JPH104967A - Dna coding maleic acid-isomerizing enzyme and its utilization - Google Patents

Dna coding maleic acid-isomerizing enzyme and its utilization

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JPH104967A
JPH104967A JP8159851A JP15985196A JPH104967A JP H104967 A JPH104967 A JP H104967A JP 8159851 A JP8159851 A JP 8159851A JP 15985196 A JP15985196 A JP 15985196A JP H104967 A JPH104967 A JP H104967A
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JP
Japan
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maleic acid
dna
acid
isomerizing
isomerase
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Application number
JP8159851A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Hatakeyama
和久 畠山
Yukie Kato
幸恵 加藤
Kouichirou Kuwabara
孔一朗 桑原
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

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject new DNA coding a maleic acid-isomerizing enzyme which has a specific amino acid sequence and which may have the substitution, deletion or insertion of such an amino acid residue as substantially not damaging the activity for isomerizing the maleic acid to produce fumaric acid. SOLUTION: This new DNA codes a maleic acid-isomerizing enzyme which has an amino acid sequence of the formula and which may have the substitution, deletion or insertion of such an amino acid residue as substantially not damaging the activity for isomerizing the maleic acid to produce fumaric acid. The maleic acid isomerization enzyme is useful for efficiently isomerizing the maleic acid to produce the fumaric acid, etc. The new DNA coding the maleic acid-isomerizing enzyme is obtained by synthesizing a probe on the basis of the N-terminal sequence of the maleic acid- isomerizing enzyme produced by a microorganism belonging to the genus Bacillus circulans, subjecting the synthesizing probe to a Southern hybridization treatment with the fragment of the chromosome DNA of the microbial cell to form a λ-DNA library having the objective fragment, and subsequently subjecting the library to treatments such as a plaque hybridization treatment.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マレイン酸異性化酵素
をコードするDNA及びその利用に関し、詳しくは、バ
チルス・サーキュランス(Bacillus circ
ulans)由来であり、マレイン酸を異性化してフマ
ル酸を生成する活性を有する酵素をコードするDNA、
このDNAを保持する形質転換体、及びこの形質転換体
を用いた前記酵素の製造法並びにフマル酸の製造法に関
する。マレイン酸の異性化物であるフマル酸は、アスパ
ラギン酸、リンゴ酸等の各種ファインケミカルズの原料
として利用できる有用な有機酸である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DNA encoding maleate isomerase and its use, and more particularly to Bacillus circus.
ulans), which encodes an enzyme having an activity of isomerizing maleic acid to produce fumaric acid;
The present invention relates to a transformant carrying the DNA, a method for producing the enzyme using the transformant, and a method for producing fumaric acid. Fumaric acid, an isomer of maleic acid, is a useful organic acid that can be used as a raw material for various fine chemicals such as aspartic acid and malic acid.

【0002】[0002]

【従来の技術】マレイン酸を異性化してフマル酸を製造
する方法としては、主に化学的方法が提案されているが
(米国特許第2,816,923号、同第2,955,
136号、同第2,332,992号)、反応平衡によ
りフマル酸への変換率が制約を受けること、この方法は
高温反応であるためにマレイン酸あるいはフマル酸の劣
化が起こり、副生物を生成するため収率が低下するなど
の問題点を有している。
2. Description of the Related Art As a method for producing fumaric acid by isomerizing maleic acid, mainly a chemical method has been proposed (US Pat. Nos. 2,816,923 and 2,955).
No. 136, No. 2,332, 992), the conversion to fumaric acid is restricted by the reaction equilibrium, and this method is a high-temperature reaction, which causes the deterioration of maleic acid or fumaric acid, and produces by-products. There is a problem that the yield is reduced due to formation.

【0003】一方、酵素反応によるフマル酸の製造に関
しては、マレイン酸異性化酵素(maleate ci
s−trans −isomerase)がマレイン酸
をフマル酸へと異性化することが知られている。マレイ
ン酸異性化酵素を産生する微生物としては、例えばシュ
ードモナス・エスピー(Pseudomonass
p.)[K. Otsuka, Agric. Bio
l. Chem.,Vol.25, No.9, p.
726 (1961)]、アルカリゲネス・フェカリス
(Alcaligenes faecalis)IB−
14 [Takamura, Agric. Bio
l. Chem., Vol.33,p.718(19
69)]、シュードモナス・フルオレッセンス(Pse
udomonas fluorescens)ATCC
23728 [Scher,J. Biol. Che
m., Vol.244, p.1878 (196
9)]が知られているものの、これらにより産生される
マレイン酸異性化酵素は、酵素学的性質の一部が報告さ
れているに過ぎず、該酵素の正確な分子量、サブユニッ
ト構造、全アミノ酸配列、全DNA塩基配列などの詳細
については未だ明かではない。また、工業的に用いるに
は従来のマレイン酸異性化酵素そのままでは活性が低
く、高活性な形質転換体を得る必要があり、該酵素をコ
ードするDNAを単離するが望まれていた。
On the other hand, regarding the production of fumaric acid by an enzymatic reaction, maleic acid isomerase (male ci
It is known that s-trans-isomerase isomerizes maleic acid to fumaric acid. Examples of microorganisms that produce maleic acid isomerase include, for example, Pseudomonass sp.
p. ) [K. Otsuka, Agric. Bio
l. Chem. , Vol. 25, No. 9, p.
726 (1961)], Alcaligenes faecalis IB-
14 [Takamura, Agric. Bio
l. Chem. , Vol. 33, p. 718 (19
69)], Pseudomonas fluorescens (Pse
udomonas fluorescens) ATCC
23728 [Scher, J. et al. Biol. Che
m. , Vol. 244, p. 1878 (196
9)], the maleic acid isomerase produced by them has only been reported for a part of enzymatic properties, and the exact molecular weight, subunit structure, Details such as the amino acid sequence and the total DNA base sequence are not yet clear. For industrial use, it is necessary to obtain a transformant having a low activity and a high activity by using the conventional maleate isomerase as it is, and it has been desired to isolate a DNA encoding the enzyme.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】マレイン酸異性化酵素
遺伝子を取得し、これを適当なベクターを用いて微生物
に導入し、菌体内に同遺伝子を多コピー保持する形質転
換体を得ることができれば、微生物の触媒能力を従来の
方法に比して飛躍的に増大させることが可能となる。
SUMMARY OF THE INVENTION If a maleate isomerase gene can be obtained and introduced into a microorganism by using an appropriate vector, a transformant capable of retaining multiple copies of the same gene in the cells can be obtained. In addition, it is possible to dramatically increase the catalytic ability of microorganisms as compared with conventional methods.

【0005】本発明は、微生物由来のマレイン酸異性化
酵素をコードするDNA、及びそれを用いたフマル酸の
製造方法を提供することを課題とする。
[0005] It is an object of the present invention to provide a DNA encoding a maleate isomerase derived from a microorganism, and a method for producing fumaric acid using the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、バチルス
・サーキュランス(Bacillus circula
ns)種の微生物からマレイン酸異性化酵素をコードす
る遺伝子DNA断片の単離を目的として鋭意研究を重ね
た結果、同遺伝子DNA断片を単離し、これをベクター
に組み込んで組換えベクターとし、更にこの組換えベク
ターで微生物を形質転換して、マレイン酸異性化酵素活
性が向上した形質転換体を調製し、これを使用してフマ
ル酸あるいはフマル酸を原料とした各種誘導体を効率的
に製造することに成功し、本発明を完成するに至った。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have proposed a method for preparing Bacillus circulans.
ns) As a result of intensive studies for the purpose of isolating a gene DNA fragment encoding maleic acid isomerase from microorganisms of the species, the gene DNA fragment was isolated and incorporated into a vector to form a recombinant vector. A microorganism is transformed with this recombinant vector to prepare a transformant having improved maleate isomerase activity, and this is used to efficiently produce fumaric acid or various derivatives derived from fumaric acid. Thus, the present invention was completed.

【0007】かくして本発明によれば、(a)配列番号
1に示すアミノ酸配列を有し、マレイン酸を異性化して
フマル酸を生成する活性を実質的に害さないアミノ酸残
基の置換、欠失、挿入を有してもよいマレイン酸異性化
酵素をコードするDNA、(b)上記(a)のDNAが
ベクターに連結されてなる組換えベクター、(c)上記
(a)のDNAが導入されて形質転換された形質転換
体、(d)上記(c)の形質転換体を培地で培養し、そ
の培養物からマレイン酸異性化酵素を採取することを特
徴とするマレイン酸異性化酵素の製造法、および(e)
上記(c)の形質転換体、またはこの形質転換体の培養
物から採取したマレイン酸異性化酵素の粗精製画分もし
くは精製酵素をマレイン酸を含有する水性溶液に加え、
マレイン酸を異性化してフマル酸を生成せしめることを
特徴とするフマル酸の製造法が提供される。
Thus, according to the present invention, (a) substitution or deletion of an amino acid residue having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 which does not substantially impair the activity of isomerizing maleic acid to produce fumaric acid DNA encoding a maleate isomerase which may have an insertion, (b) a recombinant vector obtained by linking the DNA of the above (a) to a vector, and (c) a DNA obtained by introducing the DNA of the above (a). (D) culturing the transformant of (c) above in a medium, and collecting the maleate isomerase from the culture, thereby producing a maleate isomerase. Law, and (e)
Adding the crude transformant of maleic acid isomerase or the purified enzyme collected from the transformant of the above (c) or a culture of this transformant to an aqueous solution containing maleic acid;
A process for producing fumaric acid is provided, wherein maleic acid is isomerized to produce fumaric acid.

【0008】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の「マレイン酸異性化酵素(maleate ci
s−trans −isomerase; EC5.
2.1.1)」とは、マレイン酸(シス型)を異性化し
てフマル酸(トランス型)を生成する反応を触媒する酵
素を意味する。また、本明細書では、マレイン酸異性化
酵素をコードするDNAを、便宜上「マレイン酸異性化
酵素遺伝子」ということがある。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The "maleic acid isomerase" of the present invention
EC5. s-trans-isomerase;
“2.1.1)” means an enzyme that catalyzes a reaction for isomerizing maleic acid (cis type) to produce fumaric acid (trans type). In the present specification, a DNA encoding maleate isomerase may be referred to as a “maleate isomerase gene” for convenience.

【0009】本発明のマレイン酸異性化酵素遺伝子の塩
基配列としては、配列番号1のアミノ酸配列中のアミノ
酸番号1〜アミノ酸番号251に示すアミノ酸配列をコ
ードし得る塩基配列が挙げられる。また、本発明のDN
Aは、この配列に限定されるものではなく、前記アミノ
酸配列のうち、マレイン酸を異性化してフマル酸を生成
する活性を実質的に害さない限り、アミノ酸残基の置
換、欠失、挿入又は転移を有するマレイン酸異性化酵素
をコードするDNA、更にまた、これらのDNAにハイ
ブリダイズし得るマレイン酸異性化酵素をコードするD
NAのいずれもが本発明の遺伝子DNAに包含されるも
のである。
The base sequence of the maleic acid isomerase gene of the present invention includes a base sequence capable of encoding the amino acid sequence represented by amino acid numbers 1 to 251 in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. In addition, the DN of the present invention
A is not limited to this sequence, and is not limited to the amino acid sequence described above, as long as it does not substantially impair the activity of isomerizing maleic acid to generate fumaric acid, and is not limited to substitution, deletion, insertion or insertion of amino acid residues. DNAs encoding maleic acid isomerase having transposition, and Ds encoding maleic acid isomerase capable of hybridizing to these DNAs
All NAs are included in the gene DNA of the present invention.

【0010】本発明のマレイン酸異性化酵素遺伝子の塩
基配列としてより具体的には、配列番号1に示す塩基配
列が挙げられる。
[0010] More specifically, the base sequence of the maleate isomerase gene of the present invention includes the base sequence shown in SEQ ID NO: 1.

【0011】本発明のマレイン酸異性化酵素遺伝子は、
バチルス・サーキュランスからクローニングすることに
より、初めて得られたものであるが、本発明によりその
塩基配列が決定されたので、この配列に基づいて合成す
ることも可能である。
[0011] The maleate isomerase gene of the present invention comprises:
It was obtained for the first time by cloning from Bacillus circulans, but since its nucleotide sequence was determined by the present invention, it can be synthesized based on this sequence.

【0012】バチルス・サーキュランスとしては、バチ
ルス・サーキュランス MI−113株が挙げられる。
本菌株は、後記実施例1に示すようにして本発明者らに
より単離された株であり、通商産業省工業技術院生命工
学工業技術研究所にFERMP−15645の受託番号
で寄託されている。
[0012] Bacillus circulans includes Bacillus circulans MI-113 strain.
This strain is a strain isolated by the present inventors as described in Example 1 below, and has been deposited at the Ministry of International Trade and Industry with the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology under the accession number FERMP-15645. .

