JPWO2014104310A1 - Expression vector for cellulose production, transformant and method for producing cellulose - Google Patents

Expression vector for cellulose production, transformant and method for producing cellulose Download PDF

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Abstract

セルロースを簡便かつ廉価に製造する方法を提供する。プロモーター、CesA遺伝子およびCesB遺伝子を有し、プロモーターと、前記CesA遺伝子および前記CesB遺伝子のうち上流側の5’側遺伝子の開始コドンとの間に、前記5’側遺伝子の由来生物における前記5’側遺伝子の上流配列を有するセルロース製造用ベクターを使用する。そして、前記セルロース製造用ベクターを導入した形質転換体を培養し、前記ベクターとdgc遺伝子とを共発現させることによって、前記形質転換体によりセルロースを生合成できる。Provided is a method for producing cellulose easily and inexpensively. 5 ' A cellulose production vector having an upstream sequence of a side gene is used. Cellulose can be biosynthesized by the transformant by culturing the transformant introduced with the cellulose production vector and co-expressing the vector and the dgc gene.

Description

本発明は、セルロース製造用発現ベクター、形質転換体およびセルロースの製造方法に関する。   The present invention relates to an expression vector for producing cellulose, a transformant, and a method for producing cellulose.

セルロースは、様々な産業における有用な原材料として、長年利用されている。セルロースは、グルコースが重合した直鎖の高分子であり、その分子鎖の凝集形態によって、I型およびII型等の結晶構造に分類できる。天然セルロースは、I型の結晶構造を有するセルロースIと呼ばれ、一般に、紙および衣服の材料として使用されている。また、再生セルロースは、II型の結晶構造を有するセルロースIIと呼ばれ、独特の風合いおよび高親水性を有することから、付加価値が高く、一般に、セロファンおよびレーヨンの材料として使用されている。しかし、天然セルロースは、通常、天然木材から得られるパルプを原料とするため、森林等の天然資源の保存の観点から、パルプ原料を使用しない方法の開発が求められている。さらに、再生セルロースは、前記天然セルロースを高濃度のアルカリ溶液に浸漬して製造されるため、環境への負荷およびコストが高いという問題もある。   Cellulose has been used for many years as a useful raw material in various industries. Cellulose is a linear polymer in which glucose is polymerized, and can be classified into crystal structures such as type I and type II depending on the aggregation form of the molecular chain. Natural cellulose is called cellulose I having a crystal structure of type I, and is generally used as a material for paper and clothes. In addition, regenerated cellulose is called cellulose II having a type II crystal structure, and has a unique texture and high hydrophilicity, and thus has high added value and is generally used as a material for cellophane and rayon. However, since natural cellulose usually uses pulp obtained from natural wood as a raw material, development of a method using no pulp raw material is required from the viewpoint of preservation of natural resources such as forests. Furthermore, since the regenerated cellulose is produced by immersing the natural cellulose in a high-concentration alkaline solution, there is also a problem of high environmental load and cost.

一方、遺伝子工学の発展に伴い、セルロースの製造方法として、前述のような天然物からの調製ではなく、組換え技術によって、微生物にセルロースを合成させる方法が研究されている。具体例として、例えば、酢酸菌のセルロース合成酵素遺伝子bcsABをシアノバクテリアに導入し、その形質転換体によってセルロースを製造する方法が、報告されている(非特許文献1)。しかしながら、この方法では、前記遺伝子をシアノバクテリアのゲノムDNAに導入するため、手間と時間を要し、収量が低いという問題もある。したがって、セルロースを簡便かつ廉価に製造する方法の提供が、強く求められている。   On the other hand, with the development of genetic engineering, as a method for producing cellulose, a method for synthesizing cellulose by a microorganism by a recombinant technique is being studied instead of preparation from natural products as described above. As a specific example, for example, a method has been reported in which a cellulose synthase gene bcsAB of acetic acid bacteria is introduced into cyanobacteria and cellulose is produced using the transformant (Non-patent Document 1). However, in this method, since the gene is introduced into the genomic DNA of cyanobacteria, there is a problem that labor and time are required and the yield is low. Therefore, provision of a method for producing cellulose easily and inexpensively is strongly demanded.

Transgenic expression of Gluconacetobacter xylinus strain ATCC 53582 cellulose synthase genes in the cyanobacterium Synechococcus leopoliensis strain UTCC 100”, Cellulose 15, 691−701(2008)Transgenic expression of Gluconacetobacter xylinus strain ATCC 53582 cellulose synthase genes in the cyanobacterium Synechococcus leopoliensis strain UTCC 100 ”, Cellulose 15, 691-701 (2008)

そこで、本発明は、様々な物性を持つセルロースを簡便かつ廉価に製造する方法の提供を目的とする。   Then, this invention aims at provision of the method of manufacturing the cellulose which has various physical properties simply and cheaply.

前記目的を達成するために、本発明のセルロース製造用ベクターは、プロモーター、CesA遺伝子およびCesB遺伝子を有し、
プロモーターと、前記CesA遺伝子および前記CesB遺伝子のうち上流側の5’側遺伝子の開始コドンとの間に、前記5’側遺伝子の由来生物における前記5’側遺伝子の上流配列を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the cellulose production vector of the present invention has a promoter, a CesA gene and a CesB gene,
It has an upstream sequence of the 5 ′ gene in an organism derived from the 5 ′ gene between the promoter and the start codon of the 5 ′ gene upstream of the CesA gene and the CesB gene. To do.

本発明の形質転換体は、前記本発明のセルロース製造用ベクターを含むことを特徴とする。   The transformant of the present invention is characterized by including the above-described cellulose production vector of the present invention.

