JPS6255089A - ホスホエノ−ルピルビン酸カルボキシラ−ゼ産生遺伝子を含むdna断片 - Google Patents

ホスホエノ−ルピルビン酸カルボキシラ−ゼ産生遺伝子を含むdna断片

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JPS6255089A
JPS6255089A JP61104768A JP10476886A JPS6255089A JP S6255089 A JPS6255089 A JP S6255089A JP 61104768 A JP61104768 A JP 61104768A JP 10476886 A JP10476886 A JP 10476886A JP S6255089 A JPS6255089 A JP S6255089A
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plasmid
dna fragment
fragment
gene
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JP61104768A
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Hirohiko Takeda
裕彦 竹田
Mikio Fujii
幹夫 藤井
Sadao Isshiki
一色 貞夫
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry 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
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/74Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora
    • C12N15/77Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora for Corynebacterium; for Brevibacterium
    • 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
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、グルタミン酸生産性コリネバクテリウム属細
菌由来のホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(
Phospttoenolpyruvatc carb
oxylase)(以下しばしばPEPCと略する)産
生遺伝子を含むDNA1!IT片、および該DNA断片
を有する組換え体DNA、および紋紙換え体DNAを有
する細胞に関する。グルタミン酸性産性コリネバクテリ
ウム属細菌は、大量にL−グルタミン酸を生産すること
が知られている。またその変異株は、L −IJリジン
のアミノ酸、イノシン酸等のプリンヌクレオチドを生産
することも知られている。
(従来の技術) 工業的に有用なグルタミン酸生産性コリネバクテリウム
屈細菌に所望の物質を大量に効率よく生産させるために
、その細菌のD N A Mi換え技術による育種改良
が試みられている。上記細菌のDNAキ、11換え技術
による育種改良の重要な要素として、上記細菌のある特
定の遺伝子を含んだDNA断片がある。
グルタミン酸生産性コリネ型細菌の育種改良を行なうた
めに今までに、グルタミン酸性産性コリネバクテリウム
属細菌の次の遺伝子がクローニングされている。
(1)  コリネバクテリウム・グルタミクム(Cor
y−nebacterium glutamicum)
 (ATCC21543)の5−(2−アミノエチル)
−システィン耐性を支配する遺伝子と、ブレビバクテリ
ウム・フラブム(Brevibacteric++++
 fLavum) (ATCC14067)のアンスラ
ニル酸合成酵素(Anthranilate 5ynt
heLase)遺伝子(勝亦ら、特開昭58−1267
89号)(2)  コリネバクテリウム・グルタミクム
(Cory−nebacterium Bq旦憇匹憇)
のATP−ホスホリボシルトランスフェラーゼ(A T
 P −Phosphoribosyl−transf
erase)遺伝子(水上ら、白木農芸化学会昭和59
年度大会講演要旨集P、249)など。
(発明が解決しようとする問題点) アミノ酸、核酸等の菌体成分の多くは、トリカルボン酸
回路(以下しばしばrTCA回路」と略す)の中間体よ
り直接あるいは間接的に生合成される。TCA回路は細
胞内で起こる一連の酵素反応であり、TCA回路の中間
体の一種であるオキザロ酢酸はPUPCによる反応によ
って供給される。
従って前記グルタミン酸性産性コリネバクテリウム属細
菌の細胞内におけるPIEP(:活性を増強することが
できれば、該細菌の発酵によってアミノ酸や核酸等を大
計に生産することができる。
一般に、微生物の細胞中の所望の酵素の活性を増強する
ために、該酵素をコードする遺伝子のクローニングを行
ない、クローニングして得られた遺伝子で微生物の細胞
を形質転換することが行なわれている。PEPCについ
てはブレビバクテリウム・ラフ!・ファーメンタム (
Brevibacterium lacto−fcrm
entum)のホスホエノールピルビン酸カルボキシラ
ーゼ(Phosphoenolpyruvate ca
rboxylase :PEPC) 遺伝子がクローニ
ングされている(伊蕗ら、白木農芸化学会昭和59年度
大会講演要旨集P。
431)。更にブレビバクテリウム・ラクトファーメン
タム (Brevibacterium Lactof
ermentum)由来のホスホエノールピルビン酸カ
ルボキシラーゼをコードする遺伝子でブレビバクテリウ
ム・ラクトファーメンタム (Brevibacter
ium Iactofer−men tum)の細胞を
形質転換して該細菌のPEPC活性を増強することが報
告されている(特開昭60−87788号)。アミノ酸
や核酸等を大量に生産できるコリネバクテリウム属細菌
を得るために、上記PEPC産生遺伝子でアミノ酸や核
酸等を工業的に生産するために用いられているグルタミ
ン酸生産性コリネバクテリウ1、属細菌の細胞を形質転
換する試みがなされている。しかしながら、アミノ酸の
生産について満足できる結果は得られていない。
従って、アミノ酸や核酸等を大計に生産することのでき
るグルタミン酸生産性コリネバクテリウl、属細菌はこ
れまで得られていなかった。
(問題点を解決する為の手段および作用)本発明者らは
、上記問題点を解決するべく鋭意研究を行なった結果、
グルタミン酸性産性コリネバクテリウム属細菌より、該
苗種のPEPC産生遺伝子を含むDNA断片を単離しク
ローニングすることに成功し、遺伝子操作により該DN
A断片でコリネバクテリウム屈細菌を形質転換すること
により、この細菌のpcpc活性を増強できることを見
出した。これらの知見により本発明者らは本発明を完成
するに敗った。
即ち、基本的には、本発明によればグルタミン酸生産性
コリネバクテリウム属細菌由来のホスホエノールピルビ
ン酸カルボキシラーゼ(Phospho−cnolpy
ruvate carboxylase : PEPC
)産生遺伝子を含むDNA断片が提供される。
また、本発明によれば、グルタミン酸生産性コリネ型細
菌由来のホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ産
生遺伝子を含むDNA断片(A)と細胞内での自律複製
に必要な遺伝子を含むDNA断片(B)とを含む組換え
体DNAが提供される。
更にまた、本発明によれば、グルタミン酸生産性コリネ
バクテリウム属細菌由来のホスホエノールピルビン酸カ
ルボキシラーゼ(Phosphoenolpyru−v
atc carboxylase : PEPC)産生
遺伝子を含むDNA断片(A)と細胞内での自律複製に
必要な遺伝子を含むDNA断片(B)とを含む組換え体
DNAを保有した細胞が提供される。
グルタミン酸生産性コリネバクテリウム属細菌とはダラ
ム染色陽性、非運動性、好気性で胞子をつくらず、ビオ
チンを要求するコリネ型細菌である。また該細菌は、ビ
オチン制限培地で、または高濃度ビオチン含有培地では
界面活性剤等の添加により、培地中にL−グルタミン酸
を著■蓄積する。本発明のDNA断片は上記グルタミン
酸生産性コリネバクテリウム属細菌由来のものである。
本発明のDNA断片はホスホエノールピルビン酸カルボ
キシラーゼをコードする遺伝子(以下しばしばrPEP
C産生遺伝子」と称する)を含有する。
該遺伝子が微生物の細胞内で発現すると該細胞内でホス
ホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)が
産生される。ホスホエノールピルビン酸カルボキシラー
ゼはホスホエノールピルビン酸とオキザロ酢酸との間の
転化を触媒する酵素である。
グルタミン酸生産性コリネバクテリウム属細菌のPEP
C産生遺伝子を含むDNA断片の分離は、通常の公知の
宿主−ベクター系を用いて行なうことができる。宿主と
しては、例えば、大腸菌〔エシェリヒア・コリ (Us
cherichia co旦)〕が挙げられる。大腸菌
としては例えばエシェリヒア・コリ(Escheric
hia coli)  K 12株及びその変異株を挙
げることができる。その大腸菌又はその変異株を宿主と
して用いる宿主−ベクター系において使用するベクター
としては上記大腸菌およびその変異株を形質転換するた
めに通常用いられる公知のプラスミドを挙げることがで
きる。また、宿主−ベクター系としてはグルタミン酸生
産性コリネ型細菌を宿主として、そして該細菌に適合す
るプラスミドをベクターとして用いる宿主−ベクター系
を用いることもできる。グルタミン酸生産性コリネ型細
菌としてはコリネバクテリウム(並■匹−bac te
r i um)属、ブレビバクテリウム(Brevib
ac−Lerium)属またはミクロバクテリウム(M
icrobac−Lerium) 屈に屈する細菌が挙
げられる。
PEI’C産生遺伝子を含むDNA断片は下記の方法に
よって、グルタミン酸生産性コリネバクテリウム属細菌
から単離することができる。
(1)  グルタミン酸生産性コリネバクテリウム属細
菌の菌体より、全DNAを抽出し、種々の制限酵素で切
断する。全DNAの抽出は、通常用いられている方法(
リゾチウム・SDS処理とフェノール・クロロホルム処
理)により行うことができる。
全DNへの切断に用いる制限酵素としては、上記細菌の
全DNAを適当に切断でき、かつ本目的に使用する宿主
−ベクター系で用いられる後述のベクターの開裂に用い
ることができる制限酵素であれば、いずれでも使用可能
である。この陸用いる制限酵素が、゛目的遺伝子の内部
を切断するかどうかは事前に不明なので、制限酵素を作
用させ、DNAを部分的に分解することにより、適当な
大きさのDNA断片が得られる。このようにして得られ
た複数のDNA断片の中にPIEPC産生遺伝子を含む
DNA断片が含まれている。
(2)ベクターDNAを制限酵素で切断・開裂させる。
ベクターDNAの開裂は、ベクターDNAに適当な制限
酵素を充分作用させることにより行なう。
ベクターとしては形質転換すべき宿主菌に適合するもの
を用いる必要がある。そのベクターが使用しようとする
宿主菌によって消化されないことを予じめ確認する必要
がある。
(3)ベクターDNAの開裂部位に上記(1)で得たD
NA断片を各々組み込ませ、複数の閉環した組換え体D
NAをつくる。ベクターDNAの開裂部位にDNA断片
を組み込ませるには、公知の常法、例えばマニアティス
らの方法〔ティー、マニアティス(T、 Maniat
is) 、イー、エフ、フリッチュ(E、F、Fr1t
sch)、ジェイ、サンプルツク(J、Sambroo
k);モレキュラー クローニングア ラボラトリ−マ
ニュアル(Molecular Cloning A 
LaboratoryManual) 、コールドスプ
リングハーバ−ラボラトリ−(Cold Spring
 l1arbor Laboratory)、コールド
スプリングハーバーエヌ、ワイ、 (ColdSpri
ng 1larbor N、Y、) 1982年〕を用
いることができる。得られた複数の組換え体DNAの中
にpcpc産生遺伝子を含むDNA断片を含有するMi
tAえ体DNAが含まれている。
(4)各組換え体DNAを宿主大腸菌に移入し形質転換
体を得る。組換え体DNAの移入は、公知の方法、例え
ばマンデルらの方法〔マンデル、エム。
(Mandel、 t’1.)+  ヒガ、エイ、(旧
ga+ ^、)、ジャーナルオブモレキュラーバイオロ
ジ(Journal ofMolecular Bio
log31)、 53巻159−162 go97o年
)〕によって行なうことができる。
形質転換で宿主として用いる大腸菌としては、大腸菌の
Pεpc欠損株が用いられる。その理由を以下に述べる
。上記変異株は生育するために、培地中にグルタミン酸
またはTCA回路で中間体として生成する有機酸を要求
するので、グルタミン酸およびTCA回路で生成する有
機酸無添加培地中では生育しない。
しかしながら、上記変異株をPEPC産生遺伝子を含む
組換え体DNAで形質転換するとその変異株はもはやそ
の生育にグルタミン酸または上記有機酸を要求しなくな
り、グルタミン酸及び上記f機酸無添加培地中でも生育
できるようになる。一方、たとえ−上記変異株をPEP
C産生遺伝子を含まない組換え体DNAで形質転換して
も、その変異株はグルタミン酸または上記有機酸をその
生育に要求するのでグルタミン酸及び上記有機酸無添加
培地中では生育できない。従って、得られた形質転換体
をグルタミン酸及び上記有機酸無添加培地で培養すれば
、PEPC産生遺伝子を含むDNA断片を含有する組換
え体DNAを保有する形質転換体だけが上記培地中で生
育する。以上の理由から、PIEPCの欠損株を用いる
ことにより所望の形質転換体を効率よく容易に得ること
ができる。
上述の大腸菌の変異株は公知の常法、例えば下記の方法
により得ることができる。まず、大腸菌をN−メチル−
N′−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(N −Met
hyl −N ’ −niLro −N −nitro
−soguanidine、 N T G )を用いて
、公知の常法に従って変異処理し、さらに公知の常法に
従ってL−グルタミン酸要求株を分離する。次に分離し
た株の細胞をPEPC活性の測定に供し、f’E[’c
を示さない変異株の細胞を選別する。選別した細胞を培
養し、大腸菌のPEPC欠撰変欠株変異株。NTG変異
処理の代りに、他の公知の変異誘導法〔例えば、紫外線
照射、X線照射、その他の変異誘起剤処理、トランスポ
ゾン(Transposon)処理)を用いることもで
きる。また、研究者や公的機関より分譲されたPI!P
C欠損株を使用することもできる。
(5)組換え体DNAを町人された大腸菌の中から目的
遺伝子を有する菌株を選別分離する。上記の工程(4)
によって得られる大腸菌の中から、グルタミン酸栄養要
求性を判断基準としてPEI’C遺伝子を含む組換え体
DNAを保有する形質転換体を選別分離する。即ち、前
記(4)で得られた形質転換体を、常法に従ってグルタ
ミン酸無添加合成培地上で20℃〜37℃で培養する。
グルタミン酸無添加合成培地上で生育する菌株を選択す
る。グルタミン酸無添加合成培地で生育した菌株につい
て、それらの細胞抽出液を用いて、公知の常法によりP
EPC活性を測定する。その結果、高いPIEPC比活
性を有する形質転換株を選択分離し、培養することによ
りIIEPC産生遺伝子を含むD N A IIJi片
のクローニングを行なうことができる。得られた菌株の
細胞からのPEPC産生遺伝子を含むDNA断片の単離
は公知の常法により例えば下記のようにして行なうこと
ができる。
まず、公知の常法により該菌株の細胞から組換え体を分
離し、得られた組換え体DNAを制限酵素で処理して、
ベクターDNAとPEPc産生遺伝子を含むDNA断片
とに切断し、次に、この制限酵−素処理試料を、アガロ
ースゲル電気泳動に供する。
アガロースゲル電気泳動上でベクターDNA断片とPE
PC産生遺伝子を含むDNA断片とを充分分離する為に
は、該DNA断片を含有する組換え体DNAを、複数の
制限酵素で処理する必要がある場合もある。次に目的の
DNA断片を含有するアガロースゲルを熔かした後、フ
ェノール抽出、フェノール・クロロホルム抽出、クロロ
ホルム抽出、エタノール沈殿により、PEPC産生遺伝
子を含むDNA断片を分離することができる。
本発明のI) N A断片の具体的な一例として、微生
物工業技術研究所(以下しばしば単に微工研と略す)に
寄託番号徽工研条寄第558号の下に寄託されている微
生物コリネバクテリウム・メラセコラ(Cor neb
acterium melassecola) 801
より得られるものが挙げられ、そのDNA断片は次の特
徴を有する。
+11  該DNA断片は、分子の長さが約11.5キ
ロベースのデオキシリボ核酸(DNA)である。
(2)該DNA断片の両端は、制限酵素Xba Iによ
って生じる一本鎖末端である。
(3)該DNA断片は、下記制限酵素に対し、次の切断
感受性を有する。
(制限酵素)     (切断部位数)Bamll 1
         3 EcoRI          3 11indlll          5Pst I 
         9 Sal  I          2 Xba  I          0 制限酵素による切断部位は、過剰の制限酵素存在下でP
EPC産生遺伝子を含む断片を有するプラスミドを完全
消化し、それらの消化物を1%(w/v)アガロースゲ
ル電気泳動および4%(w/v)ポリアクリルアミドゲ
ル電気泳動に供し、分hl可能な断片の数から決定され
る。分子の長さは、アガロースゲル電気泳動の場合には
、大腸菌のラムダファージ(λphage)のDNAを
l1indllrで消化して得られる分子の長さ既知の
断片、即ち21230塩基対、゛9419塩基対、65
57塩基対、437L塩基対、2322塩基対、202
8塩基対、565塩基対及び125塩基対の長さのDN
