JPH09206079A - ポリビニルアルコール脱水素酵素遺伝子 - Google Patents

ポリビニルアルコール脱水素酵素遺伝子

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JPH09206079A
JPH09206079A JP8015303A JP1530396A JPH09206079A JP H09206079 A JPH09206079 A JP H09206079A JP 8015303 A JP8015303 A JP 8015303A JP 1530396 A JP1530396 A JP 1530396A JP H09206079 A JPH09206079 A JP H09206079A
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JP
Japan
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ala
gly
pva
ggc
val
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JP8015303A
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English (en)
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Masayuki Shimao
正行 嶋尾
Shigeaki Harayama
重明 原山
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KAIYO BIO TECH LAB
KAIYO BIO TECHNOL KENKYUSHO KK
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KAIYO BIO TECH LAB
KAIYO BIO TECHNOL KENKYUSHO KK
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 配列番号1で表されるアミノ酸配列、又
は配列番号1で表されるアミノ酸配列と実質的に同一な
アミノ酸配列をコードするポリビニルアルコール脱水素
酵素遺伝子。 【効果】 PVA脱水素酵素遺伝子を提供する。この遺
伝子を利用することにより、PVAを含む排水の処理、
繊維製造工程中の不要なPVAの分解除去、低重合度P
VAの製造等を効率的に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリビニルアルコ
ール(以下、「PVA」という)分解菌に由来するPV
A脱水素酵素遺伝子に関する。
【0002】
【従来の技術】PVA分解菌は、複数のコーソーティア
(共生系)より成り、単独でPVAを分解出来る菌は存
在しない。たとえば、VM15と呼ばれた共生系では、
シュードモナス属に属するVM15C株がPVA分解に
必要な酵素を生産し、VM15A株がその酵素の活性に
必要な補酵素ピロロキノリンキノン(以下、「PQQ」
という)を供給するものである。このような共生系を用
い、PVAを分解することは可能であるが、そのために
はVM15A株よりVM15C株への効率の良いPQQ
の供給が必要である。このような条件を保証することは
非常に困難である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】もし、PVA分解遺伝
子をPQQ生産菌内にクローン化すれば、単菌でPVA
の分解が可能となる。また、酵素製剤としてのPVA脱
水素酵素を効率よく生産てきる発現系を遺伝子工学的に
作成することが可能になる。本発明は、この様な菌の作
成のため、PVA脱水素酵素の構造遺伝子をクローン化
する手段を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するため、鋭意検討を重ねた結果、PVA脱水素
酵素の構造遺伝子のクローン化に成功し、本発明を完成
した。即ち、本発明は、配列番号1で表されるアミノ酸
配列、又は配列番号2で表されるアミノ酸配列と実質的
に同一なアミノ酸配列をコードするポリビニルアルコー
ル脱水素酵素遺伝子である。
【0005】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
ポリビニルアルコール脱水素酵素遺伝子は、配列番号1
で表されるアミノ酸配列、又は配列番号1で表されるア
ミノ酸配列と実質的に同一なアミノ酸配列をコードす
る。ここで、「配列番号1で表されるアミノ酸配列と実
質的に同一なアミノ酸配列」とは、配列番号1で表され
るアミノ酸配列の幾つかのアミノ酸残基について、欠
失、置換、付加等の変化が生じた配列であって、前記配
列と同様にポリビニルアルコール脱水素酵素活性を有す
る配列をいう。
【0006】本発明遺伝子は、PVA分解酵素を持つ微