【0013】以下に、上記微生物からマレイン酸異性化
酵素遺伝子を取得する方法、該遺伝子産物であるマレイ
ン酸異性化酵素の製造法、及びマレイン酸を異性化しフ
マル酸を生成させる方法の一例を説明する。
Hereinafter, an example of a method for obtaining a maleate isomerase gene from the microorganism, a method for producing the maleate isomerase which is the gene product, and a method for isomerizing maleic acid to produce fumaric acid will be described. I do.

【0014】マレイン酸異性化酵素遺伝子は、通常上記
の供給源微生物の染色体上に存在し、染色体由来のDN
Aライブラリーから以下に述べるハイブリダイゼーショ
ン法により分離・取得することができる。
[0014] The maleate isomerase gene is usually present on the chromosome of the above-mentioned source microorganism, and the chromosome-derived DN
It can be separated and obtained from the A library by the hybridization method described below.

【0015】(1)マレイン酸異性化酵素の精製及びそ
のアミノ酸配列の部分的決定とそれに基づくDNAプロ
ーブの作製:バチルス・サーキュランス MI−113
株の菌体からマレイン酸異性化酵素を抽出・精製する方
法は、公知の酵素の精製に関するいずれの方法も使用で
きる。
(1) Purification of maleate isomerase, partial determination of its amino acid sequence and preparation of a DNA probe based thereon: Bacillus circulans MI-113
As a method for extracting and purifying maleate isomerase from the cells of the strain, any known method for purifying enzymes can be used.

【0016】例えば菌体の破壊法としては、超音波破
砕;フレンチプレス、ホモジナイザーなどを用いた機械
的破壊法;リゾチームなどを用いた酵素的破壊法を用い
ることができる。マレイン酸異性化酵素は、この菌体破
壊物より可溶性画分を分離することにより、粗酵素液と
して得ることができる。
For example, as a method for disrupting cells, ultrasonic disruption; mechanical disruption using a French press, a homogenizer, or the like; enzymatic disruption using lysozyme or the like can be used. The maleic acid isomerase can be obtained as a crude enzyme solution by separating a soluble fraction from the disrupted cells.

【0017】得られた粗酵素液からのマレイン酸異性化
酵素の精製法としては、通常、(イ)沈澱法による分
離、例えば硫安沈澱法、(ロ)クロマトグラフィーによ
る分離法、例えばイオン交換クロマトグラフィー、アフ
ィニティ吸着クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグ
ラフィー等、(ハ)電気泳動による分離法等を組み合わ
せることによって実施することができ、その一例を実施
例2に詳述する。
As a method for purifying the maleate isomerase from the obtained crude enzyme solution, generally, (a) separation by precipitation, for example, ammonium sulfate precipitation, (b) separation by chromatography, for example, ion exchange chromatography It can be carried out by a combination of (c) separation methods by electrophoresis, such as chromatography, affinity adsorption chromatography, gel filtration chromatography, etc., and one example is described in detail in Example 2.

【0018】上記精製過程におけるマレイン酸異性化酵
素画分の検出は、マレイン酸異性化酵素活性を大塚らの
方法[Agric. Biol. Chem., Vo
l.25, p.726 (1961)]に従い、ブタ
心臓由来フマラーゼ(ベーリンガーマンハイム社製)存
在下、マレイン酸異性化酵素活性による基質マレイン酸
の減少を240nmの吸光度減少として測定することに
より、行うことができる。
The detection of the maleate isomerase fraction in the above-mentioned purification step is performed by the method of Otsuka et al. [Agric. Biol. Chem. , Vo
l. 25, p. 726 (1961)] in the presence of porcine heart-derived fumarase (manufactured by Boehringer Mannheim) by measuring the decrease in the maleic acid substrate by the maleate isomerase activity as a decrease in the absorbance at 240 nm.

【0019】精製されたマレイン酸異性化酵素を、Da
vis法[B. J. Davis, Ann. N.
Y. Acad. Sci., Vol.121,
p.404 (1964)]またはLaemmli法
[U. K. Laemmli, Nature, V
ol.227, p.680 (1970)]によるポ
リアクリルアミドゲル電気泳動に供し、クマシーブルー
色素液[組成:0.2%(w/v)クマシーブリリアン
トブルーR250、40%(v/v)メタノール、10
%(v/v)酢酸]、あるいは銀染色キット(和光純薬
製)等を用いて酵素タンパク質を染色することにより、
精製純度およびマレイン酸異性化酵素の分子量等を知る
ことができる。
The purified maleate isomerase was purified from Da
vis method [B. J. Davis, Ann. N.
Y. Acad. Sci. , Vol. 121,
p. 404 (1964)] or the Laemmli method [U. K. Laemmli, Nature, V
ol. 227, p. 680 (1970)], and subjected to coomassie blue dye solution [composition: 0.2% (w / v) Coomassie brilliant blue R250, 40% (v / v) methanol, 10%
% (V / v) acetic acid] or a silver staining kit (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to stain the enzyme protein.
The purification purity and the molecular weight of maleate isomerase can be known.

【0020】精製されたマレイン酸異性化酵素のアミノ
酸配列の部分的決定は、同酵素をこれを構成するサブユ
ニットに分離後、各サブユニットのN末端からのアミノ
酸配列、あるいは適当なタンパク質分解酵素により各サ
ブユニットを消化して得られるペプチド断片のN末端か
らのアミノ酸配列を、エドマン分解法によるアミノ酸シ
ーケンサー(アプライドバイオシステムズ社製、473
A型)を用いて決定することにより、行うことができ
る。
The partial determination of the amino acid sequence of the purified maleate isomerase is performed by separating the enzyme into its constituent subunits, followed by the amino acid sequence from the N-terminus of each subunit or an appropriate protease. The amino acid sequence from the N-terminus of the peptide fragment obtained by digesting each subunit with an amino acid sequencer by Edman degradation (Applied Biosystems, 473
(A type).

【0021】次いで、得られたアミノ酸配列から予想さ
れる塩基配列を持ったプローブをDNA合成装置(アプ
ライドバイオシステムズ社製、394型)を用いて合成
する。
Next, a probe having a nucleotide sequence predicted from the obtained amino acid sequence is synthesized using a DNA synthesizer (Model 394, manufactured by Applied Biosystems).

【0022】上記のようにして得られたマレイン酸異性
化酵素の部分アミノ酸配列の一例を、配列番号2に示し
た。また、該アミノ酸配列より推定されるプローブDN
Aの配列の一例を配列番号3及び4に示した。
An example of the partial amino acid sequence of the maleic acid isomerase obtained as described above is shown in SEQ ID NO: 2. Further, a probe DN deduced from the amino acid sequence
Examples of the sequence of A are shown in SEQ ID NOs: 3 and 4.

【0023】(2)マレイン酸異性化酵素遺伝子を含む
染色体DNA断片の単離:バチルス・サーキュランス
MI−113株の菌体から、マレイン酸異性化酵素遺伝
子を含む染色体DNAを単離する方法は、遺伝子の単離
に関する公知のいずれの方法もが使用できる。以下にそ
の一例を説明する。
(2) Isolation of a chromosomal DNA fragment containing the maleate isomerase gene: Bacillus circulans
As a method for isolating the chromosomal DNA containing the maleate isomerase gene from the cells of the MI-113 strain, any known method for isolating the gene can be used. An example will be described below.

【0024】(A)染色体DNAライブラリーの作製:
上記菌株より染色体DNAを抽出する際には、適当な培
地で培養した該菌株の菌体を使用することができるが、
培養した菌体を集菌後に凍結保存した保存試料を使用す
ることも可能である。
(A) Preparation of chromosomal DNA library:
When extracting chromosomal DNA from the above strain, cells of the strain cultured in an appropriate medium can be used,
It is also possible to use a preserved sample obtained by freezing and preserving the cultured cells after collecting the cells.

【0025】得られた染色体DNAを適当な制限酵素、
例えばSau3AIを用いて部分分解し、エシェリヒア
・コリ(Escherichia coli)等の宿主
−ベクター系を用いて染色体DNAのライブラリーを作
製する。具体的に使用し得るベクターとしては、例えば
λFIXII(東洋紡績(株)製)等のラムダファージ
ベクター、pUC118(宝酒造製)、pBR322
(宝酒造製)、コスミドpWE−15(Stratag
ene社製)等のプラスミドベクターが挙げられる。
The obtained chromosomal DNA is converted into an appropriate restriction enzyme,
For example, partial digestion is performed using Sau3AI, and a library of chromosomal DNA is prepared using a host-vector system such as Escherichia coli. Specific examples of usable vectors include lambda phage vectors such as λFIXII (manufactured by Toyobo Co., Ltd.), pUC118 (manufactured by Takara Shuzo), and pBR322.
(Manufactured by Takara Shuzo), Cosmid pWE-15 (Stratag
ene Co., Ltd.).

【0026】上記部分分解により得られる様々なDNA
断片の上記ベクターへの挿入、例えばファージベクター
λFIXII(東洋紡績(株)製)への挿入は、適当な
制限酵素、例えばSau3AIで開裂したベクターと部
分分解DNA断片とをT4DNAリガーゼを用いて連結
することにより行うことができる。かくして染色体DN
Aライブラリーが得られる。
Various DNAs obtained by the above partial decomposition
Insertion of the fragment into the above vector, for example, into a phage vector λFIXII (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) is performed by ligating a vector cleaved with an appropriate restriction enzyme, for example, Sau3AI, and a partially digested DNA fragment using T4 DNA ligase. It can be done by doing. Thus, chromosome DN
A library is obtained.

【0027】(B)マレイン酸異性化酵素遺伝子を含む
ベクターの選別:上記(A)項で調製した染色体DNA
ライブラリーからマレイン酸異性化酵素遺伝子を含むベ
クターを選別するには、この染色体DNAライブラリー
を用いて宿主微生物、例えばエシェリヒア・コリ(Es
cherichia coli)の形質導入あるいは形
質転換を行い、得られる形質導入体あるいは形質転換体
から、適当な手段によりマレイン酸異性化酵素遺伝子を
保持するクローンを選別すればよい。
(B) Selection of a vector containing the maleate isomerase gene: chromosomal DNA prepared in the above (A)
To select a vector containing the maleate isomerase gene from the library, the chromosomal DNA library is used to select a host microorganism such as Escherichia coli (Es
In this case, clones carrying the maleate isomerase gene may be selected from the resulting transductants or transformants by appropriate means.

【0028】具体的には、上記ファージベクターをエシ
ェリヒア・コリ(Escherichia col
i)、例えばP2392株[Ausubel et a
l.,Nucleic Acids Res., Vo
l.7, p.1513 (1979)]に感染させ、
これを寒天培地上に重層することによりプラークを形成
させる。
Specifically, the above phage vector was transformed into Escherichia coli (Escherichia coli).
i) For example, strain P2392 [Ausubel et a
l. , Nucleic Acids Res. , Vo
l. 7, p. 1513 (1979)]
This is overlaid on an agar medium to form plaque.

【0029】次いでこのプラーク中のファージDNAを
ニトロセルロース膜に移し取り、このファージDNAを
該ニトロセルロース膜に固定し、前記(1)項で作製し
たプローブ、例えば配列番号3及び4に示す塩基配列を
有する合成オリゴヌクレオチドを用いたプラークハイブ
リダイゼーション[Molecular Clonin
g, Cold Spring Harbor Lab
oratory Press (1989)]を行う。
Next, the phage DNA in the plaque was transferred to a nitrocellulose membrane, the phage DNA was immobilized on the nitrocellulose membrane, and the probe prepared in the above item (1), for example, the nucleotide sequence shown in SEQ ID NOS: 3 and 4 was used. Hybridization using synthetic oligonucleotides having a molecular weight [Molecular Clonin
g, Cold Spring Harbor Lab
org. Press (1989)].

【0030】こうして、バチルス・サーキュランス の
染色体DNA由来のマレイン酸異性化酵素遺伝子を有す
るファージベクターを含む形質導入体を検出し、選別す
ることが可能である。
Thus, it is possible to detect and select a transductant containing a phage vector having a maleate isomerase gene derived from chromosomal DNA of Bacillus circulans.

