JPS58107192A - 発酵法によるl−ヒスチジンの製造法 - Google Patents
発酵法によるl−ヒスチジンの製造法Info
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- JPS58107192A JPS58107192A JP56204577A JP20457781A JPS58107192A JP S58107192 A JPS58107192 A JP S58107192A JP 56204577 A JP56204577 A JP 56204577A JP 20457781 A JP20457781 A JP 20457781A JP S58107192 A JPS58107192 A JP S58107192A
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- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
- C12P13/24—Proline; Hydroxyproline; Histidine
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- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/832—Bacillus
- Y10S435/839—Bacillus subtilis
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は発酵法1こよるし一ヒスチジンの製造法に関
するものである。
するものである。
発酵法eこよるし一ヒスチジンの製造法ンこりぃてはブ
レビバクテリウム属(特公昭51−23593、同5l
−23594)、バチルス属(特公昭5O−13358
)等の突然変異株を用いる方法が知られている。
レビバクテリウム属(特公昭51−23593、同5l
−23594)、バチルス属(特公昭5O−13358
)等の突然変異株を用いる方法が知られている。
本発明者らは上述の様な従来のL−ヒスチジンの製造法
Vこ対し、ヒスチジンアンタゴニストeこ耐性を有する
バチルス属の変異株の染色体より得たヒスチジンアンタ
ゴニスト耐性に関与する遺伝子領域が組み込まれている
ベクターを含有しているバチルス属の細菌が、高い収率
でL−ヒスチジンを生産することを知った。
Vこ対し、ヒスチジンアンタゴニストeこ耐性を有する
バチルス属の変異株の染色体より得たヒスチジンアンタ
ゴニスト耐性に関与する遺伝子領域が組み込まれている
ベクターを含有しているバチルス属の細菌が、高い収率
でL−ヒスチジンを生産することを知った。
ヒスチジンアンタゴニストとけ、バチルス属の微生物の
増殖を抑制するようなものであるがその抑制はL−ヒス
チジンが培地中に共存すれば全体的または部分的eこ解
除されるようなものである。例えば、1,2.4−1−
リアゾールアラニン、2−チア/−ルアラニン、α−メ
チルヒスチジン、3−アミノ−I、2.4−)リアゾー
ルなどがある。
増殖を抑制するようなものであるがその抑制はL−ヒス
チジンが培地中に共存すれば全体的または部分的eこ解
除されるようなものである。例えば、1,2.4−1−
リアゾールアラニン、2−チア/−ルアラニン、α−メ
チルヒスチジン、3−アミノ−I、2.4−)リアゾー
ルなどがある。
ヒスチジンアンタゴニスト耐性?こ関与スる遺伝子の供
与歯はバチルス属のヒスチジンアンタゴニストに耐性を
有する変異株ならどのような菌株でもよいが耐性のより
高いものが望ましい。また多くの場合L−ヒスチジン生
産能がより高いものを遺伝子供参画として用いればより
よい結果が得られる。遺伝子供4菌より染色体DNAを
抽出する方法は、例えばJ、 Bacteriol、+
89 、 1065(+96s)rこ記載されてい
るような通常の方法で行うことがてきる。ベクターDN
Aとしては、どのようなものでもよい。例えばスフフィ
ロフッカス属微生物由来のpT]27.pci、94
、pC22]。
与歯はバチルス属のヒスチジンアンタゴニストに耐性を
有する変異株ならどのような菌株でもよいが耐性のより
高いものが望ましい。また多くの場合L−ヒスチジン生
産能がより高いものを遺伝子供参画として用いればより
よい結果が得られる。遺伝子供4菌より染色体DNAを
抽出する方法は、例えばJ、 Bacteriol、+
89 、 1065(+96s)rこ記載されてい
