JPH1057068A - Pyruvate decarboxylase gene, recombinant vector and plasmid containing the same gene, cell of microalgae containing the same gene transduced thereinto and production of ethanol - Google Patents

Pyruvate decarboxylase gene, recombinant vector and plasmid containing the same gene, cell of microalgae containing the same gene transduced thereinto and production of ethanol

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JPH1057068A
JPH1057068A JP8220062A JP22006296A JPH1057068A JP H1057068 A JPH1057068 A JP H1057068A JP 8220062 A JP8220062 A JP 8220062A JP 22006296 A JP22006296 A JP 22006296A JP H1057068 A JPH1057068 A JP H1057068A
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Japan
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dna
seq
cell
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pyruvate decarboxylase
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JP8220062A
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Hiroyuki Nakayama
博之 中山
Shin Hirayama
伸 平山
Ryohei Ueda
良平 植田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a pyruvate decarboxylase gene capable of improving the conversion rate of intracellular accumulated polysaccharides in a microalga of the genus Chlamydomonas into ethanol by coding a specific amino acid sequence. SOLUTION: This pyruvate decarboxylase gene is capable of coding an amino acid sequence represented bpv the formula. Furthermore, ethanol is preferably produced by including the pyruvate decarboxylase gene in a host cell, providing a recombinant vector, transducing the resultant recombinant vector into a cell of microalgae, culturing the prepared recombinant cell of the microalga in a culture medium and producing ethanol from accumulated polysaccharides by metabolic reaction in the cell.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規のピルビン酸
脱炭酸酵素遺伝子、該ピルビン酸脱炭酸酵素遺伝子を微
細藻類に導入するベクター並びに形質転換体プラスミ
ド、該遺伝子を導入した微細藻類細胞及び該微細藻類細
胞によるエタノール製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel pyruvate decarboxylase gene, a vector for introducing the pyruvate decarboxylase gene into microalgae, a transformant plasmid, a microalgal cell into which the gene has been introduced, and The present invention relates to a method for producing ethanol using microalgal cells.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来エタノールは、石炭、石油などの化
石資源を原料とし、エチレンを経由して化学合成する方
法、あるいはサトウキビの糖やトウモロコシのデンプン
などのバイオマス資源を原料として、カビ、酵母などの
微生物による発酵方法により製造されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, ethanol is produced by using fossil resources such as coal and petroleum as raw materials and chemically synthesizing via ethylene, or by using biomass resources such as sugar of sugarcane and starch of corn as raw materials to mold, yeast, etc. It is manufactured by a fermentation method using microorganisms.

【0003】バイオマス原料の中でクロレラ、ドナリエ
ラ、クラミドモナス、セネデスムス、スピルリーナなど
で代表される微細な光合成生物である微細藻の中には、
アルコールの原料となるデンプンやグリコーゲン等の多
糖類を多量に(乾重量の50%以上)含有するものが知
られている。これらの微細藻多糖類を原料として、カビ
や酵母などの微生物による醗酵法でのエタノール生産法
が知られているが、微細藻からの多糖類の抽出、微生物
処理,糖化酵素等による多糖類の分解などの工程が必要
である。
[0003] Among biomass raw materials, microalgae, which are fine photosynthetic organisms represented by chlorella, donariella, chlamydomonas, scenedesmus, spirulina, etc., include:
It is known to contain a large amount (50% or more by dry weight) of polysaccharides such as starch and glycogen, which are raw materials for alcohol. Using these microalgae polysaccharides as raw materials, ethanol production by fermentation using microorganisms such as mold and yeast is known. However, extraction of polysaccharides from microalgae, microbial treatment, and production of polysaccharides by saccharifying enzymes are known. A process such as decomposition is required.

【0004】これに対し本発明者らは、微細藻細胞から
多糖類を抽出する必要がなく、また微生物処理あるいは
糖化酵素等による多糖類の分解も不要なため、多量のエ
ネルギーや薬剤を必要とせず、簡単なプロセスにより効
率良くエタノールを製造する次のような方法を特願平5
−239845号明細書において提案している。 (1)微細藻を、光独立栄養的に明所で光合成により炭
酸同化させ増殖させるかあるいは従属栄養的に糖や有機
酸などの有機物を与えて暗所で増殖させる。 (2)増殖した微細藻は細胞内に多糖類を貯蔵している
藻体を含む培養液を濃縮して得られるスラリーを暗黒か
つ嫌気性雰囲気に保持して微細藻細胞からエタノールを
生成させる。
On the other hand, the present inventors do not need to extract polysaccharides from microalgae cells, and do not need to treat microorganisms or decompose polysaccharides by saccharifying enzymes or the like. In addition, the following method for efficiently producing ethanol by a simple process is disclosed in Japanese Patent Application No. Hei.
No. 239,845. (1) Microalgae are grown photoautotrophically by carbon assimilation by photosynthesis in the light, or heterotrophically grown in the dark by providing organic substances such as sugars and organic acids. (2) The proliferated microalgae is obtained by concentrating a culture solution containing algal cells storing polysaccharides in the cells, and keeping a slurry obtained in a dark and anaerobic atmosphere to produce ethanol from the microalgal cells.

【0005】また、類似の技術として米国特許第5,2
70,175号明細書において、培養した大型付着藻類
からエタノール等の溶解性代謝物質を製造する方法が述
べられており、ここには、大型付着藻類からのエタノー
ル生産性向上手段として、酵母の持つ公知のエタノール
生産径路を藻類に導入するべく、酵母由来のピルビン酸
脱炭酸酵素(以下「PDC」と略記する場合もある)遺
伝子およびアルコールデヒドロゲナーゼ(以下「AD
H」と略記する場合もある)遺伝子を導入する育種方法
が記載されている。
A similar technique is disclosed in US Pat.
No. 70,175 describes a method for producing a soluble metabolite such as ethanol from a cultured large adherent algae. Here, as a means for improving ethanol productivity from a large adherent algae, yeast has a method. In order to introduce a known ethanol production pathway into algae, a yeast-derived pyruvate decarboxylase (hereinafter sometimes abbreviated as "PDC") gene and an alcohol dehydrogenase (hereinafter referred to as "AD
H) (in some cases, abbreviated as "H").

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来方法には次
のような問題点があった。まず、特願平5−−2398
45号明細書に提案する方法では、細胞中に貯蔵された
多糖類のエタノールへの変換率が40%に留まっている
ため、単位エタノール当たりのエネルギーコストが大き
く、廃棄物量も多いこと。また上記米国特許明細書に提
案される方法では、微細藻類においては遺伝子にコード
されたアミノ酸コドンの利用状況などの遺伝子の構造
が、既存の酵母由来遺伝子と大きく異なるために、これ
ら酵母の遺伝子を導入してみても微細藻細胞内で有効に
機能させることはできず、プロセスの改良に用いること
はできていない。
The above-mentioned conventional method has the following problems. First, Japanese Patent Application No. 5--2398
In the method proposed in the specification of No. 45, the conversion rate of polysaccharides stored in cells to ethanol is only 40%, so that the energy cost per unit ethanol is large and the amount of waste is large. Further, in the method proposed in the above U.S. Patent Specification, in microalgae, the gene structure such as the usage of amino acid codons encoded by the genes is significantly different from existing yeast-derived genes. Even if it is introduced, it cannot function effectively in microalgae cells and cannot be used for process improvement.

【0007】こられの問題のため、微細藻多糖類は、サ
トウキビやトウモロコシなどの農産バイオマスに比べて
利点が多いものの、現在のところ大規模に実用化される
に至っていない。本発明の目的は、前記従来技術の問題
点を解決し、光合成により蓄積した多糖類から高い変換
率でエタノールを生成する微細藻により、効率良くエタ
ノールを製造できる方法を提供することにある。
[0007] Due to these problems, microalgae polysaccharides have many advantages over agricultural biomass such as sugarcane and corn, but have not yet been put to practical use on a large scale. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a method for efficiently producing ethanol from microalgae that produces ethanol at a high conversion rate from polysaccharides accumulated by photosynthesis.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として本発明は、(1) 配列表の配列番号1で示さ
れるアミノ酸配列をコードするピルビン酸脱炭酸酵素遺
伝子、(2) 配列表の配列番号2で示される塩基配列であ
るDNAを有する上記(1) 記載のピルビン酸脱炭酸酵素
遺伝子、を提供する。また、本発明は(3) 宿主細胞にピ
ルビン酸脱炭酸酵素活性を向上させる配列表の配列番号
1で示されるアミノ酸配列をコードするDNAを含有
し、かつ当該DNAの発現調節を行う機能を有するDN
Aを含有する組換えベクター、(4) 上記配列番号1で示
されるアミノ酸配列をコードするDNAが配列表の配列
番号2の塩基配列であることを特徴とする上記(3) 記載
の組換えベクター、(5) 上記当該DNAの発現調節を行
う機能を有するDNAが配列表の配列番号9及び配列番
号10のオリオヌクレオチドをアニールして得られた二
重鎖DNAであることを特徴とする上記(4) 又は(5) 5
記載の組換えベクター、及び(6) ピルビン酸脱炭酸酵素
遺伝子をコードする配列番号2のDNAを、クラミドモ
ナス由来のαチュブリン遺伝子のプロモータの下流に組
み込んだ組換え体プラスミドであって、プラスミド pC
RF3600を制限酵素BamH I,SplIで二重切断した断
片、プラスミド pCRF4100を制限酵素NcoI, SplI
で二重切断した断片、及びプラスミド pCRF5100を制
限酵素BamH I,NcoIで二重切断した断片をT4 DN
Aリガーゼで結合させ、大腸菌JM109株に導入した
形質変換体 FERM P−1571 から得られるプ
ラスミド pCRPDC1、を提供する。さらに本発明
は、(7) 微細藻類細胞を宿主細胞とし上記(3) ないし
(6) に記載の組換えベクターにより遺伝子導入されてな
るピルビン酸脱炭酸酵素活性の向上した組換え微細藻類
細胞、及び(8) 上記宿主細胞がクラミドモナス属に属す
る藻類細胞であることを特徴とする上記(7) 記載の組換
え微細藻類細胞、を提供する。またさらに本発明は、
(9) 宿主細胞にピルビン酸脱炭酸酵素活性を向上させる
配列表の配列番号1で示されるアミノ酸をコードするD
NAを含有し、かつ当該DNAの発現調節を行う機能を
有するDNAを含有する組換えベクターにより遺伝子導
入されたピルビン酸脱炭酸酵素活性の向上した組換え微
細藻細胞を培地で培養し、該細胞内の代謝反応によりエ
タノールを生産させることを特徴とするエタノールの製
造方法、(10)宿主細胞にピルビン酸脱炭酸酵素活性を向
上させる配列表の配列番号1で示されるアミノ酸をコー
ドするDNAを含有し、かつ当該DNAの発現調節を行
う機能を有するDNAを含有する組換えベクターにより
遺伝子導入されたピルビン酸脱炭酸酵素活性の向上した
組換え微細藻細胞を培地で培養し、該細胞内の代謝反応
により蓄積した多糖類からエタノールを生産させること
を特徴とするエタノールの製造方法、(11)配列表の配列
番号1で示されるアミノ酸をコードするDNAが配列番
号2で示されるものであることを特徴とする上記(9)又
は(10)記載のエタノールの製造方法、(12)上記組換えベ
クターが形質転換体 FERM P−15791 から
得られるプラスミド pCRPDC1であることを特徴と
する上記(10)又は(11)に記載のエタノールの製造方法、
及び(13)上記宿主細胞がクラミドモナス属に属する藻類
細胞であることを特徴とする上記(10 乃至(12)のいずれ
かに記載のエタノールの製造方法、を提供するものであ
る。
Means for Solving the Problems As means for solving the above problems, the present invention provides (1) a pyruvate decarboxylase gene encoding an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing; The pyruvate decarboxylase gene according to the above (1), which has a DNA having a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 in the Sequence Listing. The present invention also includes (3) a host cell containing a DNA encoding the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing for improving pyruvate decarboxylase activity, and having a function of regulating the expression of the DNA. DN
(4) The recombinant vector according to (3), wherein the DNA encoding the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing. (5) wherein the DNA having a function of regulating the expression of the DNA is a double-stranded DNA obtained by annealing the orionucleotides of SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 10 in the sequence listing. 4) or (5) 5
A recombinant plasmid comprising the DNA of SEQ ID NO: 2 encoding the pyruvate decarboxylase gene and (6) the downstream of the promoter of the α-tubulin gene derived from Chlamydomonas;
A fragment obtained by double cutting RF3600 with restriction enzymes BamHI and SplI, plasmid pCRF4100 was converted to restriction enzymes NcoI and SplI.
Fragment and the plasmid pCRF5100 double-cleaved with the restriction enzymes BamHI and NcoI were subjected to T4 DN
A plasmid pCRPDC1 obtained from a transformant FERM P-1571, which was ligated with A ligase and introduced into E. coli strain JM109, is provided. Further, the present invention provides (7) a microalgal cell as a host cell,
(6) a recombinant microalgal cell having improved pyruvate decarboxylase activity, which is introduced by the recombinant vector according to (6), and (8) the host cell is an algal cell belonging to the genus Chlamydomonas. Or a recombinant microalgal cell according to the above (7). Still further, the present invention provides
(9) D encoding an amino acid represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing for improving pyruvate decarboxylase activity in host cells
A recombinant microalgae cell containing NA and having an improved pyruvate decarboxylase activity transfected with a recombinant vector containing a DNA having a function of regulating the expression of the DNA is cultured in a medium, and the cells are cultured in a medium. (10) a method for producing ethanol by producing ethanol by a metabolic reaction in the cell, comprising (10) a DNA encoding an amino acid represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing for improving pyruvate decarboxylase activity in a host cell; And culturing a recombinant microalgal cell having improved pyruvate decarboxylase activity transfected with a recombinant vector containing a DNA having a function of regulating the expression of the DNA in a medium, and metabolizing the cell in the cell. (11) A method for producing ethanol, which comprises producing ethanol from polysaccharides accumulated by the reaction. The method for producing ethanol according to the above (9) or (10), wherein the DNA encoding nonoic acid is represented by SEQ ID NO: 2, (12) the recombinant FERM P- The method for producing ethanol according to the above (10) or (11), which is a plasmid pCRPDC1 obtained from 15791.
And (13) The method for producing ethanol according to any of (10) to (12) above, wherein the host cell is an algal cell belonging to the genus Chlamydomonas.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明は、微細藻細胞内の代謝経
路に着目し、微細藻類細胞中で機能する新規なPDC遺
伝子を特定できたことに基づき、該PDC遺伝子を含有
させたベクターを保有する、あるいは該PDC遺伝子を
染色体内に組み込んだ形質転換微細藻を用いることによ
り、高収率のエタノール製造方法を実現できたものであ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention focuses on the metabolic pathway in microalgal cells, and based on the fact that a novel PDC gene that functions in microalgal cells has been identified, a vector containing the PDC gene has been developed. By using a transformed microalga possessed or having the PDC gene integrated into the chromosome, a method for producing ethanol with high yield has been realized.