【0031】あるいは上記プラスミドベクターを用いて
染色体DNAライブラリーを調製した場合には、このラ
イブラリーDNAでエシェリヒア・コリ(Escher
ichia coli)JM109(宝酒造製)を形質
転換し、得られた形質転換体から前記(1)で作製した
プローブ、例えば配列番号3及び4に示す塩基配列を有
する合成オリゴヌクレオチドを用いたコロニーハイブリ
ダイゼーション法[R. Bruce Wallac
e, et al., Nucleic Acids
Res., Vol.9, p.879 (198
1)]を行うことによっても選別可能である。
Alternatively, when a chromosomal DNA library is prepared using the above plasmid vector, Escherichia coli (Escher
ichia coli) JM109 (manufactured by Takara Shuzo), and colony hybridization using the probe prepared in the above (1), for example, a synthetic oligonucleotide having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 or 4 from the obtained transformant. Method [R. Bruce Wallac
e, et al. , Nucleic Acids
Res. , Vol. 9, p. 879 (198
1)] can be selected.

【0032】更に、上記のようにして選別された形質導
入体あるいは形質転換体よりファージDNA、あるいは
プラスミドDNAを抽出し、挿入断片を適当な制限酵
素、例えばHindIIIでベクターから切り出すこと
で本発明のDNAを取得することができる。
Further, phage DNA or plasmid DNA is extracted from the transductant or transformant selected as described above, and the inserted fragment is cut out of the vector with an appropriate restriction enzyme, for example, HindIII, to thereby obtain the present invention. DNA can be obtained.

【0033】上記操作によって切り出されたDNA断片
につき、前記(1)で作製したプローブ、例えば配列番
号3及び4に示す塩基配列を有するプローブを用いてサ
ザンハイブリダイゼーション[E. M. South
ern, J. Mol.Biol., Vol.9
8, p.503 (1975)]を行うことにより、
マレイン酸異性化酵素遺伝子が挿入DNA断片内に存在
することを再確認できる。
The DNA fragments excised by the above operation are subjected to Southern hybridization using the probe prepared in the above (1), for example, the probe having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 or 4 [E. M. South
ern, J .; Mol. Biol. , Vol. 9
8, p. 503 (1975)]
It can be reconfirmed that the maleate isomerase gene is present in the inserted DNA fragment.

【0034】このようにして得られるDNA断片の1つ
として、上記バチルス・サーキュランス MI−113
株染色体DNAを制限酵素PstIの完全分解により切
断して得られる、大きさが約4kbのDNA断片を挙げ
ることができる。
One of the thus obtained DNA fragments is the above-mentioned Bacillus circulans MI-113.
Examples include a DNA fragment of about 4 kb in size obtained by cutting the strain chromosomal DNA by complete digestion of the restriction enzyme PstI.

【0035】(3)塩基配列の決定:前記(2)項で得
られたPstIの4kbのDNA断片の全塩基配列は、
例えばプラスミドpUC118ベクタ−(宝酒造(株)
製)を用いるダイデオキシヌクレオチド酵素法[did
eoxy chain termination法、S
anger et al.,Proc. Natl.
Acad. Sci.USA, Vol.74, p.
5463 (1977)]により決定することができ
る。
(3) Determination of base sequence: The entire base sequence of the 4 kb DNA fragment of PstI obtained in the above (2) is as follows:
For example, plasmid pUC118 vector (Takara Shuzo Co., Ltd.)
Dideoxynucleotide enzyme method using
eoxy chain termination method, S
angel et al. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA, Vol. 74, p.
5463 (1977)].

【0036】このようにして決定された上記約4kbの
DNA断片の塩基配列には、オープンリーデイングフレ
ームの存在が確認され、バチルス・サーキュランス M
I−113株のマレイン酸異性化酵素遺伝子は、後記配
列表の配列番号1に示すアミノ酸配列中のアミノ酸番号
1〜251の251個のアミノ酸配列をコードする75
3塩基対から構成されることがわかった。また、得られ
た塩基配列(配列番号1)には、前記(1)で決定した
配列番号2に示すアミノ酸配列から予想される塩基配列
に相当する配列を含むことが再確認された。
The nucleotide sequence of the DNA fragment of about 4 kb determined in this manner confirmed the presence of an open reading frame, and confirmed that Bacillus circulans M
The maleic acid isomerase gene of the I-113 strain encodes a 251 amino acid sequence of amino acids 1 to 251 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 of the Sequence Listing below.
It was found to be composed of 3 base pairs. In addition, it was reconfirmed that the obtained nucleotide sequence (SEQ ID NO: 1) contained a sequence corresponding to the nucleotide sequence predicted from the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 determined in (1) above.

【0037】上記の塩基配列を包含する本発明のマレイ
ン酸異性化酵素遺伝子は、天然のバチルス・サーキュラ
ンスの染色体DNAから分離されたもののみならず、通
常用いられるDNA合成装置、例えばアプライド・バイ
オシステムズ(Applied Biosystem
s)社製394DNA/RNAシンセサイザーを用いて
合成されたものであってもよい。
The maleic acid isomerase gene of the present invention containing the above base sequence is not limited to one isolated from natural chromosomal DNA of Bacillus circulans, but may also be a commonly used DNA synthesizer such as Applied Biosystems. Systems (Applied Biosystem)
s) It may be synthesized using a 394 DNA / RNA synthesizer manufactured by the company.

【0038】(4)マレイン酸異性化酵素遺伝子を有す
る組換えベクター及びこの組換えベクターを保持する形
質転換体の作製:
(4) Preparation of a recombinant vector having a maleate isomerase gene and a transformant carrying this recombinant vector:

【0039】本発明のマレイン酸異性化酵素遺伝子はま
たはこれを含むDNA断片は、これらを適当なベクター
に連結して組換えベクターを調製し、この組換えベクタ
ーで適当な宿主微生物を形質転換することにより、発現
させることができる。組換えベクターを調製する際に
は、通常、マレイン酸異性化酵素遺伝子を宿主微生物に
適したプロモーターとともに、このプロモーターの下流
に該遺伝子のコード領域の5’末端側が連結されるよう
にして、ベクターに挿入する。あるいはプロモーターを
含む発現ベクターを用い、これにマレイン酸異性化酵素
遺伝子を挿入してもよい。
The maleic acid isomerase gene of the present invention or a DNA fragment containing the same is ligated to an appropriate vector to prepare a recombinant vector, and this recombinant vector is used to transform an appropriate host microorganism. Thus, it can be expressed. When preparing a recombinant vector, usually, the maleic acid isomerase gene together with a promoter suitable for the host microorganism, such that the 5 'end of the coding region of the gene is ligated downstream of the promoter, the vector Insert Alternatively, a maleate isomerase gene may be inserted into an expression vector containing a promoter.

【0040】このような発現ベクターを用いた発現方法
の他に、プロモーターを連結したマレイン酸異性化酵素
遺伝子を含むDNA断片を、宿主微生物の染色体中に直
接導入する相同組換え技術[A. A. Verte
s, et al., Biosci. Biotec
hnol. Biochem., Vol.57,
p.2036 (1993)、等]、あるいはトランス
ポゾンや挿入配列等を用いて導入する技術[A. A.
Vertes et al., Molecular
Microbiol., Vol.11, p.73
9 (1994)、等]によっても発現させることがで
きる。
In addition to the expression method using such an expression vector, a homologous recombination technique for directly introducing a DNA fragment containing a maleate isomerase gene linked to a promoter into the chromosome of a host microorganism [A. A. Verte
s, et al. , Biosci. Biotec
hnol. Biochem. , Vol. 57,
p. 2036 (1993), etc.] or a technique of introducing using a transposon, insertion sequence, or the like [A. A.
Vertes et al. , Molecular
Microbiol. , Vol. 11, p. 73
9 (1994), etc.].

【0041】発現ベクターとしては、宿主微生物内で複
製増殖可能であれば特に制限されるものではないが、プ
ラスミドベクター、ファージベクターのいずれかを用い
ることができる。具体的なプラスミドベクターとして
は、pBR322、pUC18、pHSG298、pU
C118、pSTV28、pTWV228、pHY30
0PLK(以上のプラスミドベクターは、例えば宝酒造
(株)から購入できる)、pKK223−3、pPL−
Lambda Inducible Expressi
on Vector(以上は、例えばファルマシア社か
ら購入できる)、pCRY31、pCRY3KE、pC
RY3KX(米国特許第5,185,262号)、ある
いはこれらの誘導体等を挙げることができる。
The expression vector is not particularly limited as long as it can be replicated and propagated in a host microorganism, and any of a plasmid vector and a phage vector can be used. Specific plasmid vectors include pBR322, pUC18, pHSG298, pU
C118, pSTV28, pTWV228, pHY30
0PLK (the above plasmid vectors can be purchased, for example, from Takara Shuzo Co., Ltd.), pKK223-3, pPL-
Lambda Inducible Expressi
on Vector (these can be purchased from, for example, Pharmacia), pCRY31, pCRY3KE, pC
RY3KX (US Pat. No. 5,185,262), or derivatives thereof, and the like.

【0042】また、ファージベクターとしては、(λF
ixIIベクタ−(Stratagene社から購入で
きる)等を挙げることができる。本発明のマレイン酸異
性化酵素遺伝子を発現させるためのプロモーターは、宿
主微生物が保有するプロモーターを一般に用いることが
できるが、それに限られるものではなく、マレイン酸異
性化酵素遺伝子の転写を開始させるための原核生物由来
の塩基配列であればいかなるプロモーターであっても良
い。具体的には、ラクトースオペロンのプロモーター、
トリプトファンオペロンのプロモーター、λファージ由
来のPLプロモーター、トリプトファンラクトース雑種
(tac)プロモーター[H. A. Bose et
al., Proc. Natl. Acad. S
ci. U. S. A., Vol.80, p.2
1(1983)]等が挙げられる。また、バチルス属細
菌由来のプロモーターが機能可能な微生物を宿主として
用いる場合には、得られたマレイン酸異性化酵素遺伝子
固有のプロモーターを使用してもよい。さらに、プロモ
ーターの塩基配列が分かっている場合には、通常用いら
れるDNA合成装置、例えばアプライド・バイオシステ
ムズ(Applied Biosystems)社製3
94DNA/RNAシンセサイザーを用いて合成された
ものであってもよい。
As a phage vector, (λF
ixII vector (available from Stratagene) and the like. As the promoter for expressing the maleic acid isomerase gene of the present invention, a promoter possessed by a host microorganism can be generally used, but the promoter is not limited thereto. Any promoter may be used as long as it is a nucleotide sequence derived from a prokaryote. Specifically, the promoter of the lactose operon,
Tryptophan operon promoter, phage lambda derived PL promoter, tryptophan lactose hybrid (tac) promoter [H. A. Bose et
al. , Proc. Natl. Acad. S
ci. U. S. A. , Vol. 80, p. 2
1 (1983)]. When a microorganism capable of functioning as a host derived from a bacterium belonging to the genus Bacillus is used as a host, a promoter specific to the obtained maleate isomerase gene may be used. Furthermore, when the base sequence of the promoter is known, a commonly used DNA synthesizer such as Applied Biosystems 3
It may be synthesized using a 94 DNA / RNA synthesizer.

【0043】これらのプローモーターのうち、発現効率
を向上させる目的で、誘導性のあるプロモーターを使用
することもできる。例えば、上記ラクトースオペロンの
プロモーターの場合には、ラクトースやイソプロピル−
β−D−チオガラクトシド(IPTG)を添加すること
により遺伝子発現を誘導することができる。
Among these promoters, an inducible promoter can be used for the purpose of improving expression efficiency. For example, in the case of the lactose operon promoter, lactose or isopropyl-
Gene expression can be induced by adding β-D-thiogalactoside (IPTG).

【0044】マレイン酸異性化酵素遺伝子を導入する宿
主としては、特に限定されるものではないが、エシェリ
ヒア(Escheichia)属細菌、バチルス(Ba
cillus)属細菌、セラチア(Serratia)
属細菌、シュードモナス(Pseudomonas)属
細菌、コリネバクテリウム(Corynebacter
ium)属細菌、ブレビバクテリウム(Breviba
cterium)属細菌、ロドコッカス(Rhodoc
occus)属細菌、ラクトバチルス(Lactoba
cillus)属細菌、ストレプトマイセス(Stre
ptomyces)属細菌、サーマス(Thermu
s)属細菌、ストレプトコッカス(Streptoco
ccus)属細菌等を好適に用いることができる。
The host into which the maleate isomerase gene is introduced is not particularly limited, but Escherichia bacteria, Bacillus (Ba)
bacillus, Serratia
Genus bacteria, Pseudomonas genus bacteria, Corynebacterium (Corynebacter)
ium) bacteria, Breviba
cterium), Rhodococcus (Rhodoc)
occus), Lactobacillus (Lactobaba)
bacteria, Streptomyces (Stre)
ptomyces bacterium, Thermu
s) Bacteria, Streptococcus
ccus) bacteria and the like can be suitably used.