A断片の同一アガロースゲル上での泳動距離で描かれる
標準線に基づき、またポリアクリルアミドゲル電気泳動
の場合には、大腸菌のファイ・エックス174フアージ
(φX 174 pl+age)のDNAをl1ael
llで消化して得られる分子の長さ既知の断片、即ら1
353塩基対、1078塩基対、872塩基対、603
塩基対、310塩基対、281塩基対、271塩法対、
234塩基対、194塩基対、118塩基対及び72塩
基対の長さのDNA断片の同一ポリアクリルアミドゲル
上での泳動距離で描かれる標準線に基づき、消化プラス
ミドの分子の長さを算出する。複数の断片を生じる場合
には、それぞれの分子の長さを加算して求める。
上記プラスミドに対する前記制限酵素の相対的な切断部
位は、複数の制限酵素で完全消化し、生じたDNA断片
をアガロースゲル電気泳動およびポリアクリルアミドゲ
ル電気泳動で解析することにより求めることができる。
この様にして得られるpcpc産生遺伝子を含むDNA
断片は、PEPC産生遺伝子を損わない限り必要に応じ
てその一部を変更することができる。例えば、DNA断
片の一部を必要に応じて縮小化することができる。縮小
化は、31 D N A断片を適当な制限酵素で消化す
ることにより行なうことができる。本発明のDNA断片
は、その様なPIEPC産生遺伝子を含む縮小化された
D N A IIJi片も包含する。
縮小化によって得られるPEPC産生遺伝子を含むDN
A断片の具体例としては、例えば、下記のDNA断片を
挙げることができる。
(1)fH子ρ長さが約8.3キロヘースのDNA版片
− (1)該DNA断片は、分子の長さが約8.3キロベー
スのデオキシリポ核fiffi(DNA)である。
(2)該DNA1!I′r片の両端は、それぞれ制限酵
素Sal I 、Xba Iによって住じる一本鎖末端
である。
(3)該DNA断片は、下記制限酵素に対し、次の切断
感受性を有する。
(制限酵素)     (切断部位数)Baml11 
        3 [coRI          3 肌片 +11  該DNA断片は、分子の長さが約6.4キロ
ベースのデオキシリボ核酸(DNA)である。
(2)該DNAUr片の両端は、それぞれ制限酵素[1
coRl + Sa l Iによって生しる一本鎖末端
である。
(3)該DNA断片は、下記制限酵素に対し、次の切断
感受性を有する。
(制限酵素)     (切断部位数)Baml11 
        2 EcoRI          2 旧ndIII          5 Pst  I          6 Sal  I          I Xba  I          0 (BI)  \子の−さが約5.5キロベースのDNA
販片 (1)該DNA断片は、分子の長さが約5.5キロヘー
スのデオキシリボ核酸(DNA)である。
(2)該DNA断片の両端は、それぞれ制限酵素Pst
lによって生じる一本鎖末端である。
(3)該DNA断片は、下記制限酵素に対し、次の切断
感受性を有する。
(制限酵素)     (切断部位数)BamHI  
        I EcoRI                 211
indll[4 PsL  I                3Sa
l  I                2Xba 
 I                0(rV)分子
の長さが約4.8キロベースのDNA肌片 (1)該DNA断片は、分子の長さが約4.8キロベー
スのデオキシリボ核酸(DNA)である。
(2)該DNAUr片の両端は、それぞれ制限酵素Ba
m1l I 、Sal Iによって生じる一本鎖末端で
ある。
(3)該DNA断片は、下記制限酵素に対し、次の切断
感受性を有する。
(制限酵素)     (切断部位数)Baml11’
         I EcoRI          2 11indI[14 Pst I          5 Sal  I          I Xba  I          O へ子の長さが約3.9キロベースのDNAI!f1(1
)該DNA断片は、分子の長さが約3.9キロベースの
デオキシリボ核酸(DNA)である。
(2)該DNA断片の両端は、それぞれ制限酵素、Hi
nd m r Sal Iによって生じる一本鎖末端で
ある。
(3)該DNA断片は、下記制限酵素に対し、次の切断
感受性を有する。
(制限酵素)     (切断部位数)BamHI  
        I EcoRI          2 HindII[2 Pst  I          3 Sal  I          I Xba  I          O \ の さが糸・3.3キロベースのDNA断1(11
該DNA断片は、分子の長さが約3.3キロヘースのデ
オキシリボ核酸(DNA)である。
(2)該DNA断片の両端は、それぞれ制限酵素5al
Iによって生じる一本鎖末端である。
(3)該DNA断片は、下記制限酵素に対し、次の切断
感受性を有する。
(制限酵素)     (切断部位数)[3amll 
I           IIEcoRI      
    2 Ilindlll         ’  2Pst 
 I          3 Sal  I          0 Xba  I          O また、本発明のDNA断片はPEPC産生遺伝子を損ね
ることなしにその制限部位の少なくとも1ケ・所の塩基
配列を変更してその制限部位を切断する制限酵素の種類
を他の種類の制限酵素に変えることも容易にできる。更
にまた、DNA断片の両末端の少なくとも一方の塩基配
列を変更してそのDNA断片の末端と結合させようとす
るベクターの開裂部位の塩基配列と該DNA断片の末端
の塩基配列が合うようにすることもできる。
前述のように、前記大腸菌のPEPC欠損株はその生育
にグルタミン酸またはTCA回路で生成する有欣酸を要
求し、かつPEPCを産生じないが、PEPC産生遺伝
子を含むDNA 11片を含をする組換え体DNAで上
記変異株を形質転換すると上記変異株はグルタミン酸ま
たは上記有機酸を要求しなくなり、かつPEPCを産生
ずるようになる。従って、本発明のDNA断片にP[E
PC産生遺伝子が存在することは、本発明のDNA断片
をベクターに挿入して組換え体DNAを作成しその組換
え体DNAをiii記変異株の細胞に移入した場合に、
その細胞がグルタミン酸及び前記有機酸無添加培地で生
育し、細胞内にPEPCを産生するということにより確
認することができる。
本発明の組換え体DNAは、PEPC産生遺1云子を含
むDNA断片(八)と細胞内での自律復製に必要な遺伝
子を含むDNA断片(11)を含有する。P Ii 1
1 C産生遺伝子を含むDNA断片(八)と自律複製に
必要な遺伝子を含むDNA断片(B)とは直接または他
の種類のDNAを介して間接的に結合している。
DNA断片(A)としては、前述の本発明のDNA断片
を用いる。DNA断片(B)としては、公知の宿主−ベ
クター系で用いられるベクター由来のDNA断片、例え
ば、グルタミン酸生産性コリネ型1田菌の宿主−ベクタ
ー基で用いられるベクターを含むDNA断片、大腸菌の
宿主−ベクター系で用いられるベクターを含むDNA断
片および枯草菌の宿主−ベクター系で用いられるベクタ
ーを含むDNAll1片などを用いることができる。上
記のグルタミン酸生産性コリネ型細閑としてはコリネバ
クテリウム属に属する11■菌、ブレビバクテリウム属
に属する細菌およびミクロバクテリウム属に属する細菌
があげられる。グルタミン酸生産性コリネ型1[菌の宿
主−ベクター系で用いられるベクターとしてはイ列えば
プラスミド pAG50, pAGl03及びそれらのゲラスミ1由
来のプラスミドなど力(あげられる。プラスミドリネバ
クテリウム・メラセコラ(Corynebllcter
iummelassecola)22243  (m1
研に微工研条寄第F[EI?MBP− 5 6 0号の
下に寄託されている)から得ることができる。プラスミ
ドpAG3はコリネハクテリマシム°メラセコラ(Co
rynebacterium melassecola
)22220  (微工研に微工研条寄第FIEI?M
 [lP− 5 5 9号の下に寄託されている)より
得ることができる。
プラスミt’pAG14はプラスミドpAGlの欠失誘
導体である。プラスミドpAG50はプラスミドpAG
14の一部分とプラスミ)”pAG3#=播≠とからな
る。プラスミド”pAGl03番よプラスミドル[lR
325の[coR I +JJl新断片と、コリネバク
テリウム・メラセコラ(並H−nebacterium
 melassecola)801(微工研条寄第FE
RMBP− 5 5 8号)由来でありグルタミンMデ
ヒドロゲナーゼ産生遺伝子を含む分子長さ約5. 4 
kbのDNA断片とからなる。これらのプラスミドの取
得方法は後述の実施例において説明する。プラスミ F
pAG103,  pAGl,  pAG3,  pA
Gl4  及びpAG50  はそれぞれ第3図、第6
図、第7図、第8図及び第9図に示す制限酵素地図で表
される。大腸菌の宿主−ベクター系で用いられるベクタ
ーとしては例えばプラスミドpBR325及びプラスミ
ドp[lR325由来のプラスミドなどが挙げられる。
枯草菌の宿主−ベクター基で用いられるベクターとして
は例えばプラスミドr.UB110及びプラスミドpU
B11Q山来のプラスミドが挙げられる。
本発明の組換え体DNAはD N A +lVr片(八
)を直接o N A IJfi片(13)に結合するこ
とによって作成することができる。また、本発明の組換
え体DNAはDNA断片(八)を別の種類のDNA断片
を介して間接的にDNA断片(B)に結合して作成する
こともできる。本発明の組換え体DNAは公知の宿主−
ベクター系を用いて作成することができる。
例えば大腸菌の宿主−ベクター系、枯草菌の宿主−ベク
ター系及びグルタミン酸生産性コリネ型細菌の宿主−ベ
クター系などを用いて本発明の組換え体DNAを作成す
ることができる。
DNAIVr片(A)及びDNA断片(B)を含む本発
明の組換え体DNAとしては、例えば、プラスミドpA
G203.  pAG211.  pAG204.  
pAG221.  pAG2001゜pAG2002な
ど力(あげられる。プラスミドpAG203は分子長さ
約5.5キロベースを有する前述のDNA断片(I[[
)をDNA断片(八)として、及びプラスミドpBR3
25のPstl切断断片をDNA断片(B)として含む
。プラスミドpAG211は分子長さ約3.3キロベー
スを有する前述のDNA断片(IV)をDNA断片(八
)として及びプラスミドpBR325の5ail切断断
片をDNA断片(B)として含む。プラスミドpAG2
04は分子長さ約11.5キロベースを有する前述のD
NA断片をDNA断片(八)として及びプラスミドpA
G103のXba 1切断断片をDNA断片(B)とし
て含む。プラスミドpAG221は分子長さ約11,5
キロベースを有する前述のDNA断片をDNA断片(A
)として及びプラスミドp[1R325由来のプラスミ
ドXbal切断断片をDNA断片(B)として含む。
プラスミドpAG2001は分子長さ約3.3キロヘー
スを有する前述のDNA断片(TRI)をDNA断片(
八)として及びプラスミドpAG50の5all切断断
片をDNA断片(B)として含む。プラスミドρ^G2
002は分子長さ約薗、5キロベースの前述のDNA断
片をDNA断片(A)として及びプラスミドpAG50
のXba I切断断片をDNA断片(B)として含む。
上記の本発明の組換え体DNAは、その少なくとも1箇
所の制限部位についてその塩基配列を変えることにより
、PEPC産生遺伝子全体及び複製を支配する遺伝子を
損なうことなく、その制限部位を切断する酵素の種類を
別の制限酵素に変えるように修飾することができる。
本発明の細胞は、細菌とPRPC産生遺伝子を含むDN
A断片を含有する組換え体(A)と細胞内での自律複製
に必要な遺伝子を含むDNA断片(B)とを含む組換え
体DNAとからなる。紋紙換え体DNAは該細菌の中に
保有されている。
該M1換え体DNAとしては、上述の本発明の組換え体
DNAが挙げられる。
該細胞としては、例えば、公知の大腸菌の各株及び前述
のグルタミン酸生産性コリネ型細菌を挙げることができ
る。
本発明の細胞は通常の公知の組換えDNA技術を用いて
該細菌を紋紙換え体DNAで形質転換することにより製
造することができる。
本発明の細胞としては、例えば宿主を大腸菌とした場合
には、エシェリヒア・コリ (Escherichia
匹旦)  K 12342−167 (pAG203)
、  エシェリヒア・コリ (Escherichia
 coli)  K 12342−167(pAG21
1)、エシェリヒア・コリ (Escherichia
coli)  K 12342−167 (pAG20
4)およびエシェリヒア・コリ (Escherich
ia coli)K 12342 167(pAG22
1)などがあげられ、宿主をグルタミン酸生産性コリネ
型細菌とした場合には、コリネバクテリウム・メラセコ
ラ (Cor nebacterium mela−s
secola) 801 (pAG2001) 、 コ
リネバクテリウムΦメラセコラ(Cor nebact
erium melassccola)801 (pA
G2002)などがあげられる。エシェリヒア・コリK
 12342−167(pAG203) 、エシェリヒ
ア・コリK 12342−167(pAG211) 、
エシェリヒア・コリK 12342−167(pAG2
04)及びエシェリヒア・コリK 12342−167
(pAG221)はエシェリヒア・コリK 12342
−167の細胞を前述のプラスミドpAG203. p
AG211. pAG204及びpAG221でそれぞ
れ形質転換して調製したものである。エシェリヒア・コ
リ (Escherichia coli) K 12
342−167はイー、コリ ジェネティック ストッ
ク センター(E、 coli Genetic 5t
ock Center) (デパートメントオプヒュー
マンジエネティックス、エール大学医学部、アメリカ合
衆国、 06510コネチカソト。
ニューヘイブン、ピーオーボックス3333.シーダー
 ストリート 333  (DepartmenL o
f HumanGenetics、Yale  Uni
versity  5chool  of  Medi
cine。
333  Ceder  5treet  I’、0.
Box  3333  New  l1aven。
Connecticut 06510 U、S、八、)
〕のバーパラ シェイパツクマン(Barbara J
、Bachmann)より公的に入手することができる
。コリネバクテリウム・メラセコラ801  (pAG
2001)及びコリネバクテリウム・メラセコラ801
  (pAG2002)は、コリネバクテリウム・メラ
セコラ801の細胞を前述のプラスミドpAG2001
及びpAG2002でそれぞれ形質転換することにより
調製する。コリネバクテリウム・メラセコラ (Cor
ynebacterium melassecola)
 8 Q 1は、前述のように微生物工業技術研究所に
寄託番号微工研条寄第558号の下に寄託されている。
以下実施例により本発明の詳細な説明するが本発明はこ
れに限定されるものではない。
(実施例) 実施例1 本実施例は、コリネバクテリウム・メラセコラ801 
 (Cor nebacterium melasse
cola 801 )(微工研条寄第558号)をDN
A供与体として、該菌株のPEPC産生遺伝子を、大腸
菌の宿主ベクター系を利用してクローニングした例であ
る。大腸菌宿主としては、エシェリヒア・コリ(Esc
herich 1acoli)K 12342−167
を用い、大腸菌ベクターとしては、ベクターpBR32
5を用いた。コリネバクテリウム・メラセコラ801 
 (Cor nebacLeriummelassec
ola 801 )は、微生物工業技術研究所に微工研
条寄第558号として寄託されている。エシェリヒア・
コリK 12342 167 (Escherichj
a coli K 12342 167)はイー、コリ
 ジェネテインク ストック センター (E、 co
li GeneticStock Center、 D
epartment of Iluman Genet
ics。
Yale University 5chool of
 Medicine、 333 CederStree
t I’、O,Box 3333 New Haven
、 Connecticut06510 U、S、A、
)のバーバラ ジェイ バンクマン(Barbara 
J、Bact++++ann)より分譲された菌株であ
る。尚、上記機関からはだれでも該菌株の分譲をうける
ことができる。ベクターρ[lR325は、ヘゼスダ・
リサーチ・ラボラトリ−社(米国)より購入した。
+11  コリネバクテリウム・メラセコラ801(C
or nebacterium melassecol
a) (a工研条寄第558号)からの全DNAの調製
とその切断糖蜜培地(ビート廃糖蜜80 g / (!
 、Mg5O< ・71!200.5g/l、尿素8 
g/l、リン酸1.5 g / 1、p H6,2に鋼
覧後120℃15分間殺菌する。)1’OOmJに、コ
リネバクテリウム・メラセコラ801  (Cor n
ebacterium melassecola 80
1 )(微工研条寄第558号)を植菌し、32℃にて
一晩振とう培養した。得られた培養液より菌体を集め、
洗浄した後、110ff1トリス(Tr is) −1
1c /1(pH8,0) 、1 mM [1DTAの
緩衝液8 mlに懸濁した。これにリゾチウムを最終濃
度5■/meになるように加え、37℃にて4時間反応
させた。これにプロナーゼE(シグマ社、米国より購入
)を最終濃度200μg/mllになるように加え、室
温で15分間反応させた。その後、ドデシル硫酸ナトリ
ウムをRn 濃度1%(w/v)になるように添加して
37℃にて1時間反応させた。反応終了後、反応液にT
NE緩衝液(50mMトリス−11(J、5mM ED
TA、 100mM NaCe 、 pH8,0)で飽
和した等容のフェノールを加え混合した後、10.00
Orpm(11,000g)で10分間遠心分離して水
層を回収した。この水層にフェノール・クロロホルム(
1;1 、 v/v)液を等容加えて混合の後、10.
