JPS61149091A - ビオチン合成酵素をコ−ドする二重鎖dna、それを含む微生物及びビオチンの製造法 - Google Patents

ビオチン合成酵素をコ−ドする二重鎖dna、それを含む微生物及びビオチンの製造法

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JPS61149091A
JPS61149091A JP59272605A JP27260584A JPS61149091A JP S61149091 A JPS61149091 A JP S61149091A JP 59272605 A JP59272605 A JP 59272605A JP 27260584 A JP27260584 A JP 27260584A JP S61149091 A JPS61149091 A JP S61149091A
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JP
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dna
biotin
plasmid
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buffer
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JP59272605A
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Yoshihiko Hirono
廣野 好彦
Takakazu Kojima
児嶋 高和
Hitoshi Kimura
均 木村
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Nippon Soda Co Ltd
Original Assignee
Nippon Soda Co Ltd
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    • 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
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes

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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】 崖Wた訪 本発明は、ビオチンの製造方法であり、デチオビオチン
(DTB)からのビオチン合成に関与する酵素(ビオチ
ン合成酵素)をコードする環状二重1IDNA及び1D
NAをプラスミドとして含む形質転換された大腸菌変異
株に関するものである。
l米坐蓋逐 ビオチンは動物、植物、微生物などにとって必須なビタ
ミンであり、飼料添加物として使用され、また輸液用と
しても期待される。然し、現在の化学合成による製造で
は高価であり、微生物特に遺伝子工学的技術等により改
良された大腸菌等によるfJh率的な新しい4−彦方法
の間をが望まれている。
ビオチンの生合成経路の大部分は微生物を用いて解明さ
れ、次の経路が提示されている。
7−ケドー8−アミノペラルゴン酸 ↓ 7.8−ジアミノペラルゴン酸 ↓ 特開昭56−160998号公報には、野生形のバチル
ス・スフエリカスIFO3525を使用しピメリン酸を
ビオチンに変換する方法が記載されているが、DTBか
らビオチンへの生成量が低い欠点を有している。
又、ジャーナル オブ モレキユラー バイオロジー 
第148@ 1981年 63〜76頁(J、 Mo1
.  Biol、 148.63〜76、1981)に
はDTBからビオチンへの反応に関与するビオチン合成
酵素が大腸@C3R603で特殊実験状態では、あるが
微量発現することが記載されている。しかしこの実験系
における該菌は増殖機能を有しておらず、工業的方法に
採用することは困難なものである。
増殖可能な生育細胞でのビオチン合成酵素の発現につい
ては全く知られておらず、又、ビオチン合成酵素をコー
ドする遺伝子の構造についても知られていない。
が ′しようと る− 占 本発明者らは、ビオチン合成酵素を高発現にかつ安定に
生成せしめる菌を取得するべく検討した結果、ビオチン
合成酵素をコードする遺伝子を究明し、該遺伝子を大腸
菌に導入し本発明を完成した。
−占を ゛ るための 本発明はビオチン合一酵素をコードする部分とその上流
領域にpLプロモーターオペレーターを含み、微生物中
でビオチン合成酵素を発現させることのできる環状二重
lDNAであり、該bNAをプラスミドとして含む形質
転換された大腸菌変異株であり、該変異株を用いたビオ
チンの製造方法である。
本発明の大腸菌染色体由来のビオチン合成酵素をコード
するDNA(7)塩基配列と対応するアミノ酸配列、及
び、その上流と下流域のt)NAの塩基配列は、次の如
くである。
5 ” ACACCG、AATTAACAACAAAA
AACACGTTTTGGAGAAGCCCCATGG
CTCACCGCCCACGCTGMetAlaHis
ArgProArgTrGACATTGTCGCAAG
TCACAGpThrLauserG1nVa  1T
hrGAATTATTTGAAAAACCGTTGlu
LeuPheGluLysProLeuCTGGATC
TGCTGTTTGAAGCLeuAspLeuLeu
PheGluA1GCAGCAGGTGCATCGCC
AGCaG1nG1nVa  IHisArgGlnH
ATTTCGATCCTCGTCAGGTGi  sP
heAspProArgGlnVa  1CAGGTC
AGCACGTTGCTGTCG1nVa  l5er
ThrLeuLeuSeGATTAAGACCGGAG
CTTGTCr  I  1eLys、ThrGl y
AlacysPCGGAAGATTGCAAATACT
GCroG1uAspCysLysTyrCysCCG
CAAAGCTCGCGCTACAAProGInSe
rSerArgTyrLyAACCGGGCTGGAA
GCCGAGCsThrGl yLeuGluAl  
aGluAGGTTGATGGAAGTTGAACAG
rgLsuMstGluValG1uGlnGTGCT
GGAGTCGGCGCGCAAVa ILeuG1u
SerA1aArgLyAGCGAAAGCGGCAG
GATCGAsA1aLysA1aA1aG1yser
TCGCGCTTCTGTATGGGCGCGhrAr
gPhecysMetG1yAlaGCGTGGAAG
AATCCCCACGAA1aTrpLysAsnPr
oHisG1ACGCGATATGCCG7ACCTG
GuArgAspMetProTyrLeuGAACA
AATGGTGCAGGGGGTA1uG1nMe  
LVa  IGlnGIyVa  1AAAGCGAT
GGGGCTGGAGGCLysAlaMetG1yL
euG1uAIGTGTATGACGCTGGGCAC
GTacysMetThrLeuG1yThrLTGA
GTGAATCTCAGGCGCAGeuserG1u
serG1nAlaGlnCGCCTCGCGAACG
CCGGGCTArgLeuA1aAsnA1aG1y
LeGGATTACTACAACCACAACCuAs
pTyrTyrAsnHisAsnLTGGACACC
TCGCCGGACTTT@uAspThrserPr
oG1uPheTACGGCAATATCATCACC
ACTyrG17Asnl  l e I  l eT
hrThACGCACTTATCAGGAACGCCr
ArgThrTyrG1nG1uArgLTCGATA
CGCTGGAAAAAGTGeuAspThrLeu
G1uLysVa1CGCGATGCCGGGATCA
AAGTArgAspAlaG1yl  1eLysV
aCTGTTCTGGCGGCATTGTGGICys
SerGlyG1y11eValGGCTTAGGCG
AAACGGTAAAA1)rL:@uG1yG1uT
hrValLysGATCGCGCCGGATTATT
GCTAapArgA1aG1yLeuLeuLeGC
AACTGGCAAACCTGCCGAuG1nLeu
A1aAsnLsuProTCGCCGCCGGAAA
GCGTGCCAhrProProG1userVa 
 IPr。
ATCAACATGCTGGTGAAGGT1 1  
sAsnMa  tLeuVa  I  LysVa7
31    、       741GAAAGGCA
CGCCGCTTGCCGILysG1yThrPro
LeuA1mAATAACGATGATGTCGATG
CCspAsnAspAspValAspA1aTTT
GATTTTATTCGCACCATPheAspPh
