、培養液よりプラスミドDNAを抽出し、該プラスミ
ドを制限酵素により切断し、アガロースゲル電気泳動を
用いて調べたところ、エシェリヒア・コリR877(b
ioA4)株の形質転換体から得られたプラスミドと全
く同様に、プラスミドpBluescriptIIの長さ
2.95kbのDNA断片に加え、長さ約4.0kbの
挿入DNA断片が認められた。長さ約4.0kbのDN
A断片を各種の制限酵素で切断したときの制限酵素認識
部位数および切断断片の大きさは、前記表1に示したと
おりであった。このDNA断片の制限酵素切断点地図を
図1に示す。また上記で得られたプラスミドを各種制限
酵素で切断して、切断断片の大きさを測定した。その結
果を下記の表2に示す。
【0034】
【表2】 表2 プラスミドpBS−bioAD4 制限酵素 認識部位数 切断断片の大きさ(kb) HindIII 1 6.95 XhoI 2 4.25, 2.7 BamHI 2 3.75, 3.2 上記の制限酵素により特徴づけられるプラスミドをpB
S−bioAD4と命名した。
【0035】以上の結果より、制限酵素SalIで切り
出される、ジアミノペラルゴン酸アミノトランスフェラ
ーゼとデスチオビオチンシンセターゼをコードする遺伝
子を含む長さ4.0kbのDNA断片を得ることができ
た。
【0036】実施例2bioA及びbioD遺伝子を含むDNA断片の塩基配
列の決定 (A)デレーションミュータントの作製 実施例1で得られたプラスミドpBS−bioAD4
(pBluescriptIIのSalIサイトに4.0
kbの断片が挿入されたプラスミド)30μgを制限酵
XbaIを用いて37℃、1時間反応により切断し
た。この反応液を75℃で15分間加熱して制限酵素を
失活させたのち、1mM thio−dNTPを2μ
l、クレノー断片(klenow fragment)
5unitsを加え、室温で10分間反応した。反応液
と同量のフェノール/クロロホルム(1:1)で切断断
片を抽出したのち、2.5倍量のエタノールを加えDN
Aを沈殿させた。遠心分離後、真空乾燥しDNAを回収
した。このDNAを溶解し、制限酵素EcoRIを用い
て37℃、1時間反応により切断した。この溶液と同量
のフェノール/クロロホルム(1:1)でDNA断片を
抽出したのち、2.5倍量のエタノールを加えDNAを
沈殿させ、遠心分離後、真空乾燥し、DNAを回収し
た。得られたDNAを100μlのExoIII バッファ
ー〔50mM TrisHCl(pH8.0),100
mM NaCl,5mM MgCl2 ,10mMβ−メ
ルカプトエタノール〕に溶解した。このDNA溶液に1
80unitsのエキソヌクレアーゼIII を加え、ボル
テックスにて撹拌し、37℃にて反応した。この溶液を
1分毎に10μlずつ、予め準備した100μlのMB
ヌクレアーゼバッファー〔40mM酢酸ナトリウムpH
4.5,100mM NaCl,10%グリセロール〕
中へ順次加え、65℃、5分間の処理によりエキソヌク
レアーゼIII を失活させた後、37℃にもどし、50u
nitsのMung Beanヌクレアーゼを加え、3
0分間反応した。同量の10mM TrisHCl−1
mM EDTA飽和フェノールで1回、上清をクロロホ
ルム/イソアミルアルコール(24:1)で1回DNA
をそれぞれ抽出した。上清に、2.5倍量のエタノール
を加え、遠心分離にて沈殿を回収し、70%エタノール
で洗浄したのち真空乾燥した。得られたDNAを50μ
lのクレノーバッファー〔7mM TrisHCl(p
H7.5),0.1mM EDTA,20mM NaC
l,7mM MgCl2 ,0.1mMdNTPs〕に溶
解させた後、2unitsのクレノー断片を加え、37
℃、15分間反応した。この溶液に2.5倍量のエタノ