本発明のセルロースの製造方法は、前記本発明のセルロース製造用ベクターとdgc遺伝子とを含む形質転換体を培養する工程を含むことを特徴とする。   The cellulose production method of the present invention is characterized by including a step of culturing a transformant containing the cellulose production vector of the present invention and a dgc gene.

本発明のセルロースは、前記本発明のセルロースの製造方法により得られることを特徴とする。   The cellulose of the present invention is obtained by the cellulose production method of the present invention.

本発明によれば、前記本発明のセルロース製造用ベクターを宿主に導入した形質転換体において、前記セルロース製造用ベクターとdgc遺伝子とを共発現することによって、簡便にセルロースを製造できる。また、前記形質転換体の生合成によってセルロースを製造できるため、従来のように、パルプを原料として使用する必要がなく、天然原料の使用による環境への負荷も回避できる。したがって、本発明は、セルロースを原料とする様々な産業に有用な技術といえる。   According to the present invention, cellulose can be easily produced by co-expressing the cellulose production vector and the dgc gene in a transformant obtained by introducing the cellulose production vector of the present invention into a host. Moreover, since cellulose can be produced by biosynthesis of the transformant, it is not necessary to use pulp as a raw material as in the prior art, and the environmental burden due to the use of natural raw materials can be avoided. Therefore, the present invention can be said to be a useful technique for various industries using cellulose as a raw material.

実施例1において、CesABCD遺伝子の発現系構成を示す概略図である。In Example 1, it is the schematic which shows the expression system structure of a CesABCD gene. 実施例1において、CesAB発現系の構築の手順を示す図である。In Example 1, it is a figure which shows the procedure of construction | assembly of a CesAB expression system. 実施例1において、dgc発現系の構築の手順を示す図である。In Example 1, it is a figure which shows the procedure of construction | assembly of a dgc expression system. 実施例1において、サンプルの負染色観察の結果を示す写真である。In Example 1, it is a photograph which shows the result of the negative dyeing | staining observation of a sample. 実施例1において、サンプルの電子回折の結果を示す写真である。In Example 1, it is a photograph which shows the result of the electron diffraction of a sample. 実施例1において、サンプルの赤外スペクトルを示すグラフである。In Example 1, it is a graph which shows the infrared spectrum of a sample. 実施例3において、サンプルの負染色観察の結果を示す写真である。In Example 3, it is a photograph which shows the result of the negative dyeing | staining observation of a sample. 実施例4において、Ces発現系の上流配列およびスペーサー配列の長さを示す図である。In Example 4, it is a figure which shows the length of the upstream sequence and spacer sequence of a Ces expression system. 実施例4において、ウエスタンブロッティングの結果を示す写真である。In Example 4, it is a photograph which shows the result of Western blotting. 実施例5において、ウエスタンブロッティングの結果を示す写真である。In Example 5, it is a photograph which shows the result of Western blotting.

(1)セルロース製造用ベクター
本発明のセルロース製造用ベクターは、前述のように、プロモーター、CesA遺伝子およびCesB遺伝子を有し、
プロモーターと、前記CesA遺伝子および前記CesB遺伝子のうち上流側の5’側遺伝子の開始コドンとの間に、前記5’側遺伝子の由来生物における前記5’側遺伝子の上流配列を有することを特徴とする。以下、前記CesA遺伝子および前記CesB遺伝子のうち上流側の遺伝子を、5’側遺伝子、下流側の遺伝子を、3’側遺伝子ともいう。
(1) Cellulose production vector The cellulose production vector of the present invention has a promoter, a CesA gene and a CesB gene as described above,
It has an upstream sequence of the 5 ′ gene in an organism derived from the 5 ′ gene between the promoter and the start codon of the 5 ′ gene upstream of the CesA gene and the CesB gene. To do. Hereinafter, the upstream gene of the CesA gene and the CesB gene is also referred to as a 5′-side gene, and the downstream gene is also referred to as a 3′-side gene.

前記上流配列の長さは、下限が、例えば、13塩基長であり、好ましくは16塩基長であり、より好ましくは21塩基長であり、上限が、例えば、100塩基長であり、好ましくは70塩基長であり、より好ましくは24塩基長であり、その範囲は、例えば、13〜100塩基長であり、好ましくは13〜70塩基長であり、より好ましくは13〜24塩基長である。なお、本発明において、数値範囲の記載は、その範囲内に含まれる値の開示も意味する。すなわち、例えば、1〜3個の記載は、1個、2個および3個の開示を意味する。   The lower limit of the length of the upstream sequence is, for example, 13 bases long, preferably 16 bases long, more preferably 21 bases long, and the upper limit is, for example, 100 bases long, preferably 70 bases long. It is a base length, More preferably, it is 24 base length, The range is 13-100 base length, for example, Preferably it is 13-70 base length, More preferably, it is 13-24 base length. In the present invention, description of a numerical range also means disclosure of values included in the range. That is, for example, 1 to 3 descriptions mean one, two and three disclosures.

前記上流配列は、例えば、前記5’側遺伝子の開始コドンに、直接的に連結してもよいし、スペーサー配列を介して間接的に連結してもよく、好ましくは前者である。また、前記上流配列は、例えば、前記プロモーターの3’末端に、直接的に連結してもよいし、スペーサー配列を介して間接的に連結してもよい。   The upstream sequence may be linked directly to the initiation codon of the 5 'gene, for example, or indirectly via a spacer sequence, preferably the former. The upstream sequence may be directly linked to the 3 ′ end of the promoter, for example, or indirectly via a spacer sequence.