【0010】本発明者らは、微細藻細胞内の多糖類代謝
経路の各段階を検討する中で、微細藻、特にクラミドモ
ナスにおいて、多糖類が解糖系によりピルビン酸へ分解
された後、ピルビン酸脱炭酸酵素(PDC)の働きによ
りアセトアルデヒドに変化し、これがアルコールデヒド
ロゲナーゼ(ADH)によってエタノールへ変化する経
路が、エタノール生成の主経路であることを確認でき
た。更にこの経路において、ピルビン酸をアセトアルデ
ヒドに変換する過程が律速であることを見出した。
[0010] The present inventors have studied the stages of the metabolic pathway of polysaccharides in microalgae cells. In microalgae, especially Chlamydomonas, after polysaccharides are degraded to pyruvate by a glycolytic system, pyruvate It was confirmed that the pathway of conversion to acetaldehyde by the action of acid decarboxylase (PDC) and conversion to ethanol by alcohol dehydrogenase (ADH) is the main pathway of ethanol production. Furthermore, in this pathway, it was found that the process of converting pyruvic acid to acetaldehyde was rate-limiting.

【0011】ところで、図7に示すように、細胞内では
ピルビン酸はPDCによるアセトアルデヒドへの代謝以
外に、乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)により乳酸へ、
ピルビン酸ギ酸リアーゼ(PFL)によりアセチルCo
Aへと代謝される。このため、従来のクラミドモナス細
胞のようにPDCによるピルビン酸のアセトアルデヒド
への代謝が律速の場合、ピルビン酸のかなりの量がLD
HやPFLにより乳酸やアセチルCoAへ代謝されてお
り、これらが多糖類からエタノールへの変換率を低下さ
せる原因となっていたことを見いだした。
By the way, as shown in FIG. 7, in cells, pyruvic acid is converted to lactate by lactate dehydrogenase (LDH) in addition to metabolism to acetaldehyde by PDC.
Acetyl Co by pyruvate formate lyase (PFL)
It is metabolized to A. For this reason, when the metabolism of pyruvate to acetaldehyde by PDC is rate-limiting, as in conventional Chlamydomonas cells, a considerable amount of pyruvate is produced in LD.
It was found that H and PFL metabolized lactic acid and acetyl-CoA, which reduced the conversion rate of polysaccharides to ethanol.

【0012】そこで、細胞内の、PDC量を増加させ、
ピルビン酸をアセトアルデヒドに代謝する経路を強化す
れば、多糖類のエタノールへの変換効率を向上させるこ
とが可能であると考え、鋭意研究努力を重ねた結果、微
細藻クラミドモナス・ラインハルディー Chlamydomonas
reinhardii 由来のDNAからPDC遺伝子を見出すこ
とができた。また、このPDC遺伝子をクローニングす
ることに成功した。さらにこの遺伝子を導入した形質転
換微細藻を作成し、アルコール変換率を向上させること
に成功し、本発明を完成した。
Therefore, the amount of PDC in cells is increased,
We believe that enhancing the pathway of metabolizing pyruvic acid to acetaldehyde could improve the conversion efficiency of polysaccharides to ethanol, and as a result of intensive research efforts, we found that the microalga Chlamydomonas reinhardy Chlamydomonas
A PDC gene could be found from DNA from reinhardii. In addition, the PDC gene was successfully cloned. Furthermore, a transformed microalga into which this gene was introduced was prepared, and the alcohol conversion rate was successfully improved. Thus, the present invention was completed.

【0013】本発明における「ピルビン酸脱炭酸酵素を
コードするDNA」とは、当該DNAを適当な発現ベク
ターに組み込んだときに、当該PDC遺伝子が発現でき
る単位のDNA鎖からなり、実質的に同等の酵素活性物
質をコードするものをすべて包含する概念のものをい
う。具体的なものとしては、配列表の配列番号1で示さ
れるアミノ酸配列をコードするすべてのDNA配列を挙
げることができ、このようなアミノ酸配列をコードし、
その発現によって生産されるタンパク質が前記PDC活
性を示す限り、追加のアミノ酸を併せて(たとえば融合
タンパク質として)コードするものも含む。このような
DNA配列の具体的なものとしては、配列表の配列番号
2で示されるようなDNA配列が挙げられる。
[0013] The term "DNA encoding pyruvate decarboxylase" in the present invention is composed of a DNA chain of a unit capable of expressing the PDC gene when the DNA is incorporated into an appropriate expression vector, and has substantially the same size. The concept encompasses all that encode the enzyme active substance. Specific examples include all DNA sequences encoding the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, and encoding such an amino acid sequence;
As long as the protein produced by the expression exhibits the PDC activity, it also includes those encoding additional amino acids together (for example, as a fusion protein). Specific examples of such a DNA sequence include a DNA sequence represented by SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.

【0014】本発明の遺伝子の1つの態様は、配列番号
1のアミノ酸番号1のMet からアミノ酸番号580 のHis
までのアミノ酸をコードするものである。しかしながら
翻訳開始コドンに対応する1位のMet は発現後プロセッ
シングにおいては除去される場合があり、また目的酵素
を他のペプチドとの融合タンパク質として発現させる場
合にも存在しない。従って、本発明の遺伝子の他の1つ
の態様は、配列番号1のアノミ酸番号2のAla から、ア
ミノ酸番号580 のHis までのアミノ酸配列を含むタンパ
ク質をコードするものである。
One embodiment of the gene of the present invention comprises a sequence from Met at amino acid number 1 to His at amino acid number 580 of SEQ ID NO: 1.
Up to amino acids. However, the Met at position 1 corresponding to the translation initiation codon may be removed during post-expression processing, and is not present when the target enzyme is expressed as a fusion protein with another peptide. Therefore, another embodiment of the gene of the present invention encodes a protein comprising an amino acid sequence from Ala of an amino acid number 2 of SEQ ID NO: 1 to His of amino acid number 580.

【0015】この遺伝子における具体例の一つは、配列
表の配列番号2として示されるヌクレオチド番号1又は
4からヌクレオチド番号1740までのヌクレオチド配
列を含むものである。一般に、同種または同族に属する
微生物由来の同種の活性を有する酵素であっても、例え
ば自然突然変異、例えばヌクレオチドの置換、付加及
び、又は欠失によりアミノ酸配列のわずかな相違を伴う
酵素が存在することが知られている。しかしながら本明
細書に記載する方法によれば、配列番号1に記載するア
ミノ酸配列と全く同一ではないアミノ酸配列を有する酵
素をコードする遺伝子であってもクローニングできる。
このような酵素は、配列番号1に示すアミノ酸配列に対
して非常に高い相同性、例えば95%以上、更には98
%以上の相同性を有するであろう。従って、配列番号1
に示すアミノ酸配列を示すピルビン酸脱炭酸酵素をコー
ドする遺伝子のみならず、クラミドモナス・ラインハル
ディー種に属する微生物に由来し、且つ配列番号1に示
すアミノ酸配列に対して95%以上、例えば98%以上
の相同性を有するアミノ酸配列を有するピルビン酸脱炭
酸酵素をコードする遺伝子も本発明に属する。
One specific example of this gene contains a nucleotide sequence from nucleotide number 1 or 4 to nucleotide number 1740 shown as SEQ ID NO: 2 in the sequence listing. In general, enzymes that have the same type of activity from a homologous or homologous microorganism, but that have slight differences in amino acid sequence due to, for example, spontaneous mutation, for example, nucleotide substitution, addition and / or deletion, are present. It is known. However, according to the method described herein, even a gene encoding an enzyme having an amino acid sequence that is not completely the same as the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 can be cloned.
Such an enzyme has very high homology to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, for example, 95% or more, and even 98%.
% Of homology. Therefore, SEQ ID NO: 1
Not only the gene encoding pyruvate decarboxylase having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 but also 95% or more, for example 98%, of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 derived from a microorganism belonging to Chlamydomonas reinhardy The gene encoding pyruvate decarboxylase having the amino acid sequence having the above homology also belongs to the present invention.

【0016】また、微細藻を含む真核生物においては、
イントロンと呼ばれるDNA配列が存在する場合があ
る。この場合はアミノ酸をコードするDNA配列が一続
きの配列ではなく、イントロン配列によって複数のフレ
ームに分断されている。従って、配列番号1に示すアミ
ノ酸配列を示すピルビン酸脱炭酸酵素をコードする遺伝
子が一続きのDNA配列ではなく、1つあるいは複数の
イントロン配列を一連の遺伝子配列の間に含むようなピ
ルビン酸脱炭酸酵素をコードする遺伝子も本発明に属す
る。
In eukaryotes including microalgae,
There may be a DNA sequence called an intron. In this case, the DNA sequence encoding the amino acid is not a continuous sequence but is divided into a plurality of frames by an intron sequence. Therefore, the pyruvate decarboxylase-encoding gene having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 is not a continuous DNA sequence but contains one or more intron sequences between a series of gene sequences. Genes encoding carbonic enzymes also belong to the invention.

【0017】1つの酵素において、いわゆる活性中心又
は活性領域及びそれを立体的に支持する部分以外の領域
においては、必ずしも特定のアミノ酸配列が必須ではな
く、このような必須領域においては、本来の酵素活性を
維持しながら、1ないし少数のアミノ酸の置換、欠失及
び、または付加等の修飾を行うことができることが知ら
れている。このような修飾が可能なアミノ酸の数として
は、常用の遺伝子修飾技法、例えば変異原プローブを用
いる部位特定変異誘発により修飾が容易な範囲であり、
例えばアミノ酸約20個以下である。さらに、制限酵素
及び、又は連結酵素を用いてアミノ酸配列の置換、欠失
及び、又は付加を行うこともできる。
In one enzyme, a specific amino acid sequence is not necessarily essential in a region other than a so-called active center or active region and a portion which supports the active region three-dimensionally. It is known that modifications such as substitution, deletion and / or addition of one or a few amino acids can be made while maintaining the activity. The number of amino acids that can be modified as described above is within a range that can be easily modified by common gene modification techniques, for example, site-directed mutagenesis using a mutagenic probe,
For example, about 20 or less amino acids. Furthermore, substitution, deletion, and / or addition of an amino acid sequence can also be performed using a restriction enzyme and / or a ligation enzyme.

