JPS61141890A - アルコ−ルの製造法 - Google Patents

アルコ−ルの製造法

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JPS61141890A
JPS61141890A JP59264965A JP26496584A JPS61141890A JP S61141890 A JPS61141890 A JP S61141890A JP 59264965 A JP59264965 A JP 59264965A JP 26496584 A JP26496584 A JP 26496584A JP S61141890 A JPS61141890 A JP S61141890A
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    • C12N9/2408Glucanases acting on alpha -1,4-glucosidic bonds
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
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    • Y10S435/00Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/8215Microorganisms
    • Y10S435/911Microorganisms using fungi
    • Y10S435/939Rhizopus

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】 (産業上の利用分野) 本発明は組み換えDNA技術によって育種されたリゾプ
x、オリザx (Rh1zopua orizae )
のグルコアミラーゼを生産する酵母を用いたグルコアミ
ラーゼ及びエチルアルコールの製造法に関する。
(従来技術) グルコアミラーゼはデンプンを非還元末端よシ分解しグ
ルコースを生成する酵素で、デンプンよ)エチルアルコ
ールを生産する工程で、デンプンを糖化する際に広く用
いられている。なかでも糸状菌リゾプス属が生産するグ
ルコアミラーゼは生産量及び酵素活性が高く、シかも特
に一般のグルコアミラーゼと違って、生デンプンにも作
用すること及び至適pH等種々の酵素化学的性質から醸
造用に最も適したものである。このため、リゾプス属の
グルコアミラーゼは、醸造用のデンプンを、無蒸煮法ま
たは低温蒸煮法(特願昭55−178523号および特
願昭49−136813号参照)で糖化するために使用
されている。
しかしながら、リゾプス属のグルコアミラーゼを生産す
るためにはふすま等を主成分とした固体培養法を用いる
ことが多く、タンク培養が可能な液体培養法に比較して
酵素の生産コストが上昇する。従ってグルコアミラーゼ
を利用したアルコール生産においても生産コストの上昇
につながるという問題がある。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明者らは、上記問題を解決するため、リゾプスのグ
ルコアミラーゼ遺伝子を発現可能な形で酵母に導入し、
この酵母を直接低温蒸煮でん粉または生でん粉に作用さ
せれば、デンプンからエチルアルコールを生産する工程
で、デンプンの糖化に必要なリゾプスのグルコアミラー
ゼの添加量を減少させるかあるいは全く添加することな
くエチルアルコールの生産コストを減少させることがで
きるのではないかとの着想の下に種々の研究を行い本発
明を完成した。
(発明の構成) 本発明はリゾプス属に属する糸状菌由来のグルコアミラ
ーゼ遺伝子を組込んだ発現可能な組換ベクターによって
形質転換された酵母を用いて、澱粉質原料を糖化・発酵
せしめることを特徴とするアルコールの製造法である。
本発明で使用する澱粉質原料には、穀類、キャラサバ、
カンショ、ジャガイモ等の地下澱粉差びに精製澱粉が含
まれる。
本発明の方法によシ微生物にリゾプスグルコアミラーゼ
を生産させるには、グルコアミラーゼ生産性のリゾプス