るような通常の方法で行うことがてきる。ベクターDN
Aとしては、どのようなものでもよい。例えばスフフィ
ロフッカス属微生物由来のpT]27.pci、94
、pC22]。
pC223,pUB112 (以jl Proc、
Natl、 AcadSci、USA、74.1680
(1977)参照)、pUB]]+1(J、 Bact
eriol、、 134. 318(1978)参照)
、pTP4.pTP5 (以J1Microbiol
Lett、ers、 、5. 55(1978)参照)
、枯草菌由来のpLS]5.pLS28 (以jl J
、 Baeteriol、+L凪、69(1(1977
) 参照)、pLs13(J、 Bacteriol
、、 129.1487(1977)参照)、PPLI
、pPL2 (以」1 J、 Bacteriol。
Natl、 AcadSci、USA、74.1680
(1977)参照)、pUB]]+1(J、 Bact
eriol、、 134. 318(1978)参照)
、pTP4.pTP5 (以J1Microbiol
Lett、ers、 、5. 55(1978)参照)
、枯草菌由来のpLS]5.pLS28 (以jl J
、 Baeteriol、+L凪、69(1(1977
) 参照)、pLs13(J、 Bacteriol
、、 129.1487(1977)参照)、PPLI
、pPL2 (以」1 J、 Bacteriol。
、山、484(1975)参照)等がある。
染色体1) N A及びベクターDNAはそれぞれ制限
エンドヌクレアーゼを用いて切断する。それぞれのベク
ターPこけ適した制限エンドヌクレアーゼがあるが、そ
れは−に記ベクターeこついての記載力は制限エンドヌ
クレアーゼによる切断が部分的に行なわれるように反応
条件を調節すれば多くの種類の制限酵素が使用できる。
エンドヌクレアーゼを用いて切断する。それぞれのベク
ターPこけ適した制限エンドヌクレアーゼがあるが、そ
れは−に記ベクターeこついての記載力は制限エンドヌ
クレアーゼによる切断が部分的に行なわれるように反応
条件を調節すれば多くの種類の制限酵素が使用できる。
かくl−で得られた染色体DNA断片と、切断されたベ
クターDNAとを連結せしめる方法はりガーゼを用いる
通常の方法が使用できる。一方、ターミナルトランスフ
ェラーゼを用いて染色体DNA断片と開裂したベクター
DNAとに、デオキシアデニル酸とデオキシシチジル酸
をそれぞれ付加し、混合した後アニーリングして連結せ
しめる方法も利用しうる。
クターDNAとを連結せしめる方法はりガーゼを用いる
通常の方法が使用できる。一方、ターミナルトランスフ
ェラーゼを用いて染色体DNA断片と開裂したベクター
DNAとに、デオキシアデニル酸とデオキシシチジル酸
をそれぞれ付加し、混合した後アニーリングして連結せ
しめる方法も利用しうる。
かくして得られた染色体DNA断片とベクターの結合物
の受容菌はバチルス属の微生物ならばどのようなもので
もよいが、L−ヒスチジン要求菌を用いれば形質転換株
を選択する際に好都合である。もちろんよりL−ヒスチ
ジン生産能が高い菌株より誘導したし一ヒスチジン要求
菌を用いればより好ましい結果が得られる。組換えDN
Aを上記のようなりNA受容菌に導入するには、例えば
Mo1ec、 Geyc、 Ge藺t、、 168.1
11(+979)に記載されているような通常の形質転
換法が使用できる。
の受容菌はバチルス属の微生物ならばどのようなもので
もよいが、L−ヒスチジン要求菌を用いれば形質転換株
を選択する際に好都合である。もちろんよりL−ヒスチ
ジン生産能が高い菌株より誘導したし一ヒスチジン要求
菌を用いればより好ましい結果が得られる。組換えDN
Aを上記のようなりNA受容菌に導入するには、例えば
Mo1ec、 Geyc、 Ge藺t、、 168.1
11(+979)に記載されているような通常の形質転
換法が使用できる。
形質転換株のうちよりL−ヒスチジン生産能を有しヒス
チジンアンタゴニスト耐性eこ閏年t6遺伝子領域が組
み込まれているベクターを含有する形質転換株を選択す
るeこは例えばI) N A受容菌としてL−ヒスチジ
ン要求菌を用いヒスチジンアンクゴニストを含有し、L
−ヒスチジンを含有しな選別できるような培地を用いれ
ばより選別が容易である。このようにこして一旦選別さ
れたヒスチジンアンタゴニスト耐性eこ関与する遺伝子
領域が組み込まれている組換えベクターはDNA受容菌
より抽出移住のDNA受容菌、例えばL−ヒスチジン生
産能を有する受容菌に導入する事ができる。
