JPS6140792A - 細胞壁溶解酵素系遺伝子を有する組み換え体プラスミドにより形質転換されたエスチェリチア属菌 - Google Patents

細胞壁溶解酵素系遺伝子を有する組み換え体プラスミドにより形質転換されたエスチェリチア属菌

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JPS6140792A
JPS6140792A JP59161678A JP16167884A JPS6140792A JP S6140792 A JPS6140792 A JP S6140792A JP 59161678 A JP59161678 A JP 59161678A JP 16167884 A JP16167884 A JP 16167884A JP S6140792 A JPS6140792 A JP S6140792A
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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】 技術分野 本発明は細胞壁溶解酵素系遺伝子を含有する組み換え体
プラスミド、それにより形質転換されたエスチェリチア
属菌およびこの菌を用いて細胞壁溶解酵素を製造する方
法に関する。
(従来技術) 酵母やクロレラなどの微生物の蛋白質を食料源もしくは
飼料源として利用するうえで、これら微生物の菌体細胞
壁を溶解除去することが必要である。しかしながら、こ
れら菌体細胞壁を分解しうる酵素を工業的に効果的に生
産しうる技術はいまだ確立されていない。
(発明の目的) 本発明の目的は、細胞壁溶解酵素系遺伝子を有する組み
換え体プラスミドおよびこの組み換え体プラスミドを導
入したエスチェリチア属菌を提供することにある。本発
明の他の目的は、この組み換え体プラスミドもしくはこ
れを導入したエスチェリチア属菌を使って細胞壁溶解酵
素を容易かつ大量に生産する方法を提供することにある
(発明の構成) 本発明の組み換え体プラスミドは、アルスロバクタ−属
菌の細胞壁溶解酵素系遺伝子をエスチェリチア・コリー
trpc −9830のベクタープラスミドYRp 7
に導入して得られ、これをエスチェリチア・コリーII
 B 101もしくはエスチェリチア・コリーJA22
1などのエスチェリチア属菌に導入することにより細胞
壁溶解酵素系遺伝子を発現させ、そのことにより上記目
的が達成される。
また9本発明の細胞壁溶解酵素の製造方法は。
上記組み換え体プラスミドを含有するエスチェリチア・
コリー属菌を培養しその菌体内もしくは培地中に蓄積さ
れる細胞壁溶解酵素を採集することを包含し、そのこと
により上記目的が達成される。
この細胞壁溶解酵素の生産は、親株アルスロバクタ−Y
CWD3が誘導的であるのに対し、形質転換株エスチェ
リチア・コリーでは構成的である。
本発明におけるアルスロバクタ−YCWD3の細胞壁溶
解酵素系遺伝子のエスチェリチア・コリーへのクローニ
ングは次のようにして行われる:アルスロバクター(八
rthrobacter) Y CW D 3の対数増
殖期の細胞からJ、Marmurの方法(J。
Marmur、 J、Mo1.Biol、  3208
(1961))により染色体DNAが調製される。これ
を制限酵素Ban+ IIIで不完全分解して2本鎖D
NA断片を得る。他方。
ベクタープラスミドYRp 7は制限酵素Ban旧によ
りテトラサイクリン(Tc)耐性遺伝子上に1ケ所のみ
切れる配列を有する。このベクタープラスミドYRp 
7を切り直線状にする。次いで、アルカリフォスファタ
ーゼで末端のリン酸を切り取る。こうすることにより、
後に加える修復酵素T、DNAリガーゼによりYRp 
7が元の環状DNAに戻るのを防ぐ0両DNAを混合し
T4 DNAリガーゼを加えて、切れているリン酸結合
をつなぐことにより目的の組み換え体プラスミド(p、
 X 20と命名)を含む種々のプラスミドの混合物を
得る。これを。
次いで、あらかじめCaC1z処理などにより外来DN
Aを受は入れやすくした宿主微生物エスチェリチア・コ
リー(IEscherichia  coli) HB
 101またはエスチェリチア・コリー(Escher
ichia coli)JΔ221へ入れる0組み換え
体プラスミドpX20はYRp7のTc’中へ染色体D
NA断片が入り込んだものであるから、これが導入され
たエスチェリチ−i’ ・:I IJ −HB 101
(p X20)またはJA221(1)X20)はテト
ラサイクリン耐性遺伝子が分離されてテトラザイクリン
惑受性(Tc’ )となる。YRp7のもつもう一つの