【0045】具体的には、エシェリヒア・コリ(Esh
erichia coli)、バチルス・サチリス(B
acillus subtilis)、バチルス・ブレ
ビス(Bacillus brevis)、バチルス・
ステアロサーモフィラス(Bacillus stea
rothermophilus)、セラチア・マーセッ
センス(Seratia marcescens)、シ
ュードモナス・プチダ(Pseudomonas pu
tida)、シュードモナス・アエルギノサ(Pseu
domonas aeruginosa)、コリネバク
テリウム・グルタミカム(Corynebacteri
um glutamicum)、ブレビバクテリウム・
フラバム(Brevibacterium flavu
m)、ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム(B
revibacterium lactofermen
tum)、ロドコッカス・エリスロポリス(Rhodo
coccus erythropolis)、サーマス
・サーモフィラス(Thermus thermoph
ilus)、ストレプトコッカス・ラクティス(Str
eptococcus lactis)、ラクトバチル
ス・カゼイ(Lactobacillus case
i)、ストレプトマイセス・リビダンス(Strept
omyces lividans)等を用いることがで
きる。
Specifically, Escherichia coli (Esh
erichia coli), Bacillus subtilis (B)
A. subtilis), Bacillus brevis, Bacillus subtilis
Stearothermophilus (Bacillus stea)
rothermophilus), Seratia marcescens, Pseudomonas pu
tida), Pseudomonas aeruginosa (Pseu)
domonas aeruginosa), Corynebacterium glutamicum (Corynebacteri)
um glutamicum), Brevibacterium
Flavum (Brevacterium flavu)
m), Brevibacterium lactofermentum (B
revacterium lactofermen
tun), Rhodococcus erythropolis (Rhodo)
coccus erythropolis, Thermus thermophilus
ilus), Streptococcus lactis (Str)
eptococcus lactis, Lactobacillus casei
i), Streptomyces lividans (Strept
omyces lividans) can be used.

【0046】上記宿主微生物への遺伝子の導入法として
はコンピテントセル法[Journal of Mol
ecular Biology,Vol.53, p.
159 (1970)]、パルス波通電法[J. In
dust. Microbiol., Vol.5,
p.159 (1990)]等による形質転換法、ファ
ージを用いた形質導入法[E. Ohtsubo, G
enetics, Vol.64, p.189 (1
970)]、接合伝達法[J. G. C.Otto
w, Ann. Rev.Microbiol.,
Vol.29,p.80 (1975) ]、細胞融合
法[M. H. Gabor, J.cterio
l., Vol.137, p.1346 (197
9)]等を用いることができる。
As a method for introducing a gene into the host microorganism, a competent cell method [Journal of Mol] is used.
ecological Biology, Vol. 53, p.
159 (1970)], a pulse wave energization method [J. In
dust. Microbiol. , Vol. 5,
p. 159 (1990)] and a transduction method using phage [E. Ohtsubo, G
enetics, Vol. 64, p. 189 (1
970)] and the joint transfer method [J. G. FIG. C. Otto
w, Ann. Rev .. Microbiol. ,
Vol. 29, p. 80 (1975)], cell fusion method [M. H. Gabor, J.M. cterio
l. , Vol. 137, p. 1346 (197
9)] can be used.

【0047】(5)本発明の形質転換体を用いたマレイ
ン酸異性化酵素の製造、及びマレイン酸異性化酵素を用
いたマレイン酸のフマル酸への異性化反応:上記(4)
のようにして得られる形質転換体またはこの形質転換体
の培養物から採取したマレイン酸異性化酵素の粗精製画
分もしくは精製酵素をマレイン酸を含有する水性溶液に
加えることにより、マレイン酸を異性化してフマル酸を
生成せしめることができる。ここで培養物とは、形質転
換体の菌体又は/及び培養後の培地(培養に液体培地を
用いた場合にはその培養上清)をいう。
(5) Production of maleic acid isomerase using the transformant of the present invention, and isomerization reaction of maleic acid to fumaric acid using maleic acid isomerase: (4)
The maleic acid isomerized by adding a partially purified fraction of the maleic acid isomerase or a purified enzyme obtained from the transformant obtained as described above or a culture of this transformant to an aqueous solution containing maleic acid. To produce fumaric acid. Here, the culture refers to the cells of the transformant or / and the medium after culturing (the culture supernatant when a liquid medium is used for culturing).

【0048】上記形質転換体の培養は、炭素源、窒素
源、無機塩、各種ビタミン等を含む通常の栄養培地で行
うことができ、炭素源としては、例えばブドウ糖、ショ
糖、果糖、麦芽糖等の糖類、エタノール、メタノール等
のアルコール類、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、マレ
イン酸、フマル酸等の有機酸類、廃糖蜜等が用いられ
る。窒素源としては、例えばアンモニア、硫酸アンモニ
ウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、尿素等が
それぞれ単独もしくは混合して用いられる。また、無機
塩としては、例えばリン酸一水素カリウム、リン酸二水
素カリウム、硫酸マグネシウム等が用いられる。この他
にペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンステイープ
リカー、カザミノ酸、ビオチン等の各種ビタミン等の栄
養素を培地に添加することができる。
The above transformant can be cultured in a conventional nutrient medium containing a carbon source, a nitrogen source, an inorganic salt, various vitamins, etc. Examples of the carbon source include glucose, sucrose, fructose, maltose and the like. Sugars, alcohols such as ethanol and methanol, organic acids such as citric acid, malic acid, succinic acid, maleic acid and fumaric acid, and molasses. As the nitrogen source, for example, ammonia, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium nitrate, urea and the like are used alone or in combination. Further, as the inorganic salt, for example, potassium monohydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate and the like are used. In addition, nutrients such as peptone, meat extract, yeast extract, corn steep liquor, various vitamins such as casamino acid and biotin can be added to the medium.

【0049】培養は、通常、通気撹拌、振とう等の好気
条件下で行う。培養温度は、宿主微生物の生育し得る温
度であれば特に制限はなく、また、培養途中のpHにつ
いても宿主微生物が生育し得るpHであれば特に制限は
ない。培養中のpH調整は、酸またはアルカリを添加し
て行うことができる。
The cultivation is usually carried out under aerobic conditions such as aeration and stirring and shaking. The culture temperature is not particularly limited as long as the host microorganism can grow, and the pH during the culture is not particularly limited as long as the host microorganism can grow. The pH adjustment during the culture can be performed by adding an acid or an alkali.

【0050】かくして得られる培養物から遠心分離等に
より菌体を集めることにより、マレイン酸異性化酵素遺
伝子の発現産物、すなわちマレイン酸異性化酵素を含有
する菌体を取得することができる。
By collecting the cells from the culture thus obtained by centrifugation or the like, the expression product of the maleate isomerase gene, that is, the cells containing the maleate isomerase can be obtained.

【0051】本発明のフマル酸の製造法に用いられる形
質転換体としては、該形質転換体を培養した培養液から
分離した菌体はもちろんのこと、培養液、菌体の破砕
物、抽出物、形質転換体より得られる粗酵素標品、精製
した酵素標品を使用してもよい。さらに、上記形質転換
体、その破砕物、抽出物または精製酵素を担体に固定化
したものも使用することができる。
The transformants used in the method for producing fumaric acid of the present invention include, but are not limited to, cells isolated from a culture solution in which the transformants have been cultured, as well as culture solutions, crushed cells, and extracts. Alternatively, a crude enzyme preparation obtained from a transformant or a purified enzyme preparation may be used. Furthermore, those obtained by immobilizing the above transformant, its crushed product, extract or purified enzyme on a carrier can also be used.

【0052】形質転換体を担体に固定化する場合には、
培養物から回収されたまま、あるいは適当な緩衝液、例
えば0.02〜0.2M程度のリン酸緩衝液(pH6〜
10)等で洗浄された菌体を使用することができる。ま
た、培養物から回収された菌体を、超音波、圧搾等の手
段で破砕して得られる破砕物、該破砕物を水等で抽出し
て得られるマレイン酸異性化酵素を含有する抽出物、該
抽出物を更に硫安塩析、カラムクロマトグラフィー等の
処理を行って得られるマレイン酸異性化酵素の部分精製
成分等を担体に固定化したものも、本発明のフマル酸の
製造に使用することができる。
When the transformant is immobilized on a carrier,
As collected from the culture, or a suitable buffer, for example, a phosphate buffer of about 0.02 to 0.2 M (pH 6 to
The cells washed in 10) and the like can be used. Further, the cells recovered from the culture, ultrasonic, crushed product obtained by crushing by means such as squeezing, an extract containing maleate isomerase obtained by extracting the crushed product with water or the like An extract obtained by further performing a treatment such as ammonium sulfate salting-out or column chromatography on the extract and immobilizing a partially purified component of maleate isomerase on a carrier is also used for the production of fumaric acid of the present invention. be able to.

【0053】これら菌体、菌体破砕物、抽出物または精
製酵素の固定化は、それ自体既知の通常用いられている
方法に従い、アクリルアミドモノマー、アルギン酸、ま
たはカラギーナン等の適当な担体に菌体等を固定化させ
る方法により行うことができる。
The immobilization of the cells, the disrupted cells, the extract, or the purified enzyme is carried out according to a commonly used method known per se in a suitable carrier such as acrylamide monomer, alginic acid or carrageenan. Can be performed by a method of immobilizing

【0054】反応に用いる水性溶液は、マレイン酸を含
有する水溶液または適当な緩衝液、例えば0.02〜
0.2M程度のリン酸緩衝液(pH6〜10)とするこ
とができる。この水性溶液には、更に菌体の細胞膜の物
質透過性を高める必要のあるときには、トルエン、キシ
レン、非イオン性界面活性剤等を0.05〜2%(w/
v)添加することもできる。
The aqueous solution used for the reaction may be an aqueous solution containing maleic acid or a suitable buffer such as 0.02
A phosphate buffer of about 0.2 M (pH 6 to 10) can be used. When it is necessary to further increase the material permeability of the cell membrane of the bacterial cells, the aqueous solution contains 0.05 to 2% (w / w) of toluene, xylene, a nonionic surfactant and the like.
v) It can also be added.

【0055】水性溶液中の反応原料となるマレイン酸濃
度は、0.1〜2M程度が適当である。マレイン酸の形
態は、酸あるいは塩の形態のみならず、その無水物を用
いることもできる。無水マレイン酸は水溶液とすること
により容易にマレイン酸に変換する。マレイン酸の塩と
しては、例えばナトリウム塩、カリウム塩等を挙げるこ
とができる。
The concentration of maleic acid as a reaction raw material in the aqueous solution is suitably about 0.1 to 2M. As the form of maleic acid, not only the form of acid or salt but also its anhydride can be used. Maleic anhydride is easily converted to maleic acid by converting it into an aqueous solution. Examples of the maleic acid salt include a sodium salt, a potassium salt and the like.

【0056】上記の水性溶液における酵素反応温度およ
びpHは特に限定されないが、通常10〜60℃、好ま
しくは15〜50℃が適当であり、反応液中のpHは5
〜10、好ましくは6〜9付近とすることができる。ま
た、pHの調整は、酸またはアルカリを添加して行うこ
とができる。かくして得られるフマル酸を含有する水性
溶液は、そのままリンゴ酸、アスパラギン酸等の製造原
料として用いることができる。以上に本発明を説明して
きたが、下記の実施例により更に具体的に説明する。し
かしながら、実施例は本発明の具体的な認識を得る一助
とみなすべきのものであり、本発明の範囲を限定するも
のではない。
The temperature and pH of the enzyme reaction in the above aqueous solution are not particularly limited, but are usually from 10 to 60 ° C., preferably from 15 to 50 ° C., and the pH in the reaction solution is 5 to 50 ° C.
-10, preferably around 6-9. Further, the pH can be adjusted by adding an acid or an alkali. The aqueous solution containing fumaric acid thus obtained can be directly used as a raw material for producing malic acid, aspartic acid and the like. The present invention has been described above, and will be described more specifically with reference to the following examples. However, the examples are to be regarded as helping to obtain a specific recognition of the present invention, and do not limit the scope of the present invention.

