JPS59175882A - 好熱性アミラ−ゼの製造法 - Google Patents

好熱性アミラ−ゼの製造法

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JPS59175882A
JPS59175882A JP5014883A JP5014883A JPS59175882A JP S59175882 A JPS59175882 A JP S59175882A JP 5014883 A JP5014883 A JP 5014883A JP 5014883 A JP5014883 A JP 5014883A JP S59175882 A JPS59175882 A JP S59175882A
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JP
Japan
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amylase
thermophilic
thermophilic amylase
downstream
dna
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JP5014883A
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Norihiro Tsukagoshi
井原勇人
Isato Ihara
鵜高重三
Hideo Yamagata
山形秀夫
Juzo Udaka
塚越規弘
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Individual
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/24Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405Glucanases
    • C12N9/2408Glucanases acting on alpha -1,4-glucosidic bonds
    • C12N9/2411Amylases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は好熱性アミラーゼの製造法に関する。
α−アミラーゼは種々の微生物により生産されることが
知られている。しかし、高温下でも失活しない好熱性ア
ミラーゼの製造に関する報告は比較的少ない。特開昭5
7−159097号公報には好熱性α−アミラーゼを生
産するバチルス・ステアロサーモフィルス(Bacil
lus 5tearothennophilus )の
全DNA ヲ阻荊■で切断して得たDNA 7ラグメン
トをプラスミドベクターに組み込み、これをエシェリヒ
ア・フリ(]Dscherichia coli )に
導入して該エシェリヒア・コリに好熱性アミラーゼ生産
在を付与せしめた例が記載されている。しかし、ここに
報告されている方法では好熱性アミラーゼの生産性は必
ずしも十分とけ云えず、さらに改善する必要がある。
本発明者らは、好熱性アミラーゼの効率的な製造法を開
発すべく検討を重ねた結果、バチルス・ステアロサーモ
フィルスの染色体DNAよ多分前され、DNA鎖中にB
am H工で切断される個所、その2.4X 10” 
bp下流にSal工で切断される個所、その0.5X 
102 bpT流にPst 工で切断される個所および
その1.4×103bpT流にBa+nl(工で切断さ
れる個所があるDNAフラグメントをプラスミドベクタ
ーに組み込み、これを宿主微生物に導入することにより
非常に高い生産性を有する微生物菌株が得られることを
見出した。この場合、特に分子量が2.9X103kb
pであるDNAフラグメントを用いることによりさらに
良い結果を与えることを知見した。本発明はかかる知見
に基いて完成されたものである。
本発明は、])NA鎖中にBam H工で切断される個
所、その2.4X102bp下流にSal工で切断され
る個所、その0.5X102bp下流K Pst工で切
断される個所およびその1.4X103bp下流にEa
m H工で切断される個所があり、2.9 X 10’
 kbpの分子量を有し、好熱性アミラーゼ蛋白をコー
ドしている遺伝子が組み込まれているプラスミドベクタ
ーを含有するエシェリヒア属の微生物を培養し、培養物
から好熱性アミラーゼを採取することを特徴エシェリヒ