00Orpm(11、OOOg)で10分間遠心分離し
て水層を回収した。この水層に更に等容のクロロホルム
を加えて混合の後、10.00Orpm (11,OO
Og)で10分間遠心分離して水層を回収した。この水
層にリボヌクレアーゼA(シグマ社、米国より購入)を
最終濃度40μg/m1になる様に加えて37℃にて1
時間反応させた。反応終了後、115容の5MNa(1
水?$ t&と174容の50%(w/v)ポリエチレ
ングリコール6.000水溶液を添加混合し、4℃にて
4時間保持した。得られた試料を5.00Orpm(2
,700g)で20分間遠心分離し、沈殿を回収した。
沈殿をTE緩衝液(10mMl−リス−11(1,1m
M EDTA 。
pH7゜5)4 mlに溶かし、酢酸ナトリウムを最終
濃度300mMになるように加えて、2倍容の工タノー
ルを)会力目した。得られた7昆合物を攪1生の後、3
0’Cにて3時間保持し、10.00Orpm (11
,000g)で20分間遠心分離し、沈殿を回収した。
回収した沈殿を減圧乾燥の後、TE緩緩衝液2クl溶解
し、I) N A ?5度0.85 mg/ mβの全
DNA?容ン夜を得た。
全DNAのt5131tJiのためには、145ggの
全DNAに対しζ、16単位の制限酵素Pstl(ベゼ
スダリサーチラポラl−IJ−社、米国より111η人
)を加え、10mMhリスー11c# (pH7,4)
 、10mMMg504.50mM NaCp11mM
ジチ第1・レイトールを含む緩衝’t(1200tt 
n中で30°Cにて2時間反応させた。その?&70°
Cで10分間加熱して反応を停止させた。
(2)ベクターpBR325の調製と開裂エシェリヒア
・コリ(Escherichia coli) K 1
2342−167を50m7!のし一ブロス(ポリペプ
トン10g/ff、酵母エキス5g/4、〜ac(!5
g/e、p 117.2 ) ニ4a菌し、37℃ニテ
菌4度5X10’(11/mi2まで増殖させた後、2
℃で集菌した。得られた菌体を50mρの氷冷した1 
00mM ’ABCI□水溶液に懸濁し、集菌後火に2
5mffの水冷した1 00mM Cafl! z水溶
液に)懸濁した。水中で30分保持した後、集菌して再
度5mlの水冷した1 00mM CaC1z水)8液
に)懸濁し、水中で1時間保持した〔コンピテントセル
(Competent cell))。
この菌)懸ン蜀ンFj、200μpに0.1μgのpB
R325DNAを添加して、水中で1時間保持した。そ
の後42℃にて2分間保持した後、5 m/のし一ブロ
スを添加して、37°Cにて90分間静置11″!i養
した。得られた培養液を適当に希釈して、20μg/m
7!のクロラムフェニコールを添加したL−寒天培地(
L−ブロスに15g/ffの寒天を添加した培地)に塗
布し37℃で一晩培養した。得られたp[1R325に
よる形質転換株より、以下のようにして該ベクターの調
製を行った。
ベクターpBR325を保持したエシェリヒア・コリ(
Escherichia coli) K 12342
 167を、クロラムフェニコール(20μg/mρ)
 ’c 含t: 100mlのし一ブロスに植菌し、3
7°Cにて一晩培養した。得られた培養液より集菌しT
EE衝液で洗(’f+ を多:、15%(w/v)シュ
ークロース、50mMトリス −Itch  (pl(
8,5)  、 5 0mM  EDTA  、 2+
rg/  mβリヅチウム(シグマ社、米国製)よりな
る水溶液2 mffに懸濁し、室温にて30分間反応さ
せた。
次にトす[ン(Triton) ’(容Y夜〔0,1%
(w/v)l・リドン(Triton) X−100,
50JI−リス−11C/!、50mM 14DTA 
、  pH8,5)  2 mj2を加えて37゛Cに
て30分間保持した。次にこの溶液を、5°Cにて30
.000 rpm (64,000g)で1時間遠心分
離し上清を回収し、TEHJi液を加えて18m1とし
た。このン1kに、10mg/mffのエチジウムフ゛
ロマイド水溶液1.2mAと塩化セシウム18.64 
gとを加えて静かにン容角¥し、40.00Orpm 
(100,OOOg) 、15℃で48時間遠心分離し
た。ベクターρBR325は、紫外線照射により遠心チ
ューブ中、2本のバンドの下方として見い出され、この
ハンドを遠心チューブの側面から注射器で快き取ること
により、ベクターpBR325を分離した。次にこの分
画液を等8平のイソプロピルアルコールで4回抽出し、
得られた抽出液からエチジウムブロマイドを除去し、そ
の後にTEE衝液に対して透析して、D N A ?H
度150μg / mβのベクターpBR325の透析
完了液1  meを得た。
ベクターpBR325D N A 15μgを含む透析
完了液に対して45単位の制限酵素Ps口を加えて、1
0mM)リス−IIc e (’pH7,4)  10
 mM MBSO,,50mMNaCj!、1mMジチ
オトレイトールの緩衝液150μβ中で30℃にて2時
間反応させた。その後、70℃で10分間加熱して、反
応を停止させた。
この液に酢酸ナトリウムを最終濃度300mMになる様
に加え、2倍容のエタノールを添加して、−30℃にて
3時間保持した。次に12,000 rpm(8,90
0g)で室温で10分間遠心分甜してDNA沈殿を回収
し、回収した沈殿を減圧乾燥した。得られた沈殿をBA
PT緩衝液(50mMトリス−11C/ 、 pH8,
4)200μlに?8解し、バクテリア・アルカライン
・ホスファターゼ(Bacterial alkali
neρhosphase) (宝酒造株式会社より購入
)を1単位添加して65°Cにて30分間反応させた。
更に該酵素を1単位添加して、65°Cで30分間反応
させた。その後、反応液に等容のTEN緩街液で飽和し
たフェノールを加え、混合した液、12,000rpm
 ((1,90h)で室温で10分間遠心分離して水層
を回収し、更にもう1回同じ操作を繰り返した。
次に水層に等容のフェノール・クロロホルム(1:Lv
/v)液を添加して混合した後、12.00Orpm(
8,900g)で室温で10分間遠心分離し、水層を回
収した。更に水層に等容のクロロホルム、を添加して攪
拌した後、12,000 rpm(8,900H)で室
温で10分間遠心分離し、水層を回収した。該水層に酢
酸ナトリウムをriii6.1 ?ffi度300mM
になるように加え、2倍容のエタノールを添加し攪拌し
た後、−30℃にて3時間保持した。その後、12.0
0Orpm(8,900g)で室温で10分間遠心分離
し、DNA沈殿を回収した。これを減圧乾燥した後、3
0μ!のTE緩衝液で溶解した。
+3)DNAの組換え反応 前記実施例1工程([)で得られたD N A 2.9
μgと前記実施例1工程(2)で得られたDNA1.5
ggと3単位のT4ファージDNAリガーゼにソボンジ
ーン社より購入)とを、50mM)リス−11cρ(p
H7,4) 、10mM MgCl2z 、10mMジ
チオトレイトール、1mMスペルミジン、1mMATP
、0.1mg/m#ウシ血清アルブミン(B S A 
: Bovineserum albumin) (ベ
ゼスダリサーチラ;ドラトリー社、米国より購入)の緩
衝?1100μβ中で、15℃にて一晩反応させた。そ
の後、70℃にて10分間加熱することにより、反応を
停止させた。
(4)組換え体プラスミドの大腸菌への移入前記実施例
1工程(2)と実質的に同様の方法により、エシェリヒ
ア・コリ (Escherichia co旦)K 1
2342−167のコンピテントセル(Compe t
en tcell)懸濁液を調製した。得られた細胞懸
濁液400μlと前記実施例1工程(3)で得られた反
応液40μlとを混合して、水中に1時間保持した。
その後、42℃にて2分間加熱した後、5 ml!のL
−ブロスを添加して37℃にて90分間静置培養した。
次に、得られた培養液から集菌し、無菌水に懸濁した。
得られた懸濁液を、合成寒天培地(NazllPO,t
 6 g / l! −KI12P043 g / 7
!、NaC10,5g/ e、Nl14C# 1 g/
 l、MgSO41mM、CaCIt 。
0.1n+M、グルコース2g/ρ、寒天15g/j2
、L−スレオニン0.3mM、L−ロイシンQ、3mt
’l、L−ヒスチジン0.1mM、L−アルギニン0.
6mM、チアミン0.05mM)に塗布して培養した。
(5)  コリネバクテリウム・メラセコラ801(C
or nebacterium melassecol
a 801 ) (m工研条寄第558号)のI’EP
C産生遺伝子を有する大腸菌の選択分離 前記実施例1工程(4)で得られた菌株を、アンピシリ
ン(3Oag / mA)とテトラナイフリン(1Oa
g/mjl’)とを含む前記合成寒天培地と、テトラサ
イクリン(1Oag/+n!りのみを含む前記合成寒天
培地とでそれぞれ培養し、生育の有無を調べた。その結
果、7ンピシリン怒受性テトラサイクリン耐性グルタミ
ン酸非要求性を示す菌株を、目的のpcpc産生遺伝子
を保有した大腸菌エシェリヒア・コリ (Escher
iclia coli)  K 12342−167 
(pAG203)として分間(した。
該大腸菌のPEPC活性を、下記の方法で測定すること
により、クローニングした逍伝子がPEPC産生遺伝子
であることを確認した。合成液体培地(KH2PO41
3,6g /ρ、K2SO42,61g / ’、Mg
5Oa 411z00.2 g/ j!、、CaCj2
z  l Omg/ 121FeSO,,7H200,
5mg/ R、グルコース4g/N、NHaC13g 
/ E 、 L−スレオニン0.3mM、L−ロイシン
0.3 mM、L−ヒスチジン0.1mM、L−アルギ
ニン0.6mM、チアミン0.05mM、pH7,2)
100nlで、エシェリヒア・コリ (Escl+er
 ich 1acoli) K 12342−IC+’
7 (pAG203)を振とう培養した。該大腸菌を集
菌後、2 mEのMES緩衝液(50mM2  (N−
モルフォリノ)エタンスルポン酸: ME S、  1
0mM Mn5Oイ10mM EDT八、  p!−1
7,0〕に懸濁した。これを超音波処理した後、14.
00Orpm (20,000g)で20分間遠心分離
して、細胞抽出液(粗酵素液)をtJ製した。尚、エシ
エK 12342−167 (p13R325)を培養
する場合には前記合成液体培地に、10mMグルタミン
酸ナトリウl、を添加した。
PEr’C活性は、2.5m7!の酵素反応?II(1
00mMMES (pif 7.4 ) 、2mMホス
ホエノールピルビン酸、10mM Na1lCO3、O
,1mMアセチルCoA  (シグマ社、米国より購入
) 、3.3mM MIISO4,0,05mM 5+
5 ’−ジチオビスー(2−ニトロ安息香酸):DTN
B、5 、ii′L位/malクエン酸合成酵素(ブタ
心臓より得たもの、シグマ社、米国、より購入)、10
〜1001t 1細胞抽出液〕の412nmの吸光度の
増大を、日立製作所製分光光度計(228型)で測定す
ることにより求めた。また、細胞抽出液の蛋白質濃度の
卸2す定には、ローリ−(Lowry)  ら〔オー、
エイヂ、ローリ−(0,11,Lowry)+エヌ、ジ
エイ、ローウェブロー(N、J、 Rowebroug
h)+ アール、ジェイ。
ランダル(R,J、 Randall)、ジエイ、パイ
オル、ケム(J、 [1io1. Chem、) 19
3巻265 p (1951年)〕の方法を用いた。尚
、上記測定の標準蛋白質として、牛血清アルブミン(和
光純薬工業社より購入)を用いた。
測定結果を後述の工程(7)に記載の第1表に示す。
第1表のPEPC比活性測定結果より、エシェリヒア・
コリ (IEscherichia c、oli)  
K 12342 167(pAG203)は、極めて高
いl’UPc活性を有していた。
(6)複合プラスミドpAG203の分離と解析エシェ
リヒア・コリ(Escherichia coli) 
K 12342−167 (pAG203)より、前記
実施例1工程(2)と実質的に同様の方法でプラスミド
pAG203のDNAを、170μg分離精製した。こ
のD N A 0.3μgに、過剰の制限酵素(IEc
oRT  にノボンジーン社より購入) 、Bam1l
 I  にソポンジーン社より購入)、Hindlll
 (−ソポンジーン社より!1ζ人)、Pstl。
5allにノポンジーン社より購入)〕を、それぞれの
適適正性にて反応させ、その消化した試料気泳動に供し
た。泳動の終ったゲルを1μg / m 1エチジウム
ブロマイド水溶液に浸漬して30分間染色した後、紫外
線をゲルに照射して生成断片の数を判定し、各断片の泳
動距離から各々の分子量をIγ出した。尚、分子量は、
同一アガロースゲル上で同n、+Fに電気泳動したラム
ダファージ(λ ρhage)1)NA にノボンジー
ン社より購入)の制限酵素11indtUによる消化断
片の既知分子上に、または同一ポリアクリルアミドゲル
上で同時に電気泳動したファイエックス174フアージ
(φχ174ρhage)DNAの制限酵素11aeJ
Hによる消化断片(ベゼスダリサーチラボラトリ社、米
国より購入)の既知分子房に、基づいて算出した。更に
、複数の制限酵素処理によって生じた消化断片を解析す
ることにより、プラスミド分子中の各制限酵素処理析部
位を決定した。
その結果、プラスミドpAG203は、第1図の制限酵
素地図で示される構造を有し、ベクターρBR325の
制限酵素Pstl切断部位に約5.5キロベースのPε
pc産生遺伝子を含む外来のPstl@片が組み込まれ
ていた。このPsLI断片が、コリネバクテリウム”メ
ラセコラ(Cor nebacterrum +*el
assecola801 (倣工ωF条寄第558号)
由来のPEPC産生jn伝子を含むD N A IIJ
i片である。
プラスミドρへG203D N Aにより、前記実施例
1工程(2)と実質的に同様の方法でエシェリヒア・コ
リ(Escherichia coli)K 1234
2−167を形質転換した。得られた形質転換体の薬剤
耐性及び栄養要求性を調べた結果、調べた形質転換株は
、全てテトラサイクリン耐性アンピシリン感受性グルタ
ミン酸非要求性であった。更に該形質転換株について、
それらが保有するプラスミドは、供与プラスミドと比べ
て制限酵素切断様式で同一と判定されるプラスミドであ
った。
(7)  P E PC産生遺伝子を含む約5.5キロ
ベースのDNA断片の縮小化 前記実施例1工程(2)で調製したベクターpBR32
5DNA3μgに対して20単位の制限酵素5ailを
加えて、50+nMI−リスー11Cj! (pH7,
4) 、10mM MgSO4,100mM NaCj
!の緩衝液50μl中で37℃にて2時間反応させた。
そこへ等容のフェノール・クロロホルム(1:lν/V
)液を添加して撹拌の後、水層を回収した。更に等容の
クロロホルムを添加して攪拌の後、水層を回収した。そ
こへ酢酸ナトリウムを最終濃度300mM!こなるよう
に加え、次に2倍容のエタノールを添加して、−30℃
で3時間保持した後、12.OOOrpm(8,900
g)で10分間遠心分離してDNA沈殿を回収し、これ
を減圧乾燥した(DNA試料り。
前記実施例1工程(6)で調製したプラスミドpAG2
03ノD N A 3.4 p g ニ対し テ、20
m位の制限酵素5allを加えて、50mMトリス−I
f(1(pH7、4) 、  10mM MgSO4,
100mM NaCl2を含む緩衝液50μβ中で37
℃で°2時間反応させた。そこへ等容のフェノール・ク
ロロホルム(1:1 v/v)液を添加して1児拌の後
、水層を回収した。更に等容のクロロホルムを添加して
攪拌の後、水層を回収した。そこへ酢酸ナトリウムを最
終深度300mtHこなるように加え、次に2倍容のエ
タノールを添加して、−30℃で3時間保持した後、1
2,000rpm (8,900g)で10分間遠心分
離してDNAの沈殿を回収し、これを減圧乾燥した(D
NA試料H)。
前記のDNA試料■とDNA試料■との全量に対して、
3単位のT4ファージDNAリガーゼを50−トリス−
IIc/ (pH7,4) 、10mM MgCj! 