前記上流配列は、前述のように、前記5’側遺伝子の由来生物における前記5’側遺伝子の上流の配列であればよく、特に制限されない。前記上流配列は、例えば、前記5’側遺伝子の由来生物において、前記5’遺伝子の開始コドンに連結する上流配列であり、具体的には、前記開始コドンに直接連結する上流配列であることが好ましい。   As described above, the upstream sequence is not particularly limited as long as it is a sequence upstream of the 5 'gene in an organism derived from the 5' gene. The upstream sequence is, for example, an upstream sequence linked to the start codon of the 5 ′ gene in the organism derived from the 5 ′ gene, and specifically, an upstream sequence linked directly to the start codon. preferable.

前記上流配列は、例えば、前記CesA遺伝子および前記CesB遺伝子の発現に関与する機能的な配列を含んでもよい。具体例として、前記上流配列は、例えば、リボソーム結合部位(RBS)またはその部分配列を有する配列があげられる。前記上流配列は、例えば、RBSのみからなる配列でもよいし、RBSを含む配列でもよいし、前記部分配列のみからなる配列でもよいし、前記部分配列を含む配列でもよい。   The upstream sequence may include, for example, a functional sequence involved in the expression of the CesA gene and the CesB gene. As a specific example, examples of the upstream sequence include a sequence having a ribosome binding site (RBS) or a partial sequence thereof. The upstream sequence may be, for example, a sequence consisting only of RBS, a sequence including RBS, a sequence consisting only of the partial sequence, or a sequence including the partial sequence.

前記RBSの部分配列は、例えば、配列番号16の塩基配列(GGACGAGCTATT)があげられる。前記上流配列は、例えば、配列番号16の塩基配列からなる配列でもよいし、前記塩基配列を含む配列でもよい。   Examples of the partial sequence of RBS include the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16 (GGACGAGCTATT). The upstream sequence may be, for example, a sequence consisting of the base sequence of SEQ ID NO: 16 or a sequence containing the base sequence.

前記上流配列が、例えば、配列番号16の塩基配列を含む場合、前記塩基配列は、前記上流配列における3’領域の配列であることが好ましく、この場合、前記上流配列は、例えば、前記塩基配列の3’末端が、前記5’側遺伝子の開始コドンと連結していることが好ましい。   When the upstream sequence includes, for example, the base sequence of SEQ ID NO: 16, the base sequence is preferably a 3 ′ region sequence in the upstream sequence. In this case, the upstream sequence is, for example, the base sequence. Is preferably linked to the start codon of the 5 ′ gene.

前記プロモーターと前記開始コドンとの間の長さは、特に制限されない。前記長さの下限は、例えば、13塩基長であり、好ましくは27塩基長であり、より好ましくは29塩基長であり、前記長さの上限は、例えば、100塩基長であり、好ましくは86塩基長、より好ましくは70塩基長であり、さらに好ましくは30塩基長であり、前記長さの範囲は、例えば、13〜100塩基長であり、好ましくは13〜86塩基長であり、より好ましくは13〜86塩基長であり、さらに好ましくは27〜86塩基長または29〜86塩基長である。   The length between the promoter and the start codon is not particularly limited. The lower limit of the length is, for example, 13 bases, preferably 27 bases, more preferably 29 bases, and the upper limit of the length is, for example, 100 bases, preferably 86 The base length, more preferably 70 base length, still more preferably 30 base length, and the range of the length is, for example, 13 to 100 base length, preferably 13 to 86 base length, more preferably Is 13 to 86 bases long, more preferably 27 to 86 bases long or 29 to 86 bases long.

前記プロモーターと前記開始コドンとの間に前記スペーサー配列を有する場合、前記スペーサー配列の長さは、特に制限されず、下限は、例えば、1塩基長であり、好ましくは6塩基長であり、上限は、例えば、100塩基長であり、好ましくは16塩基長であり、その範囲は、例えば、1〜100塩基長であり、好ましくは6〜16塩基長ある。前記プロモーターと前記上流配列との間に前記スペーサー配列を有する場合、前記スペーサー配列の長さは、例えば、このような範囲があげられる。   In the case of having the spacer sequence between the promoter and the start codon, the length of the spacer sequence is not particularly limited, and the lower limit is, for example, 1 base length, preferably 6 bases, and the upper limit. Is, for example, 100 bases long, preferably 16 bases long, and the range is, for example, 1-100 bases long, preferably 6-16 bases long. When the spacer sequence is provided between the promoter and the upstream sequence, the length of the spacer sequence is, for example, in such a range.

本発明において、前記CesA遺伝子および前記CesB遺伝子の順序は、特に制限されない。本発明のセルロース製造用ベクターは、前記両遺伝子を、例えば、上流側から、以下の順序で有してもよい。[A]は、CesA遺伝子を示し、[B]は、CesB遺伝子を示す(以下、同様)。
[A]−[B]
[B]−[A]
本発明は、中でも、[A]−[B]すなわち、上流から、CesA遺伝子−CesB遺伝子の順で有することが好ましい。前記CesA遺伝子および前記CesB遺伝子は、例えば、直接的に連結してもよいし、間接的に連結してもよい。本発明は、例えば、上流に位置する前記プロモーターによって両遺伝子の発現が共に制御されるように、機能的に連結されていることが好ましく、具体例として、前記CesA遺伝子および前記CesB遺伝子が一つのオペロンを形成してもよい。
In the present invention, the order of the CesA gene and the CesB gene is not particularly limited. The cellulose production vector of the present invention may have the both genes in the following order, for example, from the upstream side. [A] represents the CesA gene, and [B] represents the CesB gene (hereinafter the same).
[A]-[B]
[B]-[A]
In particular, the present invention preferably has [A]-[B], that is, the CesA gene-CesB gene in this order from the upstream. The CesA gene and the CesB gene may be linked directly or indirectly, for example. In the present invention, for example, it is preferred that the promoters located upstream are functionally linked so that the expression of both genes is controlled together. As a specific example, the CesA gene and the CesB gene are one An operon may be formed.