ア属の微生物は、たとえば以下の方法によって造成する
ことができる。
好熱性アミラーゼ生産菌の原株としては各種のものを使
用できるが、好熱性アミラーゼ生産菌として知うれるバ
チルス・ステアロサーモフィルスが好ましい。
原株の好熱性アミラーゼ生株菌から好熱性アミラーゼ生
産性を遺伝情報としてもつ染色体DNAを抽出するには
斉0−三浦の方法(Biocham、 Biophys
Acta、 72.619 (1965) )やJ、 
Bacteriol、 、 89 。
−噌−−■階−−−弊一一一一−−−−−1065 (
1965)に記載されている方法によって行なうことが
できる。得られたDNAを好熱性アミラーゼ遺伝子のD
NA源として用いる。
一方、プラスミドベクターとしては任意のものを使用す
ることができ、たとえば蛋白質核酸酵素、第26巻、第
4号(1981)に記載されている以下のものが好まし
いものである。
psclol 、 pRK353 、 pRK646 
、pRK24B 、 pDIF41 。
0o11nl 、 pVH51、pA○105 、 R
81?’2124 、 pc!R1。
TIMB9 、 pBR513、pBR322、pBR
324、pBR325。
pBR327、pER328、pKY2289 、pK
Y2700 、pKN80 。
pKQ7 、pKB158 、 pMK20D4 、 
pAcycl、 pAOY01B4 。
λau、1 、λgt−λC1λgt・λB、λw]1
Cs−λC2λvncs−λB′。
λZJvir−λB′、λALO−λB、λWFiS−
Ts+!i2!2 、  λDamなど。
染色体DNAおよびプラスミドベクターはそれぞれ制限
酵素工〉ドヌクレアーゼを用いて切断する。
この場合、ベクターの種類によシそれぞれ適した制限酵
素があるので適切な制限酵素を用いるべきである。また
、染色体DNAについては制限酵素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ることにより各種
の制限酵素の使用が可能である。染色体DNAおよびベ
クターDNAをそれぞれ制限酵素により処理した後、ベ
クターDNAについてはバクテリア起源の市販アルカリ
・ホスファターゼによる処理を行なって5′−末端のリ
ン酸基を除くことが望ましい。一方、染色体DNAにつ
いてはアミラーゼ遺伝子が分解されないように配慮する
必要がある。
このようにして得られた染色体DNA断片と、切断され
たプラスミドベクターをT4−ファージDNAリガーゼ
などのりガーゼを用いる通常の方法によって連結する。
なお、ターミナルトランスフェラーゼを用いて染色体D
NA断片と開裂したプラスミドベクターのそれぞれにデ
オキシアデニル酸とデオキシシチジル酸を付加L、混合
したのちア二lJングして連結する方法も採用できる。
かくして調製した組み換えDNAを宿主のエシェリヒア
属微生物に導入するには、たとえば、T、 Mol。
Biol、53.159 (1970)に記載されてい
るような通常の形質転換法を適用することができる。
形質転換株の中から好熱性アミラーゼ遺伝子を含むクロ
ーンを選択するには、まずベクタープラスミド上のマー
カーの性質を有する株を選択し、次イテこれを濾紙等に
レプリカし、リシス・バッファー(1ysis buf
fθr)の如き溶液を浸した濾紙上にコロニーが上面に
位置するようにのせてインキュベートしたのち、コロニ
ーが下面に位置するようにスターチプレート上にのせて
インキュベートする。しかる後、発色試薬を用いて残存
するスターチを発色させ、コロニーの周辺が透明になっ
ているものを検索することによって好熱性アミラーゼ遺
伝子を含むクローンを検出することができる。
このようにして得られた好熱性アミラーゼをコ−ドする
遺伝子は好熱性アミラーゼの生産に不要な染色体DNA
を含むことがあるので、不要なりNA区分を除けばより
生産性が高くなる。
本発明の好熱性アミラーゼ生産菌としては具体的にけエ
シェリヒア1コリHB101/PH工301 (FIR
Mp−700!9)がある。
かくして得られた好熱性アミラーゼ生産能を有するエシ
ェリヒア属の微生物を用いて常法により好熱性アミラー
ゼを製造する。すなわち、培地としては炭素源、窒素源
、無機塩および必要によりビタミン、アミノ酸等の有機
栄養素を含有する通常の培地が使用できる。炭素源とし
てはグルコース、7ラクトース、ラクトース、シュクロ
ースおよびこれらの糖を含有するモラセス、果汁、乳ホ
エイ、澱粉加水分解物等が、窒素源としてはアンモニウ
ム塩、アンモニア水、アンモニアガス等力使用できる。