2.10mMジチオトレイトール、1mMスペルミジン
、1mMATP、0.1mg/mil!BSAを含む緩
衝液50μβ中で、15°Cにて一晩作用させた。その
後、70℃にて10分間加熱することにより、反応を停
止させた。
このリガーゼ反応液を用いて、前記実施例1工程(4)
と実質的に同様の方法により、エシェリヒア・コリ(E
scherichia coli) K 12342−
167の形質転換操作を行った。得られた形質転換体の
薬剤耐性及び栄養要求性を調べた結果アンピシリン耐性
クロラムフェニコール耐性テトラサイクリン感受性グル
タミン酸非要求性を示す菌株を多数分離することができ
た。これらの菌株について、前記実施例1工程(6)と
実質的に同様の方法により各菌株の保有するプラスミド
を分離し解析した。得られたプラスミドをpAG211
と命名した。プラスミドpAG211を保持する菌株エ
シェリヒア・コリ(Escherichia colt
) K 12342−167 (pAG211)につい
て、前記実施例1工程(5)と実質的に同様の方法によ
りI’EPC活性を測定した結果、第1表に示す様に高
いpcpc比活性が認められた。本実施例では、20μ
g/m7!のクロラムフェニコールを添加した合成液体
培地を用いた。
プラスミドpAG211は、第2図の制限酵素地図で示
される構造を有し、ベクターprsI?325の制限酵
素5all切断部位に約3.3キロヘースの外来の5a
lt断片が組み込まれていた。この5alT断片が、コ
リネバクテリウム・メラセコラ801  (並■些−b
acterium melassecola 801 
) (徽工研条寄第558号)由来のPEPC産生遺伝
子を含むDNA断片である。
プラスミド’ pAG211 D N Aにより、前記
実施例1工程(2)と実質的に同様の方法でエシェリヒ
ア・コリ(Esct+crichia coli)K 
12342 167を形質転換した。得られた形質転換
体の薬剤耐性と栄養要求性を調べた結果、調べた形質転
換株は、全てクロラムフェニコール耐性アンピシリン耐
性テトラサイクリン怒受性グルタミン酸非要求性であっ
た。
更に該形質転換株について、それらが保有するプラスミ
ドを解析した結果、それらのプラスミドは、供与プラス
ミドと比べて制限酵素切断様式で同一と判定されるプラ
スミドであった。
第   1   表 注1)反応液中の蛋白質1nwが、1分間に生成させた
オキザロ酢酸のマイクロモル数で表示しである。実際に
は、生成したオキザロ酢酸を、過剰のクエン酸合成酵素
とアセチルコエンザイムAとで反応させてクエン酸とし
、この時生成したコエンザイムAを、S H7!定量試
薬を用いて定量した。得られたコエンザイムAの量に基
づいてオキザロ酢酸の指を計算した。
注2) イー、コリ ジェネティソク ストックセンタ
ー(E、 coli Genetic 5tock C
enter) + (デパー)・メン1へオブヒューマ
ンジェネティソクス、エールユニバーシティ1スクール
オブメジシン、333.シーダーストリート、ピー 、
 、l−−、ホックス3333.ニューヘイブン、コネ
ヂカy 106510.アメリカ合衆国(Depar 
tmen tof lluman Genetics、
 Yale University 5choolof
 Medicine、 333 Ceder 5tre
et r’、o、Box3333、New  l1av
en、Conn(!cticut  06510 1J
、S、八、)〕のパーパラ ジエイ バックマン(rl
arhara J。
Bachmann)より分譲されたエシェリヒア・コリ
(旦堕erichiacoli) K 12の変異菌株
である。尚、上記機関からは、誰でも菌株の分詑を受け
ることができる。本菌株は、PEPC活性を共に欠損し
ている。
(81PIEr’C産生遺伝子を含む約3.3キロヘー
スのDNA1!yI片の分離 前記実施例1工程(7)で調製したプラスミドpAG2
11のDNA30μgに対して、100単位の制限酵素
5alIを加えて、50mM)リス−11cρ(p )
I 7.4 )、10mM Mt3SOa、  100
mM NaCl!の緩衝ン夜100μβ中で、37℃に
て2時間反応させてDNAを消化した。消化した試料は
、前記実施例1工程(6)と実質的に同様の方法により
、1%アガロースゲル電気泳動に供した。ただし、ベゼ
スダ・リサーチ・ラボラトリ−社(米国)より購入した
LMPアガロースを使用し、4℃で電気泳動した。次に
エチジウムブロマイドで染色した後染色したアガロース
ゲルを紫外線照射下に置き、PIEr’C産生遺伝子を
含む約3.3キロベースのDNA断片の存在を確認し、
その付近のアガロースゲルを切り出した。該アガロース
ゲルにその重量の3倍量のTEII衝液を加えて、65
℃で10分間保持し、アガロースゲルを完全にとかした
。得られた溶液に等容のフェノールを添加して、攪拌の
後、水層を回収した。
得られた水層に、等容のフェノール・クロロボルム(1
:1v/ν)液を添加して、攪拌の後、水層を回収した
。得られた水層に、等容のクロロホルムを添加して、攪
拌の後、水層を回収した。得られた水層に、酢酸ナトリ
ウl、を最終濃度300mFIになるように添加し、更
に2倍容のエタノールを加えて192拌の後、−30°
Cにて3時間保持した。
その後、10.OOOrpm(9,OOOg)で室温で
10分間遠心分姉して、DNAの沈殿を回収した。次に
、回収した沈殿を減圧乾燥後、TE緩衝液20μlに)
8解した。以上の操作により、PCI’C産生遺伝子を
担う約3.3キロベースのDNA断片を、約3μg取得
した。
+Ql  13EP C産生遺伝子を含む約5.5キロ
ベースの ゛DNA断片の分離 前記実施例1工程(6)で調製したプラスミドpAG2
03のDNA50μgに対して、150単位の制限酵素
Bamtl I 、Sal Iをそれぞれ加えて、50
m1’lトリス−IIc’N (pH7,4)、l O
mM MgSO4,100mM NaCj!の緩衝液1
00μβ中で、37℃にて3時間反応させた。消化した
試料は、前記実施例1工程(8)と実質的に同様の方法
によりアガロースゲル電気泳動に供し、目的の約3.8
キロベース、約4.1キロヘースのDNA断片の存在を
確認し、両DNA断片の存在する付近のアガロースゲル
を切り出した。
切り出したアガロースゲルにその重量の3倍量のTE緩
衝液を加えて、65℃で10分間保持し、アガロースゲ
ルを完全にとかした。得られた溶液に等容のフェノール
を添加して、攪拌の後水層を回収した。得られた水層に
、等容のフェノール・クロロホルム(1:Lv/ν)液
を添加して、1災件の後、水層を回収した。得られた水
層に、等容のクロロホルムを添加して攪拌の後、水層を
回収した。得られた水層に、酢酸ナトリウムを最終濃度
300mMになるように添加し、更に2倍容のエタノー
ルを加えて攪拌の後、−30℃にて3時間保持した。そ
の後、10.00Orpm(9,OOOg)で室温で1
0分間遠心分離して、DNAの沈殿を回収した。次に、
得られた沈殿を減圧乾燥した後、得られたDNA全量に
対して、50単位の制限酵素1’stlを加えて、10
mM)リス−11Cj2 (pH7,4)、10mMM
gSO4,50mM NaC411mMジチオトレイト
ールの緩衝液50μβ中で、30℃にて3時間反応させ
てDNAを消化した。消化した試料は、前記実施例1工
程(8)と実質的に同様の方法によりアガロースゲル電
気泳動に供し、目的の約1.0キロヘース、約1.2キ
ロヘースのDNA断片の存在を確認し、両DNA断片の
存在する付近のアガロースゲルを切り出した。切り出し
たアガロースゲルにその重量の3倍量のTE緩衝液を加
えて、65℃で10分間保持し、アガロースケルを完全
にとかした。次に、得られた溶液に等容のフェノールを
添加して、攪拌の後氷層を回収した。得られた水層に、
等容のフェノール・クロロホルム(l:1ν/ν)液を
添加して攪拌の後、水層を回収した。得られた水層に等
容のクロロホルムを添加して攪拌の後、水層を回収した
。得られた水層に、酢酸ナトリウムを最終濃度300m
Mになるように添加し、更に2倍容のエタノールを加え
て攪拌した後、−30°Cに7C3時間保持した。その
後、10.00Orpm(9、000g)で室温で10
分間遠心分離して、DNAの沈殿を回収した。次に、回
収した沈殿を減圧乾燥した。以上の操作により、PEP
C産生遺伝子を含む約5.5キロベースのDNA断片の
一部である約1.0キロヘース、1.2キロベースのP
st I −3aI r断片を分離し、両DNA断片を
合せて、約2μgを取得した。得られた両DNA断片を
゛rEil衝液20μlに溶解した。
以上の様にして、PElIC産生遺伝子を含む約5.5
キロベースを、分子の長さ約1.0ギロヘース、約1.
2キロヘース及び約3.3キロヘースの3つのDNA断
片として単離するごとができた。PEr’C産生遺伝子
を含む約5.5キロヘースのD N A IiI′i片
の中央部分の約3.3キロベースの5alI断片は、前
記実施例1工程(8)で分離した約3.3キlコヘース
のDNA断片と同一である。
実施例2 本実施例は、コリネバクテリウム・メラセコラ(Cor
 nebacterium melassecola 
801 )i工研条寄第558号)をDNA供与体とし
て、該菌株のP ’E P C産生遺伝子を、大腸菌の
宿主ヘクター系を利用してクローニングした例である。
宿主大腸菌としては、実施例1と同様エシェリヒア・コ
リ(Escherichia coli) K 123
42−167を用い、大腸菌ベクターとしては、複合プ
ラスミドpAG103を用いた。
プラスミドpAG103は、第3図の制限酵素地図で示
される構造を存し、プラスミドpBR325の制限酵素
EcoRI切断部位に、約5.4キロヘースのコリネバ
クテリウム・メラセコラ(幻rynebac ter 
i ummelassecola)  801 (微工
研条寄第558号)由来のグルタミン酸デヒドロゲナー
ゼ(G I u Lama tedehydrogen
ase、 G D H)産生遺伝子を含むDNA断片が
組み込まれている。このG D l−[産生遺伝子を含
むDNA断片上に制限酵素Xba I断片部位が存在し
ている。
プラスミFpAG103の作成とその調製について、以
下に詳しく説明する。
(11プラスミドpAG103の3固装(イ)コリネバ
クテリウム・メラセコラ(並■匹−bacterium
 melassecola) 801  (?a工研条
寄第558号)からの全DNAの調製とその切断実施例
1工程(1)と実質的に同様の操作を繰返してコリネバ
クテリウム・メラセコラ(d−terium mela
ssecola)  801  (iil工研条寄第5
58号)の全DNAを得た。
この全DNAの切断のためには、34μどのDNAに対
し、16O単位の制限酵素EcoRI  (−’−ノポ
ン・ジーン社製)を加え、50mM )リス−11cβ
(pH7,4) 、10mM hso<、100mM 
Na(lを含む緩衝液67μβ中で、37°Cにて30
分間反応を行なわせた。その後、70°Cで10分間加
熱して、反応を停止させた。
(ロ)ベクターpBR325の調製と開裂光づ、ベクタ
ーpBR325(ベゼスダ・リサーチ・ラボラI・り一
部、米国より購入)をエシェリヒア・コリ(Esche
richia延) K 12  PA340に1多大し
、入し、得られた形質転換株からpBR325を調製し
た。
エシェリヒア・コリ (lEschcrichia c
olj) K 12PA340は、イー、コリ ジェネ
ティノクストソクセンター(E、 coli Gene
tic 5tock Center)、デパートメント
オブヒューマンジェネティソクス。
エールユニハーシティースクールオブメジシン、333
 ジ−ダーストリー1・ ピー、オー、ボックス333
3ニューヘイブン、コネチカノト06510、アメリカ
合衆国(Departmc:nu of lluman
Genetics、  Yale Universit
y 5cbool of Medicine 。
333  Ceder 5treet P、0.Box
 3333 New 1laven。
Connecticut 06510 U、S、八、)
のハーバ°ラ シェイパツクマン(rlarbara 
J、Bachmann)より分譲されたエシェリヒア・
コリ(IEscherichia coli) K 1
2の変異菌株である。尚、上記機関からは、誰でも該菌
株の分議を受けることができる。本菌株は、GDllと
グルタミン酸合成酵素(GluLamate 5ynt
hase)とを欠…しているので、生育にグルタミン酸
を要求する。エシェリヒア・コリ(Eschcrich
ia coli)K 12 PA340を50m1のし
一ブロス(ポリペプトン10 g/l、酵母エキス5g
/2、Na(J5g7e、pH7,2)に植菌し、37
°Cにて菌濃度5X10”個/1IlNまで増殖させた
後、遠心分離により2℃で集菌した。得られた菌体を5
0mNの水冷したl OOmM MgCf、水溶液に)
U濁し、集菌後更に25n+j!の氷冷したl 00m
M CaC1z水溶液に懸濁した。水中で30分間保持
した後、集菌して再度5 mQの水冷した1 00mM
 CaC! 2水)8液に゛懸濁し、水中で1時間保持
した。この菌懸濁液200μlに0.1μgのpBR3
25D N Aを添加して、水中で1時間保持した。そ
の後42℃にて2分間保持した後、5 mlのL−ブロ
スを添加して、37°Cにて90分間静置培養した。得
られた培養液を適当に希釈して、10μg/mlのテト
ラサイクリンを添加した■7−寒天培地(L−ブロスに
15 g/lの寒天を添加した培地)に塗布し、37℃
で一晩培養してpBR325による大腸菌の形質転換を
得た。
ベクターpBR325を保持したエシェリヒア・コリ(
Escherichia coli)  K 12 P
A340を100+ylのテトラサイクリン(10μg
7ml>を含むし一ブロスに植菌し、37℃にて一晩培
養した。得られた培養物より集菌し、TE11衝液で洗
浄後、15%(−/ν)シュークロース、50mM)リ
ス−11G#(pH8,5) 、50mM EDT^、
2mg/1111リゾチーム(シグマ社、米国より購入
)の緩衝液2 mlに懸濁し、室温にて30分間反応さ
せた。次にトリトン(Triton)ン容液〔0,1%
(w/v))リドン(Triton) X−100,5
0Mm トリス−IIC(1,50mM1、DTA、p
H8,5)  2 m(lをカロえて、37℃にて30
分間保持した。次にこの?8液を、5℃にて30 、0
0Orpm (64,000e)で1時間遠心分離し上
清を回収し、TE緩;Ji?夜を力■えて18mgとし
た。このt夜にlO■/m7!のエチジウムブロマイド
水溶液1.2mMと塩化セシウム18.64 gとを加
えて静かに/8解し、40,000 rpm(100,
000g) 15°Cで48時間遠心分離した。ベクタ
ーpIII+325は、紫外孫照射により遠心チューブ
中、2本のバンドの下方として見い出され、このバンド
を遠心チューブの側面から注射器で抜き取るごとにより
、ベクターp旧?325画分を分離した。次にこの分画
液を等容量のイソプロピルアルコールで4回抽出して、
エチジウムブロマイドを除去し、その後にTE緩衝液に
対して透析してD N A 濃度130μg/mlのベ
クター pBl?325の透析完了W11mfを11↓
た。
ベクターpBR325D N A 17 pg ニ対し
て40単位の制限酵素EcoRIを加えて、50 mM
 iリス−H(J(p H7,4) 、10mM Mg
SO4,100mM NaCj!を含む緩衝液150μ
g中で37℃にて2時間反応させた。その後、70℃で
10分間加熱して、反応を停止させた。この液に酢酸す
トリウムを最終濃度300mMになるように加え、2倍
容のエタノールを添加して、−30℃にて3時間保持し
た。次に12.00Orpm(8,900g)で室温で
10分間遠心分離してDNA沈殿を回収し、減圧乾燥し
た。得られた沈殿をBAPT緩衝液(50mMトリス−
11([、pH8,4)200μlに溶解し、バクチリ
アル・アルカリ・ホスファターゼ(Bacterial
 alkaline phos−phatase) (
宝酒造株式会社より購入)を1単位添加して65℃にて
30分間反応させた。更に該酵素を1単位添加して、6
5℃で30分間反応させた。
その後、反応液にTEN緩衝液で飽和した等容のフェノ
ールを加え、混合した後、12,000 rpm(8,
900g)で室温で10分間遠心分離して水層を回収し
、更にもう1回同じ操作を繰り返した。次に水Hに等容
のフェノール・クロロホルム(1:1ν/v)液を添加
した後、12,000 rpm(8,900g)で室温
で10分間遠心分離し、水層を回収した。更に水層に等
容のクロロホルムを添加して、攪拌した後、12.00
Orpm(8,900g)で室温で10分間遠心分離し
、水層を回収した。得られた水層に酢酸ナトリウムをR
終濃度300mM4こなる様に加え、2倍容のエタノー
ルを添加し撹拌した後、−30℃にて3時間保持した。
その後、12,000 rpm(8,900g)で10
分間遠心分離し、DNAの沈殿を回収した。これを減圧
乾燥した後、23μlのTE緩11i液に溶解した。
(ハ)DNAの組み換え反応 実施例2工程(11−(イ)で得られたD N A 2
.4μgと実施例2工程(11−(ロ)で得られたDN
A1.4μgと3単位のT4ファージDNAリガーゼに
ッポンジーン社より購入)とを、50mMトリス−11
c7!(pH7,4) 、10mM MgCJz 、1
0mMジチ第1・レイトール、1mMスペルミジン、1
mM ATP、 0.1try/ me B S A 
(Bovine  serum albumin)ベゼ
スダリサーチ・ラボラトリ−社、米国より購入)の緩衝
液100μβ中で、15℃にて一晩反応させた。その後
、70°Cにて10分間加熱することにより、反応を停
止させた。
(ニ)組換え体プラスミドの大腸菌への移入実施例2工
程(11−(ロ)と実質的に同様の方法により、エシェ
リヒア・コリ (Escherichia coli)
K 12 PA340のコンピテントセル(Compe
tent cell))懸濁液を調製した。得られた細
胞懸濁400μlと実施例2工程(11−(ハ)で得ら
れた反応液401!とを混合して、水中に1時間保持し
た。その後、42℃にて2分間加熱した後、5 mlの
し一プロスを添加して37℃にて90分間静置培養した
次に、得られた培養液から集菌し、無菌水に)U濁した
。懸濁液を、合成寒天培地(NazllPOa 6 g
 /1 、 KH2PO43g / 1、NaC10,
5g / e 5NII4C11g / j! 、hs
O41mM、CaCj2z0.1mM、グルコース2g
/l、寒天15g/j2.L−スレオニン0.3mM、
L−ロイシン0.3 mM、L−ヒスチジン0.1mM
、L−アルギニン0.6 mM、チアミン0.05mM
)に塗布して培養した。
(ホ)コリネバクテリウム・メラセコラ(Cor ne
bacte旦us melassecola 801 
) (微工研条寄第558号)のG D H産生遺伝子
を有する大腸菌の選択分離 実施例2工程(11−(ニ)で得られる菌株を、クロラ
ムフェニコール(20℃g/mff)とテトラサイクリ
ン(10℃g/m6)とを含む前記合成寒天培地とテト
ラサイクリン(10℃g/me)のみを含む前記合成寒
天培地とでそれぞれ培養し、生育の有無を調べた。その
結果、クロラムフェニコール感受性テ1〜ラサイクリン
耐性グルタミン酸非要求性を示す菌株を単離し、口約の
CD )[産生遺伝子を保持した大腸菌エシェリヒア・
コリ(Escherichia  coli)   K
  1 2   PA340  (pAG103)  
 と命名した。得られた大腸菌を培養してG D H産
生遺伝子をクローニングした。
単離した大腸菌のGDH活性を、下記の方法で測定する
ことにより、クローニングした遺伝子がGDH産生遺伝
子であることを確認した。合成液体培地(K11□PO
a  13.6 g/l、K、SO42,61g/J 
、 I’1gSO4・711200.2 g / 7!