アンピシリン耐性遺伝子(Am’ )は生かされている
ため、エスチェリチア・コリーHB 101 (pX 
20>またはJ A22Hp X20)はアンピシリン
面(性(A1)である。
アルスロバクタ−YCWD3由来の細胞壁溶解酵素系遺
伝子を発現する形質転換株を選び出すために、八m“の
エスチェリチア・コリーHBIOIまたはJΔ221の
コロニーを選択し、そのうちで細胞壁溶解酵素活性を有
する株をスクリーニングする。細胞壁溶解酵素活性を有
するエスチェリチア・コリーII 13101(pX2
0)またはJ A221(p X20)のスクリーニン
グは、 Am’のコロニーをパン酵母細胞壁基質と共に
インキュベートしてコロニー周辺に細胞壁溶解斑の生じ
る株を選択することにより行われる。選択培地にアンピ
シリンと細胞壁とを共存させておくことにより Am 
I’でかつ細胞壁溶解活性陽性の株を同時に選択するこ
とが可能である。
このようにして本発明において得られた形質転換株エス
チェリチア・コリーHBIOI(p X20 (受託番
号:微工研菌寄第7742号)およびJA221(pX
20)  (受託番号:微工研菌寄第7744号)は細
胞壁溶解酵素系遺伝子、特に、β−1・3グルカナーゼ
遺伝子を有している。この酵素活性は主としてペリプラ
ズム区分に見出される。
形質転換株エスチェリチア・コリーHBIOI(pX2
0)およびJ A221(p X20)の生産するβ−
1・3グルカナーゼは、酵母グルカンなどに作用させて
得られるオリゴ糖のペーパークロマトグラム。
アビセル吸着クロマトグラフィによる吸着性およびポリ
アクリルアミドゲル電気泳動により、親株の生産するグ
ルカナーゼ■と同一であることが確認された。
(実施例) 以下に本発明を実施例について詳述する。
プ」1例」=(組み換え体プラスミドの調製)■ 親株
二本発明で用いる親株アルスロバクタ−(ArLbro
bacter)YCWD 3 (受託番号:微工研菌寄
第7739号)は細胞壁溶解酵素β−1・3・グルカナ
ーゼ(グルカナーゼIおよびグルカナーゼ11)の生産
株として空気中に放置して腐敗したコンニャクの表面か
ら分離され固定された。その同定データは第1表に示さ
れる。 この菌株はこの同定データからR,E、Buc
hanan and N、E、Gibbons+二  
8erBey’s、  Manual  of  De
terminative  Bacteriology
+7th IEdiLion、 The Willia
ms & Wilkins Company+  ’。
11alLimore、によりアルスロバクタ−に属す
る新菌種であり、アルスロバクタ−・シトレウスの変異
株であると同定された。この菌株はβ−1・3グルカナ
ーゼを含有する細胞壁溶解酵素遺伝子を存する。
第−表 (1)形態:液体振盪培養(Difco nuLrie
ntbro th)中の最初はほぼ球形(直径約1μm
)であり、5時間後には提体(屈曲した桿棒状で全長約
1.0μm)となり、9〜10時間後には再び球形細胞
が現れ、24時間後には全てほぼ球形(直径1μm)の
細胞となる。
(2)胞子:形成しない。
(3)運動性二球形のものは非運動性であるが、長提体
が現れる前後の短い間においてのみ運動性のある個体の
存在が認められた。
(4)鞭毛:生育中における運動性のある個体が現れる
時期の菌体を電子顕微鏡で観察すると周毛の長桿形菌の
存在が認められる。
(5)色素:大抵の場合黄色を呈する。若い培養ではこ
の色素が培地中に拡散することはないが、長時間はげし
く振盪培養するときには培地中にわずかに色素がでてく
る。
(6)液体培養(Difco nutrient br
oth)30’Cの積置培養では菌体の生育はあまりよ
くないが、振盪培養するときには良好に生育した。積置
培養では表面に被膜、及びリングを生じない。
(7)寒天平面 培養(Difco nutrient
 agar) 37℃で生育し、1日日コロニーは金縁
が凸円状を形成し、5日日コロニーの周縁は赫状となり
仮菌緑(各画線は球菌の集団)の生育が認められた。コ
ロニーの色は常にレモン黄色で、古くなると濃黄色赤味
を帯びる。
(8)肉汁培、養 生育:表面の生育なし 濁度:わずかににとる 香り:わずかにアンモニア臭 沈渣:微黄色の沈渣を生じる (9)肉汁寒天培養(30℃、72時間培養)生育:中
等度、直径0.8〜1.0朋 形状:円形 表面:平滑 辺縁:完全、ただし古い培養(5日間以後)では放射状
となる。
隆起:隆起する 粘性:バク−状 光沢:あり 色素:黄色 深部集落:集落の直下、または中央に直径0.5mi+
以下の固い集落が認められる。
