JPS6034197A - チロシンの製造法 - Google Patents

チロシンの製造法

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JPS6034197A
JPS6034197A JP58142804A JP14280483A JPS6034197A JP S6034197 A JPS6034197 A JP S6034197A JP 58142804 A JP58142804 A JP 58142804A JP 14280483 A JP14280483 A JP 14280483A JP S6034197 A JPS6034197 A JP S6034197A
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brevibacterium
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corynebacterium
dna
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尾崎 明夫
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勝亦 暸一
Tetsuo Oka
岡 徹夫
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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】 本発明は遺伝子の組換えDNA手法によりチロシンを製
造する方法に関する。さらに詳細には本発明はチロシン
生成に関与する遺伝子を含むDNA断片とベクターDN
Aとの組換え体DNAを用いコリネバクテリウム属また
はブレビバクテリウム属に属する微生物から選ばれる宿
主菌株を形質転換して得られる形質転換株を培地に培養
し、培養物中にチロシンを生成蓄積せしめ、該培養物か
らチロシンを採取することを特徴とするチロシンの製造
法に関する。
L−チロシンの発酵法による直接的製造法としては、コ
リネバクテリウム属、ブレビバクテリウム属などの細菌
のフェニールアラニン要求株、チロシン耐性株などの突
然変異株を用いる方法が知られている。(農芸化学会誌
50ft) R79〜R87゜(1976)) 本発明者らは先にコリネバクテリウム属またはブレビバ
クテリウム属に属する微生物中で自律複製し、選択可能
な表現型と適当なりローニング部位を有するプラスミド
ベクターを造成する一方効率の高い形質転換系を開発し
特許出願を行った(特開昭57−183799.同57
−186492゜同57−186489)。また本発明
者らは該プラスミドベクターに既に知られているインビ
トロにおける組換えDNA技法(U、S、Patent
 4.237,224)を用い、グルタミン酸、リジン
、トリプトファン。
ヒスチジン、フェニルアラニンなどのアミノ酸の生合成
に関与する外来性遺伝子を含むDNA断片を連結し、開
発した形質転換系を用いてコリネバクテリウム・グルタ
ミクムし一22株またはその誘導株を形質転換したとこ
ろ、該外来性遺伝子が該宿主中で形質を発現され、該ア
ミノ酸の生産の増大に利用することができることを見出
し特許出願を行った(特開昭58−126789.特願
昭58−25397.58−25398および同58−
94392) 。
さらに研究の結果、チロシンに薗しても同様の方法によ
って得られた菌株が著量のチーシンを培地に蓄積できる
ことを見出し本発明を完成するに至ったQ 以下本発明の詳細な説明する。
本発明はチロシン生成に関与する遺伝子を含む1) N
 A断片とベクターDNAとの組換え体DNAを用いコ
リネバクテリウム属またはプレビノイクテリウム屈に属
する微生物から選ばれる宿主菌株を形質転換して得られ
る形質転換株を培地に培養し、千ロジンを製造する方法
を提供する。
本発明に用いる遺伝子を含むDNA断片(目的遺伝子)
としては、原核化物、ウィルス、バクテリオファージま
たはプラスミドに由来しチロシン生成に関与する遺伝子
を含むDNA断片があげられる。
微生物における芳香族アミノ酸の生合成経路ならびにそ
の調節様式については、大腸菌、枯草菌。
コリネバクテリウム属やブレビバクテリウム属などのグ
ルタミン酸生産菌などにおいて詳細に研究されている〔
農芸化学会誌50[1)、 R79〜R87゜(197
6)および八nn、 Rev、 Biochemist
ry 4ど乙、533(1978)参照〕。本発明にお
けるチロシン生合成に係る遺伝子は、これら芳香族アミ
ノ酸の生合成に直接、間接に関与する酵素のうち少なく
とも1つの酵素の遺伝情報を担うDNAである。とくに
生合成系上の調節部位とされる3−デオキシ−D−アラ
ビノ−へプツロソン酸 7−ホスフェート(3−deo
xy −D −arabino −heptuloso
nate7− phosphate ;以下DAHPと
いう)合成酵素(以下DAHPa s eという)、コ
リスミン酸ミュターゼ(以下CMaseという)、プレ
フェネート・デヒドロゲナーゼ(以下PDGa s c
という)、プレチロシン・アミノトランスフェラーゼな
どの酵素の遺伝情報を担うDNAが好適である。
さらに、これら遺伝子でフィードバンク阻害が外れてい
るもの(元来無い場合も含む)、レプレシ日ンがり1れ
ているものも用いることができる。
本発明の目的遺伝子としては、コリネバクテリウム属ま