【0057】[0057]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕マレイン酸異性化酵素活性を有する微生物
の分離 (1)マレイン酸資化性微生物の分離 自然界から採取した土壌試料を、培地A[組成:マレイ
ン酸二ナトリウム 5g、KH2PO4 0.7g、K2
HPO4 1.4g、NH4NO3 1g、MgSO4・7
2O 0.2g、ビオチン 0.2mg、チアミン・
塩酸塩 0.2mg、FeSO4・7H2O 20mg、
MnSO4 20mg、蒸留水 1L(pH7.2)]
10mlに投入し、40℃にて2日間、好気的に振とう
培養する。この培養物1mlを、上記培地A10mlに
植え継ぎ、更に2日間培養した。この集積培養の操作を
2回行った後、寒天2%を含む上記培地Aの組成を有す
る平板培地に塗抹し、40℃にて2〜4日培養した。こ
の平板培地上に生育したコロニーを単離した。
[Example 1] Isolation of microorganisms having maleate isomerase activity (1) Isolation of maleate-assimilating microorganisms A soil sample collected from nature was used as a medium A [composition: disodium maleate 5 g, KH 2 PO 4 0.7 g, K 2
HPO 4 1.4g, NH 4 NO 3 1g, MgSO 4 · 7
H 2 O 0.2 g, biotin 0.2 mg, thiamine
Hydrochloride 0.2mg, FeSO 4 · 7H 2 O 20mg,
MnSO 4 20 mg, distilled water 1 L (pH 7.2)]
The mixture is poured into 10 ml, and cultured with shaking aerobically at 40 ° C. for 2 days. 1 ml of this culture was subcultured into 10 ml of the above-mentioned medium A, and further cultured for 2 days. After performing the operation of this enrichment culture twice, it was spread on a plate medium having the composition of the above-mentioned medium A containing 2% of agar, and cultured at 40 ° C for 2 to 4 days. Colonies that grew on this plate medium were isolated.

【0058】(2)マレイン酸異性化酵素活性を有する
微生物の選定 上記(1)で単離された微生物を前記培地A5mlを用
い、40℃にて1日振とう培養し、遠心分離(3,00
0×g、4℃、20分間)により菌体を回収した。次い
で得られた菌体を、ジチオスレイトール(1mM)を含
有する0.1Mリン酸緩衝液(pH7)1mlに懸濁
し、超音波破砕器(Cosmo Bioruptor
UCD−200T)により、菌体を破砕し(4℃、15
分間)、破砕物を遠心分離した上清を回収し酵素液とし
た。
(2) Selection of microorganism having maleate isomerase activity The microorganism isolated in (1) above was shake-cultured at 40 ° C. for 1 day in 5 ml of the above-mentioned medium A, and centrifuged (3, 3). 00
(0 × g, 4 ° C., 20 minutes). Next, the obtained cells were suspended in 1 ml of a 0.1 M phosphate buffer (pH 7) containing dithiothreitol (1 mM), and the cells were sonicated (Cosmo Bioruptor).
UCD-200T) to disrupt the cells (4 ° C, 15 ° C).
), And the supernatant obtained by centrifuging the crushed product was collected and used as an enzyme solution.

【0059】マレイン酸異性化酵素活性の検出は、上記
で得られた酵素液を、反応液A[組成:マレイン酸ナト
リウム 50mM、ジチオスレイトール 1mM、トリ
ス塩酸緩衝液 100mM(pH8)]0.5mlに添
加し、40℃にて24時間反応させた。得られた反応液
について、有機酸分析カラム[SequeTagTM
(0.5x25cm MilliGen/Biosea
rch, U.S.A.]、UV検出器(240nm)
を用いた高速液体クロマトグラフィー分析(島津社製、
LC−5A)に供した(移動相:5mM KH2PO4
び5mM H3PO4を含む35%メタノール溶液)。上
記(1)で分離された微生物の内、マレイン酸異性化酵
素活性を有する微生物は、原料マレイン酸のピークの他
にフマル酸のピークが生じている微生物として選出し
た。上記分離操作により得られたマレイン酸異性化酵素
活性を有する微生物1株、MI−113を取得した。こ
の分離菌株について、前期の如く更に菌学的諸性質を調
べた結果、新規菌株であることが判明し、バチルス・サ
ーキュランス(Bacillus circulan
s)MI−113株と命名した。本菌は生命工学工業技
術研究所に受託番号:FERM P−15645として
寄託されている。
For the detection of maleate isomerase activity, the enzyme solution obtained above was mixed with 0.5 ml of reaction solution A [composition: sodium maleate 50 mM, dithiothreitol 1 mM, Tris-HCl buffer 100 mM (pH 8)]. And reacted at 40 ° C. for 24 hours. The obtained reaction solution was analyzed using an organic acid analysis column [SequeTag ™
(0.5x25cm MilliGen / Biosea
rch, U.S. S. A. ], UV detector (240 nm)
High performance liquid chromatography analysis using
LC-5A) (mobile phase: 35% methanol solution containing 5 mM KH 2 PO 4 and 5 mM H 3 PO 4 ). Among the microorganisms isolated in the above (1), those having maleic acid isomerase activity were selected as microorganisms having a fumaric acid peak in addition to the raw material maleic acid peak. One strain of a microorganism having maleic acid isomerase activity, MI-113, obtained by the above separation operation was obtained. As a result of further examination of mycological properties of the isolated strain as described above, it was found that the strain was a novel strain, and Bacillus circulans (Bacillus circulans) was identified.
s) It was named MI-113 strain. This bacterium has been deposited with the Biotechnology Research Institute under the accession number: FERM P-15645.

【0060】1.形態学的性質 形態:桿菌 胞子 :形成せず(非典型性状) グラム染色性:陽性 運動性:なし1. Morphological properties Morphology: Bacillus spores: not formed (atypical) Gram stain: positive Motility: none

【0061】2.生理的性質(+:陽性、−:陰性) 酸素に対する態度 :通性嫌気性 嫌気下での生育 :+ カタラーゼ :+ V−P反応 :− V−PブロスでのpH:5.7 酸の生成: ・グルコース :+ ・アラビノース :+ ・キシロース :+ ・マンニトール :+ グルコースからのガスの生成:− ゼラチンの液化 :+ デンプンの分解 :+ クエン酸塩の利用 :+ プロピオン酸塩の利用:− 卵黄反応 :− 硝酸塩の還元 :+ pH6.8での生育(ニュートリエントブロス):+ pH5.7での生育 :− 5%NaCl存在下での生育:− 7%NaCl存在下での生育:− 10℃での生育 :− 30℃での生育 :+ 40℃での生育 :+ 50℃での生育 :− マレイン酸異性化酵素活性 :+ 3.菌体成分の特徴 菌体内DNAのGC含量(モル%):39% 細胞壁のジアミノ酸 :meso−ジアミノピメリン酸 キノン系 :MK−7[0061] 2. Physiological properties (+: positive,-: negative) Attitude to oxygen: facultative anaerobic Growth under anaerobic: + catalase: + VP reaction:-pH in VP broth: 5.7 Acid production :-Glucose: +-Arabinose: +-Xylose: +-Mannitol: + Production of gas from glucose:-Liquefaction of gelatin: + Decomposition of starch: + Use of citrate: + Use of propionate:-Egg yolk Reaction:-Reduction of nitrate: + Growth at pH 6.8 (Nutrient broth): + Growth at pH 5.7:-Growth in the presence of 5% NaCl:-Growth in the presence of 7% NaCl: -10 C. Growth at -30.degree. C .: + Grow at 40.degree. C .: + Grow at 50.degree. C .:-Maleate isomerase activity: +3. Characteristics of bacterial cell components GC content (mol%) of intracellular DNA: 39% Cell wall diamino acid: meso-diaminopimelic acid quinone system: MK-7

【0062】〔実施例2〕バチルス・サーキュランス
MI−113株由来のマレイン酸異性化酵素遺伝子を含
むDNA断片のクローン化 (1)マレイン酸異性化酵素の精製及びアミノ酸配列の
部分的決定とそれに基づくDNAプローブの作製: 培地A[組成:マレイン酸二ナトリウム 5g、KH2
PO4 0.7g、K2HPO4 1.4g、NH4NO3
1g、MgSO4・7H2O 0.2g、ビオチン
0.2mg、チアミン塩酸塩 0.2mg、FeSO4
・7H2O 20mg、MnSO4 20mg、蒸留水
1L(pH7.2に調整)]100mlを500ml容
の三角フラスコに分注し、120℃、20分間滅菌処理
したものに、バチルス・サーキュランス MI−113
株を植菌し、40℃にて24時間振とう培養した。
Example 2 Bacillus circulans
Cloning of DNA Fragment Containing Maleate Isomerase Gene Derived from MI-113 Strain (1) Purification of Maleate Isomerase, Partial Determination of Amino Acid Sequence and Preparation of DNA Probe Based thereon: Medium A [Composition: Maleic Disodium acid 5g, KH 2
PO 4 0.7 g, K 2 HPO 4 1.4 g, NH 4 NO 3
1 g, MgSO 4 .7H 2 O 0.2 g, biotin
0.2 mg, thiamine hydrochloride 0.2 mg, FeSO 4
・ 7H 2 O 20mg, MnSO 4 20mg, distilled water
1L (adjusted to pH 7.2)] 100 ml into a 500 ml Erlenmeyer flask, sterilized at 120 ° C for 20 minutes, and mixed with Bacillus circulans MI-113.
The strain was inoculated and cultured with shaking at 40 ° C. for 24 hours.

【0063】次いで、上記と同様の培地1000mlを
3L容のジャーファーメンターに入れ、120℃、20
分間滅菌処理したものに、上記培養物30mlを接種
し、40℃にて24時間通気撹拌培養した。培養後の培
養液を遠心分離(3,500×g、4℃、20分間)し
菌体を回収した。
Next, 1000 ml of the same medium as above was placed in a 3 L jar fermenter,
After 30 minutes of sterilization, 30 ml of the above culture was inoculated, and cultured under aeration and stirring at 40 ° C. for 24 hours. The culture solution after the culture was centrifuged (3,500 × g, 4 ° C., 20 minutes) to collect the cells.

【0064】得られた菌体からのマレイン酸異性化酵素
の抽出は、菌体を0.5mMジチオスレイトールを含む
リン酸緩衝液(20mM,pH7.2)に懸濁し、超音
波破砕器(ブランソン社製)により菌体を破砕すること
により行った。菌体破砕物を遠心分離(10,000×
g、4℃、30分間)し、上清の可溶性画分を粗酵素液
として得た。
The maleic acid isomerase was extracted from the obtained cells by suspending the cells in a phosphate buffer solution (20 mM, pH 7.2) containing 0.5 mM dithiothreitol, and then using an ultrasonic crusher ( (Branson) to disrupt the cells. Centrifuged cells (10,000 ×
g, 4 ° C., 30 minutes) to obtain a soluble fraction of the supernatant as a crude enzyme solution.

【0065】次に、この粗酵素液を硫安分画(35〜7
0%)し、上記リン酸緩衝液中に対して4℃で一夜透析
した。次いで、この透析液をDEAEセファロース(フ
ァルマシア社製)カラムクロマトグラフィー、ゲル濾過
(セファクリルS−200、ファルマシア社製)カラム
クロマトグラフィー、モノQ(ファルマシア社製)カラ
ムクロマトグラフィーにかけ、マレイン酸異性化酵素の
活性画分を得た。
Next, this crude enzyme solution was subjected to ammonium sulfate fractionation (35 to 7).
0%) and dialyzed against the above phosphate buffer at 4 ° C. overnight. Then, the dialysate was subjected to DEAE Sepharose (Pharmacia) column chromatography, gel filtration (Sephacryl S-200, Pharmacia) column chromatography, and Mono Q (Pharmacia) column chromatography to obtain maleic acid isomerase. An active fraction was obtained.

【0066】マレイン酸異性化酵素の活性の検出は、大
塚らの方法[Agric.Biol.Chem., V
ol.25, p.726 (1961)]に従い、ブ
タ心臓由来フマラーゼ(ベーリンガーマンハイム社製)
存在下、マレイン酸の減少を240nmの吸光度変化と
して測定した。
The activity of maleate isomerase was detected by the method of Otsuka et al. [Agric. Biol. Chem. , V
ol. 25, p. 726 (1961)] and porcine heart-derived fumarase (Boehringer Mannheim)
In the presence, the decrease in maleic acid was measured as the change in absorbance at 240 nm.