(10)生育温度:20〜40℃。(最適30〜37°
C)(11)生育pH: pH6,0〜9.0゜(最適
pH7,0〜8.0)(12)嫌・好気性:好気性。
(13)ダラム染色性:陽性 (14)抗酸性:陰性 (15)メチルレッドテスト:陽性 (16)フォーゲス・プロスカラエル反応:陰性(17
)インドールの生成:陰性 (Ehrlich法、亜硝酸法30℃、3日)(18)
g化水素の生成:陽性 (Difco nutrient broth、  N
aCl PbC0゜寒天培地) (19)アンモニアの生成:陽性 (20)硝酸塩の還元:陽性 (21)カタラーゼの生成:陽性 (22)ウレアーゼの生成:陰性 (30℃、3日振盪培養) (23)ゼラチンの液化:陽性(20”C,7日)(2
4)澱$5)の加水分解:陰性(30’C,3日)(2
5)クエン酸の利用性:利用しない(30℃、3日 振
盪培養) (26)牛乳の凝固:陽性もしくは陰性(30’C,5
日)(27) ’J l−7ス17)還元性:陰性(3
0”C,5日)(28)硝酸塩の利用性:陰性(37℃
、13日振盪培養)(29)セルロースの分解:陰性(
37℃、 10日)(30)耐塩性ニア%まで生育する
(30”C,5日振盪培養) (31)各種炭素源の利用性 37℃、8日積置培養でグルコース、マンノース、フラ
クトース、ガラクトース、マルトース、シュクロースよ
り酸を生成する。ラクトース、マンニトール、ソルビト
ール、でんぷん、セルロースからは酸の生成は認められ
ない。
■ 染色体DNAの調製: L−broth寒天斜面か
らアルスロバクタ−YCWD3の一白金耳をとり。
これを1001!のL−broth  (1%Bact
opepLone−0,5%Difco yeaste
xtract−0,5%NaC1)に植え37℃にて一
夜振盪培養した。この培養液の10nlを100m6の
2%グリシンを含むL−brothに加え。
37℃にて2時間振盪した。得られた細胞を遠心分離し
て集めた。これを0.15M NaC1−0,1M E
DTA (pH8,0)に)甑濁し、同じ溶媒に溶かし
たりゾチーム(20mg/ mll 、 Sigma社
製、 grade 、1 )を2mg/mlになるよう
に加え37℃で65分間保温した。10%硫酸ドデシル
ナトリウム(SDS)を2%(、終濃度)に加え、65
°Cにて20分間加熱し溶菌液を得た。 これにPro
teinase K (Merck社製)を120μB
/mlになるように加え、37℃で2.5時間保温した
。NaCl0.を終濃度IMになるように加えたのチ等
容のクロロホルム−イソアミルアルコール(24: 1
 v/v)と振った。遠心(10,OOOrpm、、 
10分、20℃)して上層をとり2容のエタノールを重
層して攪拌し生じた糸状沈澱をガラス棒にまきとった。
これを0.OIM )リス塩酸(pH7,5) −0,
001MIT八にとかし、 NaC1を0.25Mに、
そしてEDTAを0.02Mになるように加えた。 こ
れに、さらに。
I?NΔaseA (Sigma社製 Typenl−
A)を100μz7mllになるように加え、37℃で
30分間保温した。これに等容のクロロホルム−イソア
ミルアルコールを加えて振ったのち、遠心(2,40O
rpm、 、 15分、室#りL上層をとり2容のエタ
ノールを加えた。生じた糸状沈澱をガラス棒にまきとっ
た。これを再び0.01Mトリス塩酸(pH17,5)
 −0,001M EDTAにとかし、 NaC1を0
.1Mに、そしてUDTAを0.01Mになるように追
加した。そしてα−アミラーゼ(WorLI+1nBL
on社製)を0.05ユニット/mlに加え。
37℃で1時間保温した。これを等容のフェノール((
]、005M+−リス塩酸(pH8,0) −0,1M
 NaC1で平衡化)と振り、遠心(2,40Orpm
、、 10分、室温)し上層をとった。エーテル抽出し
てフェノールを除いたの52容のエタノールを加えた。
生じた糸状、沈澱を0.01M ) IJ ス塩酸(p
H7,5) −0,001M EDTAにとかした(3
90μB/lll1)。
グリシン処理を行った定常状態の培養10mJにつき約
1■の染色体DNA標品を得る。こ′の染色体DNAは
Bam HIやPst  Iによりよく分解されるが、
 EcoRI、HindI[[およびXbaIではほと
んど分解されない。
■ 染色体DNA断片の調製:上で得た染色体DNA 
100.cog /mllを制限酵素Ram )II 
 (37,5ユニット/ml、宝酒造9m製)を用い、
 Ban+ II緩衝液(0,OIM )リス塩酸(p
H8,0)、  0.1MNaC1゜0.007 M 