属糸状菌、好ましくはリゾプス・オリザエのグルコアミ
ラーゼ遺伝子を適当な手段で調製し、この遺伝子を宿主
の形質発現系で認識されるプロモーター領域やテール領
域等の情報発現機構を含むDNA断片とともに、宿主内
で複製可能なプラスミドベクターに挿入し、このベクタ
ーで宿主を形質転換してやればよい。宿主が酵母でちる
ときは、形質転換酵母により、リゾプスグルコアミラー
ゼが生産され菌体外へ放出されるから、でんぷん(無蒸
煮であってもよい)はこの酵素で糖化され、これを酵母
がアルコールへ変化させるため、高価な糖化酵素剤を添
加することなくアルコールが生産される。このように、
でん粉を予め糖化することなく、酵母を作用させてアル
コールを生産しうるとは従来全く考えられていなかった
ことである。
アルコールの製造における原料の蒸煮すなわち糊化工程
には、高温蒸煮法(蒸煮温度120C以上)、低温蒸煮
法(蒸煮温度60C〜85C)および無蒸煮法(蒸煮し
ない)などが知られているが1本発明の微生物によるア
ルコール製造方法は、いずれを採用してもよい。
なお、宿主として酵母を用いればアルコールとりゾプス
グルコアミラーゼが同時に生産されるが、後者のみを目
的とするときは、宿主として枯草菌を用いることも可能
である。
本発明によれば、グルコアミラーゼをコードするDNA
の調製法も提供され、かつその塩基配列も明らかにされ
た。
即ち、本発明の方法で上記グルコアミラーゼの生産を可
能ならしめるために使用するDNA断片の塩基配列は1
例えばリゾプス・オリザエの染色体DNAよシクロー二
ングしたグルコアミラーゼ遺伝子のDNA塩基配列と、
リゾプス・オリザエのm−RNAよシ調製したグルコア
ミラーゼc−DNAの塩基配列を適宜組合せて調製でき
る。なお酵母内で、当該グルコアミラーゼを発現せしむ
るために、遺伝子組換によシ、プロモーター領域および
/またはテール領域(3′末非翻訳部分)として形質転
換微生物に適したものを使用することが好ましい(特開
昭58−146281号参照)。例えば酵母内で発現さ
せるために、特願昭57−184291号および特願t
957−184293号に記載された、グリセルアルデ
ヒ)#−3−7オス7エイトデハイビロゲナーゼ遺伝子
(GAP−DH)のプロモーター領域(PGAP)、テ
ール領域(TGAP)、抑制性酸性フォスファターゼ遺
伝子(PH05)のプロモーター領域(Ppho5)お
よび3−7オスフオグリセロキナーゼ(PGM)のプロ
モーター領域(PPGK)を後記実施例に示す如く使用
できる。本発明においてはまた、前記DNA塩基配列及
びDNA断片を持つ複製可能な種々のプラスミドベクタ
ーの構築方法も提供される。
糸状菌は、リゾプス属に属するものでグルコアミラーゼ
を生産するものであれば、いずれの種でもよく、リゾプ
ス・オリザエ(Rh1zopus oryzae )、
リゾプス・7オルモサエンシス(Rh1zopusfo
rIllllosaensis)、リゾプス者ヤバニカ
ス(Rhlzo戸javanicus )、リゾプスe
サイランデンシス(Rh1zopus thailan
densis)などがめげられる。
特にリゾプス・オリザエに属するSAMOO34(微工
研菌寄第7960号(FFRMP−7960))は、生
澱粉分解に適したグルコアミラーゼを産生ずることが本
発明者らKよって確認されている。
なお、SAW 0034の細菌学的性質は次のとおりで
ある。
培養所見(バレイショ・ブトつ糖寒天培地、28C9培
養) 培養18目でコロニーは直径5−5.5 m、コロニー
は白色、コロニーの裏面も白色、培養2日月でコロニー
はプレート(直径9cm)の全面にひろがる。コロニー
は成熟とともに灰色になる。
匍匍枝は無色又は黄かつ色、成板はかつ色、胞子のう柄
は一般に成板から生じるが、匍匍枝から直接生じること
もある。胞子のう柄は早生または群生、胞子のう枝が二
叉に分岐することもある。
長さ220−1200pm、胞子のりは球形ないし亜球
形、暗かつ色、直径60−150μm、柱軸は球形ない
し亜球形。胞子のり胞子は球形、亜球形又は多角形、表
面に筋がある。5−1sX3−7μm、厚膜胞子は亜球