、CaC(l z  10 TIN/β、FT3SO4
・711200.5 mg/ l、グルコース4g/l
、 Nl1nCj! 3 g/ 1.、L−スレオニン
0.3 mM、L−ロイシン0.3mM、L−ヒスチジ
ン0.1 mM、L−アルギニン0.6 mM、チアミ
ン0.05mM、pH7,2)100n/!に、エシェ
リヒア・コリ(Escher ich 1acoli)
 K 12 PA340 (pAG103)を植菌し、
37°Cで一日培養した。培養後、大腸菌を集菌し、2
mlの7M緩衝液(50mM)リス−Il(1! 、 
10mM 2−メルカナトエタノール、pH7,6)に
)懸濁した。
これを超音波処理した後、14.00Orpm (20
,000g)で20分間遠心分離して、細胞抽出液(粗
酵素液)を調製した。尚、エシェリヒア・コリ(lEs
cherichia5ヨ9工1j工)K12P八340
やエシェリヒア・コリ(口5cherichia  c
oli)   K  1 2  PA340  (pB
R325)  を培養する場合には、前記合成液体培地
に、10mMグルタミン酸ナトリウムを添加した。
GDH活性は、2.51111の酵素反応液(50mM
トリス−11C7! 、  40mM N114Cj!
 、 0.25mM NADPII、5mMα−ケトグ
ルタル酸、10〜100μl細胞抽出液、pH7,6)
の340nmの吸光度の減少を、日立製作所製分光光度
計(228型)で測定することにより求めた。また細胞
抽出液の蛋白質濃度のン且り定には、ローリ−(Low
rい ら〔オー、エイチ。
ローリ−(0,11,Lowry) 、エヌ、ジエイ、
ローウェブロー(N、J、 Roivebrougl+
) + アール、ジエイ、ランダル(R,J、 Ran
dall)、ジエイ、ハイオル、ケム(J、 1lio
1. Chem、) 193巻265頁(1,951年
)〕の方法を用いた。尚、上記測定の標【JL蛋白質と
して、生血清アルブミン(和光純薬工業社より購入)を
用いた。
結果を第2表に示す。第2表のG D H比活性測定結
果より、エシェリヒア・コリ (均匹旬ぜ士功jAco
li)  K 12 PA340 (pAG103)は
、極めて高いG D H比活性を有していることが解っ
た。
第   2   表 注1) 反応液中の蛋白質1■が、1分間に酸化した還
元型β−ニコチンアミドアデニンジスクレオチドリン酸
(β−Nicotinamide adeninedi
nucleotidc phpsphate、  re
duced  form。
NADI’l+)のマイクロモル数で表示しである。
(へ)プラスミドpAG103の分離と解析エシェリヒ
ア・コリ(Escherichia coli) K 
12PA340 (pAG103)より、実施例2工程
(11−(ロ)と実質的に同様の方法でプラスミドpA
G103 D N人150μgを、単離精製した。この
D N A 0.3μgに、過剰の制限酵素(EcoR
I 、 Bam1l I 、  B[!I 11 にソ
ボンジーン社より購入) 1lindlll、Pstl
、5acl  (宝酒造株式会社より購入)、Sal 
I 、Xba r  (二・7ボンジ一ン社より購入)
、Xhol(宝酒造株式会社より購入)〕を、それぞれ
の適正条件にて反応させ、その消化した試料を公知の常
法に従い1%ったゲルを1μg/meエチジウムブロマ
イド水溶液に浸漬して30分間染色した後、紫外線をゲ
ルに照射して生成断片の数を判定し、各断片の泳動距離
から各々の分子量を算出した。尚、分子量は、同一アガ
ロースゲル上で同時に電気泳動したラムダファージ(λ
 phage) D N A にソポンジーン社より購
入)、の制限酵素11indlによる消化断片の既知分
子量に、または同一ポリアクリルアミドゲル上゛ζ同時
に電気泳動したファイエックス17/Iフアージ(φX
174 phage) DNAの制限酵素11aelT
Iによる消化断片(ベゼスダリサーチラボラI・り一社
より購入)の既知分子量に、基づいて算出した。更に、
複数の制限酵素処理によって生じた消化断片を解析する
ことにより、プラスミド分子中の各制限酵素切断部位を
決定した。
その結果、プラスミドpAG103ば、第3図の制限酵
素地図で示される構造を有し、ヘクターpBR325の
制限酵素EcoRI切断部位に、約5.4キロベースの
外来のucoR[断片が組み込まれていることが解った
。この[ICORI断片が、コリネバクテリウム・メラ
セコラ(Co rynebaCLe吐些me Ia s
 scc、o I a )801  (!ink工研条
寄第558号)由来のCD IF産生遺伝子を含むDN
A断片である。
プラスミドpAG103 D N Aにより、実施例2
工程(11−(ロ)と実質的に同様の方法で、エシェリ
ヒア・コリ (uscherichia coli) 
K 12 PA340を形質転換し、得られた形質転換
体の薬剤耐性と栄養要求性を調べた結果、調べた形質転
換株は、全てテトラサイクリン耐性アンピシリン耐性り
1」ラムフェニコル惑受性グルタミン酸非要求性であっ
た。
°更に、該形質転換株につい”ζ、それらが保有するプ
ラスミドを解析した結果、それらのプラスミドは供与プ
ラスミドと比べて:1ill IU酵素切断様式で同一
と判定されるプラスミドであった。
プラスミドpAG103 D N A 15μgに対し
て、45単位の制限酵素Xba Iを加えて、501T
IMl・リス−11CI (pH7,4) 、10 m
M Mg5O,,100mM Naf!!を含む緩衝液
150μρ中で37゛Cにて、2時間反応させた。その
後、70°Cで10分間加熱して、反応を停止させた(
DNA試料III)。
(2)  コリネバクテリウム・メラセコラ(並互皿−
bacterium melassecola) 80
1  (ak工研条寄第558号)から全DNAの調製
とその切断実施例1工程(1)と実質的に同様の操作を
繰返してコリ;画\クテリウム・メラセコラ(並りμ専
些−terium melassccola)  80
1  (ti工研条寄第558号)から全1) N A
を得た。
全DNAの切断の為には、50μgの全DNAに対して
50単位の制限酵素Xba Iを加えて、50mMトリ
ス−IIc (1(pH7,4> 、10 mM Mg
SO4,100mMNacNの緩Ui液150μ/中で
37°Cにて、2時間反応させた。その後、70°Cで
10分間加熱して、反応を停止させた(DNA試料IV
)。
(3+DN八〇に、[1み換え反応 実施例2工程+11で得られたDNA試料I+11.8
μgと実施例2工程(2)で得られたDNA試料■2.
5μgと3単位のT4ファージDNAリガーゼにソポン
ジーン社より購入)とを、50m門トリスー〇C1(p
I(7,4) 、10mM MgC7!z 、l 0m
Mジチオトレイトール、1mMスペルミジン、1mM 
ATP、 0.1mg/ mA I3 S Aの緩衝液
100u#中で、15°Cにて一晩反応させた。その後
、70℃にて10分間加熱することにより、反応を停止
させた。
(4)組換え体プラスミドの大腸菌への移入実施例2工
程(3)と実質的に同様の方法により冑られた反応液4
0μCを用いて、実施例1工程(4)と同様の操作を行
った。ただし、10μg/rrllのテトラサイクリン
を添加した合成寒天培地を用いた。
(5)  コリネバクテリウム・メラセコラ(Cor 
nebacterium melassecola) 
801  (iFik工研条寄第558号)のPIEP
Ci11伝子を有する大腸菌の選択分離 実施例2工程(4)で得られた菌株を、アンピシリン(
30μg/m6)とテトラサイクリン(10μg/ml
)とを含む前記合成寒天培地及びテトラサイクリン(1
0μs/m+2)のみを含む前記合成寒天1μ地でそれ
ぞれ培養した。その結果、アンピシリン耐性テトラサイ
クリン耐性グルタミン酸非要求性を示す菌株を単離した
。’JI L’dした菌株は目的のPEPC遺伝子を保
有しており大腸菌エシェリヒア・コリ(Escheri
chia coli)K 12342−167(pAG
204)と命名した。
分z+t Lだ大腸菌のpcpc活性を、実施例1工程
(5)と同様の方法で測定することにより、クローニン
グした遺伝子がpcpc産生遺伝子であることを確認し
た。
第3表に示すPEPC比活性測定結果より、エシェリヒ
ア・コリ(Escherichia co旦) K 1
2342−167(pAG204)は、極めて高いr’
EPc活性を有していた。
第   3   表 (6)複合プラスミドpAG204の分離と解析エシェ
リヒア・コリ(Escherichia coli) 
K 12342−IG? (pAG204)より実施例
2工程(11−(ロ)と実質的に同様の方法で、プラス
ミドpAG204のDNAを、165μg単離精製した
。このDNAを用いて、実施例1工程(6)と実質的に
同様の方法により、プラスミドpAG204の制限酵素
地図(第4図)を作成した。プラスミドpAG204は
、ヘクターpAG103の制限酵素Xba I切断部位
に約11.タキロヘースの外来のXba I断片が組み
込まれていた。このXba I断片が、コリネバクテリ
ウム・メラセコラ(Cor nebacterium 
melassecola)  801  (i工研条寄
第558号)由来のPIEI)C産生iff伝子を含む
DNA断片である。
プラスミドpAG204 D N Aにより、実施例2
工程(11−(ロ)と実質的に同様の方法で、エシェリ
ヒア・コリ(IEscherichia coli)K
 l 2342 167を形質転換した。得られた形質
転換体の薬剤耐性及び栄養要求性を調べた結果、調べた
形質転換株は、全てアンピシリン耐性テトラサイクリン
耐性りロラムフェニコール怒受性グルタミン酸非要求性
であった。更に、該形質転換菌株について、それらが保
有するプラスミドは、供与プラスミドと比へて制限酵素
切断様式で同一と判定されるプラスミドであった。
+7)  P[EPC産律遺伝子を含む約11.5キロ
ヘースのDNA断片の分離 プラスミl”lIA[;204から、アガロースゲル電
気泳動により、I’EPC産生遺伝子を含む約11.5
キロベースのDNA断片を直接分離することができない
なぜならば、該DNA断片とこのDNA断片を組み込ん
でいるベクタープラスミドpAG103とが同程度の分
子量を有しているからである。従って、アガロースゲル
電気泳動で分離可能な別のベクタープラスミドに、この
約11.5キロベースのDNA断片を一旦組込み、その
新らたに得られた複合プラスミドからこの約11.5キ
ロベースのDNA断片を分月1シた。アガロースゲル電
気泳動で分離可能なベクタープラスミドとして、プラス
ミドpBR325の制限酵素EcoRT切断部位にXb
a I ’Jンカー(宝酒造株式会社より購入)を組み
込んだプラスミドを用いた。
以下にその方法を述べる。
(イ)プラスミドpBR325の制限酵素Ecall 
1切断部位にXba Iリンカ−を組み込んだプラスミ
ドの作成と調製と開裂 実施例1工程(2)で調製したプラスミドpBR325
DNA5μgに対して20単位の制限酵素ECORIを
加えて、50mM)リス−It(1(pl−17,4)
 、10mM FjgSOa、100mM NaC/の
緩衝液100μjl’中で37℃にて、2時間反応させ
た。その後、70℃で10分間加熱して、反応を停止さ
せた。この液に酢酸ナトリウムを最終濃度300mMに
なる様に加え、2倍容のエタノールを添加して、−30
℃にて3時間保持した。次に12.00Orpm (8
,90h)で室温で10分間遠心分離してDNA1′l
t殿を回収し、得られた沈殿を減圧乾燥した(DNA試
料■)。
得られたDNA試料Vと3単位T、DNAポリメラーゼ
(T a D N A polymerase) (宝
酒造株式会社より購入)とを、33mM1−リスCIl
:Ic0OII(pH7,9)、66mM Cl5CO
OK、  10mM(CH*COC00)z 。
0、5 mMジチ、t)レイI−−/Iz、0.1 m
ir/ ml B SA、0.1mM2’−デオキシア
デノシン5′−トリホスフェート(シグマ社、米国より
購入)、0.1mM2’−デオキシシチジン5′−トリ
ホスフェート(シグマ社、米国より購入)、0.1mM
2’−デオキシアデンン5’  t−リホスフェ−1−
(シグマ社、米国より購入)、0.1mMチミジン5′
−トリホスフェート(シグマ社、米国より購入)の反応
液44μβ中で30゛Cにて20分間反応させた。この
液に酢酸すトリウムをQ終濃度300mMになる様に加
え、2倍容のエタノールを添加しζ、−30′Cにて3
時間保持した。次に12,000rpm(8,900g
)で室温で10分間遠心分■してDNA沈1殺を回収し
、得られた沈殿を減圧乾燥した(DNA試料■)。
Xba Iリンカ−(Xba I  1inker) 
(宝酒造株式会社より購入)1.5μgとT4ボリヌク
レオヂドキナーゼ(T4 Po1ynucleotid
e kinase) (宝酒造株式会社より購入)2.