MgCh、および0.002M  β−メルカプトエタ
ノール)中で30℃にて15.30.45および60分
間処理した。各処理物を合わせ、フェノール抽出を行い
2体いで、2容のエタノールで生じる沈澱物をエタノー
ルで洗浄し、乾燥させた。得られた染色体DNA断片を
0.01Mトリス塩酸(pH7,5)−O,OOIME
DTAに溶かした(約550μg/mz)。
■ ベクタープラスミド二本発明で用いるベクタープラ
スミドはYRp 7である。 このベクタープラスミド
は、酵母菌のtrp I遺伝子を含む断片とpHR32
2とを結び合わせたベクターで1分子量が3.8 XI
O’°ダルトンである。テトラサイクリンとアンピシリ
ンとトリプトファン(trpl)の選択マーカーをもつ
。制限酵素Bam IIにより1ケ所で切断され、この
切断点に外来DNAが挿入されるとテトラサイクリン耐
性(Tc’ )を失う。 このベクタープラスミドYR
p 7はよく知られ容易に入手しうるが1本実施例では
これを保持するエスチェリチア・コリー(Escher
ichia coli) trpC−9830(YRp
7)  (受託番号:微工研菌寄第7740号)から取
り出した。 ベクタープラスミドYRp 7を得るには
、まず、これを保持する上記エスチェリチア・コリーt
rpC−9830(YRp 7 )を100mj2のL
−brotb  (1%Bactopeptone−0
,5%Dirc。
YeasLexLract −0,5%NaC1)に植
え、37℃で一夜培養した。この培養液の10nlを1
2のL−brothに加え37℃で2.5時間培養し、
クロラムフェニコールを170Mg /mβに加え、3
7℃でさらに一夜培養した。遠心して菌体をあつめ、氷
冷した15nlの0.05M )リス塩酸(pH8,0
) −25%蔗糖にけん濁しリゾチーム(Sigma社
製、 grade Iを20mg/+j!になるよう0
.01M トリス塩酸(pH8,0)にとかしたもの)
を3 ml加えて混ぜ氷上に5分おいた。次 −いで、
 0.25M EDTA (pH8,0)を6 ml加
えて混ぜ氷上に10分おき、さらに5 M NaC1’
1.5mlを加えて混ぜた後10%SDS3mj!を加
えて混ぜた。 氷上に一夜放置したのち遠心(20,0
0Orpm、、 45分。
0℃)シ、上澄みをとった。これを65℃の湯浴に15
分浸した。生じた沈澱を遠心して除き、上澄み’Fr:
等容(D 7 工/ −)Li (0,05M ) ’
) ス塩酸(pH8,0)−O,IM NaC1に対し
平衡化)と振り上層をすて下層をとりこれをエーテル抽
出後2容のエタノールで沈澱させた。沈澱を遠心して集
め、エタノール士洗った後、風乾した。これを0.01
M )リス塩酸(p)17.5) −0,001M E
DTAにとかし、 NaC1を0.25Mになるように
加えた。 次いで、2容のエタノールで沈澱させ、沈澱
をエタノールで洗った後風乾した。 これを再び0.O
IM )リス塩酸(pH7,5)−o、oo1i11!
DTAに溶かした。 これにCsC1を重量で48%に
加えて溶かしエチジウムプロミドを400μB7mll
に加え室温にしばらく置いた。生じた沈澱を遠心(3,
00Orpm、 、 20分)して除き、上澄みを遠心
(4(LOOOrpm、、 44時間、15℃)した。
遠心管を紫外線下で観察しプラスミドのバンドを注射針
で取り出し、これを等容のn−ブタノールで2回抽出し
た。下層を水で5倍にうすめ、2容のエタノールで沈澱
させた。沈澱を遠心して集め、エタノールで洗った後、
風乾した。これを0.01M l−リス塩酸(pH7,
5) −0,001M EDTAに溶かし、 1lac
1を0.25Mになるように加えた。そして2容のエタ
ノールで再び沈澱させ、沈澱を遠心して集め、エタノー
ルで洗った後、風乾した。これを最後に0.01M l
−リス塩酸(pl+7.5) −0,001M EDT
Aに溶かし。
4℃に保存した。このようにして精製プラスミドDNA
YRp7を得た。
■ ベクタープラスミドyRp 7の切断二上記精製ベ
クタープラスミドDNA YRp7 50# g/ml
を、制限酵素Bam III (宝酒蔵社製)60ユニ
ット/mβを用い、 Bam HIND街液中で30℃
で65分間処理した。65℃で15分間加熱し、 ED
TAを0.025MにそしてNaC1を0.25Mにな
るように加え、2容のエタノールで沈澱させた。沈澱を
遠心して集め、エタノールで洗った後、 0.05M 
)リス塩酸(pH8,0)に溶かした( YRp7につ
き100μg /ml> 、次いで。
X子牛小腸アルカリホスファターゼ(Boehring
er社製、  Grade (1)を0.1M1−リス