形又は円筒形、6−13X4−9μm、接合胞子は観察
できなかった。37Cで生育可能。
以上、胞子のう胞子が柱軸を持つ暗かつ色の胞子のう中
に形成され、更に胞子のう柄がかつ色であり、また成板
を持つことから、本発明の菌株(SAM−0034)は
Rh1zopus PAK属する真菌であると考えられ
る。そこでInui、 T、 、 Y、 Takeda
 & )Lエエzuka、 196 j、 ’raXO
nomicax 5tudies on genusR
hizopus、 Journal of Cener
al and AppliedMicrobiolog
y、 vol、 11 、 Supplement、 
121 pp。
Zycha、 H,、R,Siepmann and 
G、 Linnemann。
1969゜Mucorales、 Eine Besc
hreibung allerGattungen u
nd Arten dieser Pilzgrupp
e。
335 pp、  Verlag von J、 Cr
amer、 Lehre。
Domsch、 K、 H,、W、 Gam5 and
 T、 −H,Anderson。
1980 、 Compendium of 5oil
 Fungi、 Tol、 1゜859pp、  Ac
ademic Press、 London、  に準
拠して既知のRh1zopus属の種類と菌学的性質を
比較すると、本菌株は、37rで生育可能であり、胞子
のう胞子の表fに筋があり、胞子のり柄が長さ220−
1200μ扉、胞子のうが直径60−150μm、胞子
のう胞子が5−15x3−7μmであることから、本菌
株をRh1zopus oryzaeと同定した。
グルコアミラーゼ遺伝子の単離 グルコアミラーゼ遺伝子の単離は、リゾプス属のm−R
NAよシ調表したc−DNAとして得るか、またはリゾ
プス属の染色体DNAから例えばクリエールらの方法(
Cryer et al、 Method in Ce
llBiology、 Tol、 12 、 p39−
44(1975) ]によって得ることができる。
後者の方法は、通常イントロンの配列を含有しており、
そのまま、大腸菌や酵母を宿主とする場合は発現できな
い。これら非真核生物中で発現できる遺伝子を得るKは
、m−RNAからのC−DIfAの一部と、染色体から
の遺伝子のイントロンを含まない配列部分のDNAをハ
イブリッドさせる方法によっても得ることができる。両
者をハイブリッドさせる際に、一方又は両方のDNA部
分に適当な制限酵素切断部位が存在しない場合は、イン
ビトロミュータジエネシスの手法を用いることにより適
当な制限酵素部位を作成しハイブリッドさせることが可
能である。
かくして得られるグルコアミラーゼ遺伝子は、第1図の
〔〕内のアミノ酸配列をコードするDNAまたはこれと
同等の酵素活性を有するアミノ酸に対応する塩基配列で
ある。
すなわちリゾプス属由来のグルコアミラーゼ構造遺伝子
は、第1図のN末端から26−604番目のアミノ酸配
列をコードするMAであり、または、同図に付した塩基
配列の番号190−1962に相当する。アミノ酸配列
のN末端から1−25番に相当する部分は、シグナルイ
プチドに対する領域と考えられ、宿主の細胞外への分泌
に関与するものと考えられる。
上述のグルコアミラーゼ遺伝子を単離する好適な方法の
例を以下述べる。グルコアミラーゼ生産菌であるリゾプ
ス属に属する糸状菌から全DNAを単離する。
単離の方法は、クリエールの方法(先述)を改変した方
法による。まず、リゾプスを胞子形成させ、その胞子を
集める。これを破砕し、その後クリエールの方法に従っ
て処理し、最後にゲル濾過を行なう。ついでこのDNA
を制限酵素H4na mを用いて消化し、公知のベクタ
ーpBR322のBind■サイトにクローニングし、
リゾプスの遺伝子2イブラリ−を大腸菌に作成する。ラ
イブラリーとして取得するにはアンピシリン耐性または
テトラサイクリン耐性の形質転換体を得れば良い。
次いで、実施例で述べる様なグルコアミラーゼDNA検
出用のプローブ(DNAオリゴマー)を作成し、コロニ
ーハイプリダゼーションを行ない、このプローブとハイ
プリダイスするコロニーを増殖させ、プラスミドDLA