たはブレビバクテリウム属に属する微生物中で発現され
、チロシン生合成系の少なくとも1つの酵素活性を強化
せしめるように働くものであればいずれも用いることが
できる。該遺伝子の給源としては、アミノ酸の発酵生産
、とくに芳香アミノ酸の発酵生産に用いられる菌種、芳
香族アミノ酸の生合成とその調節機構が解明されている
菌種、遺伝学的解明が十分になされている菌種などが好
適であるが、具体的にはエノシエリヒア属、コリネバク
テリウム属、ブレビバクテリウム属、ミクロバクテリウ
ム属、バチルス属、スタフィロコッカス属、ストレプト
コッカス属またはセラチア属に属する細菌の菌株に由来
する遺伝子で、チロシンの生成ならびにその生成に関与
する代謝系に係る遺伝子が好適にあげられる。本発明実
施(f!lにおいてI:t 、大腸菌JAI94株CP
roc、 Natl。
Acad、 Sci、、 14.487〜491 (1
977) )を用いた。
本発明に用いるベクターとしては、宿主菌細胞内で自律
増殖できるものでなくてはならない。具体例としては本
発明者らがコリネバクテリウム属に属する微生物から採
取した、または採取したものから誘導して造成したpc
ci (特開昭57−134500)、pCG2 (特
開昭58−35197 > 。
pCG4 (特開昭5’l−183799)、pCE5
1、pcE52 (特開昭58−126789)。
pcE53 (特願昭58−25398)、pCE54
、pcGl、1.pcBlolなどがあげられる。
これらプラスミドを保有する菌株はそれぞれ下記の寄託
番号で工業技術院微生物工業技術研究所ならびに米国ア
メリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに寄託さ
れている。
プラスミド FERM−P ATCC pcGl 5865 31808 pCG2 5954 31832 pCG4 5939 31830 pCE54 39019 pcG]1 39022 pcB]o] 39020 好適にはプラスミドpcE51が用いられる。
pcE51は次のように作成することが出来る。
まf、pcGlをその保存菌コリネバクテリウム・グル
タミクム225−57株(FERM−P4O10、AT
CC31808)の培養菌体から前記の特許出願明細書
(特開昭57−134500)に開示した方法で、pG
A22をその保有大腸菌の培養菌体から通常用いられる
方法(An、 G、 rAa+、、 J、 nacte
riol、、 140.400. (1979) )で
濃縮単離する。プラスミドpcciを制限酵素Bgl■
で直鎖状化し、これにpGA22を制限酵素B a m
 HTで消化して得たカナマイシン耐性()<mR遺伝
子を含む方の断片を、両者の同一接着末端を利用して連
結する。このDNA混成物からのpCE51の選択は[
)GA22に由来するK m Rのみを有するコリネバ
クテリウム属あるいはプレピノマクチリウム属菌種の形
質転換株を分離し、これら形質転換株の保有するプラス
ミドを解析することによって達成される。
DNA混成物による形質転換は、本発明者らが先に特許
出願したコリネバクテリウム属およびブレビバクテリウ
ム属菌種のプロトプラストを使用する形質転換法(特開
昭57−186492および特開昭57−186/18
9)により実施することができる。形質転換株の選択に
はカナマイシン(Km)を用いる。形質転換株はDNA
無添加系で受容菌プロトプラストが正常細胞へ復帰増殖
できない濃度の薬剤(通常、Km:100−8001’
 g / ml)を含む高張寒天培地上で形成されるコ
ロニーを分離するか、あるいは、一旦非選択的に再生培
地上で正常細胞に復帰増殖させた後にかき集め、この懸
濁液を受容菌正常細胞が生育できない濃度の薬剤(通常
、Km: 2−25#g/ml)を含む寒天培地上で生
育するコロニーを分離することによって得られる。カナ
マイシン耐性により選択された形質転換株の中には、p
GA22由来の他の薬剤耐性形質をも同時に獲得してい
るものがあるが、これらは目的のプラスミドを含まない
と思われるので排除する。
こうして得られる形質転換株の保有するプラスミドI)
NAは、本発明者らが特開昭57−134500および
特開昭57−186489に開示した方法で培養菌体か
ら単離精製でき、さらに各種制限酵素で消化して生成す
るDNA断片をアガロースゲル電気泳動で解析する常法
により構造を知ることができる。形質転換株の一株から
分離されたプラスミドがpcE51である。
r+cE51は大きさ約6Kbのプラスミドで、制限部
位としてHinclT、HindrII、SmaT、X
hoI、 EcoRTなどを有し、KmRの表現型を与
える。
プラスミド保育菌株からのプラスミドの採取は、たとえ
ば特開昭57−134500.同57−183799お
よび特開昭58−35197に記載の方法に従って行え
ばよい。
遺伝子を含むDNA断片とベクターDNAとの組−換え
体の作製は、公知の試験管内組■換えDNA技法を駆使
することにより実施できる。
試験管内のDNA組換えは、通常、目的の遣転子を含む
供与体DNAとベクターDNAの切断と結合(リガーゼ
反応)により行われる(特開昭58=126789号、
U SP 4,237,224参照)。
リガーゼ反応により目的の組換え体以外に他の141換
え体も生成するが、目的の組換え体を取得するにはこの
D N A混成液を用いてコリネバクテリウノ・属また
はブレビバクテリウム属菌種を直接形11転換し、目的