生物より通常のクローニングの手順で得ることが出来
る。まず、PVA分解酵素を持つ微生物から、全DNA
を抽出する。PVA分解酵素を持つ微生物としては、例
えば、Pseudomonas sp. VM15C株を挙げることがで
きるが、この菌株に限定されるわけではない。DNAの
抽出は、市販のDNA抽出キットを用いて行うことがで
きる。
【0007】抽出したDNAは、適当な制限酵素を用い
て断片化した後、適当なベクターに組み込む。ここで用
いる制限酵素としては、実施例にあるSau3AIなどを挙げ
ることができるがこれに限定されるものではない。ベク
ターは、PVA分解酵素遺伝子を発現し得るものであれ
ばどのようなものでもよいが、1つ以上のマーカ遺伝子
を含むものが好ましい。このようなベクターとしては、
例えば、pUC 系ベクターを挙げることができるがこれに
限定されるものではない。
【0008】次に、上記のベクターを用いて宿主菌を形
質転換する。宿主菌としては、実施例にある大腸菌JM10
1 を用いることができるがこれに限定されるものではな
い。形質転換体は、上記ベクターに含まれるマーカー遺
伝子を指標として選抜することができる。以上の手順に
より本発明の遺伝子を含む形質転換体を得ることができ
る。
【0009】また、本発明の遺伝子は、配列番号2の記
載に基づきPCR法により合成することも可能である。
即ち、配列番号2の塩基配列を基に、配列番号2に示す
全ヌクレオチド配列を増幅し得るようなセンスプライマ
ー及びアンチセンスプライマーを合成し、このプライマ
ーを用い、PVA分解酵素を持つ微生物から抽出したD
NAを鋳型として、PCR増幅を行う。なお、本発明の
遺伝子を含む大腸菌JM101 (pMSVA-46TT)株は、工業技
術院生命工学工業技術研究にFERM P-15403として寄託さ
れている(寄託日平成8年1月25日)。
【0010】本発明の遺伝子は種々の用途に利用するこ
とができる。以下に具体的に述べる。 1)環境分野:PVAは水溶性ポリマーで広く産業に使
われている。その大量な使用量と水溶性でありながら微
生物分解を受けにくい(難分解性)性質ゆえ、PVAに
よる環境汚染は、深く懸念されている。そしてPVAを
分解する技術の確立・改良はPVAを使用する産業の大
きな関心事である。PVA分解において強力かつ新たな
分解菌を造成するために、本発明の遺伝子を利用するこ
とができる。
【0011】2)製造分野:a)繊維産業:繊維を造る
際、経糸のための糊剤として利用されるPVAを酵素的
に速やかに分解し除去する酵素製剤として、PVA脱水
素酵素が利用でき、その酵素生産にクローン化された本
発明の遺伝子を用いることができる。
【0012】b)合成高分子産業:合成化学的には製造
が困難な低重合度PVAの製造するための酵素製剤とし
てPVA脱水素酵素が利用でき、その生産に本発明の遺
伝子を用いることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
【0014】
【実施例】
〔実施例1〕 PVA脱水素酵素の構造遺伝子のクロー
ン化 まずVM15C株の全DNAを抽出、Sau3AI制限酵素で
部分分解した。このDNAを10−40%ショ糖密度勾
配で分離し、3から9kbの長さのDNA断片を得た。
このSau3AI断片をBamHIで切断したpUC18内に組み
込んだ。このDNAを用い、大腸菌JM101 を形質転換、
アンピシリン、X−gal及びIPTGを含む栄養培地
プレートに植菌し、組み換えプラスミドを有する形質転
換体を白色コロニーより分離した。この分離した形質転
換体を、アンピシリン、IPTGを含むLBプレートで
30℃16h培養後生えてきたコロニーを濾紙の上に移
し、これを0.1%リゾチームと1μM PQQを含む
50mM燐酸緩衝液buffer(pH7.5)に浸漬した。3
0分後−70℃で凍結さらに解凍した。凍結/解凍はさ
らに2回行った。このあと、濾紙に浸漬した液をなるべ
く除き、1mMひ酸水素二ナトリウム、20mMアジ化ナト
リウム、10mMフッ化ナトリウム、1μM PQQを含む
100mMリン酸カリウム緩衝液に浸けた。これをさらに
1度凍結/解凍した。次に1.5ml中に11.25mgの
PVA1500、0.3mMニトロブルーテトラゾリウ
ム、1mMフェナジンエトサルフェート、1mM KCN及
び1μMPQQを含む50mMリン酸カリウム緩衝液に浸
した。この条件下で青色を呈したコロニーをPVA脱水
素酵素遺伝子を持つクローンの候補とした。このコロニ
ーを元のプレートより取り、アンピシリン及びIPTG
を含むLB培地で16h30℃で培養、細胞粗抽出液を
調整し、PQQ存在下でPVA脱水素酵素活性を計っ
た。この酵素活性を示したクローンの1つを以下の実験
に用いた。
【0015】〔実施例2〕 PVH脱水素酵素の構造遺
伝子のマッピング PVA脱水素酵素活性を示す大腸菌のクローンよりプラ
スミドを抽出、このプラスミドをpMSVA9KNと命名した。
このプラスミドには約5.9KbのDNA断片が挿入さ
れていた。さらにサブクローニングを行い、PVA脱水