チジンアンタゴニスト耐性eこ閏年t6遺伝子領域が組
み込まれているベクターを含有する形質転換株を選択す
るeこは例えばI) N A受容菌としてL−ヒスチジ
ン要求菌を用いヒスチジンアンクゴニストを含有し、L
−ヒスチジンを含有しな選別できるような培地を用いれ
ばより選別が容易である。このようにこして一旦選別さ
れたヒスチジンアンタゴニスト耐性eこ関与する遺伝子
領域が組み込まれている組換えベクターはDNA受容菌
より抽出移住のDNA受容菌、例えばL−ヒスチジン生
産能を有する受容菌に導入する事ができる。
かくして得られたし一ヒスチジン生産菌を用いてL−ヒ
スチジンを製造する方法は従来のし一ヒスチジン生産菌
の培養方法と特に変らない。即ち= 5− 培地としては炭素源、窒素源、無機イオン更に必要tこ
応してアミノ酸、ビタミン等の有機微量要素を含有する
通常のものである。炭素源としてはグルコース、シュー
クロース等及びこれらを含有スる澱粉加水分解物等が用
いられる。窒素源としてはアンモニアガス、アンモニア
水、アンモニウム塩その他が使用できる8培養は好気的
条件下で培地のpT(及び温度を適宜調節しつつ実質的
ンこL −ヒスチジンの生成蓄積が停止するまで行なわ
れる、カくシて培養液中ンこけ著量のL−ヒスチジンが
生成蓄積される。培養液よりL−ヒスチジンを採取する
eこは通常の方法が適用できる。
スチジンを製造する方法は従来のし一ヒスチジン生産菌
の培養方法と特に変らない。即ち= 5− 培地としては炭素源、窒素源、無機イオン更に必要tこ
応してアミノ酸、ビタミン等の有機微量要素を含有する
通常のものである。炭素源としてはグルコース、シュー
クロース等及びこれらを含有スる澱粉加水分解物等が用
いられる。窒素源としてはアンモニアガス、アンモニア
水、アンモニウム塩その他が使用できる8培養は好気的
条件下で培地のpT(及び温度を適宜調節しつつ実質的
ンこL −ヒスチジンの生成蓄積が停止するまで行なわ
れる、カくシて培養液中ンこけ著量のL−ヒスチジンが
生成蓄積される。培養液よりL−ヒスチジンを採取する
eこは通常の方法が適用できる。
実施例
バチルス・ズブチリスAJ11711(アルギニン、ロ
イシン複要求株)からニトロソグアニジン変異処理eこ
よって誘導したヒスチジン生産能AJx733(FzR
M−p6z<1 )(t。
イシン複要求株)からニトロソグアニジン変異処理eこ
よって誘導したヒスチジン生産能AJx733(FzR
M−p6z<1 )(t。
2.4−DL−)リアゾールアラニン耐性、アルギニン
、ロイシン複要求性)を原株とし、これよ 6− り次の様な方法で新規ヒスチジン生産閏を造成した。
、ロイシン複要求性)を原株とし、これよ 6− り次の様な方法で新規ヒスチジン生産閏を造成した。
(1) 染色体D N Aの調製
AJ11733株を1tの[Bact −Penass
ayBroth 」(商品名Difco製)中30rで
約2時間振盪培養を行ない対数増殖期の菌体を集菌後通
常のDNA抽出法(J、 Bacteriol、、
8 !し] 065 (] 965 ) ) Icよ
り染色体DNAを抽出、精製し最終4.tllllgを
得た。
ayBroth 」(商品名Difco製)中30rで
約2時間振盪培養を行ない対数増殖期の菌体を集菌後通
常のDNA抽出法(J、 Bacteriol、、
8 !し] 065 (] 965 ) ) Icよ
り染色体DNAを抽出、精製し最終4.tllllgを
得た。
(2) 染色体DNA断片のベクターへの挿入L−ヒ
スチジン生産能を支配する遺伝子領域をクローニングす
るため、そのベクターとなる自己増殖DNAとしてカナ
マイシン耐性、不オマインン耐性プラスミドの1fiT
HTIUBI 10 を用いた。(1)て得た染色体
DNA]0719とベクターDNA51ifをそれぞれ
とり、各々ンこ制限エンドヌクレアーゼの1種EcoR
l を37C】時間作用させてT) N p、 jl
を切断した。65t?、】0分の熱処理後筒反応液を混
合しATP及びジチオスライトール存在下、T4ファー
ジ由来のDNAリガーゼPこて10Cにて24時間、D
NA璋の連結反応を行なった。
スチジン生産能を支配する遺伝子領域をクローニングす
るため、そのベクターとなる自己増殖DNAとしてカナ
マイシン耐性、不オマインン耐性プラスミドの1fiT
HTIUBI 10 を用いた。(1)て得た染色体
DNA]0719とベクターDNA51ifをそれぞれ
とり、各々ンこ制限エンドヌクレアーゼの1種EcoR
l を37C】時間作用させてT) N p、 jl