e I  1 aArgThr I  1TGCGGT
CGCGCGGATCATGAeAlaValAlaA
rgl  1aMatMTGCCAACCTCTTAC
GTGCGCstProThrserTyrVa  l
Arg831            B41CTTT
CTGCCGGACGCGAGCALeuSerA1a
G1yArgG1uG1GATGAACGAACAGA
CTCAGGnMetAsnGluG1nThrGln
A871     、       881CGATG
TGCTTTATGGCAGGC1ay1etCysP
hsMetA1aG1yGCAAACTCGATTTT
CTACGGAl aAsnser I  1  eP
heTyrG1TTGCAAACTGCTGACCAC
GCyCysLysLeuLsuThrThrPCGA
ATCC(、GAAGAAGATAAAroAsnPr
oGluGluAspLysGACCTGCAACTG
TTCCCCAAAspLeuGlnLeuPheAr
gLyACTGGGGCTAAATCCGCAGCsL
euGlyLeuAsnProG1nGAAACTGC
CGTGCTGGCAGGGlnThrA1aValL
euAlaGlyGATAACGAACAACAGCA
ACGAspAsnG1uGlnG1nG1nArTC
TTGAACAGGCGCTGATGA1041TCT
TGAACAGGCGCTGATGA        
  1061CCCCGGACACCGACGAATA
ThrProAspThrAspG1uTyrTACA
ACGCGGCAGCATTATGTyrAsnA1a
A1aAIaLeuAGCTGGCAGGAGAAAA
TCAACGCGGCGCTCGATGCGCGGC3
(但し、前記の塩基配列は二重鎖[DNAのアンチセン
スストランドを示し、Aはアデニンを、Gはグアニンを
、Cはシトシンを、Tはチミンを示す。
前記の塩基配列の中でビオチン合成酵素をコードするD
NAの塩基配列は、第42番のAより第1082番のA
に至る1041塩基である。尚、この内置後の3塩基は
終止コドンである。
ビオチン合成酵素をコードするDNA部分(以下bio
B遺伝子という)は、微生物の染色体DNA或いは、化
学合成によるDNAまたはこれらの組合わせによるDN
Aなどいづれでもよい。
本発明のbioB遺伝子は種々のプロモーターを用いて
発現させることが可能であるが、その上流領域にpLプ
ロモーターオペレーターを設けるのが適切である。プロ
モータに連結されたbi。
B遺伝子を含むプラスミドは、大腸菌に導入され、形質
転換された大腸菌変異株としてビオチン生産のために使
用される。
以下bioB遺伝子が大腸菌由来の染色体DNAである
例を用いて本発明を説明する。
大腸菌のビオチン遺伝子群を保持するプラスミドpLC
25−23を出発材料とし、bioB遺伝子領域を含む
DNA断片を制限酵素を用いて切断し、制限酵素により
切断されたEK系プラスミドベクター(リラックスド型
)の例えば、pBR322に連結する。切断されたベク
ターDNAと染色体DNA断片の連結方法は、リガーゼ
を用いる通常の方法が使用できる。かくして得られたb
ioB遺伝子を含むDNA断片を挿入したベクターDN
Aを大腸菌に12に導入する。受容菌への導入は通常の
形質転換法が使用できる。なおりioB遺伝子に対応す
るDNAの塩基配列はマキサム・ギルバート法及びM−
13フアージを用いたチェイン・ターミネータ−法によ
り前記の通り決定した。 次いでbio13遺伝子を含
むDNA断片を制限酵素で切出し、プロモーターをもつ
ベクターに組込んだ後、大腸菌、好ましくは、α−デヒ
ドロビオチン(α−DHB>耐性株に導入し、得られた
形質転換体を用いてDTBからビオチンの変換を行うこ
とができる。
大腸菌のα−DHB耐性株は特定のものを使用する必要
はないが、耐性のより高いものが望ましい、このような
大腸菌のα−DHB耐性株は既に知られている(ジャー
ナル オブ バクテリオロジー第123=l!  19
75年 248〜254頁(J、 Bacteriol
、 123.248〜254.1975) ) 、例え
ばN−メチル−N′−ニトロ−N−ニトロソグアニジン
(NTG)により大腸菌を変異せしめ、α−DHBの生
育阻害に対して耐性を獲得した変異株を分離する方法で
得ることができる。
本発明の大腸菌のうち、形質転換体として最も好ましい
ものは、N5IOIであり、この様な微生物の典型的な
菌株は、昭和59年12月19日付で通商産業省工業技
術院微生物工業技術研究所に寄託されており、以下の寄
託番号が付されている。
NS 101  徽工研菌寄 第8012号本発明にお
いて生成されるビオチンは、ラクトバルチス・プランタ
ラムATCC8014を用いた微生物定量法で容易に定
量できる。
以下実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが、
本発明はこの例によって制限されるものではない。
実施例 1、プ・ラスミドpKIBL1の構築 ■ プラスミドpBRLc1の構築 pBR322(2μg)をTAバフファー(33mM)
リス酢酸p H7,9,66mM!):#カリウム、1
0mM#酸マグネシウム、0.5mMジチオスレイトー
ル(DTT))100uJに溶解し、制限酵素13am
HIとHindll[各12単位を加えて37℃、2時
間反応させた後、反応液を0.7%アガロースゲルを用
いて電気泳動しDNA断片を分離した。DNA断片は0
.5μg / m j!のエチジウムブロマイドで染色
することにより確認した。
ゲルから目的とする4KbpのDNA断片を溶出し、フ
ェノールで抽出した後、2.5倍容量のエタノールを加
えてDNAを沈殿させた。
pLczs−za (マイクロバイオロジカルレビュー
ズ 第47@  19B3年 180頁(Microb
iological Reviews 4’L  18
(Li2O2) ) 2μgを、TAバッフブー100
μlに溶解し、Bgll[と)iindl[各12単位
を加えて37℃にて2時間反応させた後、アガロースゲ
ル電気泳動法により4.6 K b pのDNA断片を
分離溶出し、その後、フェノール抽出し、エタノールを
加えて沈殿させた。
得られた4Kbpと4.6 K b pの両DNA沈殿
を、リガーゼバッフy−(20mMトリス塩酸pH7,
6,10mM  MgC1m 、0.4mMアデノシン
三リン酸(ATP) 、10mM  DTT)20μl
に溶解し、T4DNAリガーゼ10単位を加え10℃、
200時間反応せた。この反応液を用いて大腸菌HBI
OIを形質転換した。形質転換は標準的なCa Cl 
を処理方法(モレキュラークローニング((Molec
ular Cloning )著者:マニアチス等、発
行所:コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−
11982年発行)に記載)で行い、アンピシリン(A
p)50μg/mlを含む寒天平板上で出現したコロニ
ーからプラスミドDNAを分離しTAバッファーに溶解
した後、Ncolで消化し、期待される8、 6 K 
b pのDNA断片を確認した。(第1図参照) ■ プラスミドppL−λ!lの構築ppL−λ(ジー
ン 第16@ 1981年261頁(flene  1
6,261.1981)) 5 、IJ gをTAバッ
ファー200μlに溶解し、3mmHI4単位を加えて
37℃、30分間部分消化させた後、フェノールで抽出
し、エタノールを加えてDNAを沈殿させた。DNA沈
殿をポリメラーゼバッファー(7GmM)リス塩@pH
7,6,10mMMgC1g 、10mM  2−メル
カプトエタノール、各0.5mMのdATP、dCTP
SdGTP、TTP)40μlに溶解しDNAポリメラ
ーゼIの大型断片10単位を加え25℃、30分間反応
させた後フェノール抽出とエタノール沈殿を行った0次
にDNA沈殿をEcoバッファー(5QmM)リス塩酸
pH7,8,5mM  MgCl、、6mM2−メルカ
プトエタノール、70mM  NaCl)2002fj
!に溶解し、Ec oR120単位を加えて37℃、2
時間反応させた後、0、7%アガロースゲル上でDNA
を分離し、5KbpのDNA断片を溶出した後フェノー
ル抽出とエタノール沈殿を行った。
C1a IとBgllI切断部位をもつDNAオリゴマ
ー 5′^^TTCATCGATAGATCT 3゜3°G
TAGCTATCTAG^5゜ 600ピコモルをリン酸化した後、5KbpのDNA断
片とともにリガーゼバフファー20μiに溶解し、T、
DNAリガーゼlO単位を加えて8℃、200時間反応
せた。この反応液を使って大腸菌N99上■°を形質転
換し、プラスミドpPL−λSを得た。
バクテリオファージλ (c1857sam7)、ファ
ー100μlの混合液に熔解し、BamHIとEC0R
I各20単位を加えて37℃、2時間反応させた後0.