ールを加え、遠心分離にて沈殿を回収し、70%エタノ
ールで洗浄後、真空乾燥した。得られたDNAを40μ
lのTEバッファーに溶解し、10mMジチオスレイト
ール,1mM ATP,10mM MgCl2 およびT
4DNAリガーゼ5unitsの各成分を添加し、12
℃で15時間反応させ結合した。得られたDNA混合物
を用いてエシェリヒア・コリJM109(宝酒造社製)
を形質転換し、アンピシリンを50μl/ml含むLB
培地〔10gトリプトン,5g酵母抽出物,5g Na
Cl,16g agar/1l〕に塗沫した。生育した
コロニーよりプラスミドを抽出し、インサートDNAの
大きさをしらべ、インサートの大きさが200bpから
4kbまで約250bpおきに20クローンを選抜し
た。同様にして逆方向のクローンについても20クロー
ン選抜した。
【0037】(B)ディデオキシ(dideoxy)法
によるデレーションミュータントの塩基配列の決定 上記で得られた菌体を白金耳で10mlの2×TY培地
〔16gトリプトン,8g酵母抽出物,5g NaCl
/1l〕に植菌し、150μg/mlになるようにアン
ピシリンを添加した。37℃でO.D.が0.3になる
まで生育させた後、ヘルパーファージM13KO7を1
8 /mlになるように添加した。37℃で1時間培養
した後、25分の1量を新しい10mlの2×TY培地
に植菌し、カナマイシンを70μg/mlになるように
添加し、37℃で12時間培養した。培養液1.5ml
をエッペンドルフチューブに分注し、遠心し菌体をのぞ
き、上清の1.2mlを新しいエッペンドルフチューブ
にうつした。200μlのPEG/NaCl溶液〔20
%PEG,2.5M NaCl〕を加え室温で15分間
静置した。遠心により上清をのぞき沈殿を回収した。沈
殿を100μlのTEバッファーに懸濁し、50μlの
TE飽和フェノールを加えDNAを抽出した。上清に、
10μlの3M酢酸ナトリウム250μlのエタノール
を加えDNAを沈殿として回収した。真空乾燥させ、3
0μlのTEバッファーに溶解した。シーケンスの反応
にはシーケナーゼVer.2.0DNAシーケンシング
キット(東洋紡製)を用いた。4つのシーケンスレーン
用にまず1つのチューブの中で、アニーリング、及びラ
ベリングを行なった。エッペンドルフチューブに1μl
のプライマー,2μlのシーケンス用バッファー,7μ
lの上記で調製したDNA溶液を入れ、よく混合し55
℃で1時間反応した。4倍に希釈したラベリング反応液
を2μl加え、さらに1μlの0.1M DTT,5μ
Ciのα−35SdCTP,2μlの希釈シーケナーゼを
加え、37℃で5分間反応した。A,G,C,T用のタ
ーミネーションミックスを十本のチューブに2.5μl
ずつ分注し、ラベリング反応が終了した反応液を3.5
μlずつ分注した。37℃で5分間反応した後、反応停
止液を4μlずつ添加した。各反応液を3μlずつゲル
にのせ、1500Vで4時間電気泳動を行ない、X線フ
ィルムにてバンドを検出した。塩基配列決定の結果、図
1において、SacIの上流132bpからBamHI
の下流100bpまでにbioAをコードしていると考
えられるオープンリーディングフレーム、BamHIの
下流に7bpからSalIの34bp上流にbioDを
コードしていると考えられるオープンリーディングフレ
ーム(特願平3−174757号明細書参照)、さら
に、SacIの上流429bpから133bpのあいだ
にプロモーター機能を有すると考えられる後記配列表の
配列番号:1に示す285塩基対の領域が存在してい
た。
【0038】実施例3プロモーター機能を有するDNA断片の単離 (A)DNA領域の増幅に使用するプライマーDNAの
合成 実施例2において決定したbiobioDを含むDN