を抽出する。
以下に本発明を実M’Nによって詳細に説明する。
実施例 (a)l)DNAの調製とクローニンググルコアミラー
ゼ生産菌リゾプス・オリザエから全DNAを単離した。
DNAの単離は、騨母で用いられているクリエールらの
方法(Cryer et aI。
Method in Ce1l Biology、 ’
Vol 12 、 39−44 。
(1975))を改変して行なった。薄く切ったじゃが
芋をオートクレーブで滅菌後、その上にリゾプス・オリ
ザエの菌体を増殖させ胞子を形成させた。それらの胞子
を集め、0.15 M NaC10,05M EDTA
溶液に懸濁し、ガラス球を用いた細胞破砕装置ダイノミ
ルを用いて15秒間処理によシ菌体を破砕した。その後
の操作は、クリエールらの方法に従ったが、最後にバイ
第2ビ社のバイオゲルA3mゲルを用いてゲル濾過を行
ない全DNAを単離した。このDNAを制限酵素Hin
dmを用いて消化し、pBR322のHlnd mサイ
トにクロー二/グし、リゾプスの遺伝子ライプ2リーを
大腸菌WA802株に作製した。大腸菌の形質転換は常
法を用いた。ライブラリーとしてアンピシリン耐性形質
転換体を取得した。
I)形質転換体の選択及びグルコアミラーゼ遺伝子の特
性決定 形質転換体の選択は、ニトロセルロー77紙を用いた通
常;ロニーハイプリダイゼーショント呼ばれる方法で行
なった。はじめにグルコアミラーゼDNA検出用のプロ
ーブを作製する為、精製したリゾプスのグルコアミラー
ゼを各種プロテアーゼで分解し、生成したイプチト9を
分離精製した。
それらのイプチト#についてアミノ酸分析と一次構造決
定を常法に従って行なった。その結果、部分構造として
Asp−Leu−Thr−Trp−8er−Hls−A
Ja−8erからなるアミノ酸配列を得た。同時にこの
グルコアミラーゼのN末端のアミノ酸配列は、AJa−
8er−Ile−Proであシ、さらにC末端はAla
−Alaでちる事も見い出した。次いで目的のプローブ
作成のため、前述のアミノ酸配列の一部に対応するTh
r−Trp−8er−His−Alaの部分について、
そのアミノ酸に対応するコドンから、5’−ACNTG
GTCNCAQGC−3’の14個の塩基からなる32
種の合成りNAオリゴマーをトリエステル固相法によシ
合成した。ここでNは任意の塩基、aはピリミジンのT
あるいはCを示す。
これらのDNAオリゴマーを(r−32P)ATPとで
4−ポリヌクレオテジルキナーゼを用いて標識し、グル
コアミラーゼ遺伝子の検出用プローブとじて用いた。コ
ロニーハイブリダイゼーションの方法によって、これら
のプローブとノ・イブリダイズする大腸菌の形質転換体
コロニーを増殖させ、この増殖物からプラスミドDNA
を抽出した。抽出物を各種制限酵素で処理したのちアガ
ロース電気泳動を行ない、DNAフラグメントの解析を
行なった。その結果、前記プローブとハイブリダイズす
るコロニにおいて、プラスミドに挿入されたDNA断片
は、4.3kl)からなシ、BamHI 、 Kpn 
I 。
MluIおよび5acIで一ケ所切断され、さらにDr
aIで2ケ所、BglTlで3ケ所切断されるが、Ac
cl、Ba1l、C1al、EcoRI、Hpal、P
str。
PvuII、5caIおよびXhot では切断されな
いことが判明した。この断片を持つプラスミドをpRG
A39 と命名した。
(b)+)RNAのv@製とcDNA(7)りo  =
ン/リゾプス・オリザエの気中菌糸から全RNAを単離
した。これには、グアニジウムチオシアネートの使用を
含む公知の平頭を用いた。オリゴ−dTセルロースクロ
マトグラフィを用い全RNAからポリアデニル化RNA
をm−RNA分画として分取した。このm−RNAを用
い岡山−バーブ法(Okayama。
H,& Berg、P、 、 Mo4 Ce11.Bi
ol、  2.161(1982))によシcDNAの
遺伝子ライブラリーを大腸菌WA802中に作製した。
l)形質転換体の選択及びグルコアミラーゼcDNAの
特性決定 目的酵素のcDNAを有する形質転換体の選択は、前述
のコロニーハイブリダイゼーションの方法で行なった。