素酵素遺伝子が存在するDNA領域を決めた。図1に示
すようにこの遺伝子はKpnI site SaII siteをまたいで
存在していることが予想された。
【0016】〔実施例3〕 PVA脱水素酵素の配列決
定 実施例2で得られたpMSVA8KNプラスミドの全塩基配列を
サンガー法で決定した。得られた遺伝子塩基配列を配列
番号2で示す。この塩基配列より推定されるアミノ酸配
列を配列番号1に示す。配列番号1に示すように、PV
A脱水素酵素は639アミノ酸よりなり分子量68,0
45の蛋白質であることが明らかになった。
【0017】
【発明の効果】本発明はPVA脱水素酵素遺伝子を提供
する。この遺伝子を利用することにより、PVAを含む
排水の処理、繊維製造工程中の不要なPVAの分解除
去、低重合度PVAの製造等を効率的に行うことができ
る。
【0018】
【配列表】
配列番号1 配列の長さ:639 配列の型 :アミノ酸 トポロジー:不明 配列の種類:タンパク質 起源 生物名 :Pseudomonas sp. 配列 Met Gln Gln Asn Ile Glu Arg Asn Gln Val Ser Met Thr Thr Ser Arg Phe Val Trp Gly Ala Val Met Ala Leu Val Ala Leu Gly Ser Ala Ser Ala Ala Glu Leu Asn Leu Pro Asp Gly Ala Ala Leu Tyr Arg Ala Arg Cys Gly Thr Cys His Asp Asn Pro Gln Asp Arg Thr Pro Ala Arg Asp Val Ile Ala Arg Asn Ser Pro Ala Phe Ile Met Ala Ala Met Asn Gly Val Met Ala Pro Met Ala Ala Gly Leu Ser Glu Ala Glu Lys Gln Ala Ile Ala Leu His Leu Gly Ala Arg Pro Ala Gly Gly Ser Gln Glu Ile Asn Pro His Ala Ile Trp Gly Pro Pro Ser Ala Ser Met Pro Leu Asp Gly Pro Lys Cys Lys Gly Lys Ile Pro Pro Ile Asp Leu Ser Thr Pro Asp Gln Trp Asn Gly Trp Gly Ala Gly Ile Thr Asn Ala Arg Phe Gln Pro Asn Pro Gly Leu Thr Ala Ala Asp Val Pro Arg Leu Lys Val Lys Trp Ala Phe Asn Tyr Pro Gly Ser Lys Asn Gly Gln Ala Thr Val Val Gly Asp Arg Leu Phe Val Thr Ser Met Ser Gly Ala Val Tyr Ala Leu Asn Ala Lys Thr Gly Cys Val Tyr Trp Arg His Asp Ala Ala Ala Ala Thr Arg Ser Ser Val His Val Val Gln Leu Pro Ala Gly Ala Pro Ala Gln Tyr Ala Ile Phe Phe Ser Asp Trp Thr Lys Ala Ala Val Ala Leu Asp Ala Gln Thr Gly Lys Gln Leu Trp Lys Thr Thr Ile Asp Asp Gln Pro Gly Val Gln Met Thr Gly Ser Pro Thr Tyr His Glu Gly Lys Leu Phe Val Pro Ile Ser Ser Gly Asn Glu Ala Phe Ala Thr Asn Asp Gln Trp Glu Cys Cys Lys Phe Arg Gly Ala Leu Val Ala Leu Asp Ala Leu Ser Gly Lys Val Leu Trp Lys Thr Tyr Thr Thr Gln Lys Glu Pro Ala Pro Phe Arg Leu Asn Lys Leu Gly Lys Gln Met Trp Gly Pro Ala Gly Gly Ser Ile Trp Ser Ala Pro Thr Ile Asp Pro Lys Arg Gly Leu Val Tyr Val Ala Thr Ser Asn Ser Tyr Thr Glu Val His His Glu Gly Ser Asp Ala Val Met Ala Met Glu Ile Glu Thr Gly Lys Val Arg Trp Ile Asn Gln Val Thr Lys Asp Asp Asn Tyr Ile Ile Gly Cys Pro Arg Ala Ala Asn Cys Pro Glu Lys Val Gly Pro Asp Phe Ala Leu Gly Asn Ser Pro Ile Leu His Thr Leu Gln