A断片の配列をもとに、SacIサイトの上流429b
pから133bpの配列番号:1に示される285塩基
対の領域を増幅してクローニングするために、5′→
3′プライマーとして、5′−CCGGATCCAGT
CCTGTTGCTTGGGTTTG−3′(配列番
号:2)、3′→5′プライマーとして、5′−CCG
GATCCTTTCCTCCGTCACTTGGTTT
−3′(配列番号:3)の28merをベックマン社製
DNA合成機System−1plusを用いて合成し
た。
【0039】(B)プロモーター機能を有する断片の増
幅 反応液〔50mM KCl,10mM TrisHCl
(pH8.8),1.5mM MgCl2 ,100μg
/mlゼラチン,200μMdNTPs,250pmo
lプライマー〕に、2.5unitsのTaqポリメラ
ーゼ、1ngのDNAを添加し、ディネーチャー94℃
1分間、アニーリング37℃、2分間、ポリメライゼー
ション72℃、3分間の反応を、DNAサーマルサイク
ラー408型(宝酒造社製)で25回くりかえすことに
よりDNA断片を増幅させた。増幅DNA断片の確認は
4%アガロースゲル電気泳動により285塩基対のDN
A断片を視認することにより行なった。
【0040】実施例4プロモーター機能を有するDNA断片のプラスミドpP
R3への導入 特開平3−147792号明細書の記載に基いて調製し
たプラスミドpPR30.5μgに制限酵素BamHI
(5units)を37℃で1時間反応させ、プラスミ
ドDNAを完全に分解した。
【0041】実施例3で調製したプロモーター機能を有
するDNA断片とプラスミドDNA分解物を混合し、制
限酵素を不活化するために65℃で10分間加熱処理し
た後、該失活溶液中の成分が最終濃度として各々50m
Mトリス緩衝液pH7.6、10mM MgCl2
1.0mMジチオスレイトール、1mM ATP及びT
4DNAリガーゼ1unitになるように各成分を強化
し、16℃で15時間保温した。この溶液を用いてエシ
ェリヒア・コリHB101のコンピテントセル(宝酒造
社製)を形質転換した。
【0042】形質転換株は50μg/ml(最終濃度)
のカナマイシンを含むL培地〔トリプトン10g、酵母
エキス5g、NaCl 5g、蒸留水1l、pH7.
2)で37℃にて24時間培養し、生育株として得られ
た。これら生育株のプラスミドをアルカリ−SDS法
〔T.Maniatis,E.F.Fritsch,
J.Sambrook;“Molecular clo
ning”(1982)90〜91参照〕により抽出し
た。
【0043】得られたプラスミドは電気パルス法により
ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233(FERM
BP−1497)プラスミド除去株へ形質転換し、ア
ルカリ−SDS法によりプラスミドを抽出した。このプ
ラスミドの制限酵素BamHI、KpnI、SacI等
の制限酵素による切断パターンによってpPR3に前記
増幅DNAが組み込まれていることを確認し、このプラ
スミドを“pPR3−bioA”と命名した。
【0044】実施例5プロモーター強度の測定: 実施例4でpPR3に挿入し
たプロモーターの強度を、クロラムフェニコールアセチ
ルトランスフェラーゼ(CAT)の活性を測定すること
によって調べた。
【0045】pPR3を保有するブレビバクテリウム・
フラバムMJ−233株とpPR3−bioAを保有す
るブレビバクテリウム・フラバムMJ−233株をそれ
ぞれ、実施例1の(A)項に記載の半合成培地A培地に
カナマイシンを50μg/ml加えた培地10mlの入
った試験管で一晩前培養し、その培養液を上記の培地1
00mlの入った三角フラスコで約6時間培養後集菌
し、CATの活性測定に用いた。CATの活性はW.