の遺伝子の遺伝情報に由来する遺伝形質を付与された形
質転換株を選択分離し、その培養菌体から抽出単離する
ことによって達成できる。コリネバクテリウム属または
プレビバクテリウノ、属菌様を直接形質転換しないで例
えば大腸菌のような他の微生物の宿主ベクター系にて目
的の遺伝子を一旦クローン化し、しかる後にコリネバク
テリウム属またはブレビバクテリウム属菌種のベクター
との組換え体を試験管内で作製し、てからコリネバクテ
リウノ・属またはブレビバクテリウム属菌種を形質転換
し前記と同様に形質転換株を選択分離しても組換え体を
取得できる組換え体製造のためには下記文献の記載が広
く応用できる。
S、N、Cohen’、 、et al−、U、S、P
atent 4.237,224.遺伝子操作実験法〔
高木康敬編著、講談社サイエンティフィック (198
0) ) r Methods in Enzymol
ogy6B、Recombinant DNA、edi
ted by Ray Mu、八c、ademicPr
ess 1979.特願昭58−126789゜本発明
の宿主微生物としては、コリネバクテリウム属またはブ
レビバクテリウム属に属しDNA取り込み能を有する菌
株ならばいかなる菌株を用いてもよい。好適には次の菌
株があげられる。
寄託番号 FERM−F ATCC コリネバクテリウム・グルタミクムt、−+5 594
6 31834コリネバクテリウム・グルタミクム K
−387087コリネバクテリウム・グルタミクム K
−437162コリネバクテリウム・ハーキュリス 1
3868コリネバクテリウム・ハーキュリス L−10
3594731866プレビバクテリウム・ディパリカ
ラム L−204594831867プレビバクテリウ
ム・ラクトファーメンタム 13869ブレビバクテリ
ウム・ラクトファーメンタムL−3125949318
68ブレビバクテリウム・フラバム 14067これら
菌株から変異誘導されたチロシン生産性菌株は、さらに
好ましい宿主として用いることができる。生産性変異株
は前述の如く、アミノ酸要求性、アミノ酸アナログ耐性
或いはこれを併有する菌株として取得することができる
宿主微生物の組■換え体DNAによる形質転換は1)培
養細胞からのプロトプラストの調製、2)プロトプラス
トの組−換え体DNAによる形質転換処理、3)プロト
プラストの正常細胞への復帰再生と形質転換株の選択、
からなる工程にて行われる。具体的方法は特開昭57−
18649257−186489.58−105999
などに記載した方法に従えばよい。
かくして得られた形質転換株を、従来発酵法によるチロ
シン製造に用いられる培養方法により培養することによ
って、チロシンを製造することができろ。すなわち、該
形質転換株を炭素源、窒素源、無機物、アミノ酸、ビタ
ミンなどを含有する通常の培地中、好気的条件下、温度
、pHなどを調節しつつ培養を行えば、培養物中にチロ
シンが生成渭積するので、これを採取する。
炭素源としてはグル:I−ス、フラクトース、シューク
ロース、マルトース、マンノース、ソルビトール、マニ
トールなどの炭水化物、糖アルコール、グリセロール、
澱粉、澱粉加水分解液、糖蜜などが使用でき、またピル
ビン酸、乳酸、酢酸。
フマール酸、グルコン酸などの各種有機酸、エタノール
など低級アルコールも使用可能である。
窒素源としてはアンモニアあるいは塩化アンモニウム、
硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウム。
酢酸アンモニウムなどの各種無機および有機アンモニウ
ム塩類あるいは尿素および他の窒素含有物 。
質ならびにペプトン、NZ−アミン、肉エキス。
酵母エキス、コーン・スチーブ・リカー、カゼイン加水
分解物、フィツシュミールあるいはその消化物、@加水
分解物などの窒素性有機物など種々のものが使用可能で
ある。
さらに無機物としては、燐酸第一水素カリウム。
燐酸第二水素カリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリ
ウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガンおよび炭酸カルシウム
などを使用する。微生物の生育に必要とするビタミン、
アミノ酸源などは、前記したような他の培地成分に従っ
て培地に供給されれば特に加えなくてもよい。
培養は振盪培養あるいは通気攪拌培養などの好気的条件
下に行う。培#温度は一般に20〜40℃が好適である
。培養中の培地のpi(は中性付近に維持することが望
ましい。培養期間は通常2〜5日間で培地中に著量のチ
ロシンが蓄積する。
培養終了後、菌体を除去して活性炭処理、イオン交換樹
脂処理などの公知の方法で培養液からチロシンが回収さ
れる。
グルタミン酸高生産能を有するいわゆるグルタミン酸生
産菌は、主な菌学的性質を同じくしているにもかかわら
ず、産業上の重要性から各研究者により、種々の菌名が
付されており属名までもコリネバクテリウム属あるいは
ブレビバクテリウム属などさまざまである。しかしなが
ら、これらの菌群は、細胞壁のアミノ酸構成やDNAの
塩基組成が画一的であることから、同一の菌種であるこ
とが指摘されていた。さらに、最近、これらの菌種間に
は、70〜80%以上のDNAの相同性があることが明
らかにされ、非常に近縁な微生物であることが明白であ
る[Komatsu、 Y、: Reportof t
he Fermentative Ra5earch 
In5titute、 No。