【0018】従って本発明は、配列番号1に示すアミノ
酸の配列に対して、20個以下、例えば10個以下のア
ミノ酸の置換、欠失及び、又は付加により修飾されたア
ミノ酸配列を有するピルビン酸脱炭酸酵素をコードする
遺伝子に関する。本発明のDNAは、詳細については後
述するような自体公知の方法により、各種微生物の寄託
機関から入手可能な公知の微細藻株であるクラミドモナ
ス・ラインハルディーから調製することができる。
Accordingly, the present invention relates to a pyruvate deprotection having an amino acid sequence modified by substitution, deletion and / or addition of 20 or less, for example, 10 or less amino acids with respect to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. The present invention relates to a gene encoding a carbonic enzyme. The DNA of the present invention can be prepared from Chlamydomonas reinhardy, which is a known microalgal strain available from various microorganism depositors, by a method known per se as described in detail below.

【0019】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
使用する微細藻株としては、例えば、クラミドモナス
ラインハルディーCW15nit1−305 (Chlamydo
monas reinhardii CW15nit1-305)株〔カレン キンドル
(セクション オブ バイオケミストリー、モレキュラ
ー アンド セル バイオロジー アンド プラントサ
イエンス センター、 コーネル ユニバーシティー)
(Karen L.Kindle(Section of Biochemistry, Molecular
and Cell Biology and Plant Science Center, Cornel
l University))より分与〕がある。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. Examples of the microalgal strain used in the present invention include, for example, Chlamydomonas
Reinhardy CW15nit1-305 (Chlamydo
monas reinhardii CW15nit1-305) [Kallen Kindle (Section of Biochemistry, Molecular and Cell Biology and Plant Science Center, Cornell University)
(Karen L. Kindle (Section of Biochemistry, Molecular
and Cell Biology and Plant Science Center, Cornel
l University)).

【0020】本発明のPDC遺伝子は次に例示する工程
により得ることができる。 (1)クラミドモナス・ラインハルディーからDNAを
抽出する。 (2)公知な、種々の生物のPDC遺伝子において保存
されたDNA配列領域を含む公知なPDC遺伝子のDN
A断片をサザンハイブリダイゼーションのプローブとす
る。 (3)(1)で得たDNAを適当な制限酵素で切断し、
これに対して(2)で得たプローブを用いてサザンハイ
ブリダイゼーションを行う。 (4)(3)で適当な陽性シグナルが得られた制限酵素
で(1)のDNA断片を切断し、陽性シグナルに該当す
る鎖長の断片を電気泳動により回収し、ベクターに結合
させ、宿主菌に導入し、クラミドモナスの遺伝子ライブ
ラリーを得る。 (5)(4)で得たライブラリーに対し、(2)で得た
プローブを用い、コロニーハイブリダイゼーションを行
い、陽性シグナルが得られた宿主菌コロニーを分離、D
NAを回収し、ベクターに結合した、クラミドモナス由
来のDNAの配列を読み取る。 (6)(5)で得られたDNA配列およびコードされた
アミノ酸配列を、公知のPDC遺伝子のDNA配列、お
よびPDCのアミノ酸配列と比較し、(5)の配列に含
まれるクラミドモナス由来のPDC遺伝子構造領域の配
列の部分を明らかにする。 (7)(6)の結果から判明したクラミドモナス由来の
PDC遺伝子構造領域の配列のみを含むDNA断片をプ
ローブとして、(1)のDNAを適当な制限酵素で切断
したものに対し、サザンハイブリダイゼーションを行
い、陽性シグナルが得られた宿主菌コロニーを分離、D
NAを回収し、べクターに結合したクラミドモナス由来
のDNA断片の配列を読み取る。 (8)(6)から(7)を繰り返し、PDCをコードす
る全領域を網羅するDNA断片群を獲得する。 (9)(8)の結果を基に、PDCをコードする全領域
を含む断片が得られる制限酵素で(1)のDNAを切断
し、ベクターに連結させる。この、ベクターを結合させ
たDNA断片を宿主菌に導入し、目的のDNA断片を含
む形質転換体を選択し、これより、PDCをコードする
全領域を含む断片を回収する。 (10)尚、(9)にかわる方法として、(8)で得ら
れた断片群をそれぞれ適当な制限酵素で切断、結合さ
せ、PDCをコードする全領域を含む断片を構築、取得
することもできる。 (11)(9)あるいは(10)で得たDNA断片、あ
るいは該断片に発現調節を行う機能を有するDNAを連
結したDNA断片をクラミドモナスに導入し、形質転換
体を培養し、細胞内のPDC活性の向上を確認する。
The PDC gene of the present invention can be obtained by the following steps. (1) Extract DNA from Chlamydomonas reinhardy. (2) DN of known PDC gene containing DNA sequence region conserved in known PDC genes of various organisms
The fragment A is used as a probe for Southern hybridization. (3) cutting the DNA obtained in (1) with an appropriate restriction enzyme,
On the other hand, Southern hybridization is performed using the probe obtained in (2). (4) The DNA fragment of (1) is cleaved with a restriction enzyme having an appropriate positive signal obtained in (3), and a fragment having a chain length corresponding to the positive signal is recovered by electrophoresis and ligated to a vector. The gene is introduced into a fungus to obtain a Chlamydomonas gene library. (5) The library obtained in (4) is subjected to colony hybridization using the probe obtained in (2), and a host colony in which a positive signal is obtained is separated.
The NA is recovered, and the sequence of the Chlamydomonas-derived DNA bound to the vector is read. (6) The DNA sequence obtained in (5) and the encoded amino acid sequence are compared with the DNA sequence of a known PDC gene and the amino acid sequence of PDC, and the Chlamydomonas-derived PDC gene contained in the sequence of (5) is compared. Clarify the sequence part of the structural region. (7) Using a DNA fragment containing only the sequence of the Chlamydomonas-derived PDC gene structural region determined from the results of (6) as a probe, Southern hybridization was performed on the DNA obtained by cutting the DNA of (1) with an appropriate restriction enzyme. Then, colonies of host bacteria that gave a positive signal were separated,
The NA is recovered, and the sequence of the Chlamydomonas-derived DNA fragment bound to the vector is read. (8) Repeat (6) to (7) to obtain a group of DNA fragments covering the entire region encoding PDC. (9) Based on the results of (8), the DNA of (1) is cut with a restriction enzyme capable of obtaining a fragment containing the entire region encoding PDC, and ligated to a vector. The vector-ligated DNA fragment is introduced into a host bacterium, a transformant containing the target DNA fragment is selected, and a fragment containing the entire region encoding PDC is recovered. (10) As an alternative to (9), the fragments obtained in (8) may be cleaved with appropriate restriction enzymes and ligated to construct and obtain a fragment containing the entire region encoding PDC. it can. (11) The DNA fragment obtained in (9) or (10) or a DNA fragment obtained by ligating a DNA having a function of regulating expression to the fragment is introduced into Chlamydomonas, the transformant is cultured, and the intracellular PDC is cultured. Confirm the improvement of activity.

【0021】[0021]

【実施例】以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明は実施例に制限されるものではない。 〔1〕クラミドモナス ラインハルディー染色体DNA
の調製:クラミドモナス ラインハルディーCW15n
it1−305(Chlamydomonasreinhardii CW15nit1-3
05 )を25℃、蛍光燈照明下(2000〜4000lu
x)で、表1に示すSGII培養液中で振とう培養した。
定常状態に達した培養液750mlから得た藻体を8m
lのA緩衝液(0.1M NaCl,50mM EDTA, 20mM Tris-HCl,
pH8.0 ) に懸濁し、100μlのプロティナーゼK溶液
(10mg/ml)を加え、混合した後、0.5mlの20%S
DS溶液を加え、50℃で、45分放置した。更に10
0μlのプロティナーゼK溶液を加え、50℃に45分
放置の後、1000μl のプロティナーゼK溶液を加
え、50℃で50分放置した。フェノール抽出の後エタ
ノール沈殿を行い、乾燥粗精製DNAを得た。DNAを
TE緩衝液(10mM Tris-HCl, 1mM EDTA, pH8.0)で3.
8mlとなるように懸濁し、4.14g塩化セシウムを
溶解させた後、0.5mlの臭化エチジウム溶液(700μ
g/ml)を加え、混合した。超遠心分離機による平行密度
勾配分画により、染色体DNAを分離し、食塩飽和イソ
プロピルアルコール抽出により臭化エチジウムを除いた
後、エタノール沈殿を行い、DNAを回収した。以上の
操作により、約20μgのDNAが得られた。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the examples. [1] Chlamydomonas reinhardy chromosome DNA
Preparation: Chlamydomonas reinhardy CW15n
it1-305 (Chlamydomonasreinhardii CW15nit1-3
05) at 25 ° C under fluorescent lighting (2000-4000lu)
In x), shaking culture was performed in the SGII culture medium shown in Table 1.
8 m of algal cells obtained from 750 ml of the culture solution that has reached a steady state
1 A buffer (0.1 M NaCl, 50 mM EDTA, 20 mM Tris-HCl,
pH 8.0) and 100 μl of proteinase K solution
(10 mg / ml), and after mixing, 0.5 ml of 20% S
The DS solution was added, and the mixture was left at 50 ° C. for 45 minutes. 10 more
After adding 0 μl of proteinase K solution and left at 50 ° C. for 45 minutes, 1000 μl of proteinase K solution was added and left at 50 ° C. for 50 minutes. After phenol extraction, ethanol precipitation was performed to obtain a dry crude purified DNA. 2. DNA was treated with TE buffer (10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH 8.0).
After suspending to 8 ml and dissolving 4.14 g of cesium chloride, 0.5 ml of ethidium bromide solution (700 μl) was dissolved.
g / ml) and mixed. Chromosomal DNA was separated by parallel density gradient fractionation using an ultracentrifuge, and ethidium bromide was removed by extraction with sodium chloride saturated isopropyl alcohol, followed by ethanol precipitation to recover DNA. By the above operation, about 20 μg of DNA was obtained.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】〔2〕公知のPDC配列を用いたプローブ
の作成:イネ由来のPDC遺伝子断片配列(RICS77 [D1
0413])を基に配列表の配列番号3 のオリゴヌクレオチド
を合成した。また、配列番号3のオリゴヌクレオチドの
3′端にアニールする配列番号4のオリゴヌクレオチド
を合成した。配列番号3のオリゴヌクレオチド200pmol
を鋳型とし、配列番号4のオリゴヌクレオチド200p
molをプライマーとして、DIG DNAラベリング
キット(ベーリンガー マンハイム社製)により、ジゴ
キシゲニン標識されたプローブ、プローブ1を得た。
[2] Preparation of probe using known PDC sequence: rice-derived PDC gene fragment sequence (RICS77 [D1
[0413] Based on the above, an oligonucleotide of SEQ ID NO: 3 in the sequence listing was synthesized. Also, an oligonucleotide of SEQ ID NO: 4 that anneals to the 3 'end of the oligonucleotide of SEQ ID NO: 3 was synthesized. 200 pmol of the oligonucleotide of SEQ ID NO: 3
Is used as a template, and oligonucleotide 200p of SEQ ID NO: 4 is used.
Using the mol as a primer, a digoxigenin-labeled probe, Probe 1, was obtained with a DIG DNA labeling kit (Boehringer Mannheim).