を切断した。65t?、】0分の熱処理後筒反応液を混
合しATP及びジチオスライトール存在下、T4ファー
ジ由来のDNAリガーゼPこて10Cにて24時間、D
NA璋の連結反応を行なった。
(3) ヒスチジン生産遺伝子を担ったプラスミドによ
る形質転換 バチルス・ズブチリスAJ1171](アルギニン、ロ
イシン複要求性)からニトロソグア(Difco )
fこ接種して30Cにて一晩振盪培養を行ない第1培養
培地(グルコースa、5v/de。
る形質転換 バチルス・ズブチリスAJ1171](アルギニン、ロ
イシン複要求性)からニトロソグア(Difco )
fこ接種して30Cにて一晩振盪培養を行ない第1培養
培地(グルコースa、5v/de。
(NH4)、、So、 0.2 f/de、 KT(
、、Po、 0.69/dl、K2T(PO41,4
f/de、 MgSO4・7T(、OO,0297dl
!、クエン酸ナトリウム0.197de、酵母エキス0
.2 ?/de1L −ヒフ、チジン] Orng/d
e、 L −アルギニン25 m9/ de及びL−ロ
イシン5mν/deを含む)に接秤し37 U)こて4
時間振盪培養を行なった後、さらeこ第1培養培地(グ
ルコース0.5 f / dl、 (NT(4)2SO
40,2f / d/!、KT(2PO40,6y/l
ie、K、、HPO41,4’y /de。
、、Po、 0.69/dl、K2T(PO41,4
f/de、 MgSO4・7T(、OO,0297dl
!、クエン酸ナトリウム0.197de、酵母エキス0
.2 ?/de1L −ヒフ、チジン] Orng/d
e、 L −アルギニン25 m9/ de及びL−ロ
イシン5mν/deを含む)に接秤し37 U)こて4
時間振盪培養を行なった後、さらeこ第1培養培地(グ
ルコース0.5 f / dl、 (NT(4)2SO
40,2f / d/!、KT(2PO40,6y/l
ie、K、、HPO41,4’y /de。
Mg5o、17T(200,12y/rte、 りzン
酸ナトリウム0.1y/de、酵母エキス0.029
/de、 L−アルギニン5 mg / de及びL−
ロイシン05rny/ dlを含む)へ接種し37′c
にて15時間振盪培養を行なうことeこよっていわゆる
コンピテントな(DNA取込能を有する)細胞を調製し
た(参考文献; J、 Bacteriol、、 8
1 + 741(196]’))。 このコンピテン
ト細胞懸濁液ttこ(2)で得たDNAの溶液を加えて
37tZ’でさらeこ2時間振盪培養を行なって形質転
換反応を完了させた後、細胞懸濁液をカナマイシン5μ
y7−+i含有最小培地プレート(KW、PO40,6
y /d7!、K2T(PO41,49/dl!1(N
)T4)、、So4+1.2 f/de、クエン酸す1
・’) ’) A O,I V / de、 MgSO
4−7H,,00,02y /de、及びグルコ−ス0
.59 / tillを含みp)T7.2rこ調節した
培地)を基本最小培地とし、これeこ寒天2%及び使用
菌の栄養要求物質L−アルギニン、L−ロイシンヲ各々
1arng/deさら)nl、2.4−)リアゾールア
ラニンを50t?g / de添加した1、)にこ塗抹
し37rで培養した。
酸ナトリウム0.1y/de、酵母エキス0.029
/de、 L−アルギニン5 mg / de及びL−
ロイシン05rny/ dlを含む)へ接種し37′c
にて15時間振盪培養を行なうことeこよっていわゆる
コンピテントな(DNA取込能を有する)細胞を調製し
た(参考文献; J、 Bacteriol、、 8
1 + 741(196]’))。 このコンピテン
ト細胞懸濁液ttこ(2)で得たDNAの溶液を加えて
37tZ’でさらeこ2時間振盪培養を行なって形質転
換反応を完了させた後、細胞懸濁液をカナマイシン5μ
y7−+i含有最小培地プレート(KW、PO40,6
y /d7!、K2T(PO41,49/dl!1(N
)T4)、、So4+1.2 f/de、クエン酸す1
・’) ’) A O,I V / de、 MgSO
4−7H,,00,02y /de、及びグルコ−ス0
.59 / tillを含みp)T7.2rこ調節した
培地)を基本最小培地とし、これeこ寒天2%及び使用
菌の栄養要求物質L−アルギニン、L−ロイシンヲ各々
1arng/deさら)nl、2.4−)リアゾールア
ラニンを50t?g / de添加した1、)にこ塗抹
し37rで培養した。
3日後に上記培地上に3個のコロニーが出現し 9−
たのでこれを釣菌し各クローンをそれぞれ純粋eこ分離
した。
した。