【0067】上記マレイン酸異性化酵素の精製画分をポ
リアクリルアミドゲル(4〜20%グラジエントゲル)
電気泳動[25mMトリス−192mMグリシンからな
る緩衝液(pH8.4)中にて、40mA定電流で1時
間泳動]により分離し、クマシーブルー色素[組成:
0.2%(w/v)クマシーブリリアントブルーR25
0、40%(v/v)メタノール、10%(v/v)酢
酸]によって染色したところ、分子量約60kDaの単
一バンドが検出された。更に同精製画分をドデシル硫酸
ナトリウム(SDS)処理液[組成:62.5mMトリ
ス−塩酸(pH6.8)、2%SDS、10%グリセロ
ール、5%2−メルカプトエタノール、0.001%ブ
ロモフェノールブルー(BPB)]に溶解し、95℃に
て3分間熱変性処理後、ポリアクリルアミドゲル(10
〜20%グラジエントゲル)電気泳動[25mMトリス
−192mMグリシン−0.1%SDSからなる緩衝液
(pH8.4)中にて、40mA定電流で1時間泳動]
により分離し、上記と同様に染色したところ、分子量約
30kDaのバンドのみを検出した。これらの結果よ
り、該マレイン酸異性化酵素の構成は、分子量約30k
Daのサブユニットから成る分子量約60kDaの2量
体であることが推定された。
The purified fraction of the maleate isomerase was subjected to polyacrylamide gel (4 to 20% gradient gel).
Separation by electrophoresis [running in a buffer solution (25 mM Tris-192 mM glycine, pH 8.4) at a constant current of 40 mA for 1 hour], Coomassie blue dye [composition:
0.2% (w / v) Coomassie Brilliant Blue R25
0, 40% (v / v) methanol, 10% (v / v) acetic acid], a single band having a molecular weight of about 60 kDa was detected. Further, the purified fraction was treated with sodium dodecyl sulfate (SDS) -treated solution [composition: 62.5 mM Tris-HCl (pH 6.8), 2% SDS, 10% glycerol, 5% 2-mercaptoethanol, 0.001% bromophenol] Blue (BPB)] and heat denaturation at 95 ° C. for 3 minutes, followed by polyacrylamide gel (10
-20% gradient gel) electrophoresis [electrophoresis in a buffer (25 mM Tris-192 mM glycine-0.1% SDS, pH 8.4) at 40 mA constant current for 1 hour]
As a result, only a band having a molecular weight of about 30 kDa was detected. From these results, the structure of the maleate isomerase was found to have a molecular weight of about 30 k.
It was estimated to be a dimer composed of a Da subunit and having a molecular weight of about 60 kDa.

【0068】この精製異性化酵素のN末端からのアミノ
酸配列をアミノ酸シーケンサー(アプライドバイオシス
テムズ社製、473A型)を用いて決定し、その結果を
配列番号2に示した。次いで、得られたアミノ酸配列か
ら予想される配列番号3及び4に示した塩基配列を有す
るプローブDNAをDNA合成装置(アプライドバイオ
システムズ社製、394型)を用いて合成した。
The amino acid sequence from the N-terminus of this purified isomerase was determined using an amino acid sequencer (manufactured by Applied Biosystems, Model 473A), and the result is shown in SEQ ID NO: 2. Next, a probe DNA having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOS: 3 and 4 predicted from the obtained amino acid sequence was synthesized using a DNA synthesizer (Applied Biosystems, Inc., Model 394).

【0069】(2)マレイン酸異性化酵素遺伝子を含む
染色体DNA断片の調製:バチルス・サーキュランス
MI−113株を前記培地Aを用いて40℃で対数増殖
期後期まで振とう培養し、菌体を集めた。
(2) Preparation of chromosomal DNA fragment containing maleate isomerase gene: Bacillus circulans
The MI-113 strain was cultured by shaking the medium A at 40 ° C. until the late logarithmic growth phase, and the cells were collected.

【0070】得られた菌体を10mg/mlの濃度にな
るよう、リゾチームを含む10mMNaCl−20mM
トリス緩衝液(pH8.0)−1mM EDTA・2N
a溶液15mlに懸濁した。次にプロテナーゼK(宝酒
造(株)社製)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(SDS)を 最終濃度が0.5%にな
るように添加し、50℃で6時間保温して溶菌させた。
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、上清画分を分取した。この上清に酢酸ナトリウムを
0.3Mとなるよう添加した後、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)−1mM EDTA・2Na溶液5
mlを加え、4℃で一晩静置し染色体DNA溶液を得
た。
The obtained bacterial cells were adjusted to a concentration of 10 mg / ml with 10 mM NaCl-20 mM containing lysozyme.
Tris buffer (pH 8.0)-1 mM EDTA · 2N
a. Next, proteinase K (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) was added to a final concentration of 100 μg / ml, and the mixture was kept at 37 ° C. for 1 hour. Further, sodium dodecyl sulfate (SDS) was added to a final concentration of 0.5%, and the cells were lysed at 50 ° C. for 6 hours.
To this lysate, an equal amount of a phenol / chloroform solution was added, and the mixture was gently shaken at room temperature for 10 minutes, followed by centrifugation (5,000 × g, 20 minutes, 10 to 12 ° C.).
Then, the supernatant fraction was collected. After sodium acetate was added to the supernatant to 0.3 M, a 2-fold amount of ethanol was slowly added. DNA existing between the aqueous layer and the ethanol layer was taken out with a glass rod, washed with 70% ethanol, and air-dried. A 10 mM Tris buffer (pH 7.5) -1 mM EDTA · 2Na solution 5 was added to the obtained DNA.
Then, the mixture was allowed to stand at 4 ° C. overnight to obtain a chromosomal DNA solution.

【0071】次に、染色体DNA溶液の90μlに制限
酵素PstI、50U(units)を加え、37℃で
1時間反応させ完全分解し、アガロース電気泳動に供し
た。このアガロースゲルよりDNAをナイロン膜上に移
し取り、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(宝酒造製)及
び[γ−32P]ATPを用いて5’末端リン酸基をラジ
オアイソトープラベル[Anal.Biochem.,
158,307−315(1986)]した配列番号3
及び4に示した合成プローブを用い、常法[Molec
ular Cloning,Cold Spring
HarborLaboratory Press(19
89)]に従ってサザンハイブリダイゼーションを行っ
た。
Next, 50 U (units) of the restriction enzyme PstI was added to 90 μl of the chromosomal DNA solution, reacted at 37 ° C. for 1 hour to completely degrade, and subjected to agarose electrophoresis. The DNA was transferred from the agarose gel onto a nylon membrane, and the 5 'terminal phosphate group was radioisotope labeled with T4 polynucleotide kinase (manufactured by Takara Shuzo) and [γ- 32 P] ATP [Anal. Biochem. ,
158, 307-315 (1986)]
Using the synthetic probe shown in FIGS.
ullar Cloning, Cold Spring
Harbor Laboratory Press (19
89)] and Southern hybridization was performed.

【0072】その結果、上記ナイロン膜上の約4kbの
位置に、上記合成プローブが強くハイブリダイズするD
NA断片の存在を確認した。
As a result, D at which the synthetic probe strongly hybridizes at a position of about 4 kb on the nylon membrane.
The presence of the NA fragment was confirmed.

【0073】(3)染色体DNAのベクターへの挿入:
上記(2)項で得たバチルス・サーキュランスMI−1
13株の染色体DNA溶液の90μlに制限酵素Sau
3AI 5unitsを加え、37℃で10分間反応さ
せて部分分解した。この様々な長さの部分分解DNA
と、制限酵素XhoIで切断後、DNAポリメラーゼク
レノウフラグメント(Klenow fragmen
t)を用いてT(チミジン)、C(デオキシシトシン)
を埋めたファージベクターλFIXII(λFIXII
/XhoI−partial fill−in tre
ated DNA:東洋紡績(株)社製)とを混合し、
50mMトリス緩衝液(pH7.6)、10mMジチオ
スレイトール、1mM ATP、10mM MgCl2
および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)、16℃で10時
間反応させて部分分解DNAとベクターとを連結させ、
染色体DNAのλDNAライブラリーを得た。
(3) Insertion of chromosomal DNA into vector:
Bacillus circulans MI-1 obtained in the above item (2)
Restriction enzyme Sau was added to 90 μl of the chromosomal DNA solution of 13 strains.
5 Units of 3AI were added, and reacted at 37 ° C. for 10 minutes to partially decompose. Partially digested DNA of various lengths
And Klenow fragment (Klenow fragment) after digestion with restriction enzyme XhoI.
Using t), T (thymidine), C (deoxycytosine)
Vector λFIXII (λFIXII)
/ XhoI-partial fill-in tr
atated DNA: manufactured by Toyobo Co., Ltd.)
50 mM Tris buffer (pH 7.6), 10 mM dithiothreitol, 1 mM ATP, 10 mM MgCl 2
And 1 unit of T4 DNA ligase 1 unit (the concentration of each component is the final concentration), reacted at 16 ° C. for 10 hours to ligate the partially degraded DNA and the vector,
A λDNA library of chromosomal DNA was obtained.

【0074】(4)形質転換体の作製及び目的組換え体
DNAの選別:上記(3)で作製したλDNAライブラ
リーファージ溶液(2〜5×104pfu;SM緩衝液
希釈)と、エシェリヒア・コリP2392の培養液を当
量混合し、37℃で15分間保温した。これに50℃に
て保温しておいた 3〜4mlのλ培地(1% Try
pton,0.5%Yeast extract,0.
5%NaCl,0.2% MgSO4・7H2O,0.5
%Agar)を加え、λプレート(1% Trypto
n,0.5% NaCl,0.2% MgSO4・7H2
O,1%Agar)に均一に塗布し、37℃で12〜1
6時間培養した。この培地上にニトロセルロースフィル
ターを載せ、培地上に形成されたプラークをフィルター
に吸着させ、順次5分間ずつ以下イ)〜ハ)の試薬に浸
した濾紙上にフィルターをのせて処理した。
(4) Preparation of Transformant and Selection of Target Recombinant DNA: The λ DNA library phage solution (2 to 5 × 10 4 pfu; diluted with SM buffer) prepared in the above (3) and Escherichia An equivalent amount of the culture solution of E. coli P2392 was mixed and kept at 37 ° C for 15 minutes. 3 to 4 ml of λ medium (1% Try
pton, 0.5% Yeast extract, 0.
5% NaCl, 0.2% MgSO 4 · 7H 2 O, 0.5
% Agar) and add λ plate (1% Trypto)
n, 0.5% NaCl, 0.2% MgSO 4 · 7H 2
O, 1% Agar) at 37 ° C for 12-1.
The cells were cultured for 6 hours. A nitrocellulose filter was placed on this medium, the plaque formed on the medium was adsorbed to the filter, and the filter was placed on a filter paper immersed in the reagents of (a) to (c) below for 5 minutes each, followed by treatment.

【0075】イ)0.5M NaOH,1.5M Na
Cl ロ)0.5M Tris−HCl(pH7.5),1.
5M NaCl,0.001M EDTA ハ)2×SSC(20×SSC;NaCl 175.3
g,クエン酸三ナトリウム二水和物 88.2gを蒸留
水1Lに溶解)
A) 0.5M NaOH, 1.5M Na
Cl b) 0.5 M Tris-HCl (pH 7.5),
5 M NaCl, 0.001 M EDTA c) 2 x SSC (20 x SSC; NaCl 175.3)
g, 88.2 g of trisodium citrate dihydrate in 1 L of distilled water)

【0076】上記フィルターを風乾後、80℃にて2時
間乾熱処理をしてDNAを固定した。前記(1)で作製
した配列番号3及び4に示したプローブを用い、上記で
作製したフィルターにつきプラークハイブリダイゼーシ
ョンを常法[Molecular Cloning,
Cold Spring Harbor Labora
tory Press(1989)]に従って行った。
この結果、両方のプローブについてハイブリダイゼーシ
ョン陽性のプラークを選択し、そこからファージDNA
を抽出して、制限酵素PstIで切り出される長さ約4
kbの挿入断片をアガロースゲル電気泳動により確認し
た。
After the filter was air-dried, the DNA was fixed by performing a dry heat treatment at 80 ° C. for 2 hours. Using the probes shown in SEQ ID NOs: 3 and 4 prepared in the above (1), plaque hybridization was carried out on the filter prepared above in a conventional manner [Molecular Cloning,
Cold Spring Harbor Labora
tory Press (1989)].
As a result, hybridization-positive plaques were selected for both probes, and phage DNA was selected therefrom.
And the length cut out by the restriction enzyme PstI is about 4
The kb insert was confirmed by agarose gel electrophoresis.

【0077】(5)組換え体DNAの制限酵素地図の作
製:上記(4)で得られた長さが約4kbのDNA(P
stI−PstI)断片上に存在するマレイン酸異性化
酵素遺伝子の位置をさらに特定するために、該DNA断
片を下記のようにプラスミドpUC118(宝酒造
(株)社製)へサブクローニングした。
(5) Preparation of Restriction Enzyme Map of Recombinant DNA: About 4 kb long DNA (P
In order to further identify the position of the maleate isomerase gene present on the (stI-PstI) fragment, the DNA fragment was subcloned into plasmid pUC118 (Takara Shuzo) as described below.