55、1 (1980) 、および、 5uzuki、
 K、、 Kaneko。
T、、 and Komagata、 K、 : In
t、 J、 5yst、 Bacteriol、。
31、、13+ (+98+)参照)。本発明の有用性
はコリネバクテリウム・グルタミクム誘導株を宿主とし
て示したが上記の事実を踏まえれば、グルタミン酸生産
菌全般にそのまま適用できることが容易に類推される。
組−換えDNAがこれら菌種において安定に保持され、
発現されるためにはDNAの相同性など宿主菌の性質に
おける若干の相違は問題でなく、これら菌種が当該プラ
スミドの自律複製と導入遺伝子の発現を可能ならしめる
機能を有していればよい。しかるに、これらの菌種がこ
の両機能を共有していることは、本発明者らが、先に特
許用@(特開昭57−183799) したコリネバク
テリウム・グルタミクム225−250から分離され、
ストレプトマイシンおよび/またはスペクチノマイシン
耐性遺伝子を有するプラスミドpCG4がコリネバクテ
リウム属およびブレビバクテリウム属菌種など、グルタ
ミン酸生産菌内で同じく複製でき、また、その耐性遺伝
子が発現される(特開昭5l−186492)ことから
あきらかである。また本発明者が申請した特許(特開昭
58−126789)に示す如く、ヒスチジン生産性プ
ラスミドは、コリネバクテリウム・ハーキュリス、ブレ
ビバクテリうム・フラバム、ブレビバクテリウム・ラク
トファーメンタムにおいてその機能を発揮した。従って
、本発明を適用し得る宿主菌としては、コリネバクテリ
ウム・グルタミクムに限らず、コリネバクテリウム属お
よびブレビバクテリウム属菌種を含むグルタミン酸住産
菌全てが包括される。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例1゜ (11染色体DNAとプラスミツドDNAの調製:大腸
菌(以下E、co目という)JA194株(r’roc
、Natl、 Ac、ad、 Sci、、94.487
−491 (197?) )の染色体DNAを以下の方
法で調製した。
400m1のL−broth(バント・ トリプトトン
10g、バント・イースト・エキス5g。
NaCA’ 5gを水1りに含み、pH7,0に調整し
た培地、(以下■、Bと呼ぶ)に種培養を接種して、3
7℃で振盪培養し、対数後期まで生育させた。培養液か
ら菌体を集菌し、集菌した菌体から奇勝らの方法(Sa
ito、 H,et al、二Riochim。
Biophys、 Acta、 72619 (+96
3) )に従って高分子染色体DNAを単離した。
ベクターとして用いるpBR322は、次の方法でその
保有株E、 coli JA194株の培養菌体から単
離した。
アンピシリン100μg/mlを含む400 m1LB
に種培養を接種し、37℃で振盪培養し、対数後期まで
生育させた。培養液より集菌後、菌体を、田中らの方法
(J、 Racteriol、121354−362(
+975) )に従い溶菌した。得られた溶菌液を、2
8.000 rpra、 4℃で1時間遠心し、上滑を
採取シた。」二重音に、115容の50%(W/V)ポ
リエチレングリコール(PEG)6000水溶液を加え
、ゆるやかに混合した後、4℃で一夜放置した。生じた
沈澱を、4℃、3000r p m、5分間の遠心で集
め、5mlのTE緩衝液(10mMTr i s −H
Cl、ImM EDTA−Na2 pH7,5)に溶解
し、1.5■/IIII濃度のエチジウムブロマイド1
1を加え、さらにTE緩衝液で正確に7.5mlとした
。この溶液に、CsC17,875gを加え、完全に溶
解した後、105,000 X g 、 20℃、40
時間遠心した。紫外線照射下検出されるプラスミソFバ
ンドを、注射器でぬき取り、15%のTR(V/V)緩
衝液を含む1イソプロパツールで、エチジウムブロマイ
ドを3回抽出した後、4℃で一夜TE緩衝液に対して透
析し、透析液をプラスミツドDNAとして用いた。
+21 llA11Pase、 CMase、 PDG
aseをコードする遺伝子を含むDNA断片のクローン
化: 上記で調製したpBR322プラスミドDNA3μgを
含む制限酵素HindnT反応液100μlに各々5単
位のEcoRT及びHindlT[(宝酒造社製)を、
また染色体DNA9μgを含む制限酵素Hi n d 
il1反応液100μlに各々5単位のEcoRT、H
indlTl (宝酒造社製)を加t、それぞれ37℃
で60分間反応後65℃で10分間加温して反応を停止
させた。両反応液を混合後、この混合物に=r 4リガ
ーゼ用緩衝液(トリス660mM、M(HCff 26
6mM、ジチオスレイトール100mM、pl(7,f
i)40μL ATP (5mM)40メツL”r4リ
ガーゼ(宝酒造社製、1単位///ff1)0.4μβ
および820 120μlを加え、12℃で16時間反
応させた。
このリガーゼ反応混合物を形質転換に供した。
形質転換に供する受容菌として、DAHPaseを欠損
したE、coli AB324B株(J、 +1act
!11.3237〜244 (+967) )あるいは
tyrA遺伝子(CMase )を欠損したE、 co
li Ar12731rA: (,1,Bact、但1
/194 (+966> )を用いた。種培養を、1、
Bに植菌し、M、 Dagertらの方法(Gene。
6 23〜28 (1979) )に従って、コンピテ
ントな細胞を調整した。
コンピテントな細胞1(]9/m+を含む液0.2m!