Asp Gly Arg Gln Tyr Ile Val Val Gly Gln Lys Ser Gly Ala Val Tyr Ala Met Asp Pro Asp Asn Asp Gly Glu Leu Ile Trp Met Arg Arg Val Ser Pro Gly Ser Glu Leu Gly Gly Val Glu Phe Gly Met Ala Ala Asp Ala Glu Asn Val Tyr Val Gly Ile Ser Asp Val Ile Thr Arg Lys Gly Gly Lys Pro Gly Val Tyr Ala Leu Arg Ile Arg Asp Gly Ala Asp Val Trp Ala Phe Pro Ala Pro Arg Thr Pro Cys Arg Trp Asn Asn Ile Phe Cys His Pro Ala Val Ser Gln Ala Val Thr Ala Met Pro Gly Val Val Phe Ala Gly Ser Met Asp Gly His Phe Arg Ala Phe Ser Thr Ser Asp Gly Lys Val Leu Trp Glu Phe Asn Thr Ala Ala Ala Pro Tyr Lys Thr Val Ala Gly Lys Gln Ala Asp Gly Gly Val Met Asp Gly Ala Gly Pro Thr Ile Ala Gly Gly Met Val Tyr Val His Ser Gly Tyr Ala Gly Arg Ser Thr Gln Asn Ala Gly Asp Leu Arg Gly Arg Glu Gly Asn Val Leu Ile Ala Phe Ser Val Asp Gly Lys
【0019】配列番号2 配列の長さ:2040 配列の型 :核酸 鎖の数 :2本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:Genomic DNA 起源 生物名 :Pseudomonas sp. 配列 ATG CAA CAG AAC ATC GAG CGA AAC CAG GTA TCG ATG ACT ACA TCG CGC TTC GTC TGG GGA GCC GTC ATG GCG CTC GTC GCG CTG GGA AGC GCG TCG GCT GCA GAA CTG AAT CTC CCC GAC GGC GCA GCG CTC TAC CGC GCT CGG TGC GGT ACC TGC CAT GAC AAT CCG CAG GAT CGA ACG CCT GCG CGC GAT GTG ATC GCG CGG AAC TCT CCC GCA TTC ATC ATG GCG GCC ATG AAC GGC GTC ATG GCG CCG ATG GCC GCT GGA CTG AGC GAG GCG GAG AAG CAG GCG ATC GCC CTG CAC CTG GGA GCG AGG CCG GCA GGC GGC TCC CAG GAG ATC AAT CCT CAT GCC ATC TGG GGC CCG CCG TCT GCA TCG ATG CCG CTC GAT GGT CCG AAG TGC AAG GGA AAG ATT CCG CCG ATC GAC CTG AGC ACG CCC GAT CAA TGG AAT GGT TGG GGC GCC GGC ATC ACG AAT GCG CGC TTC CAG CCG AAT CCG GGA CTG ACG GCC GCC GAT GTT CCG CGC CTG AAA GTG AAG TGG GCG TTC AAC TAT CCA GGT TCG AAG AAT GGC CAG GCG ACC GTT GTC GGC GAT CGC CTG TTC GTG ACG AGC ATG TCG GGC GCC GTG TAT GCG CTG AAT GCA AAG ACC GGC TGT GTC TAC TGG CGT CAC GAT GCC GCA GCT GCC ACG CGC AGC AGC GTT CAC GTG GTC CAG TTG CCA GCG GGC GCG CCC GCG CAA TAC GCG ATC TTC TTC TCG GAC TGG ACC AAG GCT GCG GTG GCG CTC GAT GCC CAG ACG GGC AAG CAG CTG TGG AAG ACG ACC ATC GAC GAT CAG CCA GGC GTG CAG ATG ACG GGC TCG CCG ACT TAT CAC GAA GGC AAG CTC TTC GTG CCG ATC TCC TCG GGC AAT GAA GCC TTC GCC ACC AAT GAT CAA TGG GAG TGC TGC AAG TTC CGC GGT GCG CTG GTG GCG CTC GAT GCC CTC AGC GGC