【0078】上記PstIで切り出されるDNA断片
と、クローニングベクターpUC118(宝酒造(株)
製)を、各々制限酵素PstI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(pH
7.6)、10mMジチオスレイトール、1mM AT
P、10mM MgCl2およびT4DNAリガーゼ1
unitの各成分を添加し(各成分の濃度は最終濃度で
ある)、16℃で10時間反応させ、上記PstI−P
stI断片とベクターを連結させた。
The DNA fragment cut out with PstI and the cloning vector pUC118 (Takara Shuzo Co., Ltd.)
Was cleaved with the restriction enzyme PstI and then dephosphorylated, mixed, and mixed with 50 mM Tris buffer (pH
7.6) 10 mM dithiothreitol, 1 mM AT
P, 10 mM MgCl 2 and T4 DNA ligase 1
Each component of the unit was added (the concentration of each component was the final concentration), and reacted at 16 ° C. for 10 hours.
The stI fragment and the vector were ligated.

【0079】得られた連結反応液を用い、塩化カルシウ
ム法[Journal of Molecular B
iology,Vol.53, p.159(197
0)]により エシェリヒア・コリJM109(宝酒造
(株)社製)を形質転換し、アンピシリン 50μg/
mlを含む培地[トリプトン10g,イーストエキスト
ラクト 5g,NaCl 5gおよび寒天16gを蒸留
水1Lに溶解]に塗抹した。
Using the ligation reaction solution obtained, a calcium chloride method [Journal of Molecular B]
ology, Vol. 53, p. 159 (197
0)] to transform Escherichia coli JM109 (Takara Shuzo Co., Ltd.) into 50 μg / ampicillin /
ml of medium [10 g of tryptone, 5 g of yeast extract, 5 g of NaCl and 16 g of agar were dissolved in 1 L of distilled water].

【0080】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PstIにより切断し、ハイブリダイゼー
ション法を用いて挿入断片を調べたところ、プラスミド
pUC118の長さ3.4kbのDNA断片に加え、長
さ約4kbのDNA断片が確認された。上記で得られた
プラスミドをpMI113と命名し、該プラスミドで形
質転換されたエシェリヒア・コリJM109株(宝酒造
(株)製)をECMI113と命名した。
The strain grown on this medium was subjected to liquid culture by a conventional method, plasmid DNA was extracted from the culture solution, the plasmid was cut with the restriction enzyme PstI, and the inserted fragment was examined by the hybridization method. In addition to the 3.4 kb DNA fragment of pUC118, a DNA fragment of about 4 kb length was confirmed. The plasmid obtained above was named pMI113, and the Escherichia coli JM109 strain (Takara Shuzo) transformed with the plasmid was named ECMI113.

【0081】〔実施例3〕塩基配列の決定:実施例2の
(5)項で得られたマレイン酸異性化酵素遺伝子を含む
長さが約4kbのDNA(PstI−PstI)断片に
ついて、その塩基配列をpUC118(宝酒造(株)社
製)を用いるジデオキシヌクレオチド酵素法(dide
oxychain termination法)[Sa
nger,F. et al.,Proc.Natl.
Acad.Sci.U.S.A.,Vol.74,p.
5463,(1977)]により決定した。その塩基配
列中のオープンリーデイングフレームの存在から、マレ
イン酸異性化酵素遺伝子は、後記配列表の配列番号1に
示す塩基配列を有し、251個のアミノ酸をコードする
753塩基対より構成されることが判明した。尚、この
塩基配列の中には、実施例2の(1)項で決定したアミ
ノ酸配列(配列番号2)から予想される塩基配列の全て
に相当する配列が含まれていることが確認された。
Example 3 Determination of Nucleotide Sequence: The DNA (PstI-PstI) fragment of about 4 kb in length containing the maleate isomerase gene obtained in item (5) of Example 2 was analyzed for its nucleotide sequence. The sequence was determined by the dideoxynucleotide enzymatic method (dide
oxychain termination method) [Sa
nger, F .; et al. Proc. Natl.
Acad. Sci. U. S. A. , Vol. 74, p.
5463, (1977)]. Due to the presence of the open reading frame in the nucleotide sequence, the maleic acid isomerase gene has the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing below, and is composed of 753 base pairs encoding 251 amino acids. There was found. In addition, it was confirmed that this nucleotide sequence contained a sequence corresponding to all the nucleotide sequences predicted from the amino acid sequence (SEQ ID NO: 2) determined in item (1) of Example 2. .

【0082】〔実施例4〕マレイン酸異性化酵素の製造
および活性の確認 実施例2で作製したECMI113株を、アンピシリン
50μg/mlを含むLB培地[トリプトン10g,
イーストエキストラクト 5g,NaCl5g)に植菌
し、30℃で15時間好気的に振とう培養した。得られ
た培養物を遠心分離(3,000×g、4℃、20分
間)して菌体を回収後、リン酸緩衝液[組成:20mM
リン酸カリウム緩衝液(pH7.2)、0.5mMジ
チオスレイトール]で洗浄した。次いで、洗浄菌体0.
5g(湿重量)を上記リン酸緩衝液2mlに懸濁し、氷
冷下で超音波破砕器(ブランソン社製)にかけ菌体破砕
物を得た。該破砕物を遠心分離(10,000×g,4
℃,30分間)し、上清を粗酵素液として得た。
Example 4 Production of Maleic Acid Isomerase and Confirmation of Activity The ECMI113 strain prepared in Example 2 was transformed into an LB medium containing 50 μg / ml of ampicillin [10 g of tryptone,
(5 g of yeast extract, 5 g of NaCl) and aerobically shake-cultured at 30 ° C. for 15 hours. The obtained culture was centrifuged (3,000 × g, 4 ° C., 20 minutes) to collect the cells, and then a phosphate buffer [composition: 20 mM
Potassium phosphate buffer (pH 7.2), 0.5 mM dithiothreitol]. Then, the washed cells were added.
5 g (wet weight) was suspended in 2 ml of the above-mentioned phosphate buffer solution and subjected to an ultrasonic crusher (manufactured by Branson) under ice cooling to obtain a crushed bacterial cell. The crushed material is centrifuged (10,000 × g, 4
C. for 30 minutes) to obtain a supernatant as a crude enzyme solution.

【0083】対照として、外来遺伝子を含まないプラス
ミドpUC118について、実施例2(5)と全く同様
にエシェリヒア・コリJM109株に形質転換し、該形
質転換体から上記と同様に粗酵素液を調製し、以下の活
性測定に供した。マレイン酸異性化酵素活性の確認は、
これらの粗酵素液について、前記実施例2の(1)項と
同様に、ブタ心臓由来フマラーゼ(ベーリンガーマンハ
イム社製)存在下、マレイン酸の減少を240nmの吸
光度変化として測定した[K.Otsuka,Agri
c.Biol.Chem.,25,726(196
1)]。その結果、ECMI113から調製された粗酵
素液についてのみ240nmの吸光度が減少し、マレイ
ン酸異性化酵素活性を検出し得た。
As a control, a plasmid pUC118 containing no foreign gene was transformed into Escherichia coli JM109 strain in the same manner as in Example 2 (5), and a crude enzyme solution was prepared from the transformant in the same manner as described above. And the following activity measurement. Confirmation of maleate isomerase activity
For these crude enzyme solutions, the decrease in maleic acid was measured as a change in absorbance at 240 nm in the presence of porcine heart-derived fumarase (Boehringer Mannheim) in the same manner as in item (1) of Example 2 [K. Otsuka, Agri
c. Biol. Chem. , 25, 726 (196
1)]. As a result, the absorbance at 240 nm decreased only for the crude enzyme solution prepared from ECMI113, and the maleate isomerase activity could be detected.

【0084】〔実施例5〕マレイン酸異性化酵素を含む
形質転換体によるマレイン酸の異性化反応 実施例4と同様に、実施例2で作製したECMI113
株を、アンピシリン50μg/mlを含む上記LB培地
に植菌し、30℃で15時間好気的に振とう培養した。
得られた培養物を遠心分離(3,000×g、4℃、2
0分間)して菌体を回収後、0.9%(w/v)NaC
lで洗浄した。
Example 5 Maleic Acid Isomerization Reaction by Transformant Containing Maleate Isomerase The ECMI113 prepared in Example 2 in the same manner as in Example 4.
The strain was inoculated into the above LB medium containing 50 μg / ml of ampicillin, and cultured under aerobic shaking at 30 ° C. for 15 hours.
The obtained culture is centrifuged (3,000 × g, 4 ° C., 2
0%) to collect the cells, and then add 0.9% (w / v) NaC
l.

【0085】次いで、洗浄菌体0.1g(湿重量)を
0.9%(w/v)NaCl 1mlに懸濁し、反応液
[組成:マレイン酸ナトリウム 84g/L、Trit
onX−100 1g/l]1mlを添加後、45℃で
1時間振とうして反応させた。反応後の反応液を遠心分
離(3,000×g、4℃、20分間)し、得られた上
清液について有機酸カラム(島津製作所製SCR−10
1Hカラム)、UV検出器(210nm)を用いた高速
液体クロマトグラフィー分析(島津社製、LC−5A)
に供した。その結果、原料マレイン酸のピークの他にフ
マル酸のピークを検出し得た。また、上記反応により、
原料のマレイン酸が減少していることも確認された。以
上の結果より、上記形質転換体が含有するマレイン酸異
性化酵素の作用によりマレイン酸がフマル酸へと異性化
されていることが確認された。
Next, 0.1 g (wet weight) of the washed cells was suspended in 1 ml of 0.9% (w / v) NaCl, and the reaction solution [composition: sodium maleate 84 g / L, Trit
onX-100 1 g / l], and reacted by shaking at 45 ° C for 1 hour. The reaction solution after the reaction was centrifuged (3,000 × g, 4 ° C., 20 minutes), and the obtained supernatant was subjected to an organic acid column (SCR-10 manufactured by Shimadzu Corporation).
1H column), high performance liquid chromatography analysis using a UV detector (210 nm) (manufactured by Shimadzu Corporation, LC-5A)
Was served. As a result, a fumaric acid peak could be detected in addition to the raw material maleic acid peak. Also, by the above reaction,
It was also confirmed that the amount of maleic acid in the raw material was reduced. From the above results, it was confirmed that maleic acid was isomerized to fumaric acid by the action of the maleate isomerase contained in the transformant.

【0086】[0086]

【発明の効果】本発明により、バチルス・サーキュラン
ス由来のマレイン酸異性化酵素をコードするDNA、該
DNAを有する組換えベクター、及び該組換えベクター
を含有する形質転換体が提供される。本発明のマレイン
酸異性化酵素遺伝子を含有する形質転換体により、常温
条件下はもちろんのこと、高温条件下においても安定に
活性を保持するマレイン酸異性化酵素を著量生産するこ
とができ、本菌体あるいは本菌から調製したマレイン酸
異性化酵素を利用することにより、マレイン酸からフマ
ル酸を効率よく製造することができる。
According to the present invention, there are provided a DNA encoding a maleic acid isomerase derived from Bacillus circulans, a recombinant vector having the DNA, and a transformant containing the recombinant vector. By the transformant containing the maleate isomerase gene of the present invention, it is possible to produce a significant amount of maleate isomerase that stably retains its activity under normal temperature conditions as well as high temperature conditions, By using the present cells or the maleic acid isomerase prepared from the present cells, fumaric acid can be efficiently produced from maleic acid.