塩酸(pH8,5) −0,001M MgC1z  
O,0001M Zn(OAc)zに対して透析した後
1等容のグリセリンを加えたちの;3.3ユニツト/μ
l)を80ユニット/mlに加え、37℃に30分間保
温後68℃で15分間加熱した。EDTAを0.02M
になるように加えてから等容のフェノール(0,05M
トリス塩酸(pH8,0)−0,1M NaCLに対し
て平衡化)で抽出し水層にNaC1を0.25Mになる
ように加えた後、2容のエタノールで沈澱させた。沈澱
を遠心して集め、エタノールで洗った後風乾した。
これを0.OIM トリス塩酸(pH7,5) −〇、
00111 [EDTAに溶かした。こうして、アルカ
リフォスファターゼ処理Yl197を得た。
■ 組み換え体プラスミドpx2oを含む種々のプラス
ミドの混合物の調製:上記■で得た親株の染色体DNA
断片10011g /mllと上記Bam H1切断さ
れかつアルカリフォスファターゼ処理されたYRp7 
20#C/mlとを、TaDNAリガーゼ緩衝液(0,
01M )リス塩酸(pH7,5)、 0.05M N
aC1゜0.01M MP、C1,、および0.01M
ジチオスレイトール)中で1mMのATPとTa DN
Aリガーゼ(宝酒造11製)40ユニット/mlと共に
4℃にて24時間反応させ組み換え体プラスミドpX2
0を含む種々のプラスミドの混合物を得た。 これに0
.5M EDTA(pH18,0)を1/25容加えた
後、65℃にて15分間加熱し、水冷後4℃に保存した
太施炎lc組み換え体プラスミドpX20の宿主微生物
への導入) ■ 宿主微生物−宿主微生物としてエスチェリチア・コ
リー(E、coli) HB 101  (受託番号:
微工研菌寄第7741号)およびJA221(受託番号
:徽工研菌寄第7743号)を用いた。その遺伝子型は
それぞれ、  F−rk−mk−recA−pro l
eu thi 1acYStr’  endol−およ
び recA−1euB6 trpΔ[5hsdR−M
” IacY thr thiである。
■ 宿主菌株の前処理: L−brothで一晩培養し
たエスチェリチア・コリーHBIOIの培養液を同培地
に1%植菌し、2.5時間培養する。 細胞を遠心分離
で集め、 loomMのMgCl□で遠心洗浄し。
100mMのCaC1gに懸濁する。次いで、0°Cで
20分間保つ。 そして、遠心で菌体を集め、 100
n+MのCaC1gに約200 X 10’セル/va
llに再懸濁する。
■ 宿主菌株への組み換え体プラスミドの導入:前記組
み換え体プラスミドpX20を含む種々のプラスミドの
混合物0.05 ml (アルスロバクタ−DNA断片
を5μg含有)を0.02M )リス塩酸(pH18,
0) −0,OOIM EDTA −0,02M Na
C1でうすめて0.2m j!にし、これをCaC1,
処理された上記エスチェリチア・コリーHB 101の
けん濁液0.4mlと混ぜQ ’Cにて30分間保持す
る。次いで、42℃に2分間置いた後L−broth 
6 m l加え、37℃で1.5時間培養した。
■ 組み換え体DNAプラスミドpX20を有するエス
チェリチア・コリー形質転換株の検索二上記■にて組み
換え体プラスミドの混合物を導入され形質転換したエス
チェリチア・コリーHB 101株のすべての細胞を、
100μg/mlのアンピシリンと0.5%のパン酵母
細胞壁(H,Tanaka & H,J。
円1arf、 J、BacLeriol、 89.15
70(1965)に従って調製したもの)を含むL−b
roth寒天平板に・播き37℃で保温した。生育した
約3.500個のコロニーのうらの1つが細胞壁溶解環
を示した。この形質転換株を同じ寒天培地に塗布して生
じるコロニーはすべて細胞壁溶解環を示した。宿主菌株
エスチェリチア・コリーHBIOIはこのような細胞壁
溶解環を示さなかった。
■ 細胞壁溶解酵素系遺伝子を含む組み換え体プラスミ
ドpx2oの同定二上記形質転換株をアンピシリンを含
むL−brothで液体培養し、その細胞から前記ベク
タープラスミドYRp 7と同じ手法でプラスミドを調
製した。この組み換え体プラスミドは既述のようにpX
20と命名された。この組み換え体ブラースミドpX2
0は約14.5Kb (キロベースペヲーズ)の大きさ
で、制限酵素Ram旧により。
5.8 KbのyRp 7部分と約8.5Kbの外来D
NA部分とに分かれた。 この外来DNA部分はIEc
oRI 。
Hindn[およびXbalでは切断されないアルスロ
バクタ−YCWD3の染色体DNAの特徴をもっていた
。この組み換え体プラスミドpX20は約3×10’コ