にリガーセ反応ltU合物50μlを加え、水冷下10
分間放置した。次いで37℃で5分間熱処理した後、1
.、82 mlを加え、37℃で90〜120分間静置
した。その後、菌体を生理食塩水で2回遠心洗7?+後
、各々50μg/mlのヒスチジン、プロリン、アルギ
ニン、イソロイシン、バリンを含むM9平板培地CNH
4Ci2 1 g、 Na 2 HPO46g、KH2
PO43g、Na(1! 5g。
MgSO4・ 7H200,1g、CaCff12 ・
 2H200,05g、グルコース3g、ビタミ7B1
4■を水11に含み、p H7,0に調整した培地に寒
天1.5%を加えたもの、J、 Bact、+2135
4〜362 (1975) 、)に塗布した。M9平板
培地に生育したコロニーを各々アンピシリン100μg
/+n+。
テトラサイクリン20μg/mlを含むLB平板培地に
塗布し、アンピシリン含有培地で生育し、テトラサイク
リン含有培地で生育しないコロニーを選択した。
このようにして選択したヒスチジン、プロリン。
アルfニン、イソロイシン、バリンヲ含むM9平板培地
で生育し、アンピシリン耐性、 テトラサイクリン感受
性の形質転換株より前記と同様にして、プラスミツドD
NAを単離した。形質転換株の一株から得たプラスミツ
ドpEaroF1を各種制限酵素で消化後、アガロース
ゲル電気泳動で解析した結果、pBR322の大きい方
のEcollI−)1i1nd■切断断片に、約4.2
 K bのEcoRI−旧ndllT切断DNA断片が
挿入されたプラスミツドであることが判明した。
得られたpEaroFlを用い、前記と同様の方法でE
、coli AB3248およびE、 coli八T2
へ73の雨林を形質転換したところ、両者ともヒスチジ
ン、プロリン、アルギニン、イソロイシン、バリンを含
むM9培地で生育し、同時にアンピシリン耐性となり、
それらは、I) E a 1・OIパ1と同一のブラス
ミ・ノドを有してむ)ること力<牢1j明した。
kl +二の結果は、p E a r o F 1にク
ローン化された約4.2 K bのr)Nへ断片上には
、DAHPase、CMasc、PDGaseをコード
する遺伝子が存在することを示している。
さらに、pEaroFlは、第1図に示す様なEc o
 I? I 、B a m HT 、 Hi n d 
Inなどの各種制限酵素の切断点を有し、G、 Zur
awskiらの報告している(I’roc、 Natl
、 Acad、 Sci、 USA 754271(1
978) )プラスミツドp K、B 45との比較よ
り、pEaroFIに挿入されている約4.2 K b
のDNA断片−にには、E、 coltのaroF、t
yrA。
phaΔ遺伝子が存在することが判明した6f31 a
 r o F t y r A遺伝子のサブクローン化
:上記でg製したプラスミツドpEaroFIINNへ
より、aroFtyrA逍伝子部分のD遺伝断片を取得
し、E、 colt 、コリネバクテリウム・グルタミ
クムの共用ベクターpcE51に連結する。
pcE51は本発明者らが先に特許出願したコリネバク
テリウム・グルタミクムのプラスミツドpcGi (特
開昭57−134500)とH,coltのプラスミツ
ドI) GA 22 (A n、 G、 et旦:J、
 flacteriol、 ) 140.400 (1
979)参照〕を和合連結せしめたプラスミツドである
。詳しくはpcGl上に1カ所しかないBgβ■切断部
位とpGΔ22のカナマイシン耐性遺伝子を含むRam
Hr断片とを両制限酵素の同一接着末端を利用して連結
したものである。
実際には、本発明者らが先に特許出願した方法(特開昭
58−105999.同58−126789)により作
成することができる。
プラスミツドpBaroFI DNA 3μgを含む制
限酵素)(incII反応液100μpに5単位の)(
incH(宝酒造社製)を加え、37℃60分間反応さ
せた。また、pcE51を保有するE、 coli J
A 194株より前記と同様にして調製したプラスミツ
ドpcI7:51 DNA 3μgを含む制函酵素ff
rncH反応液100ttlに0.3単位のH4ncU
を加え、37℃で60分間反応させ、pcE51上に2
カ所ある1lincIT切断部位のうち、−カ所のみで
切断した。反応後、両反応液を混合後、この混合物にT
4リガーゼ用緩衝液(トリス660mM、MgCj+2
66 mM。
グチオスlレイトールloOmM、[)8 7.6)4
011CATP (5mM)40tJI!、T4リガー
ゼ(宝酒造社製、1単位/1111)0.4μβおよび
H2O120/77!を加え、12℃で16時間反応さ