本発明のセルロース製造用ベクターは、例えば、さらに、CesC遺伝子およびCesD遺伝子の少なくとも一方を有してもよく、具体的には、両方を有してもよいし、いずれか一方のみを有してもよい。本発明のセルロース製造用ベクターは、前記各遺伝子を、例えば、上流から、以下の順序で有してもよい。[C]は、CesC遺伝子を示し、[D]は、CesD遺伝子を示す(以下、同様)。
[A]−[B]−[C]
[A]−[B]−[C]−[D]
[A]−[B]−[D]
[A]−[B]−[D]−[C]
[B]−[A]−[C]
[B]−[A]−[C]−[D]
[B]−[A]−[D]
[B]−[A]−[D]−[C]
前記CesA遺伝子、前記CesB遺伝子、前記CesC遺伝子および前記CesD遺伝子は、例えば、隣接する遺伝子がそれぞれ、直接的に連結してもよいし、間接的に連結してもよい。本発明は、例えば、上流に位置する前記プロモーターによって各遺伝子の発現が共に制御されるように、機能的に連結されていることが好ましく、具体例として、各遺伝子が一つのオペロンを形成してもよい。
The cellulose production vector of the present invention may further have, for example, at least one of a CesC gene and a CesD gene, specifically, may have both or only one of them. Also good. The cellulose production vector of the present invention may have the genes in the following order, for example, from upstream. [C] represents the CesC gene, and [D] represents the CesD gene (hereinafter the same).
[A]-[B]-[C]
[A]-[B]-[C]-[D]
[A]-[B]-[D]
[A]-[B]-[D]-[C]
[B]-[A]-[C]
[B]-[A]-[C]-[D]
[B]-[A]-[D]
[B]-[A]-[D]-[C]
For example, the CesA gene, the CesB gene, the CesC gene, and the CesD gene may be linked directly or indirectly, respectively. In the present invention, for example, it is preferable that the genes are functionally linked so that expression of each gene is controlled by the promoter located upstream. As a specific example, each gene forms one operon. Also good.

前記CesA遺伝子、前記CesB遺伝子、前記CesC遺伝子および前記CesD遺伝子は、セルロース合成酵素遺伝子として公知の遺伝子であり、例えば、酢酸菌等の細菌において、これらの遺伝子が一つのオペロンを形成していることが知られている。前記CesA遺伝子、前記CesB遺伝子、前記CesC遺伝子および前記CesD遺伝子は、以下、Ces系遺伝子ともいう。   The CesA gene, the CesB gene, the CesC gene, and the CesD gene are known as cellulose synthase genes. For example, in bacteria such as acetic acid bacteria, these genes form one operon. It has been known. Hereinafter, the CesA gene, the CesB gene, the CesC gene, and the CesD gene are also referred to as Ces genes.

本発明において、前記Ces系遺伝子の由来は、何ら制限されない。前記Ces系遺伝子は、例えば、全て同じ由来でもよいし、全てまたは一部が異なる由来であってもよい。前記由来は、例えば、細菌等の生物があげられ、前記細菌は、例えば、酢酸菌、サルモネラ菌、植物病原菌、植物共生菌、光合成細菌等があげられる。前記酢酸菌は、例えば、アセトバクター属、アシディフィリウム属、アシディスフェラ属、アシドセラ属、アシドモナス属、アサイア属、クラウロコッカス属、グルコンアセトバクター属、グルコノバクター属、コザキア属、ムリコッカス属、パラクラウロコッカス属、ロドピラ属、ロゼオコッカス属、ルブリテピダ属、ステラ属、テイココッカス属またはザヴァルジニア属等があげられ、好ましくは、前記グルコンアセトバクター属である。前記グルコンアセトバクター属に属する酢酸菌は、特に制限されず、例えば、グルコンアセトバクター・キシリナス等があげられる。   In the present invention, the origin of the Ces gene is not limited. For example, all of the Ces genes may be derived from the same, or all or a part thereof may be derived from different sources. Examples of the origin include organisms such as bacteria, and examples of the bacteria include acetic acid bacteria, Salmonella bacteria, phytopathogenic bacteria, plant symbiotic bacteria, and photosynthetic bacteria. The acetic acid bacterium is, for example, Acetobacter genus, Acidiphyllium genus, Acidifera spp. , Paracoulococcus genus, Rhodopyra genus, Roseococcus genus, Lubritepida genus, Stella genus, Teicococcus genus or Zavardinia genus, and the like, preferably the gluconoacetobacter genus. The acetic acid bacteria belonging to the genus Gluconacetobacter are not particularly limited, and examples thereof include Gluconacetobacter xylinus.

前記Ces系遺伝子は、例えば、遺伝子工学的手法により調製してもよいし、化学的手法により調製してもよい。前者の場合、例えば、前記由来生物からクローニングしてもよいし、PCR等の遺伝子増幅法により調製してもよい。後者の場合、化学的に合成してもよい。前記調製は、例えば、前記各Ces系遺伝子の塩基配列情報、または各遺伝子がコードするタンパク質のアミノ酸配列情報に基づいて、行うことができる。また、前記Ces系遺伝子として、例えば、公知のCes系遺伝子の塩基配列において、コードするタンパク質が同等の機能を維持する範囲で改変された塩基配列からなるポリヌクレオチドも使用できる。   The Ces gene may be prepared by, for example, a genetic engineering technique or a chemical technique. In the former case, for example, it may be cloned from the derived organism or may be prepared by a gene amplification method such as PCR. In the latter case, it may be chemically synthesized. The preparation can be performed, for example, based on the base sequence information of each Ces gene or the amino acid sequence information of the protein encoded by each gene. In addition, as the Ces gene, for example, a polynucleotide having a nucleotide sequence that is modified in a range in which the encoded protein maintains an equivalent function in the nucleotide sequence of a known Ces gene can be used.