得られた形質転換株はいずれも用いた受容菌AJ117
32と異なってヒスチジン非要求性かつ1,2.4−)
リアゾールアラニン耐性である。このことは染色体DN
AJ−のヒスチジン生合成及びヒスチジンアンタゴニス
ト耐性Pこ関与する遺伝子領域がpUB1]、0 プ
ラスミド上のDNAに挿入されて生じた新規プラスミド
DNAを取込んだ細胞のみがコロニーとして選択されて
きたことを意味する。
32と異なってヒスチジン非要求性かつ1,2.4−)
リアゾールアラニン耐性である。このことは染色体DN
AJ−のヒスチジン生合成及びヒスチジンアンタゴニス
ト耐性Pこ関与する遺伝子領域がpUB1]、0 プ
ラスミド上のDNAに挿入されて生じた新規プラスミド
DNAを取込んだ細胞のみがコロニーとして選択されて
きたことを意味する。
(4) ヒスチジン生合成系遺伝子領域を担うpUB
lloの抽出 (3)で得られたクローンのうちAJ11734(FE
RM−P gz<c7 )を用いてC,1,Kado
らの方法(J、 Bacteriol、、 14
5 、 1365(1981) )tこ基づいたフェ
ノールによるDNA抽出法により菌体のDNAを抽出し
アガローヌゲル電気泳動1こよりプラスミドDNAと染
色体DNAを分離しプラスミドDNAを含むアガロ−I
O− −スゲルよりヒスチジン生合成系遺伝子領域を担うpU
BIIQ を抽出した後透析して精製した。
lloの抽出 (3)で得られたクローンのうちAJ11734(FE
RM−P gz<c7 )を用いてC,1,Kado
らの方法(J、 Bacteriol、、 14
5 、 1365(1981) )tこ基づいたフェ
ノールによるDNA抽出法により菌体のDNAを抽出し
アガローヌゲル電気泳動1こよりプラスミドDNAと染
色体DNAを分離しプラスミドDNAを含むアガロ−I
O− −スゲルよりヒスチジン生合成系遺伝子領域を担うpU
BIIQ を抽出した後透析して精製した。
こうして得られた新規プラスミドを(3)で述べたのと
同様の方法eこよって今度は原材のAJl1733(F
l+ 新規ヒスチジン生産菌Pこよるヒスチジン生産
(4)で得られたAJ]]734、AJ1]735 株
を培養した結果を第1表eこ示す。培養は5007・e
肩付フラスコ中にヒスチジン生産培地(グルコ−y、8
f/d/、NH,cl] y/rteXKCI O,
2f/deSKH,PO40,] ?/de、 MgS
O4・7H2On、o<y/d12、「カザミノ酸J
(Difco ) 0.42/d4、Fe3O4’4T
(,20xmg/de、Mn5o、・4H,、。
同様の方法eこよって今度は原材のAJl1733(F
l+ 新規ヒスチジン生産菌Pこよるヒスチジン生産
(4)で得られたAJ]]734、AJ1]735 株
を培養した結果を第1表eこ示す。培養は5007・e
肩付フラスコ中にヒスチジン生産培地(グルコ−y、8
f/d/、NH,cl] y/rteXKCI O,
2f/deSKH,PO40,] ?/de、 MgS
O4・7H2On、o<y/d12、「カザミノ酸J
(Difco ) 0.42/d4、Fe3O4’4T
(,20xmg/de、Mn5o、・4H,、。
1 ”/de、 L−フルキ= 7、L−ロイシン各
2amg/de及びCaC04y /deを含む(pH
7、o ) )を20meずつ分注し菌体を接種後30
℃、96時間振盪培養して行なった。尚、AJl ]、
734とAJ11735のときはカナマイシン5μ?
/ meを生産培地に添加しである。対照として原材
AJ]]733を同様の条件で発酵を行なった。
2amg/de及びCaC04y /deを含む(pH
7、o ) )を20meずつ分注し菌体を接種後30
℃、96時間振盪培養して行なった。尚、AJl ]、
734とAJ11735のときはカナマイシン5μ?
/ meを生産培地に添加しである。対照として原材
AJ]]733を同様の条件で発酵を行なった。
第 1 表
536
Claims (1)
- バチルス属のヒスチジンアンタボニストンこ面]性を有
する変異株より得たヒスチジンアンタゴニスト耐性eこ
関与する遺伝子領域が組み込まれているベクターを、バ
チルス属の微生物に含有せしめたし一ヒスチジン生産性
微生物を培養し、培地中eこ蓄積したし一ヒスチジンを
採取する事を特徴とするし一ヒスチジンの製造法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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