せた。反応後、65℃で10分間加温して反応をrf’
 +I:さセた。
このリガーゼ反応混合物を形質転換に供する。
形質転換に供する受容菌として、 [!、coli A
33248株を用いる。前記と同様にして形質転換を行
い、ヒスチジン、プロリン、アルギニン、イソロイシン
、バリンを含むM9平板培地で生育するコロニーを得た
。得られたコロニーから、カナマイシン20μg/ml
を含有するLB平板培地で生育するコロニーを選択した
このようにして得た、ヒスチジン、プロリン。
アルギニン、イソロイシン、バリンを含むM9平板培地
で生育し、カナマイシン耐性の形質転換株より、前記と
同様に、プラスミツドDNAを単離した。形質転換株の
1株から得られたプラスミツドp K m 1 ;l 
r o F 1を各種制限酵素で消化後、アガロースゲ
ル電気泳動で解析した結果、pCE51の一方のHi 
n CII切断部位に、約3.8 K bのpEaro
FlのaroF、tyrAを含む)1inclT切断D
NA断片が挿入されたプラスミツドであることが判明し
た。
以上の様にして得られたプラスミツドp K m 1a
roF1は、第2図の様な各種制限酵素の切断パターン
を有する。
(41pKmlaroF1保有株からのチロシンおよび
チロシンアナログ耐性プラスミノFpKmlaroFl
−m−18の取得: pKmlaroFlを保有するA33248株を、カナ
マイシン20μg/mlを含むLB培地で対数増殖の後
期まで増殖させた。菌体を50mMトリス・マレイン酸
緩衝液(p H6,0)で2同遠心洗浄後、N−メチル
−N′−ニトロ−N−ニトロソグアニジン400μg/
mlを含む50mMトリス・マレイン酸緩衝液(pH6
,0)中で、室温で30分間処理した。処理菌体を50
mM1・リス・マレイン酸緩衝液(pH6,0)で2回
遠心洗浄後、洗浄菌体をカナマイシン20μg/m+を
含むL B 培地中、30℃で16時間培養し、前記と
同様の方法でプラスミドDNAを単離した。
単離したプラスミドを用い、E、 coH八Bへ324
8株を前記と同様の方法で形質転換した。形質転換株の
選択は、チロシン0.25■/m+、各々50μg/l
WIのヒスチジン、プロリン、アルギニン、イソロイシ
ン、バリンを含むM9平板培地上で行った。
出現したコロニーから、チロシンの0.25■、/ml
ヒスチジン、プロリン、アルギニン、イソロイシン、バ
リン各々50μg/m+を含むM9平板培地およびカナ
マイシン20Iノg/m+を含むL B平板培地−ヒで
生育できるコロニーを選択した。
このようにして得たコロニーは、また同時にチロシンア
ナログである3−アミノチロシン(3AT) (Sig
ma社製)0.2mg/mlおよびヒスチジン。
プロリン、アルギニン、イソロイシン、ツマリン各々5
0μg/m+を含むM9平板培地上で生育でき、3AT
耐性であることが判明した。
このようにして得た形質転換株から得たブラスミ、ドは
、細菌にチロシンまたはチロシンアナログ耐性を与える
ことができる。このようなプラスミツドの1つpKml
aroF−m−18を有するE、co1i八P、へ24
8株は、チロシン1=w/mlあるいは3 A T’0
.5 mg/ mlと、50.cog/mlのヒスチジ
ン、プロリン、アルギニン、インロイシン。
バリンを含むM9平板培地で生育が可能である。
f51pKmlaroF1.pKmlaroFI −m
−18によるコリネバクテリウム・グルタミクムに43
の形質転換: 50gg/mIのフェニルアラニンを含む半合成培地S
SM(グルコース20g、(NHa)2so410g、
尿素3g、酵母エキスIff。
KH2POa I g1MgCj! 2・6H200,
4g、FeSO4・7H2010mg、MnSO4・4
〜6H200,21W、ZnSO4・7H200,9+
++g、CuSO4・5H200,4+w、Na2B4
07 ・10H200,09■、(NH4)6M070
謳・4H20−0,04■、ビオチン30μg、サイア
ミン塩酸塩1■を水11に含みpH7,2に調整した培
地〕にコリネバクテリウム・グルタミクムI(43(F
ERM P−7162)種培養を接種して30℃で振盪
培養した。種培養はNB培地(粉末ブイヨン20g、酵
母エキス5gを水11に含みpH1,2に調整した培地
)を用いた。東京光電比色針で660nmにおける吸光
度(OD)を測定し、OD 0.2になった時点で培養
液中0.5単位/mlの濃度となるようにペニシリンG
を添加した。さらに培養を継続しOD約0.6になるま
で生育さゼた。
OD 0.6になった時点で集菌し、細胞をRCGP培
地〔グルコース5g、カザミノ酸5g、酵母エキス2.