具体例として、グルコンアセトバクター・キシリナス由来のCesA遺伝子、CesB遺伝子、CesC遺伝子およびCesD遺伝子のオペロンの塩基配列、前記各遺伝子の塩基配列およびコードされるタンパク質のアミノ酸配列を、以下に示す。本発明において、前記Ces系遺伝子は、これらの配列に制限されない。   As specific examples, the operon bases of CesA gene, CesB gene, CesC gene and CesD gene derived from Gluconacetobacter xylinus, the base sequence of each gene and the amino acid sequence of the encoded protein are shown below. In the present invention, the Ces gene is not limited to these sequences.

Ces遺伝子オペロン(配列番号1、From−70)
atgcgtctgacggttttcttttgaatatatctacctgttttatcagtatttattatcggacgagctattgatgtcagaggttcagtcgccagtacccacggagagtaggctaggccgcatctccaacaagatactgtcactgcgtggggccagctatatagttggagcgctggggctttgtgcacttattgccgcgaccacggttacgctgaacaataatgagcagctaattgtggcagctgtatgtgttgtcatcttttttgttgtcgggcgtggcaagagccggcgcacccagatttttctcgaggtgctctccgcgctggtttccctgcgttacctgacatggcgcctgaccgaaacgctcgacttcaatacatggattcagggcatactgggcgtaatcctgctcatggccgagctgtatgccctgtacatgctgtttctcagctatttccagacaatccagccgcttcatcgtgcgccgctgcccctgcctgacaatgttgacgactggccgactgtcgatatcttcatcccgacctatgatgagcagctgagcatcgtgcgcctgaccgtgctgggcgcgctcggcatcgactggccgcccgataaagtgaatgtctatatccttgatgacggtgtgcggcccgaattcgagcagttcgccaaggattgcggcgccctgtatatcgggcgtgtcgacagcgcgcacgccaaggcgggtaacctcaaccacgccattaagcggacttccggcgattacattctcatcctggattgtgaccatattccgacacgcgcgttcctgcagatcgccatggggtggatggtcgctgaccgcaagatcgccctgatgcagacgccgcatcacttctactctcccgatccgttccagcgtaacctggccgtgggctaccgcaccccgccggaaggcaacctgttctacggcgtcatccaggatggcaacgacttctgggatgccaccttcttctgcggctcatgcgccatcctgcggcgtgaggccattgaatcgatcggcggctttgcggttgaaaccgtgacggaagatgcccataccgccctgcgcatgcagcgccgcggctggtccaccgcttacctgcgcattcccgttgccagtggtctggccaccgagcgactgaccacccatatcggccagcgcatgcgctgggcgcgcggcatgatccagatcttccgcgtggataacccgatgctcgggcgcggcctgaagttgggccagcggctttgctatctttcggccatgacgtcgttcttcttcgccattccgcgcgttatcttccttgcctcgccgctggcgttcctgtttgcgggccagaacatcatcgccgccgcgccactggccgtggcggcctatgccctcccgcacatgttccactccattgcaaccgccgccaaggtgaacaagggctggcgctattcgttctggagtgaggtgtacgaaaccaccatggcgctgttcctggtgcgcgtgaccatcgtcaccctgctgttcccctccaagggcaaattcaacgtgacggaaaagggcggcgtgcttgaggaggaagagttcgatcttggggcgacctaccccaacatcattttcgccaccatcatgatgggtggcctgctgatcggtctgttcgagttgatcgtgcgtttcaatcagctcgatgtcattgccaggaacgcttatctcctgaactgcgcctgggcgctgatcagtctcatcatccttttcgctgccattgccgtggggcgcgagaccaagcaggtccgttacaaccatcgtgtcgaagcgcatatcccggtaacggtttacgatgcgcctgccgaagggcagccccatacctattataatgcgacgcacggcatgacccaggatgtttccatgggtggtgttgccgtgcacatccccttgcccgatgtcaccacggggcctgtcaagaaacgtatccatgccgtgcttgatggcgaggaaatcgatattcccgccaccatgctgcgctgcacgaatggcaaggccgtgttcacatgggacaataatgaccttgatacggaacgcgatattgtccgcttcgtgttcgggcgggctgatgcctggctgcaatggaacaattatgaggatgacagaccgctacgcagcctgtggagcctgctgctcagcattaaggcgctgttccgcaaaaaaggcaaaataatggccaatagtcgtccaaaaaagaaaccacttgcactaccggttgagcgcagggagcccacaaccatccacagtggacagacacaagaaggaaagatcagccgtgcggcctcgtgatatgaaaatggtgtccctgatcgcgctgctggtctttgcaacgggggcacaggctgcgcctgttgcttccaaggcgccagctccgcagcccgcaggttcagacctgccacctctccctgccgcaccgccgcaggctgctccgcccgcagccgcgagtgccgccccgcccgccacaaccccggcggcggatgcctcagcagccagcgcggctgatgcggtcgtggacaatgccgagaacgccatcgccgggtctgacgtggcgacggtgcatacatattccctcagggaacttggtgcgcagagtgccctcaaaatgcagggcgctgctacgctgcagggcctgcagttcggtattccggccgaccagctcgtgacttcggcgcggcttgtcgtgtcgggtgcgatgtcgcccagcctccagcctgacaccagcgcggtcacgatcacgctgaacgaacagttcatcggcacgctgcggcctgaccccacacaccctacatttgggccgctctcgtttgatatcaaccccatcttcttcatcagtggcaaccggctgaatttcagcttcgcttcaagctcgaagggctgcacggaccccagcaacgggttgctctgggccagcgtgtccgaacattccgagctgcagatcaccaccatcccgcttcccccgcatcgccagctgtcgcgtctgccccagccgttcttcgacaagaacgtaaagcagaagatcgtcattccgttcgttctcgcacagacatttgatcccgaagtgctgaaggcgacgggcatcctggcatcgtggttcggccagcagaccgattaccgtggcgtcaccttcccggtcttctccaccattccgcaaacgggcaacgccgttgttgtcggcgtggctgacgagctgccttccgccctcgggcgccaggcggtcagtggccccacgcttatggaagtggccaatccatccgaccccaacggcacgatcctgctcgtaaccgggcgcgaccgtgatgaagtcatcaccgcgagcaagggcatcggttttggttcgagcaccctgccgacagccaaccgcatggacgtggcgccgatcgaggtcggggcccgcgtggcgaatgacgcgccctccttcattccgaccaaccgcccggtccgcctgggcgaactggtgccagacagcgccctgcaggctgaaggttacgcccctggcgcgctggcggtgccattccgtgtctcgcctgacctgtatacgtggcgcgatcggccgtacaagctgaacgtccgtttccgcgcgccgccggggccgatcgtggatgtgtcgcgctcgtcgctcaatgtaggcatcaacgatacctatctcgaggcctatccgctgcgtgagccggattcaccgctggaccagctcctgcatggggtgggccttggccatcgtaataatgacagcgtgcagcagcacaccatgcccatcccgacctaccgggtctttggccagaaccagctgctgttctatttcgagatggcggcgatggtcgagccgggctgcaaacccggcccgagcacgttccatatgggcattgatcccaattcgacgatcgatctgtccaactcctatcacatcacccagatgcccaacctcgccttcatggccagtgcgggctttccgttcaccacctatgccgacctgtcgcgctcggccgtggtgctgcccgaacaccccaatggcatgattgtcagcgcctatctcgacctcatgggcttcatgggggcgacgacatggtatccggtgtctggcgttgatgtggtctccagcgaccatgtgaatgacgtggcggaccggaacctgattgtcctgtccacgctggccaatagcggtgatgtttcgcagctgctgagcaattcggcctatcagatttccgatgggcggctgcacatggccctgcgttcgacgctgagcggcgtgtggaaccttttccaggatcccatgtcggccatcaacagcacggccccgaccgatgtcgagagcacgctgaccggtggcgtggccgcgatggtcgaggcggaatcgccgctggcatcgggtcggaccgttctcgcgctgctttcgggtgacgggcaggggctcaacaaccttgtgcagatcctggcgcagcggaaaaaccaggccaagatccagggtgatctggtgctggcacatggggatgacctgacctcctaccgcagctcgccgctgtatacggttggcaccgtgccgctgtggctcaagcctgactggtatatgcacaaccatcccagccgcgtggtcgtggttggcctgttcggttgccttctggtggtggctgtcctgatgcgcgccctgaccaagcatgctctgcgccgccgtcgggagttgcaggaagaaaggcagagaacgtgatcatgaacaggcgatacgccctttcgctttctggtgccctgctggccagcagttgcatgacggtgctggtggcggttcctgttgcgcgggcgcagcaggcttccactgccgtgacttccacagccgcgagtccggctgcggccccacggcagatcctgttgcagcaggcacgcttctggcttcagcagcagcaatatgacaatgcccgccaggccctgcagaatgcgcagcgcatcgcccccgatgcccctgacg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Ces gene operon (SEQ ID NO: 1, From-70)