5単位とを66mMトリス−11C1(pH7,6) 
、ImM ATP、  10+nM MgC11’z 
、1mMスペルミジン、15mMジチオトレイトール、
0.2mg/m/BSへの反応液10μβ中で37°C
にて1時間反応させた(DNA試料■)。
DNA試料Vlの1/4■とDNA試料■全憧とT4フ
ァージDNAリガーゼ(T a I’haLHe D 
N Aligase) 6単位とを、66mMhリスー
11c 1 (p H7,6)、1mM ATP、  
10mM Mg(1!z 、1mMスペルミジン、15
mMジチ第1・レイトール、0..2 rrg/ m 
I B S Aの反応液22μ!中で22°Cにて4時
間反応させた。この反応液に等容のフェノール・クロロ
ホルム(1:1 ν/v)液を添加して攪拌の後、水層
を回収した。更に等容のクロロホルムを添加して撹拌の
後水層を回収した。そこへ酢酸ナトリウムを最終濃度3
00mMになる様に加え、次に2倍容のエタノールを添
加して、−30°Cて3時間保持した後、12.00O
rpm(8,900g)で室温で10分間遠心分離して
DNA?f:、l1X2を回収し、これを減圧乾燥し 
 ゛た(DNA試料■)。
DNA試料■全■に対して、15単位の制限酵素Xba
 Iを加え、得られた混合物を50mM1−リス−II
Cj! (pH7,4)、10mM MgSO4,10
0mM NaC1を含む緩衝液50μβ中で37°Cに
て2時間反応させてDNAを消化した。消化した試料は
、実施例1工程(6)と実質的に同様の方法により、1
%(w/ν)アガロースゲル電気泳動に供した。ただし
、電気泳動には、ヘゼスダ・リサーチラボラトリ−社よ
りij、’i人した!:、 M Pアガロースを使用し
、4°Cで電気泳動した。次にエチジウムブロマイドで
染色後染色したアガロースゲルを紫外線照射下に置き、
6.0キロヘースのDNA断片の存在を確認し、その付
近のアガロースゲルを切り出した。切り出したアガロー
スゲルにその重■の3倍量のTE緩fJi液を加えて、
65℃で10分間加熱し、アガロースゲルを完全にとか
した。次に得られた溶液に等容のフェノールを添加して
、攪拌の後、水層を回収した。得られた水層に、等容の
フェノール・クロロホルム(1: 1  v/v)液を
添加して、攪拌の後氷層を回収した。得られた水層に等
容のクロロホルムを添加して攪拌の後水層を回収した。
得られた水層に、酢酸ナトリウムを最終深度300mM
になるように添加し、更に2倍容のエタノールを加えて
攪拌の後、−30°Cで3時間保持した。
その後、10.OOOrpm (9,000g)で室温
で10分間遠心分離してDNA沈殿を回収した。次に、
得られた沈殿を減圧乾燥した(DNA試料■)。
(ロ)プラスミドpAG204の制限酵素Xba Iに
よる開裂 実施例2工程(6)で調製したプラスミドpAG204
のDNA5μgに対して、15単位の制限酵素Xba 
1を加えて、50IIIMトリスー11c7! (pi
f 7.4 ) 、10mM Mg5Oa、 100m
M NaC1を含む緩衝液100μj2中で37℃にて
、2時間反応させた。その後、70℃で10分間加熱し
て、反応を停止させた。この液に、酢酸ナトリウムを最
終濃度300mMになるように加え、2倍容のエタノー
ルを添加して、−30℃にて3時間保持した。次に12
,000 rpm(8,900g)で室温で10分間遠
心分離して一30℃にて3時間保持した。次に12.0
0Orpm (8,900g )で10分間遠心分離し
てDNA沈殿を回収し、同沈殿を減圧乾燥した(DNA
試料X)。
(ハ)DNAの組換え反応 DNA試料X全量とDNA試料X全量と3単位のT4フ
ァージ’D N Aリガーゼとを、50mM1−リス−
’dC1(pH7,4−) 、10mM Mg(12、
L 0mMジチオトレイトール、1mMスペルミジン、
1mM^TP。
0、l+ng/m#BsAを含む緩衝液100.u#中
で、15°Cにて一晩反応させた。その後70℃にて1
0分間加熱することにより、反応を停止させた。
(ニ)3■換え体プラスミドの大腸菌への移入実施例2
工程+71−(ハ)で得られた反応液40μlを実施例
2工程(3)で得られた反応混合物の代わりに用いて、
実施例2工程(4)と実質的に同様の操作を行って形質
転換体を得た。
(ホ)円EPC産生遺伝子を含む約11.5キロベース
のDNA断片を有する大腸菌の選択分離と該菌株が保有
する複合プラスミドのiij、離と解析実施例2工程(
71−(ニ)で得られた菌株より、グルタミン酸非要求
性で、アンピシリン耐性クロラムフェニコール感受性テ
トラサイクリン耐性を示す菌株を分離した。次に、これ
らの菌株から、実施例2工程(11−(ロ)と実質的に
同一様の方法により、それぞれの菌株の保有するプラス
ミドを単離精製した。これらのプラスミドDNAを用い
て、実施例2工程(11−(へ)と実質的に同様の方法
により、各プラスミドの構造を調べた。得られた複合プ
ラスミドをpAG221と命名した。
プラスミドpAG221は、第5図の制限酵素地図で示
される構造を有している。すなわち、該複合プラスミド
は、プラスミドp[1R325の制限酵素Ecoll 
1切断部位にXbalリンカ−を組み込んで作成した制
限酵素Xba I切断部位に、PIEPC産生遺伝子を
含む約11.5キロベースのDNA断片が組の込まれて
いる。この約11.5キロベースのDNA断片は、プラ
スミドpAG204のPCPC産生遺伝子を含む約11
.5キロヘースのDNA断片と比べて、制限酵素切断様
式で同一と判定されるDNA断片であった。従って、ブ
ラスミl’pAG221の約11.5 =1−ロベース
のXba T断片は、コリネバクテリウム・メラセコラ
(Cor nebacterium melassec
ola)  801  (微工研条寄第558号)由来
のPEPC産生遺伝子を含むDNA断片である。
(へ)プラスミドpAG221からのI’1EPC産生
遺伝子を含ム約11.5キロベースのDNA断片の分離
実施例2工程(7) −(ホ)で調製したプラスミドp
AG221のDNA20μgに対して、60単位の制限
酵素Xba Iを加えて、50m1’l)リス−11C
A!(pH7,4) 、10mM Mg5Oa、100
+nM NaCAを含む緩衝液100μρ中で、37°
Cにて2時間反応させてプラスミドを消化した。消化し
たプラスミドは、前記実施例1工程(6)の方法により
、1%(iw/v)アガロースゲル電気泳動に供した。
ただし、電気泳動には、ベゼスダ・リサーチラボラトリ
−社より購入したLMPアガロースを使用し、4℃で電
気泳動した。次にエチジウムブロマイドで染色後染色し
たアガロースゲルを紫外線照射下に置き、PEPC産生
遺伝子を含む約11.5キロベースのDNA断片の存在
を確認し、その付近のアガロースゲルを切り出した。得
られたアガロースゲルにその重量の3倍量のTE緩衝液
を加えて、65°Cで10分間保持し、アガロースゲル
を完全にとかした。
次に得られた溶液に等容のフェノールを添加して、攪拌
の後、水層を回収した。得られた水層に、等容のフェノ
ール・クロロホルム(1: 1 v/v)液を添加して
攪拌の後、水層を回収した。得られた水層に等容のクロ
ロホルムを添加して攪拌の後、水層を回収した。得られ
た水層に、酢酸ナトリウムを最終濃度を300m旧こな
るように添加し、更に2倍容のエタノールを加えて攪拌
の後、−30℃にて3時間保持した。その後、10.0
0Orpm (9,OOOg)で室温で10分間遠心分
離してDNAの沈殿を回収した。次に、得られた沈殿を
減圧乾燥後、TE緩衝液20μβに溶解した。以上の操
作により、PRPC産生遺伝子を含む約11.5キロベ
ースのDNA゛断片を約5μg含む溶液を取得した。
(81P E P C産生遺伝子を含む約8.3キロベ
ースのDNA断片の分離 前記実施例2工程(7) −(ホ)と実質的に同様の方
法により調製したPEPC産生遺伝子を含む約11.5
キロベースのXba I   Xba T断片5μgに
対して、20単位の制限酵素5alIを加えて、50m
M)リス−11Cj! (pH7,4) 、10mM 
MgSO4,100mMNaC(lを含む緩衝液50μ
l中で37℃にて2時間反応させてDNAを消化した。
消化した試料は、前記実施例2工程(7) −(ホ)と
実質的に同様の方法によりアガロースゲル電気泳動に供
し、エチジウムブロマイドで染色後染色したアガロース
ゲルを紫外線照射下に置き、約5.0キロヘースのXb
a l−5ail断片と約3.3キロベースのSal 
I −5al lDNA断片の存在を確認し、その付近
のアガロースゲルを切り出した。次に、切り出したアガ
ロースゲルより、前記実施例2工程f71−(ホ)と実
質的に同様の方法により、前記の約5.0キロヘースの
だ。
pcpc産生遺伝子を含む約8.3キロヘースのXba
 1−5ail断片に含まれる約3.3キロベースの5
ail−5ail断片は、前記実施例1工程(8)で分
離した約3.3キロヘースのDNA断片と同一−(?あ
った。
以上の様にして、PEPC産生遺伝子を含む約8.3キ
の2断片として分離することができた。
(91P E P C産生遺伝子を含む約6.4キロベ
ースのDNA断片の分離 前記実施例2工程(8)の方法により分離したP 12
PC産生遺伝子を含む約5.0キロヘースのXba I
 −3ail断片2μgに対して、10単位の制限酵素
EcoRIを加えて、50mM)リス−Ill (pH
7,4)、10mM MgSO4,100mM NaC
ffを含む緩衝液50μβ中で37℃にて2時間反応さ
せてD トJΔを消化した。消化した試料は、前記実施
例2工程(7)−(ホ)と実質的に同様の方法によりア
ガロースゲル電気泳動に供し、エチジウムブロマイドで
染色後染色したアガロースゲルを紫外線照射下に置き、
約3.1キロヘースのEcoRI −Sal I断片の
存在を確認し、その付近のアガロースゲルを切り出した
次に切り出したアガロースゲルより、前記実施例2工程
(71−(ホ)と実質的に同様の方法により、前述の約
3.1キロベースのEcoRI −Sal [断片を約
0.5μg取得した。以上の様にして、PEPC産生遺
伝子を含む約6.4キロベースのEcoRr −Sal
 I断片を、約3.1キロベースのEcoRI −Sa
t r断片と、実施例2工程(8)で得られた約3.3
キロベースのSal I −Sal I断片の2断片と
して分離することができた。
(lot  PIEPC産生逍伝子を含む約4.8 二
FロベースのDNA断片の分離 前記実施例2工程(8)と実質的に同様の方法により得
られた約5.0キロベースのXba I −Sal l
断片4μgに対して、2O単位の制限酵素Bam1l 
Iを加えて、lomM)リス−11cI!(pH7,4
) 、10mMMg5On 、50mM NaC1,1
mMジチオトレイトールを含む緩衝液50μ!中で、3
7℃にて2時間反応させてDNAを消化した。消化した
試料は、前記実施例2工程(71−(ポ)と実質的に同
様の方法によりアガロースゲル電気泳動に供し、エチジ
ウ1、ブロマイドで染色後染色したアガロースゲルを紫
外線照射下に置き、約1.5キロベースのBam1l 
I −3all断片の存在を確認し、その付近のアガロ
ースゲルを切り出した。次に切り出したアガロースゲル
より、前記実施例2工程(71−(ポ)と実質的に同様
の方法により、前述の約1.5キロベースのBam1l
 T −Sal l断片を約0.5μg取得した。以上
の様にして、PEPC産生遺伝子を含む約4.8キロベ
ースのBam!l I −Sal l断片を、約1.5
キロヘースのBam1l T −Sal l断片と、実
施例2工程(8)で得られた約3,3キロヘースのSa
l l−5al l断片の2断片として分離することが
できた。
00 PEPC産生遺伝子を含む約3.9キロヘースの
DNA断片の分離 前記実施例2工程(8)と実質的に同様の方法により分
離したPEPC産生遺伝子を含む約5.0キロベースの
Xba T   Sal T断片4μgに対して、2O
単位の制限酵素11indIIIを加えて、10mM 
’rリスー11c/2(pH7,4) 、10 mM 
Mg5O,,50mM NaCff、1mMジチオトレ
イトールを含む緩衝液50μρ中で、37°Cにて2時
間反応させてDNAを消化した。
消化した試料は、前記実施例2工程+7)−(ホ)と実
質的に同様の方法によりアガロースゲル電気泳動に供し
、エチジウムブロマイドで染色後染色したアガロースゲ
ルを紫外線照射下に置き、約0.6キロベースの1li
ndI[[−5al l断片の存在を確認し、その付近
のアガロースゲルを切り出した。次に切り出したアガロ
ースゲルより、前記実施例2工程[71−(ホ)と実質
的に同様の方法により、前述の約0.6キロヘースの1
lind III −Sal′I断片を約0.2μg取
得した。以トの様にして、PRPC産生遺伝子を含む約
3.9ギロヘースのtlindT[[−Sal l断片
を、約0.6キl」ヘースの1lind III −S
al T IIJ′r片と、実施例2工(7(81で(
ゴられた約3.3キロベースの5all−3all断片
の2断片として分離することができた。
実施例3 本実施例は、グルタミン酸生産性コリネバクテリウム屈
細菌由来のPIEPC産生遺伝子を含むDNA断ハを、
該II菌のベクターに組込んで、該細菌のpcpc強化
株を育種した例である。グルタミン酸化産生コリネバク
テリウム属i■菌由来のpr:pc産生遺伝子を含むD
NA断片としては、前記実施例1工程(8)、前記実施
例2工程(71−(へ)でそれぞれ調整したPEPC産
生遺伝子を含む約3.3キロヘースのSal l断片と
約1165キロベースのXbal断片とを使用した。グ
ルタミン酸化産生コリネ型細菌のベクターとしては、プ
杼スミドpAG50を使用した。
プラスミドpAG50は、該細菌のプラスミドpAG1
、pAG3より、後述する方法により作成されたベクタ
ープラスミドである。プラスミドpAG1はコリネバク
テリウム・メラセコラ (Corynebacteri
ummelassecola )22243 (a工研
条寄第560号)より分離されたテトラサイクリン耐性
プラスミドである。プラスミドpAG3は、コリネバク
テリウム・メラセコラ(Cor nebacteriu
m melassecoja )22220  (f&
工研条寄第559号)より分離されたクリプテイックプ
ラスミドである。
+11  プラスミドpAG50の作成と該ブラスミI
・保有コリネハクテリウムメラセコラ (Coryne
bac Le−rium melassecola) 
 801 (pAG50)からの該プラスミドの分離。
プラスミドpAG50は、次の方法で作成した。先づプ
ラスミドpAG1を縮小化してプラスミF pAG14
を作成し、該プラスミドよりテトラサイクリン耐性遺伝
子を含むDNA断片を分離した。次に該DNA断片をプ
ラスミドpAG3に組込んでプラスミドpAG50を作
成した。以下、上述の操作について詳細に説明する。
(イ)コリネバクテリウム・メラセコラ(ムLヒe−b
acLerium molassecola ) 22
243  (9J工研条寄第560号)菌体からのプラ
スミドpAG1の分離 上記菌株を、半合成培地((N114) zsO410
g、尿素3 g、  KzHI’041 g、  Na
Cj! 50mg、Mg5O。
・711zO400mg、 Mn5On  ’  4−
611zO2rry、 Fe5Oa・4−611□02
mg、グルコース20g1ビオチン50μg1チアミン
塩酸塩200μg、酵母エキス1gを純水に溶かして1
1とし、pH7,2に調整した培地〕で、32℃、−晩
振盪培養し、その種培養8 mAを200mAの前記半
合成培地に移植して、32℃で5時間振盪培養した。
得られた培養液から菌体を集菌し、リゾチウム液(50
mMグルコース、10mM EDTA 、25mM)リ
ス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(Tris(hy
droxymethyl)aminomethane:
 )リス)、Long/m12リゾチウム(シグマ社よ
り購入)、pH8,0)10m#に懸濁し42℃で1時
間反応させた。本反応液にアルカリSDS液(0,2N
 Na011.1%(w/ v )S D S  (S
odium Dodecylsulfate))20m
ffを添加攪拌の後、水中に5分間置いた。
次に本反応液に、水冷した酢酸カリウム溶液(5M酢酸
カリウム水溶液60m1、酢酸11.5mf、純水28
.5m/の混合液)15mlを添加攪拌の後、水中に1
0分間置いた。溶菌物の全量を遠心管に移し、4℃、5
分間、12.00Orpm(13000g )の遠心分
離を行い、上澄液を回収した。これを等容のフェノール
・クロロホルム液(1: 1)を加えて攪拌し水層を回
収した。これに2倍容のエタノールを添加攪拌して、5
分間室温に置き、20℃、10分間、10.00Orp
m(11,000g)の遠心分離を行った。得られた沈
澱物を、70%エタノール水溶液で洗浄の後減圧乾燥し
て、TE緩衝液〔1101IIトリス、  1mM E
DTA、pH7,5)  20  mllで、ふたたび
溶解した。この液に、10■/malエチジウムブロマ
イド水溶液1.2mgと塩化セシウム23、6 gとを
加えて静かに溶解し、40.00Orpm(100,O
OOg)  15℃で48時間遠心分離した。プラスミ
ドpAG1は、紫外線照射により遠心チューブ中、2本
のバンドの下方として見い出されこのバンドを遠心チュ
ーブの側面から注射器で抜き取ることにより、プラスミ
ドpAG1画分を分離した。次いでこの分画液を等容量
のイソプロピルアルコールで4回抽出して、得られた抽
出液からエチジウムブロマイドを除去し、その後にTE
緩衝液に対して透析して、D N A ’IQ度50μ
g/nuのプラスミドpAG1の透析完了液1 mlを
得た。得られたプラスミドpAG1を解析して得られた
制限酵素地図を第6図に示す。
(ロ)プラスミドpAG1の試験管内DNA組換え前記
工程(イ)で調製したプラスミドpAG1のD N A
 0.5μgに対して、10単位の制限酵素EcoRI
を加え、50mM1・リス−11(1(pl+7.4 
)、10mM Mg5o4. 100mM Na(lの
緩衝液dottl中テ、37℃にて2時間反応させた。
その後70℃で10分間加熱して反応を停止させた。こ
の反応液20nuと3単位のT4ファージDNAリガー
ゼにソボンジーン社購入)とを、50mM1・す、2.