ロニー/μgの程度で宿主菌株エスチェリチア・コリー
HBIOIまたはJA221にアンピシリン耐性形質転
換株を生せしめる。そして、これらすべての形質転換株
がパン酵母細胞壁を含むL−bro th寒天平板上で
細胞壁溶解環を示した。ちなみに、  YRp7を導入
されたエスチェリチア・コリー HB 101株および
p13R322を導入されたエスチェリチア・コリーJ
A221株は、いづれも、同寒天平板上で柳胞壁溶解斑
を示さない。
(以下余白) 去貨炭ユ(形質転換株による細胞壁溶解酵素の生産) ■ エスチェリチア・コリー形質転換株の培養条件:形
質転換株をアンピシリン100μg/ll、I!、を含
むL−broLli″X天平板上で37℃にて一夜培養
し。
生育したコロニーの一部を100++llのL−bro
thに接種し37℃で24時間振盪培養した。
■ 細胞壁溶解活性活性二〇℃にて遠心分離して得た菌
体を以下の二つの方法のいづれかにより処理し、 11
胞壁溶解活性を調べた。
(i)菌体を冷PBS緩衝液(0,137M NaC1
−0,01Mリン酸ナトリウム、 pH7,2)で洗浄
し、これを5−lの同緩衝液に懸濁し超音波処理を施し
た。これを0℃のもとで1l1000rpで20分間遠
心しその上澄を回収した。
(ii)菌体を冷0.OIM トリス塩酸(pH7,3
) −0,03M NaC1で洗浄し、これを4Oml
の0.033M )リス塩酸(pH7,3)に懸濁した
。 これを4On+βの0.033 M I−リス塩酸
(pH7,3)−40%蔗糖と混ぜ。
0.5M EDTA  (pH17,5)0.16 i
nを追加した。これを20〜24℃で15分間ゆるやか
にかき混ぜた。 遠心(11,00Orpm、、 15
分、0℃)して上澄みをすて菌体を氷水80+mfと混
ぜ、0℃で15分間ゆるやかにかきまぜたのち遠心(1
1,0OOrpo+、、 15分、0℃)して上澄みを
取ることによりステージH画分を調製した( N、G、
No5sal & L、A、IIeppel ; J、
Biol。
CheIIl、 Vo1241.P、3055(196
6)) 、上記(1)により調製された抽出液から得た
細胞壁溶解活性を第2表に示す。活性測定は0.01M
リン酸緩衝液(pH6,25)−0,1%パン酵母細胞
壁の組成を有する反応液2.5+IIAを37℃に保温
し1反応混合液の濁度の低下をKlett−5umme
rson光度計(フィルター阻66使用;Klett 
MFG、GO,、Inc、 N、Y、 U、S、A、)
にて測定した。活性は酵素を加えないままの対照の値と
の差(ΔKlett値)として表示される。
比較のために示した親株のアルスロバクタ−YCWD3
については、この親株を1%Dirco  トリプトン
−0,1%Dffco yeast extract中
で35℃で2〜3日前培養したものの1720容を1容
(600+++ j! )の8%パン酵母(オリエンタ
ル酵母社製)−1%KdlPO4−0,01%Mg5O
*4HzOに加え、35℃にて48時間培養して得た培
養液(K、Doi、 A、Doi &T、Fukui 
;^gr、 Biol、 Chen+、 Vol 32
. P、1261(19[i3) )の上澄の細胞壁溶
解活性をみたものである。
(以下余白) また、形質転換株エスチェリチア・コリーHB101(
p ’X 20)の培養菌体を上記(ii)の方法に従
って処理したとき、0℃にて集めた培養液−上澄および
菌体洗浄液にはパン酵母細胞壁溶解活性はほとんど検出
されず、ステージ■液(いわゆるペリプラズム区分)に
全活性の約70%が検出された。
■ 細胞壁溶解酵素の生産形態:形質転換株エスチェリ
チア・コリーHBIOI(p X20)をL−brot
hまたはT−broLh  (Difco)リプトン1
%、グルコース0.1%、 NaCl Q、3%、 C
aC1z 0.1mM、 MgClzlmM、に112
11040.32mM)の寒天平板上に37℃で一夜生
育させ、得られた菌体をクロロフォルムの蒸気で殺す。
これにパン酵母細胞壁を含む寒天を重層し、37℃に保
温する。すると、いづれの培地で生育したコロニーにも
その周辺に明瞭な細胞壁溶解窯が認められた。他方、親
株アルスロバクタ−YCWD3をL−brothまたは
T−brothの寒天平板上で生育させ、これを形質転
換株と同じ処理に供した。 L−broth寒天平板上
で生育したコロニーにはごくわずかな細胞壁溶解窯が認
められたが、 T−broth寒天平板上で生育したコ
ロニーは細胞壁溶解窯を生じなかった。
以上の事実から、親株アルスロバクタ−YCWD3は細
胞壁溶解酵素を誘導的に生産するのに対し、形質転換株