【0024】また、鋳型DNAは、合成オリゴヌクレオ
チド以外にも、イネやトウモロコシ等の植物、あるいは
酵母やザイモモナスのような微生物由来のPDC遺伝子
DNAを、制限酵素により断片化したものを使用するこ
とが可能である。標識の方法も、以降のサザンハイブリ
ダイゼーションにおいて使用する陽性シグナル検出方法
に応じて、ジゴキシゲニンのほか、ビオチンあるいは、
蛍光色素もしくは放射性同位元素等を用いることが可能
である。これらハイブリダイゼーションの方法について
は、Moleculer cloning (J.Sambrook.E,F.Fritsch, T.
Maniatis著 Cold Spring Harbor Laboratory Press 発
行) や試薬メーカー各社のカタログに記載されている。
As the template DNA, in addition to synthetic oligonucleotides, those obtained by fragmenting PDC gene DNA derived from plants such as rice or maize, or microorganisms such as yeast or Zymomonas with restriction enzymes can be used. It is possible. The labeling method also depends on the positive signal detection method used in the subsequent Southern hybridization, in addition to digoxigenin, biotin, or
It is possible to use a fluorescent dye or a radioisotope. These hybridization methods are described in Moleculer cloning (J. Sambrook. E, F. Fritsch, T .;
Maniatis's Cold Spring Harbor Laboratory Press) and reagent manufacturers' catalogs.

【0025】〔3〕ゲノミックサザンハイブリダイゼー
ションによるPDC遺伝子の検索:上記〔1〕で調製し
た染色体DNA 2μgを制限酵素EcoRVで分解し
て、電気泳動に供した。次いでアガロースゲル上のDN
Aをナイロン膜に移し、上記〔2〕で作成したプローブ
1を用いてサザンハイブリダイゼーションを行った。ハ
イブリダイゼーションの条件は、50%ホルムアミド
5×SSC、0.1%ラウロイルザルコシン、0.02
%SDS、2%ブロッキングリージェント(ベーリンガ
ー マンハイム社)中、42℃で12時間行った。ヌク
レイックアシッド デテクションキット(ベーリンガー
マンハイム社製)を用いて、プローブ1とハイブリダ
イズしたDNAを検出した。その結果、約4.1kbの長
さの位置に陽性シグナルを検出した。
[3] Search for PDC gene by genomic southern hybridization: 2 µg of the chromosomal DNA prepared in the above [1] was digested with a restriction enzyme EcoRV and subjected to electrophoresis. Then DN on agarose gel
A was transferred to a nylon membrane, and Southern hybridization was performed using the probe 1 prepared in the above [2]. Hybridization conditions are 50% formamide
5 × SSC, 0.1% lauroyl sarcosine, 0.02
Performed at 42 ° C. for 12 hours in% SDS, 2% blocking reagent (Boehringer Mannheim). Using a Nucleic Acid Detection Kit (Boehringer Mannheim), DNA hybridized with Probe 1 was detected. As a result, a positive signal was detected at a position of about 4.1 kb in length.

【0026】〔4〕PDC遺伝子の部分を含むDNA断
片のクローニング:上記〔1〕で調製した染色体DNA
5μgを制限酵素EcoRVで分解、電気泳動し、DNA
鎖長4.1kb付近のDNAをアガロースゲルより回収し
た。プラスミド pUC18を制限酵素SmaIで切断、アル
カリフォスファターゼ処理したものを調製し、回収断片
と混合してT4DNAリガーゼで結合させ、環状DNA
を得た。このDNAを大腸菌SURE2(商品名、スト
ラタジーン社製)株に導入して得られた形質転換体の集
団から、実施例〔2〕で作成したプローブ1を用いて、
コロニーハイブリダイゼーションを行い、目的の形質転
換体を回収した。選択した形質転換体からプラスミドを
回収しpCRF4100と命名した。DNAの配列を読み取
り、公知のPDCのアミノ酸配列及びPDC遺伝子DN
A配列との相同性を比較し、PDCのアミノ酸配列をコ
ードした領域の一部と、イントロン領域と考えられる配
列が存在することを確認した。図1に本発明に係るDN
A配列の部分を含むプラスミドpCRF4100のプラスミ
ド地図を示す。
[4] Cloning of DNA fragment containing PDC gene part: chromosomal DNA prepared in [1] above
5 μg was digested with restriction enzyme EcoRV, electrophoresed, and DNA
DNA having a chain length of about 4.1 kb was recovered from the agarose gel. Plasmid pUC18 was digested with restriction enzyme SmaI, treated with alkaline phosphatase, prepared, mixed with the recovered fragment, ligated with T4 DNA ligase, and ligated with circular DNA.
I got From the transformant population obtained by introducing this DNA into E. coli SURE2 (trade name, manufactured by Stratagene) strain, using the probe 1 prepared in Example [2],
Colony hybridization was performed to recover the target transformant. The plasmid was recovered from the selected transformant and named pCRF4100. The DNA sequence is read and the amino acid sequence of the known PDC and the PDC gene DN
By comparing the homology with the A sequence, it was confirmed that a part of the region encoding the amino acid sequence of PDC and a sequence considered to be an intron region were present. FIG. 1 shows a DN according to the present invention.
FIG. 4 shows a plasmid map of plasmid pCRF4100 containing a portion of the A sequence.

【0027】〔5〕クラミドモナス由来PDC遺伝子の
配列を用いたプローブの作成:上記〔4〕で判明したク
ラミドモナス由来のPDCのアミノ酸配列をコードする
DNA配列を基に、配列表の配列番号5及び配列番号6
に示す2種類のオリゴヌクレオチドを合成した。これに
続き配列番号5のオリゴヌクレオチドの3′端にアニー
ルする配列番号7のオリゴヌクレオチド、および配列番
号6のオリゴヌクレオチドの3′端にアニールする配列
番号8のオリゴヌクレオチドを合成した。DIGのDN
Aラベリングキット(ベーリンガー マンハイム社製)
を用いて配列番号5のオリゴヌクレオチド200pmo
lを鋳型、配列番号7のオリゴヌクレオチド200pm
olをプライマーとしてプローブ2のジゴキシゲニン標
識プローブ、配列番号6のオリゴヌクレオチド200p
molを鋳型、配列番号8のオリゴヌクレオチド200
pmolをプライマーとして、プローブ3のジゴキシゲ
ニン標識プローブをそれぞれ得た。
[5] Preparation of a probe using the sequence of the Chlamydomonas-derived PDC gene: Based on the DNA sequence encoding the amino acid sequence of Chlamydomonas-derived PDC identified in the above [4], SEQ ID NO: 5 and the sequence Number 6
Were synthesized. Subsequently, an oligonucleotide of SEQ ID NO: 7 that anneals to the 3 'end of the oligonucleotide of SEQ ID NO: 5 and an oligonucleotide of SEQ ID NO: 8 that anneals to the 3' end of the oligonucleotide of SEQ ID NO: 6 were synthesized. DIG DN
A labeling kit (Boehringer Mannheim)
200 pmo of the oligonucleotide of SEQ ID NO: 5
1 as a template, oligonucleotide 200 pm of SEQ ID NO: 7
ol as a primer, digoxigenin-labeled probe of probe 2, oligonucleotide 200p of SEQ ID NO: 6
mol as a template, oligonucleotide 200 of SEQ ID NO: 8
Using pmol as a primer, a digoxigenin-labeled probe of probe 3 was obtained.

【0028】〔6〕PDC遺伝子の配列の全体をカバー
する断片群のクローニング:上記〔1〕で調製した染色
体DNA2μgを制限酵素NdeIで分解して、電気泳動
に供し、次いでアガロースゲル上のDNAをナイロン膜
に移した。これを2枚作成し、それぞれ上記〔5〕で作
成したプローブ2あるいはプローブ3を用いてサザンハ
イブリダイゼーションを行った。ハイブリダイゼーショ
ンの条件は、50%ホルムアミド、5×SSC、0.1
%ラウロイルザルコシン、0.02%SDS、2%ブロ
ッキングリージェント(ベーリンガー マンハイム社
製)中42℃で6時間行った。ヌクレイックアシッド
デテクションキット(ベーリンガー マンハイム社製)
を用いて、プローブ2又はプローブ3とハイブリダイズ
したDNAを検出した。その結果、プローブ2とのハイ
ブリダイズにより約3.4kbの鎖長の位置、プローブ3
とのハイブリダイズにより約5.1kbの鎖長の位置に陽
性シグナルを検出した。
[6] Cloning of a fragment group covering the entire sequence of the PDC gene: 2 μg of the chromosomal DNA prepared in the above [1] is digested with the restriction enzyme NdeI, subjected to electrophoresis, and then the DNA on the agarose gel is subjected to electrophoresis. Transferred to nylon membrane. Two of these were prepared, and Southern hybridization was performed using the probe 2 or the probe 3 prepared in the above [5]. Hybridization conditions were 50% formamide, 5 × SSC, 0.1%
% Lauroyl sarcosine, 0.02% SDS, 2% blocking reagent (Boehringer Mannheim) at 42 ° C. for 6 hours. Nucleic Acid
Detection kit (Boehringer Mannheim)
Was used to detect DNA hybridized with probe 2 or probe 3. As a result, by hybridization with probe 2, a position having a chain length of about 3.4 kb,
And a positive signal was detected at a position of a chain length of about 5.1 kb.

【0029】そこで上記〔1〕で調製した染色体DNA
5μg を制限酵素NdeIで切断、電気泳動し、鎖長3.
4kb付近および5.1kb付近のDNAをアガロースゲル
より回収した。プラスミドpUC18をNdeIで切断、ア
ルカリフォスターゼ処理したものを調製し、それぞれの
回収断片と混合してT4DNAリガーゼで結合させ、環
状DNAとした。このDNAを大腸菌SURE2(商品
名、ストラタジーン社製)株に導入して得られた形質転
換体の集団から、それぞれプローブ2、プローブ3を用
いた、コロニーハイブリダイゼーションによって、目的
の形質転換体を回収した。プローブ2によって検出した
形質転換体からプラスミドを回収し、 pCRF3400と命
名した。プローブ3によって検出した形質転換体からプ
ラスミドを回収し、 pCRF5100と命名した。
Therefore, the chromosomal DNA prepared in the above [1]
5 μg was digested with restriction enzyme NdeI, electrophoresed, and chain length was 3.
DNA around 4 kb and around 5.1 kb were recovered from agarose gel. Plasmid pUC18 was digested with NdeI, treated with alkaline phosphatase, prepared, mixed with each recovered fragment, and ligated with T4 DNA ligase to obtain a circular DNA. From a population of transformants obtained by introducing this DNA into Escherichia coli SURE2 (trade name, manufactured by Stratagene) strain, the target transformant was obtained by colony hybridization using probe 2 and probe 3, respectively. Collected. The plasmid was recovered from the transformant detected by the probe 2, and named pCRF3400. The plasmid was recovered from the transformant detected by the probe 3, and named pCRF5100.

【0030】pCRF3400及び pCRF5100のDNAの
配列を読み取り、それぞれ、一部がプラスミド pCRF
4100の配列と重複することを確認した。図2に本発明に
係るDNA配列の部分を含む pCRF3400のプラスミド
地図を、図3に本発明に係るDNA配列の部分を含む p
CRF5100のプラスミド地図を示す。重複する配列部分
を重ね合せ、連結し、約8.8kbの配列を得た。この配
列と、公知のPDCのアミノ酸配列及びPDC遺伝子D
NA配列との相同性を比較した結果、約8.8kbの本配
列中に、イントロン配列によって分断された、配列番号
1に示すクラミドモナス由来のPDCのアミノ酸配列を
コードした領域を表す配列番号2のDNA配列が含まれ
ていることを確認した。
The DNA sequences of pCRF3400 and pCRF5100 were read, and a part of each was read from plasmid pCRF3.
It was confirmed to overlap with 4100 sequences. FIG. 2 shows a plasmid map of pCRF3400 containing a part of the DNA sequence of the present invention, and FIG. 3 shows a plasmid map of pCRF3400 containing a part of the DNA sequence of the present invention.
Fig. 4 shows a plasmid map of CRF5100. The overlapping sequence portions were overlapped and ligated to obtain a sequence of about 8.8 kb. This sequence, the amino acid sequence of the known PDC and the PDC gene D
As a result of comparison of the homology with the NA sequence, about 8.8 kb of the present sequence, the sequence of SEQ ID NO: 2 representing the region encoding the amino acid sequence of Chlamydomonas-derived PDC shown in SEQ ID NO: 1 and separated by the intron sequence, It was confirmed that the DNA sequence was contained.