V.Shawらの方法〔J.Bacteriology
Jan.(1968)28〜36参照〕により測定し
た。その結果、pPR3−bioAを有するMJ−23
3株は、プロモーターの挿入されていないpPR3を有
するMJ−233株の約10倍のCAT活性をもってい
た。
【0046】
【配列表】
配列番号:1 配列の長さ:285 配列の型:核酸 鎖の数:二本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:genomic DNA 起源 生物名:ブレビバクテリウム フラバム(Brevibacteri
um flavum ) 株名:MJ233 配列の特徴 特徴を表す記号:Promoter 特徴を決定した方法:E 配列: AGTCCTGTTG CTTGGGTTTG ATCAAGGCCT AATCCACCGG CTGCAACATC AAAATACAGG 60 TAGTACACCA AGAGTGCTTG CATGCCGTAG AAGCTGAATC GCTCCCACAT TTCAATACTG 120 ATTATTGAGG TTGCGCTTTT GAACCTAACC CGTTGATCCA GTTGGACCAT GACTTCTCCT 180 AACAGAAAGC TGCGGCAATG AAAAACACTT AGTGCCAAAA ATTGAACACT GTTCAATTAA 240 CCTATTACAC TGCACATATG CAACCAAACC AAGTGACGGA GGAAA 285
【0047】配列番号:2 配列の長さ:28 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列: CCGGATCCAG TCCTGTTGCT TGGGTTTG 28
【0048】配列番号:3 配列の長さ:28 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列: CCGGATCCTT TCCTCCGTCA CTTGGTTT 28
【図面の簡単な説明】
【図1】大きさが約4.0kbのジアミノペラルゴン酸
アミノトランスフェラーゼ及びデスチオビオチンシンセ
ターゼをコードする遺伝子を含むDNA断片の制限酵素
による切断点地図、および塩基配列決定のための戦略
図。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:13)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コリネ型細菌内のジアミノペラルゴン酸
    アミノトランスフェラーゼ及びデスチオビオチンシンセ
    ターゼをコードする遺伝子に由来するコリネ型細菌内で
    プロモーター機能を有する下記の塩基配列: AGTCCTGTTG CTTGGGTTTG ATCAAGGCCT AATCCACCGG CTGCAACATC AAAATACAGG 60 TAGTACACCA AGAGTGCTTG CATGCCGTAG AAGCTGAATC GCTCCCACAT TTCAATACTG 120 ATTATTGAGG TTGCGCTTTT GAACCTAACC CGTTGATCCA GTTGGACCAT GACTTCTCCT 180 AACAGAAAGC TGCGGCAATG AAAAACACTT AGTGCCAAAA ATTGAACACT GTTCAATTAA 240 CCTATTACAC TGCACATATG CAACCAAACC AAGTGACGGA GGAAA 285 を含むDNA断片。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1702980A1 (en) 1999-07-01 2006-09-20 Basf Aktiengesellschaft Corynebacterium glutamicum gene encoding Hpr of phosphoenolpyruvate:sugar phosphotransferase system
US7273721B2 (en) 1999-06-25 2007-09-25 Basf Aktiengesellschaft Corynebacterium glutamicum genes encoding proteins involved in membrane synthesis and membrane transport
US7393675B2 (en) 1999-06-25 2008-07-01 Basf Aktiengesellschaft Corynebacterium glutamicum genes encoding proteins involved in carbon metabolism and energy production
US7410766B2 (en) 1999-07-01 2008-08-12 Basf Se Corynebacterium glutamicum genes encoding phosphoenolpyruvate: sugar phosphotransferase system proteins
US7439050B2 (en) 1999-06-25 2008-10-21 Basf Aktiengesellschaft Corynebacterium glutamicum genes encoding diaminopimelate epimerase

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US7425435B2 (en) 1999-07-01 2008-09-16 Basf Aktiengesellschaft Corynebacterium glutamicum genes encoding phosphoenolpyruvate: sugar phosphotransferase system proteins

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