エスチェリチア・コリーHB 101(pX20)は該
酵素を構成的に生産することがわかる。 形質転換株エ
スチェリチア・コリーJA22Hp X20)について
も、同様に、該酵素を構成的に生産することが確認され
た。それゆえ1本発明はより得られる形質転換株は、培
養に際しインデューサーを必要としない。
■ 細胞壁溶解酵素の精製:前項■の(i)の方法によ
り調製された形質転換株エスチェリチア・コリーHB 
101(p X20)およびJ A221(p X20
)の菌体抽出液をそれぞれプロタミン硫酸処理し。
次いで、硫酸アンモニウムで沈澱させる。あるいは(i
i)の方法により得た菌体抽出液をロータリーエバポレ
ーターなどで濃縮した。
得られた硫安沈澱物もしくは濃縮物を0.01Mリン酸
緩衝液(pH6,25)  (0,0℃M EDT八を
含むこともある)に透析したう同じ緩衝液に対して平衡
化した八vicel TGIOI(旭化成@3 l!l
)を透析内液の10倍容のカラムに充填し室温にてクロ
マトグラフィーを行った(に、Doi+^、Doi &
 S、Nakamura ; Agr。
Biol、 CI+em、 Vol 40. P、16
69(1976)) 、細胞壁溶解活性をもつ画分を合
わせ、これをロータリーエバポレーターで濃縮し、水に
対して4℃にて一夜透析した。得られた酵素は単一蛋白
に精製されていた。
上記精製酵素の電気泳動(ポリアクリルアミドゲルおよ
び5DS−ポリアクリルアミドゲル)において観察され
るグルカナーゼ蛋白のバンドの染色度から、100mJ
のL−broLh中で37℃にて24時間培養した定常
期に達した菌体から約50μgのグルカナーゼ蛋白(後
述の親株アルスロバクタ−YCWD3のグルカナーゼI
−3およびI−4にそれぞれ相当する二つのバンドの和
)が得られる。
なお、親株アルスロバクタ−YCWD3についての35
°Cで約48時間培養して得られる培養上澄100mA
からは、 Avicel TGIOIのカラムクロマト
グラフィーによりグルカナーゼ■とグルカナーゼ■との
混合物が得られ、このうちグルカナーゼIにつし−ては
上記の方法により約500μgであることがわかった。
■ 形質転換株の生産する細胞壁溶解酵素と親株の細胞
壁溶解酵素との同一性:前記■の(i)の方法で得た菌
体抽出液をプロタミン硫酸処理後。
硫酸アンモニウム沈澱で濃縮し、 0.OIM リン酸
緩衝液(pH7,0)に透析した。得た溶液0.2麟β
を酵母グルカン(D、J、Be1l & D、11.N
orthcoLe、 J。
Chew、 Soc、19501944に従って調製し
たもの)またはPachyman (H,5aito、
 A、Misaki & T、1Iarada。
Agr、 Biol、Chem、 32 126H19
68)に従って調製したもの。)の0.5%懸濁液に混
ぜ全量を1 mlとした。これを37℃にて3時間保温
した。反応液の濁度は著しく低下した。これを100℃
で10分間加熱して反応を止め、遠心分離した。得た上
澄に含まれる糖をペーパークロマトグラフィーにかけた
ところ、そのクロマトグラムは、親株アルスロバクタ−
YCWD3のグルカナーゼIによる酵母グルカンまたは
Pachymanの分解物が示すクロマトグラム(K、
Doi、 A、Doi+ &  T、Fukui ;^
gr、 Biol。
Chem Vol 37.1619 (1973))と
本質的に一致した。
1111記■のAvicel吸着クロマトグラフィーに
よる精製標品を、同様に、酵母グルカンまたはPacl
+ymanに作用させたとき生ずるオリゴ糖のペーパー
クロマトグラムは、親株アルスロバクタ−YCWD3の
グルカナーゼIによって得られるものと本質的に一致し
た。
また、上記精製標品をポリアクリルアミドゲル電気泳動
にかけアミドブラックで蛋白質の染色を行った。その結
果8例えば、エスチェリチア・コリーHl3101(p
 X20)についていえば2図に示すように、2本のバ
ンドがみとめられ、これらは標品により量比が異なるも
のの親株アルスロバクタ−YCWD、3の既知のグルカ
ナーゼ分子種(グルカナーゼ1−a、  I−1,1−
2,1−3および■−4)のうちのグルカナーゼI−3
およびグルカナーゼI−4のそれぞれに一致した。図中
矢印は蛋白の泳動方向を示す。また同一条件下で泳動し
た2本のゲルのうちの1つを用いて酵母グルカンおよび
パン酵母細胞壁に対するザイモグラムをつくり、他の1
本については上記蛋白染色を行ってこれらを比較したと
ころ、いづれのバンドもそれぞれ酵母グルカン分解活性
およびパン酵母細胞壁分解活性を持つことが認められた
。さらに、上 −配積製標品を5DS−ポリアクリルア