グルコアミラーゼcDNA検出用のプローブとして前記
(a)0で得たグルコアミラーゼ遺伝子の2.Okb 
DraI断片を用いた。この断片を〔α−32p)ac
’r、p、DNAポリメーラーゼI及びDNAアーゼI
を使用するニックトランスレーション法によって標識し
、グルフアミラーゼcDNA検出用のプローブとして用
いた。このブローブトハイブリダイズする形質転換体コ
ロニーを増殖させ、プラスミ)”DNAを抽出した。各
種制限酵素で処理したのち、アガロース電気泳動を行な
いDNA79グメントの解析を行なった。プローブとハ
イブリダイズするコロニーのプラスミドが挿入されたD
NA断片は、1.7kbの大きさであった。このプラス
ミrをpCGA239と命名した。
(。)  DNA配列解析 プラスミドpRGA39及びpCGA239から各種制
限酵素を用いて分解し、アガロースゲルでDNA断片を
単離し、組み換えファージM13を用いたジデオキシ法
によシ塩基配列を決定した。pRGA39の解析結果こ
の遺伝子には、数十bpからなるイントロンが4ケ所存
在する事が確認された(第2図にイントロンの存在部位
を示す)。また、pCGA239は完全長のグルコアミ
ラーゼに対応するc D N Aではなく、アミノ酸に
して約50個欠けたものであった。pRGA−39およ
びpCGA239の遺伝子地図の比較を第4図に示した
(d)  発現用グルコアミラーゼDNAの構築クロー
ン化されたcDNAは、完全長ではない。
そこでpCGA239とpRGA39を組み換えること
によシ、グルコアミラーゼのプロモーター(リゾプス由
来)を持つ完全長のcDNAを作製した。その際、組み
換えに利用できる適当表制限酵素サイトがこれらのプラ
スミド9中に存在しないため新しく、インビトロ−(ユ
ータジエネシスの方法でSat IのサイトをpCGA
239及びpRGA39C)同じ七ころに新しく作シ、
組み換えを行なった(第5図参照)。インビトローシュ
ータジエネシスの方法は、モリナガらの方法(Mori
naga、 y、@ etal。
B!、Q/TECHNOLOGM 2,636−639
(1984))に従った。
こうして得られたプラスミドpCGA439は、5al
Iのサイトを作製したためにN末から53番目のアミノ
酸コドンが本来のリジンからアスパラギン酸に変わって
いる。そこで再びインビトローミュータジエネシスの方
法を用いて、本来の環基配列に戻った完全長のグル;ア
ミラーゼDNAを含むプラスミ1jpcGA449を得
た。プラスミドpCGA449は工業技術院微生物工業
技術研究所にSAMOO39の名称でブタはスト条約の
下に寄託され、受託番号F’ERM BP−673が付
与されている。
pCGA449中の完全長グルコアミラーゼDNAは、
第2図における矢印左部分と第3図における矢印布部分
が結合したものである。
(e)  酵母における発現ベクターの構築前記(、i
)で得たpCGA449を酵母で効率良く発現させるた
め特BF359−zs7o37号に開示された酸性ホス
ファターゼのプロモーター(Ppho5)、を有するp
YG工F’Lm212 から、EcoRI−8aA!I
で切シ出される約8.3kl)の断片を用いた。このE
coRI−8aJjIサイトにpCGA449を組み込
む為に′pCGA449のPvuTlサイトをXhoI
リンカ−を用いてXhotサイ)K変更し、プラスミド
pCGA450を作製した(第6A図)にのプラスミド
をXholおよびEcoR4で切断し、アガロースゲル
電気泳動で、2.2kbの断片を分離し、T4−DNA
リガーゼを用いて前述の8.3kb EcoRI−8a
lI断片にライゲーションし、この結果得られたPph
o5をプロモーターとして含むプラスミド1をpYGA
2149と命名した。このプラスミドを大腸菌9i’A
802株中で増殖させて分離した(第6A図参照)。p
YG工F”Lm212 の発現プロ%−1−Ppho5
とグリセロアルデヒド#−3−リン酸脱水素酵素のプロ
モーター(PGAP”特願昭57−184291号参照
)に変えたプラスミドpYG工FLm222を作製しく
第6B図)、上と全く同じ方法でpYGA2249を作