【0031】〔7〕発現調節を行う機能を有するDNA
の作成 クラミドモナス由来のαチュブリン遺伝子のプロモータ
領域配列(CRTBA1G[K01805])を基に配列表の配列番号9
のオリゴヌクレオチドを合成した。また、配列番号9の
相補鎖である配列番号10のオリゴヌクレオチドを合成
した。両者をアニールさせ、クラミドモナス細胞内で有
効に発現調節を行う二重鎖DNAを得た。なお、この二
重鎖DNAの両端は、上記〔6〕で得たプラスミド pC
RF3400を制限酵素Dra III切断した断片と連結可能
な、3塩基「G、C、G」の3′端の突出を有する。
[7] DNA having a function of regulating expression
Based on the promoter region sequence (CRTBA1G [K01805]) of the α-tubulin gene derived from Chlamydomonas, SEQ ID NO: 9 in the sequence listing
Were synthesized. In addition, an oligonucleotide of SEQ ID NO: 10, which is a complementary strand of SEQ ID NO: 9, was synthesized. Both were annealed to obtain a double-stranded DNA whose expression was effectively regulated in Chlamydomonas cells. The ends of the double-stranded DNA were ligated with the plasmid pC obtained in [6] above.
It has an overhang at the 3 'end of 3 bases "G, C, G", which can be ligated to a fragment obtained by cutting RF3400 with the restriction enzyme DraIII.

【0032】〔8〕発現調節を行う機能を有するDNA
とPDC遺伝子部分との連結:上記〔6〕で得たプラス
ミド pCRF3400を制限酵素Dra IIIで切断し、上記
〔7〕で得た発現調節機能を有するDNAと、T4DN
Aリガーゼで結合させ、環状DNAとした。両者の連結
により、制限酵素Dra III切断点が消失するが、プラス
ミド pCRF3400が自己閉環した場合、Dra III切断点
が維持されるので、改めて制限酵素Dra IIIで処理し、
プラスミド pCRF3400が自己閉環したものを直鎖DN
A化して形質転換効率を低減させ、発現調節DNAを連
結したプラスミドが優先的に形質転換されるようにし
た。このDNA試料を大腸菌JM109株に導入して得
られた形質転換体の集団から、数株を分離し、プラスミ
ドDNAを回収した。それぞれのDNAの配列を読み取
り、発現制御領域が連結された、目的のプラスミドDN
Aを選別し、 pCRP3600と命名した。図4にPDC遺
伝子発現制御配列と、本発明に係るPDC遺伝子のDN
A配列を含むプラスミド pCRP3600のプラスミド地図
を示す。
[8] DNA having a function of regulating expression
And the PDC gene portion: the plasmid pCRF3400 obtained in the above [6] is cut with the restriction enzyme DraIII, the DNA having the expression regulating function obtained in the above [7] and T4DN
The DNA was ligated with A ligase to obtain a circular DNA. The restriction enzyme Dra III cleavage point disappears due to the ligation of both, but when the plasmid pCRF3400 self-closes, the Dra III cleavage point is maintained.
Plasmid pCRF3400 is self-cyclized and converted to linear DN
A was used to reduce the transformation efficiency, and the plasmid to which the expression control DNA was ligated was transformed preferentially. Several strains were isolated from a transformant population obtained by introducing this DNA sample into Escherichia coli strain JM109, and plasmid DNA was recovered. Read the sequence of each DNA, and connect the expression control region to the target plasmid DN.
A was selected and named pCRP3600. FIG. 4 shows the PDC gene expression control sequence and the DN of the PDC gene according to the present invention.
Figure 5 shows a plasmid map of plasmid pCRP3600 containing the A sequence.

【0033】[0033]

〔9〕PDC遺伝子の構築:上記〔8〕で
得たプラスミド pCRP3600を制限酵素BamHI、Spl
Iで二重切断し、電気泳動し、約5.7kb の断片をアガロ
ースゲルより回収した。プラスミド pCRF4100を制限
酵素Nco I、SplIで二重切断し電気泳動し、約1.7
kbの断片をアガロースゲルより回収した。プラスミド p
CRF5100を制限酵素BamHI、NcoIで二重切断し、
電気泳動し、約4.2kb の断片をアガロースゲルより回収
した。この3種の断片を混合し、T4DNAリガーゼで
結合させた。次に大腸菌JM109株に導入して得られ
た形質転換体の集団から、数種のクローンを取り、それ
ぞれプラスミドを回収した。それぞれのDNAの配列を
読み取り、目的どおり3種の断片が連結されたプラスミ
ド( pCRPDC 1と命名) を含む形質転換体を選択し
た。この形質転換体の識別名をJM−109−PCRP
DC1と命名し、工業技術院生命工学技術研究所に寄託
し、FERM P−15791として平成8年8月20
日に受託された。改めて該形質転換体を培養し、培養菌
体からプラスミド pCRPDC1を得た。図5にPDC
遺伝子発現制御配列と、本発明に係る(PDC遺伝子
の)DNA配列を含むプラスミド pCRPDC1のプ
ラスミド地図を示す。
[9] Construction of PDC gene: Plasmid pCRP3600 obtained in [8] above was replaced with restriction enzymes BamHI and Spl.
The fragment was double cut with I, electrophoresed, and a fragment of about 5.7 kb was recovered from the agarose gel. Plasmid pCRF4100 was double cut with restriction enzymes NcoI and SplI, electrophoresed, and subjected to about 1.7.
A kb fragment was recovered from the agarose gel. Plasmid p
CRF5100 is double cut with restriction enzymes BamHI and NcoI,
After electrophoresis, a fragment of about 4.2 kb was recovered from the agarose gel. These three fragments were mixed and ligated with T4 DNA ligase. Next, several types of clones were taken from the population of transformants obtained by introducing the strain into Escherichia coli JM109 strain, and plasmids were respectively recovered. The sequence of each DNA was read, and a transformant containing a plasmid (designated pCRPDC1) in which the three fragments were ligated as desired was selected. This transformant was identified by JM-109-PCRP
DC1 and deposited with the Institute of Biotechnology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology as FERM P-15791 on August 20, 1996.
Was commissioned on the day. The transformant was cultured again, and plasmid pCRPDC1 was obtained from the cultured cells. FIG. 5 shows the PDC
FIG. 1 shows a plasmid map of a plasmid pCRPDC1 containing a gene expression control sequence and a DNA sequence (of the PDC gene) according to the present invention.

【0034】FERM P−15791の科学的性質:
Chlamydomonas reinhardii のピルビン酸脱炭酸酵素遺
伝子並びにα−チュブリン遺伝子のフロモータ配列を含
むプラスミドを保有する Escherichia coliK12株で
ある。このプラスミドを保有する大腸菌は、Ampicillin
耐性である。 FERM P−15791の分類学上の位置:Escheric
hia coli K12株
The scientific properties of FERM P-15791:
It is an Escherichia coli K12 strain carrying a plasmid containing the pyruvate decarboxylase gene of Chlamydomonas reinhardii and the promoter sequence of the α-tubulin gene. E. coli harboring this plasmid is Ampicillin
It is resistant. Taxonomic position of FERM P-15791: Escheric
hia coli K12 strain

【0035】〔10〕クラミドモナス細胞へのPDC遺
伝子の導入:クラミドモナス・ラインハルディーCW1
5nit1−305(Chlamydomonas reinhardii CW15n
it1-305 )を25℃、蛍光燈照明下(2000〜400
0lux )で、SGII培養液中で振とう培養した。対数増
殖期の培養液200mlから得た藻体を、表2に示す組成
のSGII(NH4-) 培養液10mlずつで4回洗った
後、細胞濃度が108cells/ml となるようにSGII
(NH4-) 培養液に懸濁した。
[10] Introduction of PDC gene into Chlamydomonas cells: Chlamydomonas reinhardy CW1
5nit1-305 (Chlamydomonas reinhardii CW15n
it1-305) at 25 ° C under fluorescent lighting (2000-400)
(0 lux) with shaking culture in SGII medium. Algal cells were obtained from the culture solution 200ml of the logarithmic growth phase, SGII the composition shown in Table 2 (NH 4 -) was washed four times with each culture 10 ml, SGII as the cell concentration becomes 10 8 cells / ml
(NH 4 −) was suspended in a culture solution.

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】[0037]

【表3】 [Table 3]

【0038】あらかじめ洗浄、乾熱滅菌した直径0.5
mmのガラスビーズ0.3gをマイクロサンプリングチュ
ーブに入れ、これに藻体懸濁液300μl、20%PE
G6000溶液400μl、選択マーカーとなる硝酸塩還元
酵素の遺伝子を含むプラスミド pMN24[ カレン キン
ドル( セクション オブ バイオケミストリー、モレュ
ラー アンド セル バイオロジー アンド プラント
サイエンス センター、コーネル ユニバーシティー)
(Karen L.Kindle(Section of Biochemistry, Molecular
and Cell Biology and Plant Science Center, Cornel
l University))より分与〕10μg、プラスミド pCR
PDC1 50μg を混合し、ボルテックスミキサーで
30秒間激しく振とうした後、表4に組成を示すHS (N
a NO3)プレート培地にひろげ、連続明条件(2000lux)
25℃で培養した。14日間培養の後、形成した形質
転換体コロニーを分離し、形質転換体から染色体DNA
を調製し、制限酵素PvuIで分解し、電気泳動した後、
プローブ3を用いてサザンハイブリダイゼーションを行
った。形質転換を行わない株の染色体DNAが、約25
kb一ケ所に陽性シグナルを示すのに対し、形質転換株
は、約25kb以外にも複数の陽性シグナルを示し、PD
C遺伝子が導入されていることが確認された。なお、本
株は平成8年8月20日に工業技術院生命工学工業技術
研究所に寄託申請したが、「緑藻であるため」の理由に
より受託拒否された。
Diameter 0.5 previously cleaned and dry-heat sterilized
0.3 g of a glass bead was placed in a micro-sampling tube, and 300 μl of algae suspension, 20% PE
400 μl of G6000 solution, plasmid pMN24 containing a gene for nitrate reductase as a selectable marker [Kallen Kindle (Section of Biochemistry, Molecular and Cell Biology and Plant Science Center, Cornell University)]
(Karen L. Kindle (Section of Biochemistry, Molecular
and Cell Biology and Plant Science Center, Cornel
l University))] 10 μg, plasmid pCR
Mix 50μg of PDC1 and vortex mixer
After vigorous shaking for 30 seconds, the HS (N
a NO 3 ) Spread on plate medium, continuous light conditions (2000lux)
Cultured at 25 ° C. After culturing for 14 days, the formed transformant colonies were separated and chromosomal DNA was isolated from the transformants.
Was prepared, digested with the restriction enzyme PvuI, and electrophoresed.
Southern hybridization was performed using probe 3. The chromosomal DNA of the non-transformed strain is about 25
In contrast to the positive signal at one kb, the transformant showed several positive signals other than about 25 kb,
It was confirmed that the C gene had been introduced. This strain was deposited on August 20, 1996 with the National Institute of Bioscience and Human Technology, but was rejected for the reason "because it is a green algae".

【0039】[0039]

【表4】 [Table 4]

【0040】[0040]

【表5】 [Table 5]

【0041】〔11〕PDC遺伝子導入クラミドモナス
によるアルコール製造:上記〔10〕で得たクラミドモ
ナス・ラインハルディーCW15nit1−305(Ch
lamydomonas reinhardii CW15nit1-305 )のプラスミド
pCRPDC1による形質転換体を、25℃、蛍光燈照
明下 (15000lux) で、SGII培養液中で50ml/ 分0.
5%CO2 含有空気通気培養した。対数増殖末期の培養
液1000mlから得た藻体をユニバーサル緩衝液(H3
PO3 −酢酸−ホウ酸−NaOHpH7.5)で洗浄し
た後、遠心沈殿法により濃縮し、乾燥藻体90mg/mlの
藻体スラリー液試料とした。この試料10mlを容量50
mlの容器に入れ、窒素ガスを短時間スラリー液に注入し
て容器内の酸素を除去した後、密閉し暗黒条件下で25
℃に保ちながら振とうし、エタノールの生成を行わせ
た。一方、形質転換を行わない通常のクラミドモナス・
ラインハルディーCW15nit1−305を用いて、
全く同一の条件でエタノールの生成を行なわせた。
[11] Production of alcohol by PDC gene-introduced Chlamydomonas: Chlamydomonas reinhardy CW15nit1-305 (Ch
lamydomonas reinhardii CW15nit1-305) plasmid
Transformants with pCRPDC1 were incubated at 25 ° C. under fluorescent lamp illumination (15000 lux) in SGII broth at 50 ml / min.
The cells were cultured with air aeration containing 5% CO 2 . Algae obtained from 1000 ml of the culture medium at the end of logarithmic growth were transferred to a universal buffer (H 3
After washing with PO 3 -acetic acid-boric acid-NaOH pH 7.5), the solution was concentrated by a centrifugal sedimentation method to obtain a dried algal body slurry sample of 90 mg / ml. A volume of 50 ml of this sample
ml, and nitrogen gas was injected into the slurry for a short time to remove oxygen from the container.
The mixture was shaken while maintaining the temperature at ℃ to produce ethanol. On the other hand, normal Chlamydomonas
Using Reinhardy CW15nit1-305,
Ethanol was produced under exactly the same conditions.