培養は好ましくは30〜40°C1好ましくけpH6〜
8にて行なう。
培養終了後、培養液から菌体を集め、次いで超音波処理
などの手段によって細胞を破壊すれば好熱性アミラーゼ
を含む溶液を得ることができる。
好熱性アミラーゼを分離するには、アフィニティークロ
マトグラフィー、硫安分画などの方法があるが、カルシ
ウム存在下で70〜80℃、15分間程加熱することに
より不要な蛋白質を変性沈澱せしめて除去すれば好熱性
アミラーゼが容易に純化できる。
この好熱性アミラーゼはカルシウムイオン存在下で80
°Cにて15分間処理しても安定であり、バチルス1ス
テアロサーモフイルスの生産する好熱性アミラーゼと同
じ性質であることが確かめられた。
次に、本発明を実施例によシ詳しく説明する。
実施例1 バチルス・ステアロサーモフィルスDY−5ヲljX株
とし、これより次のようなプロセスにより著量の好熱性
アミラーゼを生産する大腸菌を造成した。
(11好熱性アミラーゼ生産能を遺伝情報としてもつ染
色体DNAの調製 好熱性アミラーゼ生産菌として得られるバチルス・ステ
アロサーモフィルスDY−5を液体栄養培地(1%トリ
プトン、0.5%酵母エキス、1%グルコース、2%ス
ターチ、0.3%NaO4; pH7,0)1tに植菌
し、55°Cで対数増殖期まで生育させた。菌を遠心分
離操作により集菌洗滌後、斉藤・三浦の方法(Bioc
him、 Eiophys、 Acta 72 、61
9(1963))によって染色体DNA 2. I Q
を得た。
(2)染色体DNAとプラスミドpBR322の制限酵
素による切断 バチルス・ステアロサーモフィルスDY−5(D染色体
DNA 2pt +制限酵素H1nd ■10単位(B
ethesdaEtesearch Laborato
ries社製) 、 Na0450mM、  )リス−
aotl omM(pa7.5)およびMg046 m
Mを含有する溶液100μtを37℃、30分間反応し
た。その後、65°Cで10分間熱処理を行なって反応
を停止せしめた。一方、プラスミドpBR522の2μ
mをDY−5の染色体DNAの場合と同様な反応組成お
よび反応条件により切断し、次いで、アルカリフォスフ
ァターゼ処理を行ない5′末端のリン酸基を除去しDN
Aの再結合を防止した。その後、65°C210分間の
熱処理を行なって反応を停止せしめた。
(3)連結酵素によるプラスミドへの染色体断片の挿入 (2)で得た染色体DNA並びにプラスミドDNA ノ
それぞれ1μmを取シ混合した。
これにATP 、ジチオスレイトールおよびT4ファー
ジ由来のDNAリガーゼを加え12℃、16時間DNA
鎮の連結反応を行なった。
(4)好熱性アミラーゼ生産遺伝子を担ったプラスミド
を有する形質転換株の選択 エシェリヒア・コリHB1旧株をL培地(1%トリプト
ン、α5%酵母エキス、0.5%Mail。
0.025 f  Mg5O,・7H,O;pa7.2
)  1odに接種し、37°Cで振盪培養を行ない対
数増殖期中期まで生育させた後集菌した。これを氷冷下
10mMNa0tで洗浄した後、菌体を30 mM 0
a04に懸濁し、氷上30分間保持していわゆるコンピ
テントな(DIIIA取り込み能を有する)細胞を調製
した。
このコンピテントな細胞懸濁液に(3)で得たDNA(
好熱性アミラーゼ生産遺伝子を担ったプラスミドDNA
が含まれる)の溶解液を加えて水冷下50分保ち、直ち
に42°C,2分間ヒートショックを与えた。次に、こ
の細胞懸濁液の一定量を新たなL培地に接種し、67℃
1時間振盪培養を行なって形質転換反応を完了させた。
培養液をアンピシリン50μF!−/m を含むL寒天
培地上に塗布し、37°Cに保温した。1〜2日後、上
記培地に出現した4000コロニーをニトロセルロース
膜にレプリカし、コロニーを上側にしてリシス・バッフ
ァー(0,05M )リス塩酸バッファー(pH75)
、0.1%トリトンX100,211g/ゴリゾチーム
)に浸した濾紙上にのせて室温で60分間保持した後。
スターチ・プレート〔1%可溶性澱粉、100μP/I
l+/クロラムフエニコール、0.04Mリン酸バッフ
ァー(I)H6,0)〕上にコロニー側を下にしてのせ
、37℃で一晩インキュベート後、ヨード液で寒天を覆
い残存スターチを赤紫色に発色させた。コロニーの周辺
が透明になっているクローンを好熱性アミラーゼ遺伝子
をもつ株として速選択した。かくして4株の好熱性アミ
ラーゼ生産株が分離された。
次に、これら4株の中、第1図に示した組み換えプラス
ミド(pH1300)を有する菌株(エシェリヒア・コ