製しく図示せず)、プラスミドを分離した。
さらにpCGA449の代シにpCGA469を用いて
同様の操作によシp YG I F Lm 212から
pYGA2169(第6A図右下)、pYGIFLm2
22からpYGA2269 (図示せず)を作製し、プ
ラスミドを分離した。その際、pYGIFLm222は
、pYGIFLm212(SBM274  FERMP
−7727)と特願昭57−184291号に開示され
たプラスミドpYgap87(SBM151 F’KR
M BP−382)を用いて作製した(第6B図参照)
。すなわち、pYG工1’Lm212  中唯−のBa
mH1サイトをBamHIで開裂後、DNAポリメラー
ゼIによ#)フィルインし、Bindm リンカ−を用
いてHind mサイトに変更したプラスミド’pYG
工F’Lm212Hを作製した。またpYgap87 
 のグリセロアルデヒ)’−3−1jン酸脱水素酵素の
構造遺伝子開始コドンATGの直前にインビトローミュ
ークジエネシスによシEcoRIのサイトを作り、プラ
スミドpYgap87Eを作製した。
pYGIFLm212Hf: EcoRIで切断し、さ
らにHtnamで部分的に切断後、アガロースゲル電気
泳動で、8.Okbの断片を分離した。またpYgap
87EtEcoRIとHindmで切断後アガロースゲ
ル電気泳動で1.1kbの断片を分離し、pYG工FL
m212Hの8.0kbの断片とライゲーション後大腸
菌を形質転換してプラスミド1、pYGIFLm222
を得た。
(f)  酵母におけるグルコアミラーゼ遺伝子の発現
前述のプラスミドpYGA214°9を用い酵母Sac
charomyces cerevisiae XS 
−30−2A(MATa。
leu 2 、 his 3. trp 1. ura
 3)およびXS−X5−39−2B(&+ leu 
2. his 3.  trp 1. ura 3)を
形質転換し、トリプトファンの栄養要求性で形質転換体
を選択した。形質転換は、LiCl2を用いたイトウら
の方法(Ito、H,、eta4 J、 Bacter
iol、。
153、(1983))で行なった。得られた形質転換
株を5ゴのYEPD培地(1チ酵母エキス、2チポリR
プトン、2チグルコース)に−白金耳植菌後48時間後
にサンプリングを行なった。エツインドル7チューブに
て1000 Orpm  5分間の遠心分離によシ上清
とイレットに分け、その上清を用いてグルコアミラーゼ
の活性を測定した。、グルコアミラーゼ活性の測定は可
溶でんぷん溶液(10%可溶でんぷん−20mM酢酸緩
衝液pHs、o)sooμjに前述の上清200μlを
加え37Cで反応後の遊離グルコースの量で求めた。
グルコースの量はグルコスタット(藤沢薬品)を用いて
定量した。活性は、2時間反応で測定したところXS−
30−2A中のpYGA2149では、0.004 u
/ltt、l、 XS−30−2B中のpYGA214
9では、0、 OO8u/Mとなシ酵母の性によ92倍
の差があった(第7図参照)。1ユニツトは、1分間に
1μmoA!e  のグルコースを遊離する活性とした
pYGA2149を含まない酵母では、上清に活性は認
められなかった。
さらにプロモータとしてPGAPを利用している場合そ
の活性は0.40 u/Mとなシ50〜100倍のグル
コアミラーゼ活性が出現した。またプロモーターとして
酸性ホスファターゼPho5を利用した場合グルコアミ
ラーゼ活性は、培地中のリン酸濃度に影響され出現した
。たとえば、通常のYPD培地で30C48時間培養後
におけるこの菌のグルコアミラーゼ活性は0であるが、
硫酸マグネシウムとアンモニア水を用いてYPD中のリ
ン酸を除いた培地(Rubin、 G、 M、  Eu
r、 J、 Biochem。
41.197−202.(1974))ではP。APの
場合と同程度のグルコアミラーゼ活性が出現する。
培養後の上溝についてSDSポリアクリルアミドゲル電
気泳動を行なった場合、グルコアミラーゼ蛋白は、全菌
体外蛋白質の50チ以上である。
さらにそれらの活性がリゾプス由来のグルコアミラーゼ
によるものである事を免疫学的手法によシ確認した。n
I製したグルコアミラーゼを用い、ウサギによる抗体を