【0042】両者のエタノール生成工程中におけるスラ
リー液中のエタノール濃度の経時変化の状況を図6に示
す。図6中、実線は本発明の形質転換藻体スラリーを用
いた場合、破線は通常の藻体スラリーを用いた場合の結
果を示す。これより、通常のクラミドモナス藻体を用い
た場合には、4500mg/リットル程度のエタノール濃度に
とどまったのに対し、形質転換クラミドモナス藻体を用
いた場合のエタノール濃度は、5500mg/リットルに達
し、PDC遺伝子の藻体細胞への導入によってエタノー
ルの生産が高められることがわかった。
FIG. 6 shows the time-dependent changes in the ethanol concentration in the slurry during the two ethanol production steps. In FIG. 6, the solid line shows the result when the transformed algal slurry of the present invention was used, and the broken line shows the result when the ordinary algal slurry was used. Thus, when the normal Chlamydomonas alga was used, the ethanol concentration was only about 4500 mg / L, whereas when the transformed Chlamydomonas alga was used, the ethanol concentration reached 5500 mg / L, and the PDC increased. It was found that introduction of the gene into algal cells increased the production of ethanol.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明により、微細藻クラミドモナスの
細胞内蓄積多糖類のエタノールへの変換率を向上させる
機能を有するPDC遺伝子DNA、該DNAを含有する
組換えベクター、該DNA及びこれの発現調節機能を有
するプラスミドを導入した大腸菌から得られるプラスミ
ドが提供された。また、本発明DNAを導入することに
より、細胞内蓄積多糖のエタノールへの変換率が向上し
た形質転換微細藻が提供された。更に、この形質転換微
細藻を用いることにより、従来よりも効率良くエタノー
ルを生産する方法が提供された。
Industrial Applicability According to the present invention, PDC gene DNA having a function of improving the conversion rate of polysaccharide accumulated in cells of the microalga Chlamydomonas into ethanol, a recombinant vector containing the DNA, regulation of the DNA and expression of the DNA A plasmid obtained from E. coli into which a functional plasmid was introduced was provided. In addition, by introducing the DNA of the present invention, a transformed microalga having an improved conversion rate of polysaccharide accumulated in cells to ethanol was provided. Furthermore, a method for producing ethanol more efficiently than before has been provided by using the transformed microalgae.

【0044】[0044]

【配列表】配列番号:1 配列の長さ:580 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 起源:クラミドモナス・ラインハルディー (Chlamydomo
nas reinhardii) 配列: Met Ala Thr Thr Val Ser Pro Ala Asp Ala Asn Leu Gly Leu His Ile 5 10 15 Ala Asn Arg Leu Val Glu Ile Gly Cys Thr Ser Cys Phe Ala Val Pro 20 25 30 Gly Glu Phe Asn Leu Leu Leu Leu Asp Gln Leu Leu Lys Gln Pro Glu 35 40 45 Leu Ser Leu Val Trp Cys Cys Asn Glu Leu Asn Ala Gly Tyr Ala Ala 50 55 60 Asp Gly Tyr Ala Arg Lys Arg Gly Val Gly Cys Leu Cys Val Thr Phe 65 70 75 80 Cys Val Gly Gly Phe Ser Ala Leu Asn Ala Val Gly Gly Ala Tyr Ser 85 90 95 Glu Asp Leu Pro Leu Ile Val Ile Ser Gly Gly Pro Asn Ser Gln Asp 100 105 110 His Ala Ser Asn Arg Ile Leu His His Thr Thr Gly Ala Asn Glu Tyr 115 120 125 Gly Gln Gln Leu Arg Ala Phe Arg Glu Val Thr Cys Cys Gln Val Val 130 135 140 Ile Gln His Ile Glu Asp Ala His Met Leu Leu Asp Thr Ala Ile Ser 145 150 155 160 Glu Ala Met Leu Lys Arg Lys Pro Val Tyr Ile Glu Val Ala Cys Asn 165 170 175 Leu Ala Asp Leu Thr His Pro Ser Phe Ala Arg Pro Pro Val Pro Tyr 180 185 190 Ala Leu Ala Ser Ser His Thr Asn Ala Ala Ser Leu Glu Ala Ala Val 195 200 205 Glu Ala Ala Val Glu Trp Leu Gly Gly Gly Val Lys Pro Leu Leu Leu 210 215 220 Ala Gly Val Arg Thr Arg Pro Pro Ala Ala Arg Lys Ala Met Leu Ala 225 230 235 240 Leu Ala Glu Ala Ser Arg Tyr Pro Val Ala Val Met Pro Asp Ala Lys 245 250 255 Gly Met Phe Pro Glu Asp His Glu Gln Tyr Ile Gly Met Tyr Trp Gly 260 265 270 Pro Val Ser Thr Pro Cys Val Cys Glu Val Val Glu Ser Ser Asp Ile 275 280 285 Val Leu Cys Val Gly Gly Val Trp Thr Asp Tyr Ser Thr Ala Gly Tyr 290 295 300 Ser Leu Leu Leu Lys Pro Glu Lys Met Leu Arg Val Asp Asn Asn Arg 305 310 315 320 Val Thr Leu Gly Asn Gly Pro Thr Phe Gly Cys Ile Val Met Thr Asp 325 330 335 Phe Leu Glu Ala Leu Ala Lys Arg Val Ala Pro Asn Asp Thr Gly His 340 345 350 Val Ile Tyr Lys Arg Met Ala Leu Pro Pro Ser Glu Pro Pro Pro Gln 355 360 365 Ala Glu Gly Glu Leu Leu Arg Thr Asn Val Leu Phe Lys His Ile Gln 370 375 380 His Met leu Thr Pro Ser Thr Ser Leu Ile Ser Glu Val Gly Asp Ser 385 390 395 400 Trp Phe Asn Thr Leu Lys Leu Lys Leu Pro Ala Gly Cys Glu Tyr Glu 405 410 415 Leu Gln Met Arg Tyr Gly Ser Ile Gly Trp Ser Val Gly Ala Val Leu 420 425 430 Gly Tyr Gly Val Ala Glu Arg Gln Thr Ala Pro Asp Arg Arg Val Val 435 440 445 Ala Cys Ile Gly Asp Gly Ser Phe Gln Met Thr Ala Gln Glu Val Ser 450 455 460 Thr Met Leu Arg Tyr Gly Leu Asp Pro Ile Ile Phe Leu Ile Asn Asn 465 470 475 480 Gly Gly Tyr Thr Ile Glu Val Glu Ile His Asp Gly Pro Tyr Asn Val 485 490 495 Ile Lys Asn Trp Asp Tyr Pro Gly Met Val Arg Ala Leu His Asn Gly 500 505 510 Gln Gly Lys Leu Trp Thr Ala Glu Ala Arg Thr Glu Pro Glu Leu Gln 515 520 525 Ala Ala Val Ala Glu Ala Val Gln Arg Arg Gly Glu Leu Cys Phe Ile 530 535 540 Met Val Val Thr His Arg Asp Asp Cys Ser Lys Glu Leu Leu Glu Trp 545 550 555 560 Gly Ser Arg Val Ala Ala Ala Asn Ser Arg Lys Pro Pro Thr Thr Gly 565 570 575 Tyr Gly Gly His 580
[Sequence list] SEQ ID NO: 1 Sequence length: 580 Sequence type: Amino acid Number of chains: Single chain Topology: Linear Sequence type: Peptide Origin: Chlamydomo
nas reinhardii) Sequence: Met Ala Thr Thr Val Ser Pro Ala Asp Ala Asn Leu Gly Leu His Ile 5 10 15 Ala Asn Arg Leu Val Glu Ile Gly Cys Thr Ser Cys Phe Ala Val Pro 20 25 30 Gly Glu Phe Asn Leu Leu Leu Leu Asp Gln Leu Leu Lys Gln Pro Glu 35 40 45 Leu Ser Leu Val Trp Cys Cys Asn Glu Leu Asn Ala Gly Tyr Ala Ala 50 55 60 Asp Gly Tyr Ala Arg Lys Arg Gly Val Gly Cys Leu Cys Val Thr Phe 65 70 75 80 Cys Val Gly Gly Phe Ser Ala Leu Asn Ala Val Gly Gly Ala Tyr Ser 85 90 95 Glu Asp Leu Pro Leu Ile Val Ile Ser Gly Gly Pro Asn Ser Gln Asp 100 105 110 His Ala Ser Asn Arg Ile Leu His His Thr Thr Gly Ala Asn Glu Tyr 115 120 125 Gly Gln Gln Leu Arg Ala Phe Arg Glu Val Thr Cys Cys Gln Val Val 130 135 140 Ile Gln His Ile Glu Asp Ala His Met Leu Leu Asp Thr Ala Ile Ser 145 150 155 160 Glu Ala Met Leu Lys Arg Lys Pro Val Tyr Ile Glu Val Ala Cys Asn 165 170 175 Leu Ala Asp Leu Thr His Pro Ser Phe Ala Arg Pro Pro Val Pro Tyr 180 185 190 Ala Leu Ala Ser Ser His Thr Asn Ala Ala Ser Leu Glu Ala Ala Val 195 200 20 5 Glu Ala Ala Val Glu Trp Leu Gly Gly Gly Val Lys Pro Leu Leu Leu 210 215 220 Ala Gly Val Arg Thr Arg Pro Pro Ala Ala Arg Lys Ala Met Leu Ala 225 230 235 240 Leu Ala Glu Ala Ser Arg Tyr Pro Val Ala Val Met Pro Asp Ala Lys 245 250 255 Gly Met Phe Pro Glu Asp His Glu Gln Tyr Ile Gly Met Tyr Trp Gly 260 265 270 Pro Val Ser Thr Pro Cys Val Cys Glu Val Val Glu Ser Ser Asp Ile 275 280 285 Val Leu Cys Val Gly Gly Val Trp Thr Asp Tyr Ser Thr Ala Gly Tyr 290 295 300 Ser Leu Leu Leu Lys Pro Glu Lys Met Leu Arg Val Asp Asn Asn Arg 305 310 315 320 Val Thr Leu Gly Asn Gly Pro Thr Phe Gly Cys Ile Val Met Thr Asp 325 330 335 Phe Leu Glu Ala Leu Ala Lys Arg Val Ala Pro Asn Asp Thr Gly His 340 345 350 Val Ile Tyr Lys Arg Met Ala Leu Pro Pro Ser Glu Pro Pro Pro Gln 355 360 365 Ala Glu Gly Glu Leu Leu Arg Thr Asn Val Leu Phe Lys His Ile Gln 370 375 380 His Met leu Thr Pro Ser Thr Ser Leu Ile Ser Glu Val Gly Asp Ser 385 390 395 400 Trp Phe Asn Thr Leu Lys Leu Lys Leu Pro Ala Gly Cys Glu Tyr Glu 405 410 41 5 Leu Gln Met Arg Tyr Gly Ser Ile Gly Trp Ser Val Gly Ala Val Leu 420 425 430 Gly Tyr Gly Val Ala Glu Arg Gln Thr Ala Pro Asp Arg Arg Val Val 435 440 445 Ala Cys Ile Gly Asp Gly Ser Phe Gln Met Thr Ala Gln Glu Val Ser 450 455 460 Thr Met Leu Arg Tyr Gly Leu Asp Pro Ile Ile Phe Leu Ile Asn Asn 465 470 475 480 480 Gly Gly Tly Thr Ile Glu Val Glu Ile His Asp Gly Pro Tyr Asn Val 485 490 495 Ile Lys Asn Trp Asp Tyr Pro Gly Met Val Arg Ala Leu His Asn Gly 500 505 510 Gln Gly Lys Leu Trp Thr Ala Glu Ala Arg Thr Glu Pro Glu Leu Gln 515 520 525 Ala Ala Val Ala Glu Ala Val Gln Arg Arg Gly Glu Leu Cys Phe Ile 530 535 540 Met Val Val Thr His Arg Asp Asp Cys Ser Lys Glu Leu Leu Glu Trp 545 550 555 560 Gly Ser Arg Val Ala Ala Ala Asn Ser Arg Lys Pro Pro Thr Thr Gly 565 570 575 Tyr Gly Gly His 580