CesA遺伝子(配列番号2、前記オペロンにおける71−2335番目)
atgtcagaggttcagtcgccagtacccacggagagtaggctaggccgcatctccaacaagatactgtcactgcgtggggccagctatatagttggagcgctggggctttgtgcacttattgccgcgaccacggttacgctgaacaataatgagcagctaattgtggcagctgtatgtgttgtcatcttttttgttgtcgggcgtggcaagagccggcgcacccagatttttctcgaggtgctctccgcgctggtttccctgcgttacctgacatggcgcctgaccgaaacgctcgacttcaatacatggattcagggcatactgggcgtaatcctgctcatggccgagctgtatgccctgtacatgctgtttctcagctatttccagacaatccagccgcttcatcgtgcgccgctgcccctgcctgacaatgttgacgactggccgactgtcgatatcttcatcccgacctatgatgagcagctgagcatcgtgcgcctgaccgtgctgggcgcgctcggcatcgactggccgcccgataaagtgaatgtctatatccttgatgacggtgtgcggcccgaattcgagcagttcgccaaggattgcggcgccctgtatatcgggcgtgtcgacagcgcgcacgccaaggcgggtaacctcaaccacgccattaagcggacttccggcgattacattctcatcctggattgtgaccatattccgacacgcgcgttcctgcagatcgccatggggtggatggtcgctgaccgcaagatcgccctgatgcagacgccgcatcacttctactctcccgatccgttccagcgtaacctggccgtgggctaccgcaccccgccggaaggcaacctgttctacggcgtcatccaggatggcaacgacttctgggatgccaccttcttctgcggctcatgcgccatcctgcggcgtgaggccattgaatcgatcggcggctttgcggttgaaaccgtgacggaagatgcccataccgccctgcgcatgcagcgccgcggctggtccaccgcttacctgcgcattcccgttgccagtggtctggccaccgagcgactgaccacccatatcggccagcgcatgcgctgggcgcgcggcatgatccagatcttccgcgtggataacccgatgctcgggcgcggcctgaagttgggccagcggctttgctatctttcggccatgacgtcgttcttcttcgccattccgcgcgttatcttccttgcctcgccgctggcgttcctgtttgcgggccagaacatcatcgccgccgcgccactggccgtggcggcctatgccctcccgcacatgttccactccattgcaaccgccgccaaggtgaacaagggctggcgctattcgttctggagtgaggtgtacgaaaccaccatggcgctgttcctggtgcgcgtgaccatcgtcaccctgctgttcccctccaagggcaaattcaacgtgacggaaaagggcggcgtgcttgaggaggaagagttcgatcttggggcgacctaccccaacatcattttcgccaccatcatgatgggtggcctgctgatcggtctgttcgagttgatcgtgcgtttcaatcagctcgatgtcattgccaggaacgcttatctcctgaactgcgcctgggcgctgatcagtctcatcatccttttcgctgccattgccgtggggcgcgagaccaagcaggtccgttacaaccatcgtgtcgaagcgcatatcccggtaacggtttacgatgcgcctgccgaagggcagccccatacctattataatgcgacgcacggcatgacccaggatgtttccatgggtggtgttgccgtgcacatccccttgcccgatgtcaccacggggcctgtcaagaaacgtatccatgccgtgcttgatggcgaggaaatcgatattcccgccaccatgctgcgctgcacgaatggcaaggccgtgttcacatgggacaataatgaccttgatacggaacgcgatattgtccgcttcgtgttcgggcgggctgatgcctggctgcaatggaacaattatgaggatgacagaccgctacgcagcctgtggagcctgctgctcagcattaaggcgctgttccgcaaaaaaggcaaaataatggccaatagtcgtccaaaaaagaaaccacttgcactaccggttgagcgcagggagcccacaaccatccacagtggacagacacaagaaggaaagatcagccgtgcggcctcgtga
CesAタンパク質(配列番号3)
MSEVQSPVPTESRLGRISNKILSLRGASYIVGALGLCALIAATTVTLNNNEQLIVAAVCVVIFFVVGRGKSRRTQIFLEVLSALVSLRYLTWRLTETLDFNTWIQGILGVILLMAELYALYMLFLSYFQTIQPLHRAPLPLPDNVDDWPTVDIFIPTYDEQLSIVRLTVLGALGIDWPPDKVNVYILDDGVRPEFEQFAKDCGALYIGRVDSAHAKAGNLNHAIKRTSGDYILILDCDHIPTRAFLQIAMGWMVADRKIALMQTPHHFYSPDPFQRNLAVGYRTPPEGNLFYGVIQDGNDFWDATFFCGSCAILRREAIESIGGFAVETVTEDAHTALRMQRRGWSTAYLRIPVASGLATERLTTHIGQRMRWARGMIQIFRVDNPMLGRGLKLGQRLCYLSAMTSFFFAIPRVIFLASPLAFLFAGQNIIAAAPLAVAAYALPHMFHSIATAAKVNKGWRYSFWSEVYETTMALFLVRVTIVTLLFPSKGKFNVTEKGGVLEEEEFDLGATYPNIIFATIMMGGLLIGLFELIVRFNQLDVIARNAYLLNCAWALISLIILFAAIAVGRETKQVRYNHRVEAHIPVTVYDAPAEGQPHTYYNATHGMTQDVSMGGVAVHIPLPDVTTGPVKKRIHAVLDGEEIDIPATMLRCTNGKAVFTWDNNDLDTERDIVRFVFGRADAWLQWNNYEDDRPLRSLWSLLLSIKALFRKKGKIMANSRPKKKPLALPVERREPTTIHSGQTQEGKISRAAS
CesA gene (SEQ ID NO: 2, positions 71 to 2335 in the operon)