7%アガロースゲル上でDNAを分離し、4.7 K 
b pのDNA断片を溶出しフェノール抽出とエタノー
ル沈殿を行った。
pBR322(5,ug)を同様にBamHIとEco
RIで二重消化し、4KbpのDNA断片を単離した。
4Kbpとc1857f+1域を含む4゜7KbpのD
NA断片をリガーゼバッファー20μlに溶解し、T、
DNAリガーゼ10単位を加え、10℃、200時間反
応せた。この反応液を使ってHBIOIを形質転換した
。Ap耐性の形質転換体からプラスミドを調製しEco
RIで消化して、期待した8、 6 K b pのDN
A断片を確認、することにより、プラスミドpBR32
2−λが構成できたと判断した。
pBR322−λ(5μg)をTAバッファー20(l
uJに溶解しC1alとBgl■各20単位を加えて3
7℃、2時間反応後6%ポリアクリルアミドゲル上でD
NAを分離し、1138bpのDNA断片を溶出しフェ
ノール抽出とエタノール沈殿を行った。
pPL−λS(10IJg)を同様にC1alとBgl
lIで二重消化し反応液400μlを2つに分けた。夫
々200μlの反応液について0.7%アガロースゲル
又は6%ポリアクリルアミドゲル上でDNAを分離し、
アガロースゲルからは4.IKbpの、又ポリアクリル
アミドゲルからは660bpのDNA断片を溶出し、フ
ェノール抽出とエタノール沈殿を行った。4.IKbp
のDNA断片を50mM)リス塩酸PH9,1mMMg
c1g 、0.1mM  ZnC1g 、1mMスペル
ミジンを含む溶液50μ2に溶解しバクテリアのアルカ
リホスファターゼ5単位を加え37℃、30分間反応さ
せた後、フェノール抽出を3回行い、次いでエタノール
を加えてDNAを沈殿させた。
1138bp、660bp及び4. I K b pの
DNA断片をリガーゼバッファー40μlに溶解し、T
、DNAリガーゼ10単位を加えて1゛0℃、200時
間反応せた。この反応液を使ってHBIOlを形質転換
した。Ap耐性の形質転地体からプラスミドを調製しE
coRIで消化することにより、期待される5、 9 
K b pのDNA断片を確認した。(第2図) ■ プラスミドpBRLC5の構築 pBRLc1 (5μg)をN100バフフアー(10
mMトリス塩酸p H7,8,7mM  MgC1g、
6mM2−メルカプトエタノール、100mM  Na
C1)200μ4!に溶解しAcclとSal■、各3
0単位を加えて37℃、2時間反応させた後、フェノー
ル抽出しエタノールでDNAを沈殿させた。DNA沈殿
をポリメラーゼバッファー200μlに溶解し、大腸菌
のDNAポリメラーゼIの大型断片10単位を加えて2
5℃、2時間反応させた後、0.7%アガロースゲル上
でDNAを分離した。z、5KbpのDNA断片を溶出
しフェノールで抽出した後、エタノールを加えてDNA
を沈殿させた。
BamHIリンカ−(5’  CGGATCCG3’)
150ピコモルと、2.6 K b 1)のDNA沈殿
をリン酸化バフファー(66mMトリス塩酸pH7,6
,5mM  MgC1g 、5mM  DTT、1mM
  ATP)20μmに溶解しT4ポリヌクレオチドキ
ナーゼ10単位を加えて37℃、1時間反応させた後、
さらにT4 DNAリガーゼ10単位を加えて10℃、
200時間反応せた0反応液を65℃、10分間熱処理
した後、N150バフフy−(10mM)リス塩酸pH
7,8,7mMMgCl露、6mM2−メルカプトエタ
ノール、150mM  NaC1)を加えて400uj
とし、BamHIリンカ−の連結によって生じた5al
l切断部位を消化するために、BamHIと5a11各
40単40単えて37℃、2時間消化した後、フェノー
ル抽出とエタノール沈殿を行った。
pBR322(5gg)をBamHIとSal■各20
各校0単 ルを用いて4KbpのDNA断片を単離した。
4KbpのDNA断片と両端に9gmHI切断部位と5
all切断部位をもつ2. 6 K b pのDN4 
DNAリガーゼ10単位を加え10℃、200時間反応
せた.この反応液を用いて大腸菌DHIを形質転換した
.Ap耐性の形質転換体からプラスミドを調製し、Ba
mHIと5ailで二重消化し、期待される2. 6 
K b pのDNA断片を確認した.(第3図参照) ■ プラスミドpKIBL1の構築 pBRLC5 (10μg)をNIGOバフファー20
0μlとN15Gバツフアー200μlの混合液に溶解
し13amHIと5all各30単30単え37℃、2
時間反応させた後、0.7%アガロースゲルを用いて2
.6Kbpの断片を単離した。
ppt,−λcl(1Oag)を同様にBamHIと5
all各30単30単いて二重消化し、0。
7%アガロースゲルを用いて5.6Kbpf)DNA断
片を単離した。
5、 6 K b I)と2. 6 K b pのDN
A断片をリガーゼバッファー20μlに溶解し、T.D
NAリガーゼlO単位を加え10℃、200時間反応せ
た。
この反応液を用いて大腸菌JA2 2 1を形質転換し
た.Ap耐性の形質転換体からプラスミドを調製し、1
3amH1と5ailで二重消化し、期待される2. 
6 K b pのDNA断片を確認した.(第3図参照
) 2、α−DI(B耐性株の単離 JA22 1をLBj@地(バクトドリプトン10g/
j,バクト酵母エキス5g/l,Na015ail,p
H7.5)10mjで堵養し、OD.。
@−1.0のとき集菌し、国体をPSバフファー(Na
*HPOn  6 g/l,  KH*POa  3a
il、NaC1  8.5ail,pH7.4)10m
jで2回洗浄した.洗浄画体をPSバフファー2 9m
jに懸濁しNTGを終濃度50−200μg / m 
1となるように加えて37℃、30分間振とうし、PS
バッファー10m1で2回洗浄した後、国体をLB培地
10mjに懸濁し37℃、2時間培養した.培養液を集
菌し、psバフファー〇.8mjに懸濁し、その0. 