【0045】配列番号:2 配列の長さ:1743 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:オープンリーディングフレーム(ORF) 起源:クラミドモナス・ラインハルディー(Chlamydomon
as reinhardii) 配列: ATG GCC ACC ACC GTG TCG CCC GCA GAC GCC AAC CTC GGC CTG CAC ATT 48 GCC AAC CGG CTT GTT GAG ATC GGC TGC ACC AGC TGC TTC GCG GTG CCC 96 GGC GAA TTC AAC CTG CTG CTG CTG GAC CAG CTG CTC AAG CAG CCC GAG 144 CTG TCC CTG GTG TGG TGC TGC AAC GAG CTG AAT GCG GGC TAC GCG GCG 192 GAC GGC TAC GCC CGC AAG CGC GGC GTG GGC TGC CTG TGC GTG ACC TTC 240 TGT GTG GGA GGC TTC TCC GCC CTG AAC GCT GTG GGC GGT GCC TAC AGT 288 GAG GAC CTG CCG CTC ATC GTC ATC AGC GGG GGG CCC AAC TCG CAG GAC 336 CAC GCC TCC AAC CGC ATC CTG CAC CAC ACC ACG GGC GCC AAC GAG TAC 384 GGC CAG CAG CTG CGC GCC TTC AGG GAG GTG ACC TGC TGC CAG GTG GTC 432 ATC CAG CAC ATC GAG GAC GCG CAC ATG CTG CTG GAT ACG GCC ATC AGT 480 GAG GCG ATG CTG AAG CGC AAG CCC GTG TAC ATC GAG GTG GCA TGC AAC 528 CTG GCG GAC CTG ACC CAC CCC AGC TTC GCC CGC CCC CCG GTG CCG TAC 576 GCG CTG GCC TCC TCC CAC ACC AAC GCC GCC AGC CTG GAG GCC GCG GTG 624 GAG GCG GCG GTG GAG TGG CTG GGC GGT GGC GTG AAG CCG CTG CTG CTG 672 GCG GGC GTG CGC ACG CGC CCG CCC GCC GCG CGC AAG GCG ATG CTG GCC 720 CTG GCG GAG GCC AGC CGC TAC CCC GTG GCC GTG ATG CCG GAC GCC AAG 768 GGC ATG TTC CCC GAG GAC CAC GAG CAG TAC ATC GGC ATG TAC TGG GGC 816 CCG GTG TCC ACG CCG TGT GTG TGC GAG GTG GTG GAG AGC AGC GAC ATC 864 GTG CTG TGC GTG GGA GGA GTG TGG ACG GAC TAC TCC ACT GCC GGC TAC 912 TCG CTG CTG CTC AAG CCC GAG AAG ATG CTG CGC GTG GAC AAC AAC CGC 960 GTC ACA TTG GGC AAC GGA CCG ACG TTT GGC TGC ATC GTG ATG ACC GAC 1008 TTC CTG GAG GCC CTG GCC AAG CGG GTG GCG CCC AAC GAC ACC GGC CAC 1056 GTC ATC TAC AAG CGC ATG GCT CTG CCG CCC TCG GAG CCG CCG CCG CAG 1104 GCC GAG GGC GAA CTG CTG CGC ACC AAC GTG CTG TTC AAA CAC ATC CAG 1152 CAC ATG CTG ACT CCC TCC ACC AGC CTC ATC AGC GAG GTG GGC GAC TCC 1200 TGG TTC AAC ACA CTC AAG CTC AAG CTG CCC GCC GGC TGC GAG TAC GAG 1248 CTG CAG ATG CGC TAC GGC TCC ATT GGC TGG AGT GTG GGC GCG GTG CTG 1296 GGC TAC GGC GTG GCG GAG CGG CAG ACG GCG CCC GAC CGC CGC GTG GTG 1344 GCG TGC ATC GGC GAC GGC TCC TTC CAG ATG ACC GCA CAG GAG GTG AGC 1392 ACC ATG CTG CGC TAC GGC CTG GAC CCC ATC ATC TTC CTC ATC AAC AAC 1440 GGC GGC TAC ACC ATC GAG GTG GAG ATC CAC GAC GGC CCC TAC AAC GTG 1488 ATC AAG AAC TGG GAC TAC CCC GGT ATG GTG CGC GCG CTG CAC AAC GGC 1536 CAG GGC AAG CTG TGG ACC GCC GAG GCC CGC ACC GAG CCC GAG CTG CAG 1584 GCC GCC GTG GCC GAG GCT GTG CAG CGG CGC GGC GAG CTG TGC TTC ATC 1632 ATG GTG GTG ACT CAC CGT GAC GAC TGC AGC AAG GAG CTG CTG GAG TGG 1680 GGC AGC CGC GTG GCG GCG GCC AAC AGC CGC AAG CCG CCC ACC ACC GGC 1728 TAC GGC GGC CAC TGA 1743
SEQ ID NO: 2 Sequence length: 1743 Sequence type: nucleic acid Number of strands: double-stranded Topology: linear Sequence type: open reading frame (ORF) Origin: Chlamydomon
as reinhardii) Sequence: ATG GCC ACC ACC GTG TCG CCC GCA GAC GCC AAC CTC GGC CTG CAC ATT 48 GCC AAC CGG CTT GTT GAG ATC GGC TGC ACC AGC TGC TTC GCG GTG CCC 96 GGC GAA TTC AAC CTG CTG CTG CTG GAC CATG CTC AAG CAG CCC GAG 144 CTG TCC CTG GTG TGG TGC TGC AAC GAG CTG AAT GCG GGC TAC GCG GCG 192 GAC GGC TAC GCC CGC AAG CGC GGC GTG GGC TGC CTG TGC GTG ACC TTC 240 TGT GTG GGA GGC TTC TCC GCC CTG ACT GTG GGC GGT GCC TAC AGT 288 GAG GAC CTG CCG CTC ATC GTC ATC AGC GGG GGG CCC AAC TCG CAG GAC 336 CAC GCC TCC AAC CGC ATC CTG CAC CAC ACC ACG GGC GCC AAC GAG TAC 384 GGC CAG CAG CTG CGC GCC TTC AGC GTG ACC TGC TGC CAG GTG GTC 432 ATC CAG CAC ATC GAG GAC GCG CAC ATG CTG CTG GAT ACG GCC ATC AGT 480 GAG GCG ATG CTG AAG CGC AAG CCC GTG TAC ATC GAG GTG GCA TGC AAC 528 CTG GCG GAC CTG ACC CACC TTC GCC CGC CCC CCG GTG CCG TAC 576 GCG CTG GCC TCC TCC CAC ACC AAC GCC GCC AGC CTG GAG GCC GCG GTG 624 GAG GCG GCG GTG GAG TGG CTG GGC GGT GGC GTG AAG CCG CTG CTG CTG 672 GCG GGC GTG CGC AGC CG CCC GCC GCG CGC AAG GCG ATG CTG GCC 720 CTG GCG GAG GCC AGC CGC TAC CCC GTG GCC GTG ATG CCG GAC GCC AAG 768 GGC ATG TTC CCC GAG GAC CAC GAG CAG TAC ATC GGC ATG TAC TGG GGC 816 CCG GTG TCC ACC TGT GTG TGC GAG GTG GTG GAG AGC AGC GAC ATC 864 GTG CTG TGC GTG GGA GGA GTG TGG ACG GAC TAC TCC ACT GCC GGC TAC 912 TCG CTG CTG CTC AAG CCC GAG AAG ATG CTG CGC GTG GAC AAC AAC CGC 960 GTC ACA TGC AAC GGA CCG ACG TTT GGC TGC ATC GTG ATG ACC GAC 1008 TTC CTG GAG GCC CTG GCC AAG CGG GTG GCG CCC AAC GAC ACC GGC CAC 1056 GTC ATC TAC AAG CGC ATG GCT CTG CCG CCC TCG GAG CCG CCG CCG CAG 1GC GCC GAG GAA CTG CTG CGC ACC AAC GTG CTG TTC AAA CAC ATC CAG 1152 CAC ATG CTG ACT CCC TCC ACC AGC CTC ATC AGC GAG GTG GGC GAC TCC 1200 TGG TTC AAC ACA CTC AAG CTC AAG CTG CCC GCC GGC TGC GAG TAC GAG 1248 CTG CAG ATG CGC TAC GGC TCC ATT GGC TGG AGT GTG GGC GCG GTG CTG 1296 GGC TAC GGC GTG GCG GAG CGG CAG ACG GCG CCC GAC CGC CGC GTG GTG 1344 GCG TGC ATC GGC GAC GGC TCC TTC CAG ATG ACC GCA CAG GAG GTG AGC 392 ACC ATG CTG CGC TAC GGC CTG GAC CCC ATC ATC TTC CTC ATC AAC AAC 1440 GGC GGC TAC ACC ATC GAG GTG GAG ATC CAC GAC GGC CCC TAC AAC GTG 1488 ATC AAG AAC TGG GAC TAC CCC GGT ATG GTG CGC GCG CTG CAC GGC 1536 CAG GGC AAG CTG TGG ACC GCC GAG GCC CGC ACC GAG CCC GAG CTG CAG 1584 GCC GCC GTG GCC GAG GCT GTG CAG CGG CGC GGC GAG CTG TGC TTC ATC 1632 ATG GTG GTG ACT CAC CGT GAC GAC TGC AGC AAG GTG CGC GAG TGG 1680 GGC AGC CGC GTG GCG GCG GCC AAC AGC CGC AAG CCG CCC ACC ACC GGC 1728 TAC GGC GGC CAC TGA 1743

【0046】配列番号:3 配列の長さ:154 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:合成 配列: ACG CTC GGA TAC CCCAGGGC CCAAGGACAA GCGCTGTCAT CTCTGCATCG GCGACGGAAG 60 CTTCCAGATG ACGGCGCAGG ACGTGTCGAC GATGCTGCGC TGCGGGCAGA AGAGCATCAT 120 CTTCCTCATC AACAACGGCG GGTACACCAT CGAG 154 SEQ ID NO: 3 Sequence length: 154 Sequence type: Number of nucleic acid strands: Single strand Topology: Linear Sequence type: Synthetic Sequence: ACG CTC GGA TAC CCCAGGGC CCAAGGACAA GCGCTGTCAT CTCTGCATCG GCGACGGAAG 60 CTTCCAGATG ACGGCGCAGG ACGTGTCGAC GATGCTGCGC TGCGGGCAGA AGAGCATCAT 120 CTTCCTCATC AACAACGGCG GGTACACCAT CGAG 154

【0047】配列番号:4 配列の長さ:21 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:合成 配列: CTCGATGGTG TACCCGCCGT T 21SEQ ID NO: 4 Sequence length: 21 Sequence type: nucleic acid Number of strands: single strand Topology: linear Sequence type: synthetic Sequence: CTCGATGGTG TACCCGCCGT T 21

【0048】配列番号:5 配列の長さ:135 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:合成 配列: AAC CTG GCG GAC CTGACCCA CCCCAGCTTC GCCCGCCCCC CGGTGCCGTA CGCGCTGGCC 60 TCCTCCCACA CCAACGCCGC CAGCCTGGAG GCCGCGGTGG AGGCGGCGGT GGAGTGGCTG 120 GGCGGTGGCG TGAAG 135SEQ ID NO: 5 Sequence length: 135 Sequence type: Number of nucleic acid strands: Single strand Topology: Linear Sequence type: Synthetic Sequence: AAC CTG GCG GAC CTGACCCA CCCCAGCTTC GCCCGCCCCC CGGTGCCGTA CGCGCTGGCC 60 TCCTCCCACA CCAACGCCGC CAGCCTGGAG GCCGCGGTGG AGGCGGCGGT GGAGTGGCTG 120 GGCGGTGGCG TGAAG 135