リHB 1 o 1 /pHpH1300選択し、それ
よυ同級み換えプラスミドの小型化を図った。すなわち
、pH工300をHlnd ■で完全に分解した後、さ
らにBamH工で部分分解を行ない、得られた2、9×
103kbpのDNA フラグメントとpBR322と
を接続せしめ、組み換えプラスミドpH工601を得だ
(第2図)。
(5)新規好熱性アミラーゼ生産株による好熱性アミラ
ーゼの生産 (4)で得られたエシェリヒア・コリHB 101 /
pH工!+01  (FIRM P−7009)を用い
て好熱性アミラーゼの発酵生産を行なった。結果を第1
表に示した。
発酵は50μm/ゴのア〉ピシリンを含むL培地50m
/を5001容坂ロフラスコに入れ37°C118時間
培養した。次いで、細胞を遠心分離で集め0.05 M
 )リス塩酸バッファー(pH7,5)で洗滌後、5m
lのバッファーに懸濁し、超音波処理で細胞を破壊した
。これに最終濃度110ff1になるようにOaO4を
加え、75°Cで15分間遠心分離を行ない、その上清
を酵素液として得だ。酵素活性はH,E’uWaの方法
の松崎変法(1,Biochemistry 41 。
5ex (1954))によって測定した。
一方、対照としてバチルス・ステアロサーモフィルスD
Y−5を20 f/lポリペプトン+4Vltカゼイン
・トリプシン消化物、(NZケース)。
11/を可溶性澱粉r 5 g−/ t KNO3から
なる培地80m1含む500 ml容坂ロコルペンに接
種し、55°Cで48時間培養を行ない、細胞を遠心分
離で除去し上清を酵素液としてα−アミラーゼ活性を測
定した。酵素活性の表示は40°C,1分間に基質とし
た澱粉の0.111gを消化する酵素活性を1単位とし
た。
第  1  表 (6)好熱性アミラーゼの精製 (5)で得られた酵素液に2倍容の冷却したア七トンを
加えて蛋白を沈澱ぜしめ、50mM)リス塩酸バッファ
ー(I)H7,5)に溶かし、同バッファーに1夜透析
した。透析内液を[セファデックスG−7SJカラムに
通し、活性を有する両分111gを得た。その蛋白質純
度は約95%であった。
(7)酵素の性質 HB101/pH工301 の生産するα−アミラーゼ
はK。
weberらの方法(:r、n、a、、 244 、4
406 (1969)  )によってポリアクリルアミ
ドゲル電気泳動で分子量を測定した結果約7.2 kb
pであった。また、活性発現の最適温度は65℃〜85
°Cで、ca廿存在下で80℃、15分間または90°
C110分間処理して安定であった。この性質はバチル
ス・ステ了りサーモフィルスの生産する好熱性アミラー
ゼと同一であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は組み換えプラスミドpH1300の制限酵素切
断地図である。第2図は組み換えプラスミドpH工30
1  の制限酵素切断地図である。 特許出願人 鵜 高 重 三 代理 人 弁理士 久保田藤部 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. DNA鎖中にBamHIで切断される個所、その2.4
    ×102bp下流にSal Iで切断される個所、その
    0.5×102bp下流にPst工で切断される個所お
    よびその1.4X103bp下流にBamH工で切断さ
    れる個所があり、2.9 X 103kbpの分子量を
    有し、好熱性アミラーゼ蛋白をコードしている遺伝子が
    組み込まれているプラスミドベクターを含有するエシェ
    リヒア属の微生物を培養し、培養物から好熱性アミラー
    ゼを採取することを特徴とする好熱性アミラーゼの製造
    法。
JP5014883A 1983-03-25 1983-03-25 好熱性アミラ−ゼの製造法 Pending JPS59175882A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63158074A (ja) * 1986-12-22 1988-07-01 マツダ工業株式会社 走り高跳び用スタンド

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63158074A (ja) * 1986-12-22 1988-07-01 マツダ工業株式会社 走り高跳び用スタンド

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