2 m jずつを寒天15g/jとa − D H B
 2 5 /J g / m jを含むM9LT培地(
0.6%N a z H P O a 、O− 3%K
HIP−04  、0. 0 5%N a C 1 、
   0. 1%  NH.CI,0.5%グルコース
、2mM  Mg5Oa 、0。
1mM  CaC1t、50ttg/mlロイシン、5
04g/mj)リプトファン、pH7.4>にプレート
した後37℃、44時間培養した.生じた単一のコロニ
ーをストリーク法により検査し、α−DI(B耐性であ
ることを再度確認した.ストリーク法に用いたα−DH
Hの濃度は直径1. 5 011の円型濾紙1枚当り7
μg720μlであり、α−DHBはM9LT培地に溶
解した。
3、ビオチン合成酵素の発現 上記のようにして得られたJA221由来のα−DHB
耐性株の1つ(TKIOI)にpKIBLlを前述と同
様のCaC1オを用いた標準的な形質転換法により導入
し、その形質転換株N5I01を得た.N5101にお
けるビオチン合成酵素の発現をみるために同様を50μ
g / m jのApを含むM9LT培地1 m jに
接種し37℃、20時間前培養した後、その0.1 m
 lをとり上記の培地25m1に接種し37℃にて本培
養した。0Dbh。=0.4になった時、温度を42°
Cに上昇させて酵素の合成を誘導し、さらに2時間培養
を継続した。遠心して集菌し、菌をQ、l m lのS
DSを含むサンプルバフファー(62,5mM)リス塩
酸pH6,8,2%i (W/ V) S D S、 
5 % (V/v)2−メルカプトエタノール、10%
(W/V)グリセロール〕に懸濁の後、100℃で5分
間熱処理した。この細胞全蛋白質を含むサンプルの1部
を用いて、SOSポリアクリルアミドゲルによる電気泳
動の後、ゲルを染色し、ビオチン合成酵素に相当する3
8キロダルトンの主要蛋白質帯を見出した。プラスミド
を含まない大腸菌にはこの蛋白質帯は検出されなかった
4、ビオチンの蓄積 100μMのDTBを含むM9LT培地で大腸菌を培養
し、誘導4時間における培養液20ml1を遠心分離し
た。上澄み液の一定量をとり蓄積されたビオチンを、ラ
クトバチルス・プランタラムATCC8014を用いた
微生物定量法で定量した。
各々の菌株におけるビオチンの蓄積量を第1表に示す。
この結果からα−DHB耐性株にビオチン合成酵素をコ
ードする遺伝子を導入することにより、ビオチンの蓄積
量が向上することがわかる。
第1表 菌  株   ビオチン蓄積量(ng/mjりN5IO
I         510 TKIO110 JA221          4
【図面の簡単な説明】
第1.2及び3図は各々bioB遺伝子を含有する組換
えプラスミドの構成法を示す作成図である。 出願人(430)  日本曹達株式会社代理人 弁理士
  伊 藤 晴 2 同 横山吉美 第1図 1 BamHI partial 第3図 一一一]=−−− lBamHT/Sa!I  IBamH1/5alI手
続補正書(自発) 昭和60年/−月7(日 特許庁長官  宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第272605号 2、発明の名称 ビオチン合成酵素をコードする二重鎖DNA。 それを含む微生物及びビオチンの製造法3、補正する者 事件との関係  特許出願人 4610G  東京都千代田区大手町2丁目2番1号(
43G)日本曹達株式会社 代表者三宮武夫 4、代理人 優100  東京都千代田区大手町2丁目2番1号日本
曹達株式会社内 同    所 5、補正の対象 明細書  特許請求の範囲の欄 発明の詳細な説明の欄 図面の簡単な説明の欄 図面 6、補正の内容 (1)  明細書の特許請求の範囲、別紙の通り。 (2)明細書第1頁下行目の rpLプロモーターオペレーター」を「大腸菌染色体或
は大腸菌バクテリオファージ由来のプロモーターオペレ
ーター」と訂正する。 (3)  明細書第17真下から3行目のrpLプロモ
ーターオペレーター」を 「大腸菌染色体或は大腸菌バクテリオファージ由来のプ
ロモーターオペレーター、例えばpL、pRs lpp
、lac、trp或はtac等のプロモーターオペレー
ター」と訂正する。 (4)  明細書第19頁下から6ないし5行目の「最
も好ましいものは、」を 「代表的−例は、」と訂正する。 (6)  明細書第19頁4行目の 「バルチス」を「バチルス」と訂正する。 (6)  明細書筒20頁9行目の 「実施例」を「実施例1」と訂正する。 (9明細書第19頁3行目の 「発行)」を「発行」と訂正する。 (8)  明細書第28真下から7行目のrcJを「工
」と訂正する。 (9)  明細書第32頁10行と11行の間に下記を
挿入する。 「実施例2 1、 プラスミドpNS2の構築 1pplacのプロキーターオペレーターにbioB遺
伝子を連結するために、次の操作を行った  。 ■ プラスミドpBRLC2の構築 pBRLc1 (5μg)をN150バツフアー100
41に溶解し、Nco150単位を加えて、37℃で2
時間反応させた。フェノール抽出とエタノール沈殿を行
った後、ポリメラーゼバッファ−100μlに溶解した
。DNAポリメラーゼIの大型断片10単位を加えて室
温で30分間反応させた後、フェノール抽出しエタノー
ル沈殿を行った・ BamHIリンカ−(5’ CCCGGATCCGGG
3’)1.5μgをリン酸化した後、DNA沈殿と共に
リガーゼバッファー20μmに溶解し、T、DNAリガ
ーゼ2.8単位を加えて、10℃で200時間反応せた
。 この反応液を用いて大腸菌DHIを形質転換し、AI)
耐性の形質転換体からプラスミドDNAを分離した。プ
ラスミドDNAを13amHIで消化し、アガロースゲ
ル電気泳動法により期待される7、3Kbpと1.3K
 b pのDNA断片を確認した。 次に、?、3K b pのDNA断片をアガロースゲル
から溶出し、フェノール抽出とエタノール沈殿の後、リ
ガーゼバッファー20μlに溶解しT4DNAリガーゼ
2.8単位を加えて、10℃で200時間反応せた。 この反応液を用いて大腸菌DHIを形質転換した。Ap
耐性の形質転換体からプラスミドDNAを分離しBam
HIで消化して期待した7、3KbpのDNA断片を確
認することにより、プラスミドpBRLC2が構築され
たことを判断した(第4図参照)。 ■ プラスミドpNS2の構築 p I Nm Omp AI(3/J g)をN50バ
ツフアー(10mMトリス塩酸p H7,8、7mM塩
化マグネシウム、50mM塩化ナトリウム、6mMβ−
メルカプトエタノール)100μlに溶解し、30単位
のBamHIを加えて37℃で2時間反応させた。エタ
ノールで沈殿させた後、N150バツフアー100μl
に溶解し、30単位の5a11を加えて37℃で2時間
反応させた0反応液を0.7%アガロースゲルを用いて
電気泳動した。 泳動後6.3KbpのDNA断片をゲルから溶出し、フ
ェノール抽出とエタノール沈殿を行った。 また、pBRLC2(3μg)を同様にBanH[と5
all各30単30単いて消化し、0.7%アガロース
ゲル電気泳動を行った。泳動後2.6KbpのDNA断
片をゲルから溶出し、フェノール抽出とエタノール沈殿
を行った。 両DNA沈殿をリガーゼバッファー20μmに溶解し、
T、DNAリガーゼ2.8単位を加えて10℃で200
時間反応せた。この反応液を用いて大腸菌DHIを形質
転換させ、Ap耐性の形質転換体からプラスミドDNA
を分離した。これをBamHI(!:5allで二重消
化し6.3 K b I)と2.6KbpのDNA断片
を確認することにより、プラスミドpNs2が構築され
たことを判断した(第5図参照)。 2、 プラスミドpNS3の構築 tppのプロモーターにbioB遺伝子を連結するため
に、次の操作を行った。 エクスペリメンクル マニピュレーシヲン オプ ジー
ン エクスプレッション、弁上正順編集、アカデミツク
 プレス 1983年(ExperimentalMa
nipulation of  Gene E*pre
Ssfon +  Editedby  Masayo
ri  Inouye 、  Academic Pr
ess、1983)に記載のpINIAs(3μg)を
N50バッフy−100,crlに溶解し、30単位の
BamHIを加えて37℃で2時間反応させた。エタノ
ールで沈殿させた後N150バフフアー100μmに溶
解し、30単位の5alIを加えて37℃で2時間反応
させた0反応液を0.7%アガロースゲルを用いて電気
泳動した。泳動後3.7 K b pのDNA断片をゲ
ルから溶出し、フェノール抽出とエタノール沈殿を行っ
た。 また、pBRLC2(3μg)をp I N I As
と同様にBamHIと5ail各30単30単化し、0
.7%アガロースゲルを用いて電気泳動を行った。泳動
後、2.5 K b pのDNA断片をゲルから溶出し