5g、に2HP○a 3.5g、KH2PO41,5g
、MgCl!2−6H200,41g、Fe5o4−7
H2010IKr、Mn5Oa ・4〜6H202mg
、ZnSO4・7H200,9w+(NH,ll ) 
6 Mo 70漠・4H200,04■。
ビオチン30ttg、 サイアミン塩酸塩2■、コノ1
り酸二ナトリウム135g、ポリビニルピロリドン(分
子ff110.000) 30 gを水11に含む培地
〕に1■/m!のりゾチームを含む液(pH7,6)に
約103細胞/m+となるように懸濁し、L型試験管に
移して30°Cで5時間緩やかに振盪反応してプロトプ
ラスト化した。
このプロトプラスト懸濁液0.5mlを小試験管にとり
2500×gで5分間遠心分離し、73MC緩衝液(1
0mM塩化マグネシウム、30mM塩化カルシウム、5
9mM)リス、400mMシヨ糖、pH7,5)1ml
に再懸濁して遠心洗浄後、TSMC緩衝液0.1mlに
再懸濁し゛た。この懸濁液に2倍濃度の73MC緩衝液
と上記プラスミ・ノドDNAの1対1混合?& 100
μlを加えて混和し、次いで75MC緩衝液中に20%
PEG6.000を含む液0.8mlを添加して混合し
た。プラスミツドDNA pKmJaroFI、pKm
lar。
Fl−m−18は、これらを保有する大腸菌A3324
8株より」二連の如<mwaした。3分後、RcGP培
地(pH7,232+wlを添加し、2.500×gで
5分間遠心分離にかけて上清を除去し、沈降したプロト
プラストをIIIIlのRCGP培地に懸培養した。こ
のようにして、選択プレート上に生育したカナマイシン
耐性コロニーを得た。
(6)形質転換株によるチロシンの生産二上記のように
して得られたp K m I、 a r o F 1 
+pKmlaroF1−m−18を保有する形質転換株
は、微工研にCorynebacterium glu
tamtcumK44.FERM P−7163および
Corynebacterium glutamjcu
m K 45 、F E RMP−7164としてそれ
ぞれ寄託されている。
pKmlaroFl、pKmlaroFl −m−18
保有株によるし一チロシン生産試験を下記のとおり行う
菌株をNB液液体油地中30℃、16時間振盪培養した
菌液0.5 mlを5mlの生産培地P4(廃糖蜜10
0g//、(NH4)2304 20g/j! 、 K
 H2P Oa 0.5 g / j! 、K 2 H
P O40,5g/Il、MgSO4・7H200,2
5g/l! 、Ca CO320g / 1 、pH1
,2)に0.25%のNZアミンを添加した培地の入っ
た試験管に植宿し、30℃で96時間振盪培養した。
培養後、培養液11に6’N NaOH溶液を5071
ρ加え、65℃で5分間加熱し、析出しているチロシン
を完全に溶解させた後、培養濾液をペーパークロマトグ
ラフィーにかけ、ニンヒドリン発色後、比色定量して、
L−チロシンの生成量を測定した。
対照として、コリネバクテリウム・グルタミクムに43
株を同様に処理した。
結果を第1表に示す。
第1表 に44 5.3 に45 7.7
【図面の簡単な説明】
第1図は、プラスミツドpEaroF−1の制限酵素切
断パターンを示す。 第2図は、プラスミツドpKmlaroF1の制限酵素
切断パターンを示す。 第1.2図中、横の矢印は遺伝子の転写される方翻ル妄
lプふス− 手続補正書 1.事件の表示 昭和−58年特許願第142804号 2、発明の名称 チロシンの製造法 3、補正をする者 事件との関係−特許出願人 郵便番号 100 住 所 東京都千代田区大手町−丁目6番1号名 称 
(102)協和醗酵工業株式会社明細書の発明の詳細な
説明の欄および特許請求の範囲の欄 の後にr(FERM BP−457)Jを加入する。 (3)明細書第28頁12行目のrP−7163Jの後
にr(FERM BP−458)Jを加入する。 (4)明細書第28頁14行目のrP−7164Jの後
にr(FERM BP−460)Jを加入する。 (5)特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。 特許請求の範囲 (1)チロシンの生成に関与する遺伝子を含むDNA断
片とベクターDNAとの組換え体DNAを用いコリネバ
クテリウム属またはブレビバクテリウム属に属する微生
物から選ばれる宿主菌株を形質転換して得られる形質転
換株を培地に培養し、培養物中にチロシンを生成蓄積せ
しめ、該培養物からチロシンを採取することを特徴とす
るチロシンの製造法。 (2)該遺伝子を含むDNA断片が、原核生物、ウィル
ス、バクテリオファージまたはプラスミド由来であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 (3)該原核生物が細菌であることを特徴とする特許請
求の範囲第2項記載の方法。 (4)該細菌がエッシエリヒア属、コリネバクテリウム
属、ブレビバクテリウム属、ミクロバクテリウム属、バ
チルス属、スタフィロコッカス属。 ストレプトコツカス属およびセラチア属から選ばれるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の方法。 (5)該DNA断片が3−デオキシ−2−ケトーD−ア
ラビノ−へブツロソン酸7−ホスフェート合成酵素、コ
リスミン酸ミュターゼ、プレフェネートデヒドロゲナー
ゼまたはプレチロシンアミノトランスフェラーゼの遺伝
子を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