【0087】[0087]

【配列表】[Sequence list]

配列番号:1 配列の長さ:756 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:バチルス・サーキュランス 株名:MI−113 配列の特徴 特徴を表す記号:CDS 存在位置:1−753 特徴を決定した方法:E 配列 ATG AGT AAG AAT TAT CGA GTA GGC CTT ATC GTA CCA AGC TCT AAC ACA 48 Met Ser Lys Asn Tyr Arg Val Gly Leu Ile Val Pro Ser Ser Asn Thr 1 5 10 15 ACG ATG GAA ACA GAA ATT CCG GCT ATG CTT CAT TCC AGA ATG CAG ACT 96 Thr Met Glu Thr Glu Ile Pro Ala Met Leu His Ser Arg Met Gln Thr 20 25 30 AAA CCA GAA GAA ACC TTT ACA TTC CAT TCT GCA CGT ATG CGG ATG ATG 144 Lys Pro Glu Glu Thr Phe Thr Phe His Ser Ala Arg Met Arg Met Met 35 40 45 CAT GTA AAT CCG GAT GAA TTA AAG AAA ATG GAT GTA GAT AGT GAC CGT 192 His Val Asn Pro Asp Glu Leu Lys Lys Met Asp Val Asp Ser Asp Arg 50 55 60 TGT GCA GTG GAG CTT TCC GAT GCA CGA TGT GAT GTG CTG GCT TAT GCA 240 Cys Ala Val Glu Leu Ser Asp Ala Arg Cys Asp Val Leu Ala Tyr Ala 65 70 75 80 TGT CTA GTT GCC ATT ATG TGT CAG GGT CCG GGA TAT CAT CAC ATT TCT 288 Cys Leu Val Ala Ile Met Cys Gln Gly Pro Gly Tyr His His Ile Ser 85 90 95 GAA GAA CGC TTA GGA AAG GTT ACA GTC AGC AAT GGT GGT CCA GCT CCA 336 Glu Glu Arg Leu Gly Lys Val Thr Val Ser Asn Gly Gly Pro Ala Pro 100 105 110 ATT GTC AGC AGT GCA GGA GCA TTA ATT GAG GGC CTT GAA ACG ATT GGG 384 Ile Val Ser Ser Ala Gly Ala Leu Ile Glu Gly Leu Glu Thr Ile Gly 115 120 125 GCG AAA AAG GTT TCC ATT ATT ACA CCA TAT ATG AAG CCA TTG ACT AAA 432 Ala Lys Lys Val Ser Ile Ile Thr Pro Tyr Met Lys Pro Leu Thr Lys 130 135 140 ACG GTA ATT GAA TAT TTA AAT GCT GCT GGT ATT GAA GTC ATT GAT TCA 480 Thr Val Ile Glu Tyr Leu Asn Ala Ala Gly Ile Glu Val Ile Asp Ser 145 150 155 160 ATC AGC CTC GAA GTT GCG GAT AAC CTA GAG GTT GGC CGT TTG GAT CCG 528 Ile Ser Leu Glu Val Ala Asp Asn Leu Glu Val Gly Arg Leu Asp Pro 165 170 175 GAA AAC CTA ATA GGC CAT GCA GAC CGT TTG AAT ATT AAA GGA GCA GAT 576 Glu Asn Leu Ile Gly His Ala Asp Arg Leu Asn Ile Lys Gly Ala Asp 180 185 190 GCA GTT GTC CTA TCT GCA TGC GTT CAG ATG CCT TCT CTT CCA GCT ATT 624 Ala Val Val Leu Ser Ala Cys Val Gln Met Pro Ser Leu Pro Ala Ile 195 200 205 CAG GCT GTT CAA GAC CGT TTG GGA ATT CCA GTC TTG TCT GCC GGA GTT 672 Gln Ala Val Gln Asp Arg Leu Gly Ile Pro Val Leu Ser Ala Gly Val 210 215 220 GCA ACA GTT TTT AAA ATt CTC AAG GAA TTA AAC CTT TCA ACA GAG GTA 720 Ala Thr Val Phe Lys Ile Leu Lys Glu Leu Asn Leu Ser Thr Glu Val 225 230 235 240 CCA AAT GCA GGA CAT TTA CTA TCC GGT AAA TTT TAG 756 Pro Asn Ala Gly His Leu Leu Ser Gly Lys Phe 245 250 SEQ ID NO: 1 Sequence length: 756 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Double-stranded Topology: Linear Sequence type: Genomic DNA Origin Organism: Bacillus circulans Strain: MI-113 Sequence characteristics Symbol indicating characteristics: CDS Location: 1-753 Method for determining characteristics: E sequence ATG AGT AAG AAT TAT CGA GTA GGC CTT ATC GTA CCA AGC TCT AAC ACA 48 Met Ser Lys Asn Tyr Arg Val Gly Leu Ile Val Pro Ser Ser Asn Thr 1 5 10 15 ACG ATG GAA ACA GAA ATT CCG GCT ATG CTT CAT TCC AGA ATG CAG ACT 96 Thr Met Glu Thr Glu Ile Pro Ala Met Leu His Ser Arg Met Gln Thr 20 25 30 AAA CCA GAA GAA ACC TTT ACA TTC CAT TCT GCA CGT ATG CGG ATG ATG 144 Lys Pro Glu Glu Thr Phe Thr Phe His Ser Ala Arg Met Arg Met Met 35 40 45 CAT GTA AAT CCG GAT GAA TTA AAG AAA ATG GAT GTA GAT AGT GAC CGT 192 His Val Asn Pro Asp Glu Leu Lys Lys Met Asp Val Asp Ser Asp Arg 50 55 60 TGT GCA GTG GAG CTT TCC GAT GCA CGA TGT GAT GTG CTG GCT TAT GCA 240 Cys Ala Val Gl u Leu Ser Asp Ala Arg Cys Asp Val Leu Ala Tyr Ala 65 70 75 80 TGT CTA GTT GCC ATT ATG TGT CAG GGT CCG GGA TAT CAT CAC ATT TCT 288 Cys Leu Val Ala Ile Met Cys Gln Gly Pro Gly Tyr His His Ile Ser 85 90 95 GAA GAA CGC TTA GGA AAG GTT ACA GTC AGC AAT GGT GGT CCA GCT CCA 336 Glu Glu Arg Leu Gly Lys Val Thr Val Ser Asn Gly Gly Pro Ala Pro 100 105 110 ATT GTC AGC AGT GCA GGA GCA TTA ATT GAG GGC CTT GAA ACG ATT GGG 384 Ile Val Ser Ser Ala Gly Ala Leu Ile Glu Gly Leu Glu Thr Ile Gly 115 120 125 GCG AAA AAG GTT TCC ATT ATT ACA CCA TAT ATG AAG CCA TTG ACT AAA 432 Ala Lys Lys Val Ser Ile Ile Thr Pro Tyr Met Lys Pro Leu Thr Lys 130 135 140 ACG GTA ATT GAA TAT TTA AAT GCT GCT GGT ATT GAA GTC ATT GAT TCA 480 Thr Val Ile Glu Tyr Leu Asn Ala Ala Gly Ile Glu Val Ile Asp Ser 145 150 155 160 ATC AGC CTC GAA GTT GCG GAT AAC CTA GAG GTT GGC CGT TTG GAT CCG 528 Ile Ser Leu Glu Val Ala Asp Asn Leu Glu Val Gly Arg Leu Asp Pro 165 170 175 GAA AAC CTA ATA GGC CAT GCA GAC CGT TTG AAT ATT AAA GGA GCA GAT 576 Glu A sn Leu Ile Gly His Ala Asp Arg Leu Asn Ile Lys Gly Ala Asp 180 185 190 GCA GTT GTC CTA TCT GCA TGC GTT CAG ATG CCT TCT CTT CCA GCT ATT 624 Ala Val Val Leu Ser Ala Cys Val Gln Met Pro Ser Leu Pro Ala Ile 195 200 205 CAG GCT GTT CAA GAC CGT TTG GGA ATT CCA GTC TTG TCT GCC GGA GTT 672 Gln Ala Val Gln Asp Arg Leu Gly Ile Pro Val Leu Ser Ala Gly Val 210 215 220 GCA ACA GTT TTT AAA ATt CTC AAG GAA TTA AAC CTT TCA ACA GAG GTA 720 Ala Thr Val Phe Lys Ile Leu Lys Glu Leu Asn Leu Ser Thr Glu Val 225 230 235 240 CCA AAT GCA GGA CAT TTA CTA TCC GGT AAA TTT TAG 756 Pro Asn Ala Gly His Leu Leu Ser Gly Lys Phe 245 250

【0088】配列番号:2 配列の長さ:24 配列の型:アミノ酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列 Ser Lys Asn Tyr Arg Val Gly Leu Ile Val Pro Ser Ser Asn Thr Thr 1 5 10 15 Met Glu Thr Glu Ile Pro Ala Met 20 24 SEQ ID NO: 2 Sequence length: 24 Sequence type: amino acid Number of chains: single chain Topology: linear Sequence type: peptide Sequence Ser Lys Asn Tyr Arg Val Gly Leu Ile Val Pro Ser Ser Asn Thr Thr 1 5 10 15 Met Glu Thr Glu Ile Pro Ala Met 20 24

【0089】配列番号:3 配列の長さ:29 配列の型:核酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成オリゴヌクレオチド) 配列の特徴: 特徴を表す記号: 存在位置: 特徴を決定した方法: その他の情報:Nはイノシンを表す 配列 AARAAYTAYC GYCTNGGNCT NATYGTNCC 29SEQ ID NO: 3 Sequence length: 29 Sequence type: nucleic acid Number of strands: single-stranded Topology: linear Sequence type: other nucleic acid (synthetic oligonucleotide) Sequence characteristics: Characteristic symbols : Location: Method of determining the characteristics: Other information: N represents inosine Sequence AARAAYTAYC GYCTNGGNCT NATYGTNCC 29

【0090】配列番号:4 配列の長さ:33 配列の型:核酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成オリゴヌクレオチド) 配列 配列の特徴: 特徴を表す記号: 存在位置: 特徴を決定した方法: その他の情報:Nはイノシンを表す。 AARACNACNA TGGARACNGA RATNCCNGCN ATG 33SEQ ID NO: 4 Sequence length: 33 Sequence type: nucleic acid Number of strands: single-stranded Topology: linear Sequence type: other nucleic acid (synthetic oligonucleotide) Sequence Sequence characteristics: Characteristic Symbol: Location: Method for determining the characteristics: Other information: N represents inosine. AARACNACNA TGGARACNGA RATNCCNGCN ATG 33

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/09 ZNA C12R 1:09) (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 9/90 C12R 1:19) (72)発明者 小林 幹 茨城県稲敷郡阿見町中央八丁目3番1号 三菱化学株式会社筑波研究所内 (72)発明者 湯川 英明 茨城県稲敷郡阿見町中央八丁目3番1号 三菱化学株式会社筑波研究所内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location // (C12N 15/09 ZNA C12R 1:09) (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 9/90 C12R 1:19) (72) Inventor Miki Kobayashi 3-3-1 Chuo, Ami-cho, Inashiki-gun, Ibaraki Prefecture Inside the Tsukuba Research Laboratory, Mitsubishi Chemical Corporation (72) Inventor Hideaki Yukawa Chuo-Hachi, Ami-cho, Inashiki-gun, Ibaraki Prefecture Chome 3-1 Tsukuba Research Laboratory, Mitsubishi Chemical Corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配列番号1に示すアミノ酸配列を有し、
マレイン酸を異性化してフマル酸を生成する活性を実質
的に害さないアミノ酸残基の置換、欠失、挿入を有して
もよいマレイン酸異性化酵素をコードするDNA。
1. It has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1,
A DNA encoding a maleic acid isomerase which may have substitution, deletion or insertion of an amino acid residue which does not substantially impair the activity of isomerizing maleic acid to produce fumaric acid.
【請求項2】 配列番号1に示す塩基配列で示される請
求項1記載のDNA。
2. The DNA according to claim 1, which is represented by the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1.
【請求項3】 請求項1又は2記載のDNAがベクター
に連結されてなる組換えベクター。
3. A recombinant vector comprising the DNA according to claim 1 ligated to a vector.
【請求項4】 請求項1又は2記載のDNAが導入され
ることにより形質転換された形質転換体。
4. A transformant transformed by introducing the DNA according to claim 1 or 2.
【請求項5】 請求項4記載の形質転換体を培地で培養
し、その培養物からマレイン酸異性化酵素を採取するこ
とを特徴とするマレイン酸異性化酵素の製造法。
5. A method for producing a maleate isomerase, comprising culturing the transformant according to claim 4 in a medium, and collecting the maleate isomerase from the culture.
【請求項6】 請求項4記載の形質転換体、またはこの
形質転換体の培養物から採取したマレイン酸異性化酵素
の粗精製画分もしくは精製酵素をマレイン酸を含有する
水性溶液に加え、マレイン酸を異性化してフマル酸を生
成せしめることを特徴とするフマル酸の製造法。
6. A method comprising adding the transformant according to claim 4 or a partially purified maleate isomerase or a purified enzyme obtained from a culture of the transformant to an aqueous solution containing maleic acid. A process for producing fumaric acid, comprising isomerizing an acid to produce fumaric acid.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01128936A (en) * 1987-11-14 1989-05-22 Tatsuaki Yamaguchi Production of hydrocarbon having two carbon atoms
US6133014A (en) * 1997-10-08 2000-10-17 Nippon Shokubai Co., Ltd. Maleate isomerase gene

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JPH01128936A (en) * 1987-11-14 1989-05-22 Tatsuaki Yamaguchi Production of hydrocarbon having two carbon atoms
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