−11c !t (pH7,4)、l OmM Mgf
l!z 、10mMジチオトレイトール、1mMスペル
ミジン、1mM八Tへ。
0.1 mg/ mIB S A  (Bovine 
serum alubumin Xベゼスダ・リサーチ
・ラボラトリ−社、米国より購入)の緩衝液50μβ中
で、15°Cにて一晩反応させた。
(ハ)プラスミドpAG14の取得 前記工程(ロ)で作成したプラスミドρAGI由来の組
換えDNAにより、コリネバクテリウム・メラセコラ(
Cor nebacterium melasseco
la )22243(微工研条寄第560号)のプラス
ミドキュアート株を形質転換した。得られたテトラサイ
タリン耐性形質転換株の保有するプラスミドを解析する
ことにより、プラスミドpAG14を取得した。以下上
記実験について詳しく説明する。
(プラスミドのキユアリング) コリネバクテリウム・メラセコラ(並ユ匹ユbacte
rium melassecola ) 22243(
i工研条寄第560号)をLG培地(トリ1I・ン10
g、酵母エキス5 g、  Na(/! 5 g−グル
コース2g、pLr7.2.ユ調整は培地、5□、コ耳
金耳植菌占、37°Cで一晩振盪培養した。この培養液
を無菌水で希釈してLG寒天培地(LG培地に1.5重
量%寒天を添加した培地)に塗布し、32℃で2日間培
養した。生したコロニー100個を取り、テトラサイク
リン10μg/mβを含有するL G寒天培地に釣菌し
た。32℃で20間培養してテトラサイクリン感受性株
を選択した。得られた2株のテトラサイタリン感受性株
について、前記と同様なプラスミドの単離法によりプラ
スミ)’p/Iclの存在を調べた。その結果得られた
2株のテトラナイクリン感受性株は、いずれもプラスミ
ドを保持していなかった。これらの一方の株を以後の形
質転換実験の宿主として用いた。
(形質転換) コリネバクテリウム・メラセコラ(他り日!−bact
erium melassecola ) 22243
(m工研条寄第560号)より前記の操作で分離したプ
ラスミドキュアート株を、前記半合成培地で32℃、1
2時間振盪培養し、その培養液0.5mffを同じ半合
成培地50m1に植菌して32℃で振盪した。日立製作
所製分光光度計(228型)で波長660nmにおける
培養物の吸光度(OD)を測定し、0’Dが0.2にな
った時点で培養液にペニシリンGを0.3単位/mll
の濃度になるように添加した。
これを更に32℃で1.5時間培養を続けた。
その培養液より集菌し、R培地〔グルコース5g、カザ
ミノ酸10g、酵母エキス10 g 、 K2HPO4
0,35g、にHzP040.15 g、シュークロー
ス1.37g、N−)リス(ハイドロキシメチル)メチ
ル−2−アミノエタンスルホン酸(T ES : N 
−Tris(hydroxymethyl) meth
yl−2−aminoethanesulfonica
cid)  5.73 g、  MgCj2z 0.9
5 g、  CaCl21.11gを純水に溶かして1
Nとし、Na0IIでpH7,2に調整した培地〕 5
IIに懸濁した。この菌懸濁液4.5mlに、3■/l
I+7!濃度のりゾチウムを含有するR培地(ミリポア
フィルタ−で除菌した)0.5mj!を添加して、35
℃で5時間静置反応させてプロトプラスト化細胞を形成
せしめた。
プロトプラスト化した細胞を7.00Orpm(450
0g )、5℃、7分間で遠心分離して回収し、R培地
5mlに懸濁した。同様の懸濁及び遠心分離の操作を更
にもう一度行った後、R培地5 mlに再懸濁してプロ
トプラスト懸濁液とした。
前記工程(ロ)で得られたりガーゼ反応液5゜pitと
2倍濃度TSMC液(TSMC液は、TES25mM、
シュークロース0.4M、  M3C1,l OmM、
CaCl 230mMを含み、Na01lでpl+7.
2に調整した水溶液である)50μlとの混合液を上記
プロトプラスト懸濁液0.5mj!に添加混合した。そ
の後火にPEG液CTSMC液にポリエチレングリコー
ル6000(r’olyeLhylene glyco
l 6000)を40%(W/V)濃度に溶解する)1
.5m/を添加してゆるやかに混和し、2分間室温で静
置した。その後R−PVP液〔R培地にポリビニルピロ
リドン(PVP:Po1yvinylpyrrol 1
done) 40 g / 42を添加したもの)  
5 ml!を添加して、4.00Orpm(1800g
)でio分間遠心分離して上澄液を除去した。同様の懸
濁及び遠心分離をもう一度繰返してプロトプラストを洗
浄した後、得られたプロトプラストを0.5mff(7
)17−PVP液でゆるやかに懸濁した。懸濁液を3時
間、30℃に保った後、R−PVP液で希釈し、一定量
をテトラサイタリフ10μ 培地(重層寒天培地を用いる。下層寒天培地は、R培地
にpvp40g/ff、寒天15g/lを添加して作成
する。上層寒天培地は、PVP40g/l1、寒天6g
/lを添加して作成する。プロトプラスト懸濁液を溶け
た上層寒天培地31111と混合して、下層寒天培地上
に重層する)に植菌し、32℃で4日間培養した。
培地上に出現したテトラサイタリン耐性形質転換株から
任意に10株を選び、テトラサイクリン10μg/mg
濃度を含むLG寒天培地上で純化した後、前記工程(イ
)でプラスミドpAG1を分離したのと実質的に同様の
方法により、各菌株からプラスミドを分離した。各プラ
スミドD N A 0. 5μgに対して、前記実施例
1工程(6)と実質的に同様の方法により、各プラスミ
ド分子中の各制限酵素切断部位を決定した。その結果、
プラスミドpAG14を取得した。プラスミドpAG1
4の制限酵素地図を第8図に示す。
このプラスミドDNAを用いて、前記と同様な方法で、
コリネバクテリウム・メラセコラ(Cor nebac
Lerium melassecola ) 2224
3((il工研条寄第560号)のプラスミドキュアー
ト株を形質転換した。得られたテトラサイクリン耐性株
について、それらが保有するプラスミドを解析した結果
、それらのプラスミドは、供与プラスミドと比べて、制
限酵素切断様式で同一と判定されるプラスミl:であっ
た。
(ニ)プラスミドpAG14からのテトラサイクリン耐
性逍伝子を含むDNA断片の分離 前記工程(ハ)で調製したプラスミドpAG14のDN
A20μgに対して、100単位の制限酵素Bam1l
 +及びBgl IIをそれぞれ加えて、10mM)リ
ス1I(1! (pH7、4) 、10mM Mg5O
イ50mM Na(J!、1mMジチオトレイトールの
緩衝液100mJ中で、37℃にて2時間反応させた。
消化した試料は、前記実施例1工程(6)と実質的に同
様の方法により、1%アガロースゲル電気泳動に供した
。ただし、ベゼスダ・リサーチ・ラボラドリース社、米
国より購入したLMPアガロースを使用し、4°Cで電
気泳動した。次に、エチジウムブロマイドで染色後、染
色したアガロースを紫外線照射下に置き、テトラサイク
リン耐性遺伝子を含む約3.1キロベースのDNA断片
の存在を確認し、その付近のアガロースゲルを切り出し
た。切り出したアガロースゲルにその重量の3倍量のT
E緩衝液を加えて、65℃で10分間保持し、アガロー
スゲルを完全にとかした。次に、得られた溶液に等容の
フェノールを添加して、攪拌の後、水層を回収した。回
収した水層に等容のフェノール・クロロポルム(1: 
1)液を添加して、攪拌の後、水層を回収した。回収し
た水層に等容のクロロポルムを添加して、攪拌の後、水
層を回収した。回収した水層に酢酸ナトリウムを最終濃
度300mMになるように添加し、更に2倍容のエタノ
ールを加えて攪拌の後、−30℃にて3時間保持した。
その後、10.00Orpm(9,000g )で室温
で10分間遠心分離して、DNAの沈澱を回収し、減圧
乾燥した。
(ホ)プラスミドpAG3  の調製と制限酵素Bam
H1処理 前記工程(イ)と同様の方法により、コリネバクテリウ
ム・メラセコラ(Coryne、bacterium’
melassecola ) 22220(Fa工研条
寄第559号)から分離精製したプラスミドpAG3の
DNA4μgに対して、20単位の制限酵素Bam1l
 lを加えて、10mMトリス−HCj! (pH7、
4) 、10mM Mg5o4.50mM NaC1,
1mMジチオトレイトールを含む緩衝液100μβ中で
、37℃にて2時間反応させた。そこへ等容のフェノー
ル・クロロホルム(1:1)液を添加して攪拌の後、水
層を回収した。
回収した水層に等容のクロロホルムを添加して、攪拌の
後、水層を回収した。そごへ酢酸ナトリウムを最終tH
度300mMになるように加え、次に2倍容のエタノー
ルを添加して、−30℃にて3時間保持した後、12.
00Orpm(8900g)で室温で10分間遠心分離
してDNへの沈澱を回収し、これを減圧乾燥した。
(へ)プラスミドpAG50の取得 前記工程(ニ)、(ホ)で調製したそれぞれのDNA全
量と3単位のT4ファージDNAリガーゼとを50mM
I・リス−〇C1(p!17.4) 、10mMMgC
1z 、10mMジチオトレイl−−ル、1mMスペル
ミジン、1mMATP、0.1ug/mnBsAの緩衝
液50μβ中で、15°Cにて一晩反応させた。
その後70°Cにて10分間加熱して反応を停止させた
得られたりガーゼ反応液50μlを用いて、前記工程(
ハ)と実質的に同様の形質転換操作によりコリネバクテ
リウム・メラセコラ (垣■匹−bacterium 
melassecola ) 801(微工研条寄第5
58号)のテトラサイクリン耐性形質転換株を取得した
。ただし、再生培地による培養は、7日間とした。得ら
れたテトラサイクリン耐性形質転換株について前記工程
〔イ粘実質的に同様の方法により、8株の保有するプラ
スミドを分離し、前記実施例1工程(6)と実質的に同
様の方法によりぞれぞれのプラスミドを解析した結果、
プラスミドpAG50を取得することができた。このプ
ラスミドの制限酵素地図を第9図に示す。
このプラスミ)” D N Aを用いて、前記と同様な
方ンhでコリネバクテリウム・メラセコラ (Cory
ne−bacLerium mclassecola 
) 801([’A工研条寄第558号)を、形質転換
した。得られたテトラサイクリン耐性形質転換株につい
て、それらが保有するプラスミドを解析した結果、それ
らのプラスミドは、供与プラスミドと比べて制限酵素切
断様式で同一と判定されるプラスミドであった。
(2)プラスミドpAG50への約3.3キロベースの
PEPC産生遺伝子を含むDNA断片の組込み前記実施
例3工程(1)で調節したプラスミドpAG50のDN
A5 Ngに対して、制限酵素5ailを15単位加え
て、50mM)リス−11(J (pl+7.4 >、
10mM Mg5On、100mM NaCj!を含む
緩衝液60μβ中で、37℃にて2時間反応させた。そ
の後、70°Cで10分間加熱して、反応を停止させた
この液に酢酸ナトリウムを最終濃度300mMになる様
に加え、2倍容のエタノールを添加して、−30℃にて
3時間保持した。次に12.00Orpm(8,900
g )で室温で10分間遠心分離してDNA沈澱を回収
し、減圧乾燥した。得られたDNA試料をBAPT緩衝
液(50mMI−リス−11(1、、pH8,4>20
0μlに溶解し、バクチリアル・アルカリ・ホスファタ
ーゼ(BacLerial alkaline pho
sphatase)(宝酒造株式会社より購入)を1単
位添加して65℃にて30分間反応させた。更に同じ酵
素を1単位添加して、65℃で30分間反応させた。
その後、反応液にT N E 974衝液で飽和した等
容のフェノールを加え、混合した弧、12.000 r
pm(8,900g)で室温で10分間遠心分離して水
層を回収し、更にもう1回同じ条件でフェノールを加え
、遠心分離し水層を回収した。次に回収した水層に等容
のフェノール・クロロホルム(1:1、v / v )
液を添加して混合した後、12.00Orpm(8,9
00g )で10分間遠心分離し、水層を回収した。更
に水層に等容のクロロボルムを添加して攪拌した後、1
2.00Orpm(8,900g )で10分間遠心分
離し、水層を回収した。該水層に酢酸ナトリウムを最終
濃度300mMになる様に加え、2倍容のエタノールを
添加し攪拌した後、−30℃にて3時間保持した。その
後、12.00Orpm(8,900g )で10分間
遠心分離し、DNA沈澱を回収し、これを減圧乾燥した
。得られたDNA全量と前記実施例1工程(8)で調製
したDNA1μgと3単位のT、ファージDNAリガー
ゼにソボンジーン社より購入)とを、50mMI・リス
−IIC# (pH7、4)、10mM MI!(J!
z 、10mMジチオトレイ1−−ル、1mMスペルミ
ジン、1mM AT P、  0.1 mg/ mll
  BSA(Bovine serum albumi
n)(ベゼスダリサーチラボラ) IJ−社、米国より
購入)を含む緩衝液50μβ中で、15“Cにて一晩反
応させた。その後、70℃にて10分間加熱することに
より、反応を停止させた。
(31PEPC産生遺伝子を含有した複合プラスミドρ
ΔG2001の取得。
コリネバクテリウム・メラセコラ (Cy1咀。
bacterium me!assecola ) 8
01(m工研条寄第558号)を前記半合成培地で32
℃、12時間振盪培養し、その培養液0.5nlを同じ
半合成培地゛50m6に植菌して32°Cで振盪培養し
た。日立製作所製分光光度計(228型)で波長660
nmにおける培養物の吸光度(OD)を測定し、ODが
0.2になった時点で培養液にペニシリンGを0.3単
位/m7!の濃度になるように添加した。これを更に3
2℃で1.5時間培養を続けた。
その培養液より集菌し、R培地〔グルコース5g1カザ
ミノ酸10g1酵母エキス10 g 1に211PO4
0,35g、Kll□po40.15 g、シュークロ
ース1.37g、N−)リス(ハイドロキシメチル)メ
チル−2−アミノエタンスルホン酸(TES:N−Tr
is(hydroxyme Lhy 1) −me t
hy 11−2−a 1noe thanesu I 
fon 1cacid)  5.73 g、  MgC
42z  0.95 g、  Ca(12゜1、11 
gを純水に溶かして11とし、Na011でplT7.