、フェノール抽出、エタノール沈殿を行った。 両DNA沈殿をリガーゼパンファー20μmに溶解し、
T4 DNAリガーゼ2.8単位を加えて10℃で20
0時間反応せた。この反応液を用いて大腸@DH1を形
質転換させ、Ap耐性の形質転換体からプラスミドDN
Aを分離した。これをBamHIと5ailで二重消化
し、3.7 K b pと2、6 K b pのDNA
断片を確認することにより、プラスミドpNS3が構築
されたことを判断した(第6図参照)。 3、 プラスミドpNS4の構築 pRpLプロモーターオペレーターにbioB遺伝子を
連結するために、次の操作を行った。 ppL−λc I (2,5μg )をTAバッフy 
−50pIに溶解し、BamHI30単位を加えて37
℃で2時間反応させた。フェノール抽出とエタノール沈
殿の後、ポリメラーゼバッファー50μlに溶解し、6
単位のDNAポリメラーゼ■の大型断片を加えて室温で
30分間反応させた。フェノール抽出とエタノール沈殿
の後50μlのN150パンフアーに溶解し、5alI
25単位を加えて37℃で2時間反応させた後、0.7
%アガロースゲルを用いて電気泳動を行った。泳動後5
.6 K b pのDNA断片をゲルからt容出し、フ
ェノール抽出とエタノール沈殿を行った。 また、p N S 2 (2,5μg)をTAバッファ
ー60μlに溶解し、Xba112.5単位を加えて3
7℃で2時間反応させた。フェノール抽出とエタノール
沈殿の後ポリメラーゼバッファー50μlに溶解し、6
単位のDNAポリメラーゼ■の大型断片を加えて室温で
30分間反応させ、フェノール抽出とエタノール沈殿を
行った。N150バツフアー60μlにこの沈殿を溶解
し、25単位の5allを加えて37℃で2時間反応さ
せた後、0.7%アガロースゲルを用いて電気泳動を行
った。 泳動後2.6K b pのDNA断片をゲルから溶出し
、フェノール抽出とエタノール沈殿を行った。 両DNA沈殿をリガーゼバッファー20μlに溶解し、
T、DNAリガーゼ2.8単位を加えて10℃で200
時間反応せた。この反応液を用いて大腸菌DHIを形質
転換させ、Ap耐性の形質転換体からプラスミドDNA
を分離した。プラスミドDNAをBamHIで消化し、
8.26 K b pのDNA断片を確認することによ
り、プラスミドpNS4が構築されたことを判断した(
第7図参照)。 4、 プラスミドpNS5の構築 1pplacのプロモーターオペレーターにbioB遺
伝子を連結するために、次の操作を行った  。 ■ プラスミドpBRLC3の構築 プラスミドpBRLcl  (2μg)をN150バツ
フアー80μlに溶解し、BamHIとNcOI各20
単位を加えて37℃で2時間反応させ行った。7.3K
bのDNA断片をゲルから溶出し、フェノール抽出した
後エタノールで沈殿させた。 このDNA沈殿を40ulのポリメラーゼバッファーに
溶解し、7.5単位のDNAポリメラーゼIの大型断片
を加えて室温で30分間反応させた。 フェノール抽出とエタノール沈殿の後、20μlのリガ
ーゼバッファーに溶解し2.8単位のTaDNAリガー
ゼを加え10℃で200時間反応せた。 この反応液を用いて大腸菌DHIを形質転換させ、Ap
耐性の形質転換体からプラスミドDNAを調整した。プ
ラスミドDNAをBamHI及びNcolで消化しそれ
ぞれ?、 3 K b pの断片が確認されたことによ
り、プラスミドpBRLC3が構築されたことを判断し
た(第8図参照)。 ■ プラスミドpNs5の構築 エンボ ジャーナル 第3巻 1984年2437−2
442頁(The  EMBOJournal  3 
 +2437−2442.1984)に記載のp IN
nlompA3(1μg)をN100バツフアー200
μlに溶解し、Xba I 12単位を加えて37℃で
2.5時間反応させ、5M塩化ナトリウム2μlと5a
l120単位を加え、さらに37℃で2時間反応させた
。この反応液を0.7%アガロースゲル電気泳動にてD
NA断片を分離した後、6. I K b pのDNA
断片を溶出し、フェノール抽出とエタノール沈殿を行っ
た。 pBRLC3(1,crg)をN150バツフアー10
0μlに溶解し、Ncolと5all各lO単位を加え
て37℃で2時間反応させた。0.7%アガロースゲル
電気泳動により2.6 K b pのDNA断片を単離
し、フェノール抽出とエタノール沈殿を行った。 p130BLのo m p Aのシグナルペプチドをな
くし完全なビオチン合成酵素を発現させるため、λファ
ージpRプロモーターのシャインダルガーノ配列(SD
)を持つ下記の配列のオリゴヌクレオチドを固相法で合
成した。 TATTCCTCCACTTTTGGTAにのオリゴヌ
クレオチドをアニールするため、それぞれ0.4μgを
50μlのアニーリングバッフy−(10mM)リス−
塩酸(pH7,8)、0.1M塩化ナトリウム、1mM
  EDTA)に溶解し、65℃5分間、46℃1時間
反応後、室温で30分間放置しエタノールを加え沈殿さ
せた。 オリゴヌクレオチドをリン酸化し、6. I K b 
I)と2.6 K b pのDNA断片と共にリガーゼ
バフファー20μlに溶解し、T、DNAリガーゼ2.
8単位を加え12℃で200時間反応せた。 この反応液を用いて大腸菌HBIOIを形質転換した。 Ap耐性の形質転換体からプラスミドDNAを分離し、
Xba IとNrulで消化し、440bpのDNA断
片を確認することにより、プラスミドpNs5が構築さ
れたことを判断した(第9図参照)。 5゜ プラスミドpNS6の構築 tacプロモーターオペレーターにbioB遺伝子を連
結するために、次の操作を行った 。 pDR540(ファルマシアジャパン株式会社より購入
、#27−4932−01)2.5μgを100μmの
N50バツフアーに溶解し、5単位のHi n 6mを
加え37℃で2時間反応させた後、5倍濃度のN100
バツフアー12μlと5単位のBamHIを加え37℃
で2時間反応させた。 5%ポリアクリルアミドゲル電気泳動で92bpのDN
A断片を単離した。 pBRLC3(5μg)をN50バフフアー100μl
に溶解し、Hind![110単位を加え37℃で2時
間反応させた後、5倍濃度のNIGOバフファー12μ
lとBamH110単位を加え37℃で2時間反応させ
た。0.7アガロースゲルを用いて電気泳動を行い6.
3 K b pのDNA断片を単離した。 両DNA断片をリガーゼバッファー40μlに溶解し、
T、DNAリガーゼ2.8単位を加え10℃で200時
間反応せた。この反応液を用いて大腸菌HBIOIを形
質転換した。Ap耐性の形質転換体からプラスミドDN
Aを調整し、PstlとBamHIで二重消化し、期待
されたDNA断片を確認することにより、プラスミドp
NS6が構築されたことを判断した(第10図参照)。 6、 プラスミドpNS7の構築 trpプロモーターオペレーターにbioB遺伝子を連
結するために、次の操作を行った 。 pDR720(ファルマシアジャパン株式会社より購入
、#27−4930−01)2.5μgをTAバッフ7
−100μmに溶解し、BamHIとHindllr1
5単位を加えて37℃で2時間反応させた。これを5%
ポリアクリルアミドゲルを用いて電気泳動した後、11
0bpのDNA断片をゲルから溶出し、フェノール抽出
とエタノール沈殿を行った。 また、p B RL C5(2,5μg)をpDR72
Gと同様にBamHIとHindlllで消化し、0.
7%アガロースゲルを用いて電気泳動を行った。ゲルか
ら5.6 K b pのDNA断片を溶出し、フェノー
ル抽出とエタノール沈殿を行った。 両DNA断片をリガーゼバッファー20μlに溶解し、
T4 DNAリガーゼ2.8単位を加えて10℃で25
時間反応させた。この反応液を用いて大腸菌DHIを形
質転換させ、Ap耐性の形質転換体からプラスミドDN
Aを分離した。これをBamHIと)lindll[で
二重消化し、0.11Kbpと5.6 K b pのD
NA断片を確認することにより、プラスミドpNS7が
構築されたことを判断した第11図参照)。 7、 プラスミドpNS8の構築 プリブノボックスがコンセンサス配列をもつ合成プロモ
ーターオペレーターにbioB遺伝子を連結するために
、次の操作を行った 。 ■ プラスミドpBRLC6の構築 pBRLcl (1011g)をN150ハソファ−1
00#Iに溶解し、5al130単位を加えて37℃で
2時間反応させた。エタノール沈殿の後N50バフフア
ー100μlに溶解し、AccI30単位を加えて37
℃で2時間反応させた。 再びエタノールで沈殿させポリメラーゼバッファー10
0μmに溶解し、DNAポリメラーゼにの大型断片12
単位を加えて室温で30分間反応させ、その後フェノー
ル抽出とエタノール沈殿を行った。 H5ndmリンカ−(5’ CAAGCTTG3’)1
.5μgをリン酸化した後、DNA断片と共にリガーゼ
バッファー20μlに溶解し、T4DNAリガーゼ2.