作製した。この抗体を用い通常クエスタンプロツテイン
グと呼ばれる方法で、検出した。これには、前述の活性
を測定した48時間培養後の上清1,5コを濃縮して用
いた。その3分の1量を10チポリアクリルアミビ電気
泳動し、泳動後、ゲル中のたんばく質を電気泳動的にニ
トロ−セルロース戸紙上に移動させ、固定した。
こうして得られたニトロセルロー17紙を酵素免疫実験
法の手法を用い・ぞ−オキシダーゼの反応で検出した。
その結果リゾプスのグルコアミラーゼと分子量的にほぼ
同じ位置にグルコアミラーゼの抗体と反応するバンドが
存在し、たしかに、リゾプス由来のグルコアミラーゼが
酵母によシ発現している事を確認した。その結果を第8
図に示した。
(g)  でんぷんを炭素源とした場合の増殖酵母XS
−30−2B株についてpYGA2149の有無につい
て炭素源を変えた場合の増殖について検討した。XS−
30−2BtYEPD培地で、XS−30−2B(pY
GA2149)  を1%カザミノ酸及びウラシルを含
む最少培地(0,67%Difco、 Yeastni
trogene base、 2 %グルコース)で2
4時間30Cで振とう培養し々培とした。500dの坂
ロフラスコにYEPD培地または、YEPS培地(1チ
酵母エキス、2チポリRブト/、2%可溶性でんぷん)
を100d作製し、オートクレーブ滅菌後30Cにて前
項溶液をl wrl加え、その後の増殖を660 nm
の吸光度によって比較した。その結果、プラスミドpY
GA2149を保持しないXS−30−2B株は、YE
PS培地では、はとんど増殖しないが、pYGA214
9を保持する株は、YEPS培地でもYEPD培地と同
程度の増殖速度で増殖しうる。この事実は、明らかKX
S−30−2B(pYGA2149)がグルコアミラー
ゼを生産し、でんぷんを分解して利用している結果であ
る(第9図参照)。
(hl  形質転換算器によるアルコ−化の生産1)可
溶性でんぷんを用いたアルコール発酵培地はYPs(1
%薄保母エキス2%ポリイブトンi 1%、2チまたは
5%可溶性でんぷん)200dを500m1マイヤー中
で121C11′5分間オートクレーブ滅菌したものを
用いた。
酵母は次のものを使用した: ■ XS−30−2B (グルコアミラーゼ遺伝子を持
たぬコントロール) ■ XS−30−2B(pYGA2149で形質転換〕
この酵母はリゾプスのプロモーターを持つ。
■ XS−30−2B(pYGA2169で形質転換〕
この酵母はPho5プロモーターを持つ。
■ XS−30−2B(pYGA2269”t’形’j
t転換)この酵母はP。APプロモーターを持つ。
酵母の前々培を得るため、1チカザミノ酸、ウラシル、
アデニンを含む最少培地5dに1白金耳植菌し、28C
で20時間振とう培養した。次いでこの前々培をYPD
培地に2%植菌し、28Cで24時間靜置場養して々培
とした。但し、■の酵母については、Pbo2を誘導す
るために低すン酸YPD培地で培養した。この々培をY
PS培地に5チ植菌し、28Cで静置培養してエタノー
ルの生産t−mべた。なお■の酵母については低すン酸
YPS培地で行った。各酵母について1.2および5%
のでんぷんでのエタノールの生産並びに酵母・つ増殖を
測定した。その結果を次表1および2に示す。
表2 48時間目について 2%でんぷん利用 I)低温蒸煮法(LTC)によるアルコール発酵粉砕と
うもろこし140Iiを仕込水402d中に加え、さら
にα−アミラーゼ製剤(ターマミル)o、sIIを増粘
防止剤として、メタ重亜硫駿カリ160ppmを殺菌剤
として添加し、800〜82GK5分間保持した後急冷
した。
尊母の前々培および々培は1)と同じ菌を用いて同様に
行ない、この々培を酒母として上記低温蒸煮でんぷんに
加え、28Cで培養した。培嬰は、他の成分を添加しな
いもの、カザミノ酸、ウラシル、アデニンを補ったもの
、および更に0.4%ベルコースを加えたものの3水準
について行い、CO□減少量による発酵の進行状態およ
びアルコール生成量を調べた。コントロールは、リゾプ
スグルコアミラーゼを通常量で用いた非形質転換酵母の
場合も調べた。結果を表3、表4および第10図に示す