2に調整した培地35 mlに懸濁した。得られた懸濁
液4.5mlに、3mg/ml濃度のりゾチウムを含有
するR培地(ミリポアフィルタ−で除菌した)0.5m
j!を添加して、35℃で5時間静置反応させてプロト
プラスト化した細胞を形成せしめた。プロトプラスト化
した細胞を7.00Orpm(4500g) 、5℃、
7分間で遠心分離して回収し、R培地51Y11に懸濁
した、同様の遠心分離操作を更にもう一度行なった後、
R培地51Illに再懸濁してプロトプラス1−懸濁液
とした。前記実施例3工程(2)で得られたりガーゼ反
応液50μlと2倍濃度TSMCWL(TSMC液は、
TIES25.mM、シュークロース0.4M、  M
gclz  10mM、CaC42z 30mMを含み
、Na0llでpH7,2に調整した水溶液である)5
0μlとの混合液を上記プロトプラスト懸濁液0.5n
/!に添加混合した。その後火にPEG液(TSMC液
にポリエチレングリコール6、000 (Poly−e
thylene glycol 6000)を40%(
w / v ) 濃度に溶解する)1.5mQに添加し
てゆるやかに混和し、2分間室温で静置した。その後R
−PVP液〔R培地にポリビニルピロリドン(t’VP
:Po1yvinyl−pyrrolidone) 4
0 g / lを添加したもの。35mj!添加して、
4.00Orpm(1800g )で室温で10分間遠
心分離して上澄液を除去した。同様の懸濁及び遠心分離
をもう一度繰返してプロトプラストを洗浄した後、得ら
れたプロトプラストを0.5mlのR−PVP液でゆる
やかに懸濁した。懸濁液3時間、30℃に保った後R−
PVP液で希釈し、一定量をテトラサイタリン10μg
7ml濃度を含む再生培地(重層寒天培地を用いる。下
層寒天培地は、R培地に40g/l、寒天15g/βを
添加して作成する。上層寒天培地は、PVP40g/l
、寒天6g/lを添加して作成する。プロトプラスト懸
濁液を溶けた上層寒天培地3 m(lと混合して、下層
寒天培地上に重層する)に植菌し、32℃で7日間培養
した。
このようにして得られたテトラサイクリン耐性形質転換
株を、テトラサイクリン10μg/mj!を含むLG寒
天培地(L−寒天培地にグルコース5g/lを添加した
培地)上で純化した後、各菌株から前記実施例3工程(
1)と実質的に同様の方法により、プラスミドを分離し
、前記実施例1工程(6)の方法によりそれらのプラス
ミドを解析した。
その結果、プラスミドpAG2001を取得した。プラ
スミドpAG2001は、第10図に示した様に、プラ
PI!PC産生遺伝子を含む約3.3キロベースのDN
A断片が組込まれた複合プラスミドである。
(4)プラスミドpAG2001保有菌株のPEPC活
性の測定 プラスミドpAG2001を保有するコリネバクテリウ
ム0メラセコラ(Cor nebacterium m
elassecola)801を、テトラサイクリン1
0μg/ml!含有の前記糖蜜培地50Illl中で、
32℃にて一晩振盪培養した。ただし、プラスミド非保
持株は、テト 。
ラサイクリン無添加で培養した。この培養液より集菌し
、0.8%NaC1水溶液20mj!で2回洗浄後、前
記MIES緩衝液101I11に懸濁した。これを、ブ
ラウン社製(西独)のMSKセルホモジナイザー(85
3021型)で処理して菌体を破砕しオこ後、1400
0 rpm (20000g )で室温で20分間遠心
分離して、細胞抽出液(粗酵素液)を調製した。この細
胞抽出液を用いて、前記実施例1工程(5)と実質的に
同様の方法により、PEPC活性を測定した。その結果
を後述の工程(5)に記載の第4表に示す。
(5)プラスミドpAG50への約11.5キロベース
のPEPC産生遺伝子を含むDNA断片の組込み前記実
施例3工程(1)−(へ)で調製したプラスミドpAG
50のDNA5μgに対して、制限酵素Xba  Iを
15単位加えて、50mM)リス−■C1(pH7,4
) 、10mM Mg5On、100mM NaCj!
を含む緩衝液60μl中で、37°Cにて2時間反応さ
せた。その後、70℃で10分間加熱して、反応を停止
させた。この液に酢酸ナトリウムを最’p6度300m
Mになる様に力■え、2倍容のエタノールを添加して、
−30℃にて3時間保持した。次に12.00Orpm
(8,900g)で室温で10分間遠心分離してDNA
沈澱を回収し、減圧乾燥した。得られたDNA試料をB
APT緩衝液(50mMl−リス−11(1、pH8,
4) 200μlにン容解し、バクチリアル・アルカリ
・ホスファターゼ(Bacterial alkali
nephosphatase) (宝酒造株式会社より
購入)を1単位添加して65℃にて30分間反応させた
。更に同じ酵素を1単位添加して、65℃で30分間反
応させた。その後、反応液にTNE緩衝液で飽和した等
容のフェノールを加え、混合した後、12.000 r
pm(8,900g)で室温で10分間遠心分離して水
層を回収し、更にもう1回同じ条件でフェノールを加え
遠心分離をし水層を回収した。次に回収した水層に等容
のフェノール・クロロホルム(1: 1.v/v)液を
添加して混合した後、12.000 rpm(8,90
0g)で10分間遠心分離し、水層を回収した。更に回
収した水層に等容のクロロホルムを添加して攪拌した後
、12.00Orpm(8,900g)で10分間遠心
分離し、水層を回収した。該水面に酢酸ナトリウムを最
終濃度300mMになる様に加え、2倍容のエタノール
を添加し攪拌した後、−30℃にて3時間保持した。そ
の後、12.000 rpm(8,900g)で室温で
10分間遠心分離し、DNA沈澱を回収し、これを減圧
乾燥した。
得られたDNA全量と前記実施例2工程(7)で調製し
たDNA1μgと3単位のT、ファージDNAリガーゼ
にソポンジーン社より購入)とを、50mM) ’J 
ス−11c12(pH7,4) 、10mM Mg+J
’z、10mMジチオトレイトール、11スペルミジン
、imM A TP、 0.1+v/ ml B SA
 (Bovine serumalbumin)  (
ベゼスダリサーチラボラトリー社、米国より購入)を含
む緩衝液50μl中で、15℃にて一晩反応させた。そ
の後、70℃にて10分間加熱することにより、反応を
停止させた。
(61P E P C産生遺伝子を含有した複合プラス
ミドpAG2002の取得 前記実施例3工程(5)で得られたりガーゼ反応液を用
いてコリネバクテリウム・メラセコラ(Cor neb
acterium melassecola ) 80
1(微工研条寄第558号)を前記実施例3工程(3)
と実質的に同様の方法により形質転換してテトラサイク
リン耐性形質転換株を取得した。得られたテトラサイク
リン耐性形質転換株から該形質転換体が保有するプラス
ミドを前記実施例3工程(1)と実質的に同様の方法に
より分離し、前記実施例1工程(6)と同様の方法によ
って解析した。得られたプラスミドをpAG2002と
命名した。プラスミドpAG2002の制限酵素地図を
第11図に示す。プラスミドpAc2002は、第11
図に示した様に、プラスミドpAG50の制限酵素Xb
a I切断部位に、グルタミン酸体産性コリネバクテリ
ウム属細菌由来のPEPC産生遺伝子を含む約11.5
キロベースのDNA@片が組込まれた複合プラスミドで
ある。
(7)  プラスミドpAG2002保有形質転換株の
pgpc活性の測定 プラスミドpAG2002を保有するコリネバクテリウ
ム・メラセコラ(Cor nebacterium m
elassecola)801を実施例3工程(4)と
実質的に同様の方法で培養し、得られた菌体から細胞抽
出液(粗酵素液)を調製した。この細胞抽出液を用いて
、前記実施例1工程(5)と実質的に同様の方法により
、PCPC活性を測定した。その結果を実施例3工程(
4)で得られた結果とともに、プラスミドpAG50を
保有する株及びプラスミドを保有しない株についての結
果と比較して第4表に示す。
第4表から明らかなように、プラスミドpAG2001
を保有する細胞とプラスミドpAG2002を保有する
細胞は、プラスミドpAG50を保有する細胞とプラス
ミドを保有しない細胞に比べて、高いp r: p c
活性を有していた。
尚、プラスミドを保有していないコリネノで・7′テリ
ヤム・メラセフラ801はテトラサイクリン無添加培地
で培養した。
第4表 注1)第1表の注1)と同じ。
注2)コリネバクテリウム・メラセコラ(7−bact
eriua+ taelass’ecoIa )801
g本菌株は\微生物工業技術研究所に、徽工研条寄第5
58号として寄託されている。
尚、本文中で用いた制限酵素の名称は、次の菌株から得
られる制限酵素の略称である。
BcoRI:エシェリヒア・コリ RY13(1!5c
herichia coli  RY 13 )Bam
lll:バチルス・アミロリクエファシェンスH(Ba
cillus am Ioli uefaciens 
H)Bgl II : バチルス・グロビギイ(Bac
illus旦坦山yii ) 11aelll: ヘモフィラス・エジプティウス(H
aemo hilus ae  Lius )IIin
dl[[:ヘモフィラス・インフルエンザRd)(lI
acmophNus 1nfulcnzae Rd)P
sLI:プロビデンシア・スチュアーティー164(P
rovidencia 5tuarLii 164)S
ac I : ストレプトマイセス・アクロモゲネス(
StrepLomyces achromogenes
)Sal I :ストレプトマイセス・アルバスG(S
treptomyces albus G)Xba 1
 :キサントモナス・バドリ(Xanthomonas
 badrii)Xho I :キサントモナス・ホル
シコラ(Xanthomonas holcicola
)(発明の効果) 本発明のDNA断片をグルタミン酸性産性コリネバクテ
リウム属細菌の宿主ベクター系で用いられるベクターに
組み込み組換え体DNAを作成し、その組換え体DNA
でグルタミン酸性産性コリネバクテリウム属細菌を形質
転換すると、その細菌のPEPC産生能力を高めること
ができ、その細菌は大量にPEPCを細胞内に生産する
ことができるようになる。前述のようにTCA回路にお
ける反応はPRPCの作用によって促進されその結果中
間体として有機酸を生成する。生成した中間体から様々
な所望のアミノ酸や核酸等が生産される。従って、PE
PC主PC力が増強した上記細菌を培養することにより
、上述のようなアミノ酸や核酸等を大量に生産すること
ができる。即ち、本発明のDNA断片はアミノ酸や核酸
等を大量に生産することのできるグルタミン酸化産生コ
リネバクテリウム属細菌を得るために有用である。
本発明の組換え体DNAは、DNA断片(B)がコリネ
バクテリウム属細菌の宿主ベクター系で用いられるベク
ターを含むDNA断片である場合には、コリネバクテリ
ウム属細菌を形質転換するのに用いてアミノ酸や核酸等
を大量に生産することのできる前述のコリネバクテリウ
ム属細菌を得ることができる。一方、DNA断片断片C
跡コリネバクテリウム属細菌以外の細菌、例えば、エシ
ェリヒア(IEscherichia )属、バチルス
(Bacillus)属、ブレビバクテリウム(Bre
vibacterium)属、ミクロバクテリウム(M
icrobacterium)属等の宿主ベクター系で
用いられるベクターを含むDNA断片である場合は本発
明のDNA断片の増幅に有利に用いることができる。
本発明の微生物は、コリネバクテリウム属に属する細菌
である場合には、様々なアミノ酸や核酸等を大量に製造
するのに有用である。また、本発明の微生物がコリネバ
クテリウム属細菌以外の細菌である場合は、本発明のD
NA断片を増幅するのに直接用いること台できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はプラスミドpAG203の制限酵素地図である
。第2図は、プラスミドpAG211の制限酵素地図で
ある。第3図は、プラスミドpAG103の制限酵素地
図である。第4図は、プラスミドpAG204の制限酵
素地図である。第5図は、プラスミドρAG221の制
限酵素地図である。第6図は、プラスミドpAG1の制
限酵素地図である。第7図は、プラスミドpAG3の制
限酵素地図である。第8図は、プラスミドpAG14の
制限酵素地図である。第9図は、プラスミドpAG50
の制限酵素地図である。第10図は、プラスミドpAG
2001の制限酵素地図である。第11図は、プラスミ
ドpAG2002の制限酵素地図である。 プラスミドの分子の長さは、キロベース(kb)で表示
しである。図中記号は、発明の詳細な説明に記した制限
酵素名であり、プラスミド上のその位置は、その制限酵
素切断部位を示す。その様にイ」した数字は、第1図、
第2図、第3図、第4図、第5図、第6図、第7図、第
8図、第9図、第10図、第11図において、それぞれ
制限酵素Pst I 、、  Sal I 、EcoR
I、Xba I、Xba I 、、 Xbal、1Ii
ndII[、Xba I % Bam)l I % S
al I、Xba Iの切断部位を基準としたプラスミ
ド上での位置を、キロベースで表示したものである。ま
たDNA−(A) 、DNA−(B)、およびD N 
A−(D)は、それぞ転子を含むDNA断片を示しDN
A−(C)はG D H産生遺伝子を含む約5.4キロ
ベーノ、のDNA断片を示す。pBR325−(A)、
ρBR325−(B)、pB11325− (C)およ
びpnR325−(D)はそれぞれPst l 、  
Sat r 、EcoRI及びXba Iで消化開環し
たプラスミドpBR325由来のDNA断片を示し、p
AGio3− (A)はプラスミドpAG103のXb
a lで開環したDNAを示す。pAG50−(八) 
、pAG50−(B)は、それぞれ5ail、Xba 
Iで消化開環したブラスミF’pAG50のl) N 
Aを示す。 特許出願人  旭化成工業株式会社 第1図 第2図 第3図 第5図 第10図 第1t図

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)グルタミン酸生産性コリネバクテリウム属細菌由
    来のホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(Ph
    osphoenolpyruvate carboxy
    lase:PEPC)産生遺伝子を含むDNA断片。
  2. (2)グルタミン酸生産性コリネバクテリウム属細菌由
    来のホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(Ph
    osphoenolpyruvate carboxy
    lase:PEPC)産生遺伝子を含むDNA断片(A
    )と細胞内での自律複製に必要な遺伝子を含むDNA断
    片(B)とを含む組換え体DNA。
  3. (3)該DNA断片(B)が、大腸菌の宿主−ベクター
    系で用いられるベクターを含有することを特徴とする特
    許請求の範囲第(2)項記載の組換え体DNA。
  4. (4)該DNA断片(B)が、グルタミン酸生産性コリ
    ネ型細菌の宿主−ベクター系で用いられるベクターを含
    有することを特徴とする特許請求の範囲第(2)項記載
    の組換え体DNA。
  5. (5)グルタミン酸生産性コリネバクテリウム属細菌由
    来のホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(Ph
    osphoenolpyruvate carboxy
    lase:PEPC)産生遺伝子を含むDNA断片(A
    )と細胞内での自律複製に必要な遺伝子を含むDNA断
    片(B)とを含む組換え体DNAを保有した細胞。
  6. (6)該DNA断片(B)が、大腸菌の宿主−ベクター
    系で用いられるベクターを含有することを特徴とする特
    許請求の範囲第(5)項記載の細胞。
  7. (7)該DNA断片(B)が、グルタミン酸生産性コリ
    ネ型細菌の宿主−ベクター系で用いられるベクターを含
    有することを特徴とする特許請求の範囲第(5)項記載
    の細胞。
  8. (8)該細胞が、エシェリヒア属細菌であることを特徴
    とする特許請求の範囲第(5)項記載の細胞。
  9. (9)該細胞が、グルタミン酸生産性コリネ型細菌であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第(5)項記載の細
    胞。
JP61104768A 1985-05-10 1986-05-09 ホスホエノ−ルピルビン酸カルボキシラ−ゼ産生遺伝子を含むdna断片 Pending JPS6255089A (ja)

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