8単位を加えて4℃で200時間反応せた。フェノール
抽出とエタノール沈殿の後、N150バツフアー100
μlに溶解し、HindlIIリンカ−の連結によって
生じた5ail切断部位を消化するために、3al13
0単位を加えて37℃2時間反応させた。 再びエタノールで沈殿させた後N50バツフアー100
μlに溶解し、)lindI[[50単位を加えて37
℃で2時間反応させた。0.7%アガロースゲルを用い
て電気泳動を行った後、ゲルから2、6 K b pの
DNA断片を溶出し、フェノール抽出とエタノール沈殿
を行った。 また、pBR322(5μg)をN150バッファー1
00.crlに溶解し、5a1130単位を加えて37
℃で2時間反応させた。エタノール沈殿の後、N50バ
ツフアー100μlに溶解し、H4ndl1150単位
を加えて37℃で2時間反応させた後、0.7%アガロ
ースゲルを用いて電気泳動を行った。3.74Kbpの
DNA断片をゲルから溶出し、フェノール抽出とエタノ
ール沈殿を行った。 両DNA断片をリガーゼバッファー2μに溶解し、T、
DNAリガーゼ2.8単位を加えて10℃で200時間
反応せた。この反応液を用いて大腸IIDHIを形質転
換した。Ap耐性の形質転換体からプラスミドDNAを
分離し、Hi nd[[[と5allで二重消化し、3
.74Kbpと2.6KbpのDNA断片を確認するこ
とにより、pBRLC6が構築されたことを判断した(
第12図参照)。 ■ プラスミドpN38の構築 pYEJOOl  (ファルマシアジャパン株式会社か
ら購入し、#27−4928−01)1.5μgをN5
0バツフアーiooμlに溶解し、Hindl[[20
単位を加えて37℃で2時間反応させた。 さらに5倍濃度のN100バツフアー 25μlと5a
l120単位を加えて37℃で2時間反応させた後、0
.7%アガロースゲルを用いて2.8Kbpの断片を単
離した。 pBRLC6(3ttg)を同様にHinduと5al
(で消化し、0.7%アガロースゲル電気泳動を用いて
2.6 K b PのDNA断片を単離した。 両DNA断片をリガーゼバフファー30μlに溶解し、
T a D N Aリガーゼ2.8単位を加え10℃で
200時間反応せた。この反応液を用いて大腸菌JA2
21を形質転換した。Ap耐性の形質転換体からプラス
ミドDNAを調整し、Hind■と5allで二重消化
しあるいはH4ncIIで消化し、期待されたDNA断
片を確認することにより、プラスミドpNS8が構築さ
れたことを判断した(第13図参照)。 8、 プラスミドpNS9の構築 tacプロモーターオペレーターにbioB遺伝子を連
結するために、次の操作を行った 。 pKR540(ファルマシアジャパン株式会社より購入
、#27−4932−Of)5μgを100ulのN1
00バフフアーに溶解し、BamH110単位を加え3
7℃で2時間反応させた後、フェノール抽出しエタノー
ルでDNAを沈殿させた。DNA沈殿を50μmのポリ
メラーゼバッファーに溶解し、DNAポリメラーゼIの
大型断片4単位を加えて13℃で2時間反応させた後、
フェノール抽出しエタノールでDNAを沈殿させた。さ
らにDNA沈殿を100μlのPstlバッファーに溶
解し、PstllOj1位を加えて37℃2時間反応さ
せた後、1.0%アガロースゲルを用いて0.8 K 
b pのDNA断片を単離した。pN32 (1011
g)を150μlのN100バッファーに溶解し、Xb
a I 15単位を加えて37℃2時間反応させた後、
フェノール抽出しエタノールでDNAを沈殿させた。D
NA沈殿を50μmのポリメラーゼバッファーに溶解し
、DNAポリメラーゼ■の大型断片4単位を加えて13
℃で2時間反応させた後、フェノール抽出とエタノール
沈殿を行った。さらにDNA沈殿を100μlのPst
lのバッファーに溶解し、Pstl15単位を加えて3
7℃で2時間反応させた後、0.7%アガロースゲルを
用いて8. I K b I)のDNA断片を単離した
。得られた0、 8 K b pと8. I K b 
pの両DNA断片を35μlのリガーゼバッファーに溶
解し、T、DNAリガーゼ2.8単位を加えて10℃で
200時間反応せた。この反応液を用いて大腸菌JA2
21を形質転換した。Ap耐性の形質転換体からプラス
ミドDNAを調整し、HincIIで消化したものおよ
びEcoRIで消化したものの両方で期待されるDNA
断片を確認し、プラスミドpNS9が構築されたことを
判断した(第14図参照)。 9、 pNsloの構築 1)RプロモーターオペレーターにbioB遺伝子を連
結するために、次の操作を行った 。 pBRLcl (10μg)をN50バツフアー60μ
lに溶解し、ACCI50単位を加えて37℃で2時間
反応させた。フェノール抽出、エタノール沈殿の後、ポ
リメラーゼバッファー50μlに溶解し、DNAポリメ
ラーゼIの大型断片10単位を加えて室温で30分間反
応させた。フェノール抽出、エタノール沈殿を行った後
、N150バツフアー40μiに溶解し、5ph150
単位を加えて37℃で2時間反応させた。この反応液を
0.7%アガロースゲルを用いて電気泳動し、ゲルから
2.5 K b pのDNA断片を溶出しフェノール抽
出、エタノール沈殿を行った。 また、ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリ
ー 第257巻 1982年 13181〜13184
  頁 (J 、  B iol、Chew、  25
7. 13181 〜13184.1982) ニ記載
+7)1)CQV2 (10,ug)をN100バッフ
y−200,ulに溶解し、13 a m HI50単
位を加えて37℃で2時間反応させた。フェノール抽出
、エタノール沈殿の後、ポリメラーゼバッファー50μ
lに溶解し、DNAポリメラーゼ■の大型断片10単位
を加えて室温で30分間反応させた。フェノール抽出、
エタノール沈殿を行った後N150バツフアー40μl
に溶解し、5phrso単位を加えて37℃で2時間反
応させた。この反応液を0.7%アガロースゲルを用い
て電気泳動し、ゲルから4.7 K b pのDNA断
片を溶出しフェノール抽出、エタノール沈殿を行った。 両DNA断片を30μlのリガーゼバフファーに熔解し
、TaDNAリガーゼ2.8単位を加えて8℃で200
時間反応せた。この反応液を用いて大腸菌DHIを形質
転換した。Ap耐性の形質転換体からプラスミドDNA
を調整し、Ncolと5phIで2重消化し2゜54K
bpと4.75KbpのDNA断片を確認することによ
り、プラスミドpNs10が構築されたことを判断した
(第15図参照)。 10、プラスミドpN311の構築 pRpLプロモーターオペレーターにbioB遺伝子を
連結するために、次の操作を行った 。 ■ プラスミドp CQV 2−YM2の構築バクテリ
オファージλ(20μg)をN50バフフy−50(J
u+に溶解し、CIal100単位を加えて37℃で2
時間反応させた。反応液を0.7%アガロースゲルを用
いて電気泳動し、ゲルから l、 9 K b pのD
NA断片を溶出しフェノール抽出、エタノール沈殿を行
った。このDNA沈殿をNKOバッファー(10mMl
−リス塩酸、  pH7,2,7mM塩化マグネシウム
、6mM  メルカプトエタノール)250μlに溶解
し、FnuD■100単位を加えて37℃で2時間反応
させた。 BamHIリンカ−(5’ CCGGATCCGG  
3’)1.5μgをリン酸化した後、DNA断片と共に
リガーゼバフファー20μIに溶解し、5.6単位のT
4DNAリガーゼを加えて22℃で6時間反応させた。 フェノール抽出、エタノール沈殿の後2シ0IIlのT
Aバッファーに溶解し、BamHIとBglIl各35
単位を加えて37℃で2時間反応させた。5%ポリアク
リルアミドゲル電気泳動を行った後290bpのDNA
断片をゲルから溶出し、フェノール抽出、エタノール沈
殿を行った。 また、p CQV 2 (2p g)をN100バフ7
アーに溶解し、BamHI12単位を加えて、37℃で
2時間反応させた。エタノールで沈殿させた後4011
1のIM  )リス塩酸、pH8,0に溶解し、大IJ
!菌アルカリフォスファターゼ2.5単位を加えて37
℃で1時間反応させた。フェノール抽出、エタノール沈
殿の後、前述の290bpのDNA断片と共にリガーゼ
バッファー20μlに溶解し、5.6単位のT、DNA
リガーゼを加えて22℃で6時間反応させた。 この反応液を用いて大腸菌HBIOIを形質転換させ、
Ap耐性の形質転換体からプラスミドDNAを分離した
。これをBamHIで消化し5.2KbpのDNA断片
を確認することにより、また、BamHIとHindn
[で二重消化し750bpのDNA断片を確認すること
により、p CQV 2−YM2が構築されたことを判
断した(第16図参照)。 ■ プラスミドpNs11の構築 pCQV2−YM2(1,5μg)をN150バツフア
ー100μlに溶解し、各15単位のBamHlと5a
llを加えて37℃で2時間反応させた後、0.7%ア
ガロースゲルを用いて電気泳動を行った。泳動後ゲルか
ら4.9 K b pのDNA断片を溶出し、フェノー
ル抽出、エタノール沈殿を行った・ また、p B RL C2(1,5μg)をN150バ
ツフアー100μlに溶解し、各15単位のBanHl
と5allを加えて37℃で2時間反応させた後、0.