。これらの結果から判るとおシ、本発明の酵母によれば
、リゾプスグルコアミラーゼ製剤を添加することなく、
無蒸煮又は低温蒸煮でんぷんから直接アルコールを製造
することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のグルコアミラーゼのイントロンを含
まない構造遺伝子の塩基配列をシグナルRプチド領域と
ともに示す図であり、 第2図はリゾプス・オリザエの染色体DNAよシクロー
ニングしたグルコアミラーゼ遺伝子のDNA塩基配列を
示す図であり、 第3図はリゾプス・オリザエのm−RNAよシ得たcD
NAをクローニングしたグルコアミラーゼ遺伝子のC末
端側の塩基配列を示す図であり、第4図は、リゾプス・
オリザエの染色体DNAよりクローニングしたグルコア
ミラーゼ遺伝子と、リゾプス・オリザエのm−RNAよ
シ調製したグルコアミラーゼ遺伝子との比較図であり、
第5図、第6A図および第6B図は、第4図の二つの遺
伝子を組合せて、プラスミドJベクター中にて、イント
ロンのない完全長のcDNAを構成し、さらに酵母中で
効率良く発現させるために、プロモーター及びテールを
組込む方法を示す一連の流れ図であって、第5図はpC
GA469に到るまでの図、第6A図はpYGA214
9およびpYGA2169に到るまでの図、そして第6
B図はpYGIFLm222に到るまでの図であシ、 第7図は、形質転換酵母によるグルコアミラーゼの生産
を示すグラフであり、 第8図は、形質転換酵母の生産したグルコアミラーゼの
電気泳動図であシ、 第9図は、でんぷん炭素源とした場合の形質転換酵母の
増殖曲線グラフであシ、 第1O図は、形質転換酵母によるアルコールの生産を示
すグラフである。 特許巴願人 チンドリー株式会社 (外5名) 第2図(b) =天の浄曹(1否にλ更なし亀 コ 第3図(a) ロゴ^cTg′r晶Tロスαχ心軸−Xτ口℃^Cんに
ταシλτA図面のン=’(1谷に、;、になしコ。 第3図(b) CAAGC,kAACT CTTGGTTC’rT α
℃τGT入A、CTGGTTACGC?G〜〜リリノJ
請スA 第9図 Jf4−↑間 〔晴■ 第10図 時間(ヨ枚) 手続補正It(方式) 1.事件の表示 昭和59年特許W4第264965号 2、発明の名称 アルコールの製造法 3、補正をする者 事件との関係   出 願 人 住所 名 称  (190)  サントリー株式会社4、代理
人 住 所  東京都千代田区大手町二丁目2番1号新大手
町ピル 206号室 5、補正命令の日付   昭和60年 3月26日 (
発送日)6、補正の対象 図面の慣1〜3(21 7、補正の内容 別紙の通り(なお、内容には変更なし)手続補正書 昭和60年 6月77日 2、発明の名称 アルコールの製造法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 基部(190)サントリー株式会社 4、代理人 6、補正の内容 (1)  明細書の記載を次のとおり補正する。 頁    行    補正前      補正後1  
 14   orizae       oryzae
88IIzuka       l1zuka9  1
3  非真核生物     の宿主9  16  ハイ
ブリッドさせ  組み換えるる 14  8  コロニ       コロニー2191
0%       160% 23   i 3   Difco、Yeast   
Difco Yeast24 1.7,8   YEP
S       YPS(2)第10図を別紙のとおり
補正する。 以    上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)澱粉質原料からのアルコールの製造法において、
    リゾプス属に属する糸状菌由来のグルコアミラーゼ遺伝
    子を組込んだ発現可能な組換ベクターによって形質転換
    された酵母を用いて、澱粉質原料を糖化・発酵せしめる
    ことを特徴とするアルコールの製造法。
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