方法。 (6)該DNA断片が細菌にチロシンまたはチロシンア
ナログ耐性を与えることを特徴とする特許請求の範囲第
5項記載の方法。 (7)該チロシンアナログが3−アミノチロシンである
ことを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の方法。 (8)該ベクターがコリネバクテリウム属またはブレビ
バクテリウム属細菌中で自律複製できる微生物由来のプ
ラスミド、ファージまたはその誘導体であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 (9)該プラスミドふよびその誘導体がコリネバクテリ
ウム属に属する微生物由来のpcGl、pCG2.pC
G4.pcE51. pCE52゜pCE53.pCE
54.pcGllまたはpCB 101と名付けたプラ
スミドであることを特徴とする特許請求の範囲第8項記
載の方法。 αO該宿主菌株がコリネバクテリウム属またはブレビバ
クテリウム属に属し、かつリゾチーム感受性であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 (11)該宿主菌株がコリネバクテリウム・グルタミク
ム、コリネバクテリウム・ハーキニリス、ブレビバクテ
リウム・フラバム、ブレビバクテリウム・ラクトファー
メンタムまたはその誘導線であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の方法。 (12)エッシエリヒア属、コリネバクテリウム属また
はブレビバクテリウム属に属する微生物由来のチロシン
生成に関与する遺伝子を含むDNA断片とベクターDN
Aとの組換え体を含むコリネバクテリウム属またはブレ
ビバクテリウム属に属する微生物。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11チロシンの生成に関与する遺伝子を含むDNA断
    片とベクターDNAとの矧換え体DNAを用いコリネバ
    クテリウム属またはブレビバクテリウム属に属する微生
    物から選ばれる宿主菌株を形質転換して得られる形質転
    換株を培地に培養し、培養物中にチロシンを生成蓄積せ
    しめ、該培養物からチロシンを採取することを特徴とす
    るチロシンの製造法。 (2)該遺伝子を含むDNA断片が、原核生物、ウィル
    ス、バタテリオファージまたはプラスミド由来であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 (3)該原核生物が細菌であることを特徴とする特許請
    求の範囲第2項記載の方法。 (4) 該細菌がエソシエリヒア属、コリネバクテリウ
    ム属、ブレビバクテリウム属、ミクロバクテリウム属、
    バチルス属、スタフィロコッカス属。 ストレプトコツカス属およびセラチア属から選ばれるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の方法。 (5)該DNA断片が3〜デオキシ〜2−ケトーD−ア
    ラビノ−へプッロソ71−7−ホスフヱート合成酵素、
    コリスミン酸ミュターゼ、プレフェネートデヒドロゲナ
    ーゼまたはプレチロシンアミノトランスフェラーゼの遺
    伝子を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の方法。 (6)該DNA断片が細菌にチロシンまたはチロシンア
    ナログ耐性を与えることを特徴とする特許請求の範囲第
    5項記載の方法。 (7) 該チロシンアナログが3−アミノチロシンであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の方法。 (8)該ベクターがコリネバクテリウム属またはブレビ
    バクテリウム属細菌中で自律複製できる微生物由来のプ
    ラスミド、ファージまたはその誘導体であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 (9) 該プラスミドおよびその誘導体がコリネバクテ
    リウム属に属する微生物由来のpcGl、pCG2.p
    CG4.pcE51.pCE52’。 pCE53.pCE54.pcGl、1またはpcBl
    olと名付けたプラスミドであることを特徴とする特許
    請求の範囲第8項記載の方法。 (1功 該宿主菌株がコリネバクテリウム属またはブレ
    ビバクテリウム属に属し、かつリゾチーム感受性である
    ことを特徴とする特1!flil求の範囲第1項記載の
    方法。 rlD 該宿主菌株がコリネバクテリウム・グルタミク
    ム、コリネバクテリウム・ハーキュリス、ブレビバクテ
    リウム・フラバム、ブレビバクテリウム・ラクトファー
    メンタムまたはその誘導株であることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の方法。 021 コリネバクテリウム属またはブレビバクテリウ
    ム属に属する微生物由来のチロシン生成に関与する遺伝
    子を含むDNA断片とベクターDNAとの組換え体を含
    むコリネバクテリウム属またはブレビバクテリウム属に
    属する微生物。 0で コリネバクテリウム・グルタミクムに4400 
    コリネバグチリウム・グルタミクムに45
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