7%アガロースゲルを用いて電気泳動を行った。泳動後
ゲルから2.6 K b pのDNA断片を溶出し、フ
ェノール抽出、エタノール沈殿を行った。 リガーゼバッファー20μlに両DNA沈殿を溶解し、
T、DNAリガーゼ2,8単位を加えて4℃で200時
間反応せた。この反応液を用いて大腸菌JA221を形
質転換させ、Ap耐性の形質転換体からプラスミドDN
Aを分離した。これをBamHlと5ailで二重消化
して、4.9Kbpと2.6 K b pのDNA断片
を確認することにより、pN311が構築されたことを
判断した(第17図参照)。 11、 プラスミドpNs12の構築 pRpLのプロモーターオペレーターにbi。 B遺伝子を連結するために、次の操作を行った。 pCQV2−YM2(2,5,ug)をTAバッファー
50μlに溶解し、BamHI30単位を加えて37℃
で2時間反応させた。フェノール抽出、エタノール沈殿
の後、ポリメラーゼバッファー50μmに溶解し、6単
位のDNAポリメラーゼ■の大型断片を加えて室温で3
0分間反応させた後、フェノール抽出、エタノール沈殿
を行った。50μlのN150バツフアーにこの沈殿を
溶解し、5al125単位を加えて37℃で2時間反応
させた後、0.7%アガロースゲルを用いて電気泳動を
行った。泳動後4.9 K b pのDNA断片をゲル
から溶出し、フェノール抽出、エタノール沈殿を行った
。 また、p N S 2 (2,5μg)をTAバッファ
ー60plに溶解し、Xbal12.5単位を加えて3
7℃で2時間反応させた。フェノール抽出、エタノール
沈殿の後、ポリメラーゼバッファー50μmに溶解し、
6単位のDNAポリメラーゼlの大型断片を加えて室温
で30分間反応させ、フェノール抽出、エタノール沈殿
を行った。N150バツフブー60μmにこの沈殿を溶
解し、25単位の5allを加えて37℃で2時間反応
させた後、0.7%アガロースゲルを用いて電気泳動を
行った。 泳動後、2.7 K b pのDNA断片をゲルから抽
出し、フェノール抽出、エタノール沈殿を行った。 両DNA沈殿をリガーゼバフファー20μlに溶解し、
TaDNAリガーゼ2.8単位を加えて、4℃で200
時間反応せた。この反応液を用いて大腸菌DHIを形質
転換させ、AI)耐性の形質転換体からプラスミドDN
Aを分離した。プラスミドDNAfBamHIで消化し
、0.1 K b pと?、6 K b pのDNA断
片を確認することにより、pNs12が構築されたこと
を判断した(第18図参照)。 12、プラスミドpNs13構築 pRプロモーターオペレーターにbioB遺伝子を連結
するために、次の操作を行った 。 1)CQV2 (3μg)をN50バッフ7−100μ
lに溶解し、30単位のBamHIを加えて37℃で2
時間反応させた。エタノールで沈殿させた後N150バ
ツフアー100μlに溶解し、30単位の5allを加
えて37℃で2時間反応させた0反応液を0.7%アガ
ロースゲルを用いて電気泳動した。泳動後4.6 K 
b pのDNA断片をゲルから溶出させ、フェノール抽
出、エタノール沈殿を行った。 また、pBRLC2(3/Jg)を同様にBamHlと
5allで消化し、0.7%アガロースゲルを用いて電
気泳動した。泳動後2.6 K b pのDNA断片を
ゲルから溶出し、フェノール抽出、エタノール沈殿を行
った。 両DNA沈殿をリガーゼバッファー20μlに溶解し、
TaDNAリガーゼ2.8単位を加えて4℃で200時
間反応せた。この反応液を用いて大腸菌DHIを形質転
換させ、Ap耐性の形質転換体からプラスミドDNAを
分離した。これをBamHIと5ailで二重消化し4
.6 K b pと2.6KbpのDNA断片を確認す
ることにより、pNS13が構築されたことことを判断
した(第19図参照)。 13、プラスミドpNs14の構築 pRプロモーターオペレーターにbioB遺伝子を連結
するために、次の操作を行った 。 pCQV2 (10/jg)をN100バツフアー10
0ulに溶解し、BamHI30単位を加えて37℃で
2時間反応させた。フェノール抽出、エタノール沈殿の
後、ポリメラーゼバッファー40μlに溶解し、DNA
ポリメラーゼ■の大型断片10単位を加えて13℃で1
時間反応させた。 フェノール抽出、エタノール沈殿を行った後、180μ
lのN150バツフアーに溶解し、5al150単位を
加えて37℃で2時間反応させた。反応液を0.7%ア
ガロースゲルを用いて電気泳動し、ゲルから4.6 K
 b pのDNA断片を溶出しフェノール抽出、エタノ
ール沈殿を行った。 また、pNS2 (10μg)をTAバッファー100
μlに溶解し、Xba150単位を加えて37℃で2時
間反応させた。フェノール抽出、エタノール沈殿の後、
ポリメラーゼバッファー40μlに溶解し、DNAポリ
メラーゼIの大型断片10単位を加えて13℃で1時間
反応させた。フェノール抽出、エタノール沈殿を行った
後、180piのN150バフフアーに溶解し、5ai
150単位を加えて37℃で2時間反応させた。反応液
を0.7%アガロースゲルを用いて電気泳動し、ゲルか
ら2.7 K b pのDNA断片を溶出しフェノール
抽出、エタノール沈殿を行った。 両DNA沈殿を40μlのリガーゼバッファー溶解し、
T、DNAリガーゼ2.8単位を加えて8℃で200時
間反応せた。この反応液を用いて大腸菌DHIを形質転
換した。Ap耐性の形質転換体からプラスミドDNA@
”J整し、BamHIと5ailで2重消化し期待した
O、 l K b p、4.6KM、2.7KbpのD
NA断片を確認することにより、プラスミドpNs14
が構築されたことを判断した(第20図参照)。 14、ビオチン合成酵素の発現 前記されているJA221由来のα−DHB耐性株の1
つ(TKIOI)に、ビオチン合成酵素をコードする遺
伝子をもつ種々の大腸菌プラスミドを形質転換法により
導入し、その形質転換株を得た。TKIOIに、プラス
ミドpNs2、pNS3、pNS4、pNS5、pNS
6、pNS7、pNS8、pNS9、pNslo、pN
sll、pNs12、pNs13、pNs14を導入し
て得られた形質転換株を、それぞれN5102、N51
03、N5104、NS 105、NS I O6、N
5107、N510B、N5109、N5IIO1NS
111、N5112、N5113、N5114と命名し
た。N5102−NS114におけるビオチン合成酵素
の発現をみるために同株を50u g/m 1のApを
含むM9LT培地1mlに接種し37℃、20時間前培
養した後、その0.1mlをとり上記の培地25m1に
接種し37℃にて本培養した。OD&6゜=0.4にな
った時、温度を42℃に上昇させるか、またはイソプロ
ピルβ−D−チオガラクトピラノシド(T PTG)を
2mMになるように添加して酵素の合成を誘導し、さら
に2時間培養を継続した。遠心して集菌し、菌を0.1
mlのSDSを含むサンプルバッファー〔62,5mM
トリス塩酸p H6,8,2%(W/V)SDS、5%
(v/■)2−メルカプトエタノール、10%(W/V
)グリセロール〕に懸濁の後、100℃で5分間熱処理
した。この細胞全蛋白質を含むサンプルの1部を用いて
、SDSポリアクリルアミドゲルによる電気泳動の後、
ゲルを染色し、ビオチン合成酵素に相当する38キロダ
ルトンの主要蛋白質帯を見出した。プラスミドを含まな
い大腸菌にはこの蛋白質帯は検出されなかった。 15、ビオチンの蓄積 50 m g / lのApを含むLB培地に大腸菌を
一夜前培養し、培養液0.1 m lを、50mg/l
のAp、1100uのd I−DTB、2mMのIPT
Gを含むペプトン−カザミノ酸培地(2%グリセリン、