ミドゲル電気泳動にかけ、クーマシーブルーR−250
で蛋白染色を行ったところ、どの標品にも一本のバンド
が認められ、その移動度は親株アルスロバクタ−YCW
D3のグルカナーゼl−4(分子量55000)の移動
度と一致した。エスチェリチア・コリーJA22Hp 
X20)についても同様な結果が得られた。
(発明の効果) 本発明により得られる組み換え体プラスミドpX20お
よびこれにより形質転換されたエスチェリチア・コリー
HBlot(p X20)およびエスチェリチア・コリ
ーJ A22Hp X20)は、菌体細胞壁溶解活性を
有するβ−1・3グルカナーゼ遺伝子を含有する。形質
転換株はβ−1・3グルカナーゼを構成的に生産するた
め、培養が容易かつ安価に行われうる。
【図面の簡単な説明】
第1図+a)および(b)は、それぞれ、親株アルスロ
バクタ−YCWD3および本発明の形質転換株エスチェ
リチア・コリーHBIOI(p X20)の生産する細
胞壁溶解酵素のポリアクリルアミド電気泳動による蛋白
バンドを示す。 I−a、  I−b、  I−1,I−2,1−−3お
よびI−4・・・親株のグルカナーゼ分子種。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、細胞壁溶解酵素系遺伝子DNAを含有する組み換え
    体プラスミド。 2、前記細胞壁溶解酵素系遺伝子DNAがアルスロバク
    ターYCWD3に由来する特許請求の範囲第1項に記載
    の組み換え体プラスミド。 3、前記アルスロバクターYCWD3由来の細胞壁溶解
    酵素系遺伝子DNAをベクタープラスミドYRp7に連
    結した特許請求の範囲第2項に記載の組み換え体プラス
    ミド。 4、前記細胞壁溶解酵素系遺伝子がβ−1・3グルカナ
    ーゼを含有する特許請求の範囲第2項に記載の組み換え
    体プラスミド。 5、細胞壁溶解酵素系遺伝子DNAを含有する組み換え
    体プラスミドで形質転換されたエスチェリチア属に属す
    る微生物。 6、前記細胞壁溶解酵素系遺伝子DNAがアルスロバク
    ターYCWD3に由来する特許請求の範囲第5項に記載
    の微生物。 7、前記アルスロバクターYCWD3由来の細胞壁溶解
    酵素系遺伝子DNAをベクタープラスミドYRp7に連
    結した特許請求の範囲第6項に記載の微生物。 8、前記細胞壁溶解酵素系遺伝子がβ−1・3グルカナ
    ーゼを含有する特許請求の範囲第6項に記載の微生物。 9、前記細胞壁溶解酵素を構成的に生産する特許請求の
    範囲第5項に記載の微生物。 10、細胞壁溶解酵素系遺伝子DNAを含有する組み換
    え体プラスミドで形質転換された細胞壁溶解酵素を生産
    する能力を有するエスチェリチア属に属する微生物を培
    地に培養し、該微生物菌体内もしくは培地中に該酵素を
    生成蓄積させ該微生物菌体もしくは培養液から該酵素を
    採取する細胞壁溶解酵素の製造方法。 11、前記細胞壁溶解酵素がβ−1・3グルカナーゼで
    ある特許請求の範囲第10項に記載の方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US5883244A (en) * 1990-08-17 1999-03-16 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The National Research Council Of Canada Lytic β-1,3-glucanase gene
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WO2014127851A1 (en) 2013-02-21 2014-08-28 Direvo Industrial Biotechnology Gmbh Mycotoxin-binders
WO2014127852A1 (en) 2013-02-21 2014-08-28 Direvo Industrial Biotechnology Gmbh Prebiotic animal feed product
WO2014184054A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 Direvo Industrial Biotechnology Gmbh Animal feed product for monogastric animals

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