AAG GTG CTG TGG AAG ACC TAC ACG ACG CAG AAG GAG CCG GCG CCG TTC CGT CTC AAC AAG CTC GGC AAG CAG ATG TGG GGG CCC GCC GGC GGC TCG ATC TGG TCG GCA CCG ACC ATC GAC CCG AAA CGC GGC CTG GTG TAC GTG GCA ACG TCG AAC TCC TAT ACC GAA GTC CAC CAC GAA GGA TCG GAC GCG GTA ATG GCC ATG GAG ATC GAG ACA GGC AAG GTC CGC TGG ATC AAC CAG GTC ACC AAG GAC GAC AAC TAC ATC ATC GGC TGT CCG CGG GCG GCG AAC TGC CCC GAG AAA GTG GGG CCG GAT TTC GCG CTT GGC AAC TCT CCC ATC CTG CAT ACG CTG CAG GAC GGC CGT CAG TAC ATC GTC GTG GGT CAG AAG TCG GGC GCG GTG TAC GCC ATG GAT CCG GAC AAC GAC GGA GAA CTC ATC TGG ATG CGA CGC GTG AGC CCG GGC AGC GAA CTC GGC GGC GTG GAG TTC GGC ATG GCC GCG GAT GCC GAG AAT GTG TAC GTC GGA ATC TCT GAC GTG ATC ACC CGC AAG GGC GGC AAG CCC GGC GTG TAT GCA CTG CGC ATT CGC GAT GGT GCC GAC GTA TGG GCC TTC CCG GCG CCG CGC ACG CCC TGT CGC TGG AAC AAC ATC TTC TGT CAC CCC GCA GTG TCG CAG GCG GTA ACA GCC ATG CCG GGC GTC GTG TTC GCA GGC TCG ATG GAC GGC CAT TTC CGC GCC TTC TCG ACC AGC GAT GGC AAG GTG CTG TGG GAA TTC AAC ACT GCT GCA GCG CCG TAC AAG ACC GTA GCG GGC AAG CAG GCC GAT GGC GGT GTC ATG GAC GGC GCA GGC CCG ACC ATC GCG GGC GGC ATG GTG TAT GTG CAC TCC GGC TAC GCT GGC CGT TCA ACG CAG AAC GCA GGC GAT CTG CGC GGT CGC GAG GGC AAC GTC CTG ATT GCA TTC TCG GTC GAC GGA AAA TAGTCGACAA CACACCGCTC GCTCGTCATG GCGAGCGGTG TCACCGCATC GCGTCCATGC GATCCCGGGT GACTGTCCGG TTCGTCAGCG CGTGGTTTGC AACACCCAGC TCAGAGCAGC GCG
【図面の簡単な説明】
【図1】ポリビニルアルコール脱水素酵素遺伝子を含む
プラスミドの制限酵素開裂地図を示す図である。
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 C12N 1/20 ZAB C12N 1/20 ZABD 1/21 1/21 9/04 9/04 E (C12N 15/09 ZNA C12R 1:38) (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 9/04 C12R 1:38) (C12N 9/04 C12R 1:19)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配列番号1で表されるアミノ酸配列、又
    は配列番号1で表されるアミノ酸配列と実質的に同一な
    アミノ酸配列をコードするポリビニルアルコール脱水素
    酵素遺伝子。
  2. 【請求項2】 DNA塩基配列が配列番号2で示される
    請求項1記載のポリビニルアルコール脱水素酵素遺伝
    子。
JP8015303A 1996-01-31 1996-01-31 ポリビニルアルコール脱水素酵素遺伝子 Pending JPH09206079A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102080054A (zh) * 2010-12-10 2011-06-01 江南大学 一种产pva脱氢酶的基因工程菌及其构建方法与应用
WO2018159497A1 (ja) 2017-03-02 2018-09-07 株式会社林原 ポリビニルアルコール分解酵素とその製造方法

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