5%プロテオース・ペプトン、2%カザミノ酸、0゜1
%Kg HPO4,0,05%KCI。 0゜05%Mg SO4,0,001%Fe5Oa、0
.001%Mn5On )0.9mlに加えて37℃、
24時間培養した。培養液を遠心分離し上澄み液の一定
量をとり、蓄積されたビオチンをラクトバチルス・プラ
ンタラムATCC8014を用いた微生物定量法で定量
した。 プラスミドpNs5を含むそれぞれの菌株におけるビオ
チンの蓄積量を第2表に示す、この結果からJA221
およびJA221のα−DTB耐性株にビオチン合成酵
素をコードする遺伝子を導入することにより、ビオチン
の蓄積が著しく向上することがわかる。 次にビオチン蓄積量の最も高かったJA221のα−D
TB耐性株に、ビオチン合成酵素をコードする遺伝子を
もつ種々の大腸菌プラスミドを導入して、DTBから変
換したビオチンを定量した。 第3表に示すように、ビオチン蓄積の向上は種々の大腸
菌変異株において見られ、特にpNS5、pNslo、
pNs13を含む形質転換体を用いてビオチンを製造す
ると、DTBを収率100%でビオチンに変換すること
ができ、又、培地にはビオチンが12mg/I蓄積され
るものであり、工業的に極めて有利である。 第  2 表 菌  株        ビオチン蓄a量(μg/m1
) JA22 i、”pNss        10.0T
KI O゛l/pNS5       12.0DHI
   /pNS5       5.0RV308/p
NS5       4.8第3表 JA221 0.004    0 T)[1010,010 NSIOI  O,222,103 NS102 0.57    1O NS103 2.32    3 NS104 0.70    5 NS10512.00    5 NS106 0.20    0.5 NS107 0.23    0.l N5108 4.60    3 NS109 0.21    7 NS110 1.2512.00  3NSIII  
O,151,001 NS112 0.73 0.79  5NS113 0
.6012.00  0.lN5114 0.20 0
.40  2顛 明細書第32頁12行の 「第1,2及び3図は」は「第1ないし第20図は」と
訂正する。 (11)別添の第4図ないし第20図を追加する。 7、添付書類の目録 (1)特許請求の範囲         −通(2)図
面(第4図ないし第20図) 各−通特許請求の範囲 (1)ビオチン合成酵素をコードする二重!! D N
 A(2)ビオチン合成酵素をコードする二重鎖DNA
を含み、それを発現させることのできる環状二重鎖DN
Aをプラスミドとして含む形質転換された大腸菌変異株 (3)ビオチン合成酵素をコードする二重鎖DNAとそ
の上流領域に大腸菌染色体或は大腸菌バクテリオファー
ジ由来のプロモーターオペレーターを含む環状二重鎖D
NAをプラスミドとして含む特許請求の範囲の第2項記
載の大腸菌変異株(4)ビオチン合成酵素をコードする
二重MDNAを含み、それを発現させることのできる環
状二重鎖DNAをプラスミドとして含む形質転換された
大腸菌変異株を、デチオビオチンを含む培地で培養して
培地中に蓄積されたビオチンを採取することを特徴とす
るビオチンの製造方法。 (5)ビオチン合成酵素をコードする二重鎖DNAとそ
の上流領域に大腸菌染色体或は大腸菌バクテリオファー
ジ由来のプロモーターオペレーターを含む環状二重鎖D
NAをプラスミドとして含む形質転換された大腸菌変異
株を使用する特許請求の範囲の第4項記載のビオチンの
製造方法。 第4図 しNcoI LPol、ymerase しBamHI  Linker BamHI 第5図 6.3Kbp    2.6 Kbp amHI 第6図 第7図 しBamHI           しXbaIBam
t(I 第8図 LB a mHI/ N oOL 7.26にbp 第9図 第10図 第11図 amHI 第13図 第14図 しBamHI                 しX
batl、PoLymerase          
I/Potymerase第15図 しBamHI          l、 AccIRa
m)II 第16図 しFnuOIf 第17図 第18図 しBamHI                   
 l’XbaIしoLymerase        
  しPotymeraseし5atl       
          し5aLI第19図 第20図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)ビオチン合成酵素をコードする二重鎖DNA(2
    )ビオチン合成酵素をコードする二重鎖DNAを含み、
    それを発現させることのできる環状二重鎖DNAをプラ
    スミドとして含む形質転換された大腸菌変異株 (3)ビオチン合成酵素をコードする二重鎖DNAとそ
    の上流領域にpLプロモーターオペレーターを含む環状
    二重鎖DNAをプラスミドとして含む特許請求の範囲の
    第2項記載の大腸菌変異株(4)ビオチン合成酵素をコ
    ードする二重鎖DNAを含み、それを発現させることの
    できる環状二重鎖DNAをプラスミドとして含む形質転
    換された大腸菌変異株を、デチオビオチンを含む培地で
    培養して培地中に蓄積されたビオチンを採取することを
    特徴とするビオチンの製造方法。 (5)ビオチン合成酵素をコードする二重鎖DNAとそ
    の上流領域にpLプロモーターオペレーターを含む環状
    二重鎖DNAをプラスミドとして含む形質転換された大
    腸菌変異株を使用する特許請求の範囲の第4項記載のビ
    オチンの製造方法。
JP59272605A 1984-12-24 1984-12-24 ビオチン合成酵素をコ−ドする二重鎖dna、それを含む微生物及びビオチンの製造法 Pending JPS61149091A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61202686A (ja) * 1985-03-05 1986-09-08 Shiseido Co Ltd ビオチン生産性微生物
FR2604436A1 (fr) * 1986-09-30 1988-04-01 Transgene Sa Clonage des genes bioa, biod, biof de bacillus sphaericus, vecteurs et cellules transformes et procede de preparation de la biotine
US5693504A (en) * 1994-12-15 1997-12-02 Takeda Chemical Industries, Ltd. Microorganism resistant to nicotinic acid analogue and production of biotin
US6277609B1 (en) 1993-01-06 2001-08-21 Basf Aktiengesellschaft Method to produce biotin
US6303377B1 (en) 1993-06-25 2001-10-16 Roche Vitamins Inc. Biotin biosynthesis in bacillus subtilis
US6361978B1 (en) 1996-05-06 2002-03-26 Roche Vitamins, Inc. Production of biotin

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