【0049】配列番号:6 配列の長さ:97 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:合成 配列: CACCCGTCGT GGATCTCCAC CTCGATGGTG TAGCCGCCGT TGTTGATGAG GAAGATGATG 60 GGGTCCAGGC CGTAGCGCAG CATGGTGCTC ACCTCCT 97 SEQ ID NO: 6 Sequence length: 97 Sequence type: Number of nucleic acid strands: Single strand Topology: Linear Sequence type: Synthetic Sequence: CACCCGTCGT GGATCTCCAC CTCGATGGTG TAGCCGCCGT TGTTGATGAG GAAGATGATG 60 GGGTCCAGGC CGTAGCGCAG CATGGTGCTC ACCTCCT 97

【0050】配列番号:7 配列の長さ:26 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:合成 配列: CTTCACGCCA CCGCCCAGCC ACTCCA 26SEQ ID NO: 7 Sequence length: 26 Sequence type: number of nucleic acid chains: single strand Topology: linear Sequence type: synthetic Sequence: CTTCACGCCA CCGCCCAGCC ACTCCA 26

【0051】配列番号:8 配列の長さ:22 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:合成 配列: AG GAG GTG AGC ACCATGCTG CG 22SEQ ID NO: 8 Sequence length: 22 Sequence type: number of nucleic acid chains: single strand Topology: linear Sequence type: synthetic Sequence: AG GAG GTG AGC ACCATGCTG CG 22

【0052】配列番号:9 配列の長さ:197 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:合成 配列: AATTACGTCA GCACGGAATG CATCACGCCT GCAAGCGCGC TCGAAGGCTC GAAGTCGGCA 60 TCGTACAGCC CCATTCCGGG GCGGGGGAGT GCTTATAAGC AACGGCGCCC GATTTGCCAG 120 GCATTCACAG CTCTGCTTTT ACTCCCCTTA ACCTTACATT ATCATCCCAG TTGGGACGCG 180 GGTCATTACC CCTCGCG 197SEQ ID NO: 9 Sequence length: 197 Sequence type: Number of nucleic acid chains: Single strand Topology: Linear Sequence type: Synthetic Sequence: AATTACGTCA GCACGGAATG CATCACGCCT GCAAGCGCGC TCGAAGGCTC GAAGTCGGCA 60 TCGTACAGCC CCATTCCGGG GCGGGGGAGT GCTTATAAGCATTCGCC 120 GCATTCACAG CTCTGCTTTT ACTCCCCTTA ACCTTACATT ATCATCCCAG TTGGGACGCG 180 GGTCATTACC CCTCGCG 197

【0053】配列番号:10 配列の長さ:197 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:合成 配列: GAGGGGTAAT GACCCGCGTC CCAACTGGGA TGATAATGTA AGGTTAAGGG GAGTAAAAGC 60 AGAGCTGTGA ATGCCTGGCA AATCGGGCGC CGTTGCTTAT AAGCACTCCC CCGCCCCGGA 120 ATGGGGCTGT ACGATGCCGA CTTCGAGCCT TCGAGCGCGC TTGCAGGCGT GATGCATTCC 180 GTGCTGACGT AATTGC 197SEQ ID NO: 10 Sequence length: 197 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Single strand Topology: Linear Sequence type: Synthetic Sequence: GAGGGGTAAT GACCCGCGTC CCAACTGGGA TGATAATGTA AGGTTAAGGG GAGTAAAAGC 60 AGAGCTGTGA ATGCCTGGCA AATCGGGCCC CGTTGCCCCCAG 120 ATGGGGCTGT ACGATGCCGA CTTCGAGCCT TCGAGCGCGC TTGCAGGCGT GATGCATTCC 180 GTGCTGACGT AATTGC 197

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のDNA配列の部分を含むプラスミド
pCRF4100のプラスミド地図を示す図である。
FIG. 1 shows a plasmid containing a part of the DNA sequence of the present invention.
It is a figure which shows the plasmid map of pCRF4100.

【図2】 本発明のDNA配列の部分を含むプラスミド
pCRF3400のプラスミド地図を示す図である。
FIG. 2 shows a plasmid containing a part of the DNA sequence of the present invention.
It is a figure which shows the plasmid map of pCRF3400.

【図3】 本発明のDNA配列の部分を含むプラスミド
pCRF5100のプラスミド地図を示す図である。
FIG. 3 shows a plasmid containing a part of the DNA sequence of the present invention.
It is a figure which shows the plasmid map of pCRF5100.

【図4】 遺伝子発現制御配列と、本発明のDNA配列
の部分を含むプラスミドpCRP3600のプラスミド地図を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a plasmid map of a plasmid pCRP3600 containing a gene expression control sequence and a part of the DNA sequence of the present invention.

【図5】 遺伝子発現制御配列と、本発明のDNA配列
を部分を含むプラスミドpCRPDC1 のプラスミド地図を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a plasmid map of a plasmid pCRPDC1 containing a gene expression control sequence and a part of the DNA sequence of the present invention.

【図6】 本発明のDNAを導入した組換え藻類細胞に
よるエタノール生成工程中におけるスラリー液中のエタ
ノール濃度の経時変化を示す図である。図中、実線は形
質転換藻体スラリーを用いた場合、破線は対照として通
常の藻体スラリーを用いた場合の結果を示す。
FIG. 6 is a graph showing a change over time in the concentration of ethanol in a slurry solution during a step of producing ethanol by a recombinant algal cell into which the DNA of the present invention has been introduced. In the figure, the solid line shows the result when the transformed algal slurry was used, and the broken line shows the result when the normal algal slurry was used as a control.

【図7】 ピルビン酸の代謝経路の一部を説明する模式
図である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a part of the metabolic pathway of pyruvate.

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 1/12 C12R 1:89) (C12P 7/06 C12R 1:89) Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication location // (C12N 1/12 C12R 1:89) (C12P 7/06 C12R 1:89)

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】配列表の配列番号1で示されるアミノ酸配
列をコードするピルビン酸脱炭酸酵素遺伝子。
1. A pyruvate decarboxylase gene encoding the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
【請求項2】配列表の配列番号2で示される塩基配列で
あるDNAを有する請求項1記載のピルビン酸脱炭酸酵
素遺伝子。
2. The pyruvate decarboxylase gene according to claim 1, which has a DNA having a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.
【請求項3】宿主細胞にピルビン酸脱炭酸酵素活性を向
上させる配列表の配列番号1で示されるアミノ酸配列を
コードするDNAを含有し、かつ当該DNAの発現調節
を行う機能を有するDNAを含有する組換えベクター。
3. A host cell containing a DNA encoding the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing for improving pyruvate decarboxylase activity, and containing a DNA having a function of regulating the expression of the DNA. Recombinant vector.
【請求項4】上記配列番号1で示されるアミノ酸配列を
コードするDNAが配列表の配列番号2の塩基配列であ
ることを特徴とする請求項3記載の組換えベクター。
4. The recombinant vector according to claim 3, wherein the DNA encoding the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.
【請求項5】上記当該DNAの発現調節を行う機能を有
するDNAが配列表の配列番号9及び配列番号10のオ
リオヌクレオチドをアニールして得られた二重鎖DNA
であることを特徴とする請求項3又は請求項4記載の組
換えベクター。
5. A double-stranded DNA obtained by annealing said DNA having a function of regulating the expression of said DNA with the orionucleotides of SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 10 in the sequence listing.
The recombinant vector according to claim 3 or 4, wherein
【請求項6】ピルビン酸脱炭酸酵素遺伝子をコードする
配列番号2のDNAを、クラミドモナス由来のαチュブ
リン遺伝子のプロモータの下流に組み込んだ組換え体プ
ラスミドであって、プラスミド pCRF3600を制限酵素
BamH I,SplIで二重切断した断片、プラスミド pC
RF4100を制限酵素NcoI, SplIで二重切断した断
片、及びプラスミド pCRF5100を制限酵素BamH I,
NcoIで二重切断した断片をT4 DNAリガーゼで結合
させ、大腸菌JM109株に導入した形質変換体(FE
RM P−15791)から得られるプラスミド pCR
PDC1。
6. A recombinant plasmid comprising a pyruvate decarboxylase gene encoding the DNA of SEQ ID NO: 2 downstream of the promoter of the Chlamydomonas-derived α-tubulin gene, wherein the plasmid pCRF3600 is replaced with the restriction enzyme BamHI, Fragment double-cut with SplI, plasmid pC
A fragment obtained by double cutting RF4100 with restriction enzymes NcoI and SplI, and a plasmid pCRF5100 were digested with restriction enzymes BamHI and BamHI.
The fragment double-cut with NcoI was ligated with T4 DNA ligase and transformed into E. coli strain JM109 (FE
RM P-15791)
PDC1.
【請求項7】微細藻類細胞を宿主細胞とし請求項3乃至
請求項6に記載の組換えベクターにより遺伝子導入され
てなるピルビン酸脱炭酸酵素活性の向上した組換え微細
藻類細胞。
7. A recombinant microalgae cell having improved pyruvate decarboxylase activity, wherein the microalgae cell is used as a host cell and the gene is introduced by the recombinant vector according to claim 3 or 6.
【請求項8】上記宿主細胞がクラミドモナス属に属する
藻類細胞であることを特徴とする請求項7記載の組換え
微細藻類細胞。
8. The recombinant microalgal cell according to claim 7, wherein the host cell is an algal cell belonging to the genus Chlamydomonas.
【請求項9】宿主細胞にピルビン酸脱炭酸酵素活性を向
上させる配列表の配列番号1で示されるアミノ酸をコー
ドするDNAを含有し、かつ当該DNAの発現調節を行
う機能を有するDNAを含有する組換えベクターにより
遺伝子導入されたピルビン酸脱炭酸酵素活性の向上した
組換え微細藻細胞を培地で培養し、該細胞内の代謝反応
によりエタノールを生産させることを特徴とするエタノ
ールの製造方法。
9. The host cell contains a DNA encoding an amino acid represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing for improving pyruvate decarboxylase activity and a DNA having a function of regulating the expression of the DNA. A method for producing ethanol, comprising culturing a recombinant microalgal cell having improved pyruvate decarboxylase activity, which has been transfected with a recombinant vector, in a medium, and producing ethanol by a metabolic reaction in the cell.
【請求項10】宿主細胞にピルビン酸脱炭酸酵素活性を
向上させる配列表の配列番号1で示されるアミノ酸をコ
ードするDNAを含有し、かつ当該DNAの発現調節を
行う機能を有するDNAを含有する組換えベクターによ
り遺伝子導入されたピルビン酸脱炭酸酵素活性の向上し
た組換え微細藻細胞を培地で培養し、該細胞内の代謝反
応により蓄積した多糖類からエタノールを生産させるこ
とを特徴とするエタノールの製造方法。
10. A host cell containing a DNA encoding an amino acid represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing for improving pyruvate decarboxylase activity, and containing a DNA having a function of regulating the expression of the DNA. Ethanol characterized by culturing a recombinant microalgal cell having improved pyruvate decarboxylase activity introduced by a recombinant vector in a medium and producing ethanol from polysaccharide accumulated by a metabolic reaction in the cell. Manufacturing method.
【請求項11】配列表の配列番号1で示されるアミノ酸
をコードするDNAが配列番号2で示されるものである
ことを特徴とする請求項9又は請求項10記載のエタノ
ールの製造方法。
11. The method for producing ethanol according to claim 9, wherein the DNA encoding the amino acid represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing is represented by SEQ ID NO: 2.
【請求項12】上記組換えベクターが形質転換体(FE
RM P−15791)から得られるプラスミド pCR
PDC1であることを特徴とする請求項9又は請求項1
0に記載のエタノールの製造方法。
12. The transformant (FE) is a recombinant vector (FE).
RM P-15791)
The PDC1 is a PDC1.
0. The method for producing ethanol according to 0.
【請求項13】上記宿主細胞がクラミドモナス属に属す
る藻類細胞であることを特徴とする請求項9乃至請求項
12のいずれかに記載のエタノールの製造方法。
13. The method for producing ethanol according to claim 9, wherein the host cell is an algal cell belonging to the genus Chlamydomonas.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112063638A (en) * 2020-07-14 2020-12-11 深圳大学 Pyruvate decarboxylase gene cloned and amplified from Kandelia candel and application thereof
CN112063638B (en) * 2020-07-14 2022-03-18 深圳大学 Pyruvate decarboxylase gene cloned and amplified from Kandelia candel and application thereof

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