CesA protein (SEQ ID NO: 3)

CesB遺伝子(配列番号4、前記オペロンにおける2337−4745番目)
atgaaaatggtgtccctgatcgcgctgctggtctttgcaacgggggcacaggctgcgcctgttgcttccaaggcgccagctccgcagcccgcaggttcagacctgccacctctccctgccgcaccgccgcaggctgctccgcccgcagccgcgagtgccgccccgcccgccacaaccccggcggcggatgcctcagcagccagcgcggctgatgcggtcgtggacaatgccgagaacgccatcgccgggtctgacgtggcgacggtgcatacatattccctcagggaacttggtgcgcagagtgccctcaaaatgcagggcgctgctacgctgcagggcctgcagttcggtattccggccgaccagctcgtgacttcggcgcggcttgtcgtgtcgggtgcgatgtcgcccagcctccagcctgacaccagcgcggtcacgatcacgctgaacgaacagttcatcggcacgctgcggcctgaccccacacaccctacatttgggccgctctcgtttgatatcaaccccatcttcttcatcagtggcaaccggctgaatttcagcttcgcttcaagctcgaagggctgcacggaccccagcaacgggttgctctgggccagcgtgtccgaacattccgagctgcagatcaccaccatcccgcttcccccgcatcgccagctgtcgcgtctgccccagccgttcttcgacaagaacgtaaagcagaagatcgtcattccgttcgttctcgcacagacatttgatcccgaagtgctgaaggcgacgggcatcctggcatcgtggttcggccagcagaccgattaccgtggcgtcaccttcccggtcttctccaccattccgcaaacgggcaacgccgttgttgtcggcgtggctgacgagctgccttccgccctcgggcgccaggcggtcagtggccccacgcttatggaagtggccaatccatccgaccccaacggcacgatcctgctcgtaaccgggcgcgaccgtgatgaagtcatcaccgcgagcaagggcatcggttttggttcgagcaccctgccgacagccaaccgcatggacgtggcgccgatcgaggtcggggcccgcgtggcgaatgacgcgccctccttcattccgaccaaccgcccggtccgcctgggcgaactggtgccagacagcgccctgcaggctgaaggttacgcccctggcgcgctggcggtgccattccgtgtctcgcctgacctgtatacgtggcgcgatcggccgtacaagctgaacgtccgtttccgcgcgccgccggggccgatcgtggatgtgtcgcgctcgtcgctcaatgtaggcatcaacgatacctatctcgaggcctatccgctgcgtgagccggattcaccgctggaccagctcctgcatggggtgggccttggccatcgtaataatgacagcgtgcagcagcacaccatgcccatcccgacctaccgggtctttggccagaaccagctgctgttctatttcgagatggcggcgatggtcgagccgggctgcaaacccggcccgagcacgttccatatgggcattgatcccaattcgacgatcgatctgtccaactcctatcacatcacccagatgcccaacctcgccttcatggccagtgcgggctttccgttcaccacctatgccgacctgtcgcgctcggccgtggtgctgcccgaacaccccaatggcatgattgtcagcgcctatctcgacctcatgggcttcatgggggcgacgacatggtatccggtgtctggcgttgatgtggtctccagcgaccatgtgaatgacgtggcggaccggaacctgattgtcctgtccacgctggccaatagcggtgatgtttcgcagctgctgagcaattcggcctatcagatttccgatgggcggctgcacatggccctgcgttcgacgctgagcggcgtgtggaaccttttccaggatcccatgtcggccatcaacagcacggccccgaccgatgtcgagagcacgctgaccggtggcgtggccgcgatggtcgaggcggaatcgccgctggcatcgggtcggaccgttctcgcgctgctttcgggtgacgggcaggggctcaacaaccttgtgcagatcctggcgcagcggaaaaaccaggccaagatccagggtgatctggtgctggcacatggggatgacctgacctcctaccgcagctcgccgctgtatacggttggcaccgtgccgctgtggctcaagcctgactggtatatgcacaaccatcccagccgcgtggtcgtggttggcctgttcggttgccttctggtggtggctgtcctgatgcgcgccctgaccaagcatgctctgcgccgccgtcgggagttgcaggaagaaaggcagagaacgtga
CesBタンパク質(配列番号5)
MKMVSLIALLVFATGAQAAPVASKAPAPQPAGSDLPPLPAAPPQAAPPAAASAAPPATTPAADASAASAADAVVDNAENAIAGSDVATVHTYSLRELGAQSALKMQGAATLQGLQFGIPADQLVTSARLVVSGAMSPSLQPDTSAVTITLNEQFIGTLRPDPTHPTFGPLSFDINPIFFISGNRLNFSFASSSKGCTDPSNGLLWASVSEHSELQITTIPLPPHRQLSRLPQPFFDKNVKQKIVIPFVLAQTFDPEVLKATGILASWFGQQTDYRGVTFPVFSTIPQTGNAVVVGVADELPSALGRQAVSGPTLMEVANPSDPNGTILLVTGRDRDEVITASKGIGFGSSTLPTANRMDVAPIEVGARVANDAPSFIPTNRPVRLGELVPDSALQAEGYAPGALAVPFRVSPDLYTWRDRPYKLNVRFRAPPGPIVDVSRSSLNVGINDTYLEAYPLREPDSPLDQLLHGVGLGHRNNDSVQQHTMPIPTYRVFGQNQLLFYFEMAAMVEPGCKPGPSTFHMGIDPNSTIDLSNSYHITQMPNLAFMASAGFPFTTYADLSRSAVVLPEHPNGMIVSAYLDLMGFMGATTWYPVSGVDVVSSDHVNDVADRNLIVLSTLANSGDVSQLLSNSAYQISDGRLHMALRSTLSGVWNLFQDPMSAINSTAPTDVESTLTGGVAAMVEAESPLASGRTVLALLSGDGQGLNNLVQILAQRKNQAKIQGDLVLAHGDDLTSYRSSPLYTVGTVPLWLKPDWYMHNHPSRVVVVGLFGCLLVVAVLMRALTKHALRRRRELQEERQRT
CesB gene (SEQ ID NO: 4, positions 2337-4745 in the operon)

CesB protein (SEQ ID NO: 5)

CesC遺伝子(配列番号6、前記オペロンにおける4748−8728番目)
atgaacaggcgatacgccctttcgctttctggtgccctgctggccagcagttgcatgacggtgctggtggcggttcctgttgcgcgggcgcagcaggcttccactgccgtgacttccacagccgcgagtccggctgcggccccacggcagatcctgttgcagcaggcacgcttctggcttcagcagcagcaatatgacaatgcccgccaggccctgcagaatgcgcagcgcatcgcccccgatgcccctgacgtgctggaagtggagggtgaataccaggcggccgttggcaaccgcgaagccgctgccgataccctgcgccacctgcagcaggtggccccggccagcacggcggtcagcaacctgagcgatctgctcagcgagcgggccatttcccaaagcgacctgtcacagatccgttcgctggcgggttcgggccagaacgcgcaggcggtggcggggtaccagaagctgttccacggtggcaagccgccccgttcgcttgcggtggaatactaccagaccatggcgggcgtgccgacccagtgggaccaggcgcgcgcggggctggccgggatcgttgcgtccaacccgcagaattaccgcgcccagctcgcctttgcccaggccctgacctataatacctcgacccgcatggaaggcctgacccggctcaaggatctgcaatccttccagagtcaggccccggtcgaagctgccgccgcgacgcagtcctatcgccagaccctgagctggctgccggtcaatcccgatacgcagcccctcatggagcagtggctttccgcccaccccaatgatgccgcgctgcgcgaacacatgcttcacccccccggcggcccgccggacaaggcggggcttgcgcggcaggccggttaccagcagctcaacgcgggccgtctttccgctgccgaacagtccttccagtcggcgttgcagatcaactcccatgatgctgattcactgggtggcatgggcctcgtgagcatgcggcagggcgataccgccgaggcgcaccgctattttgaagaggcgatggccgccgaccccaagactgccgatcgctggcgcccggcgcttgcgggcatggcggtcagcggggactatgccgccgttcgccagttgattgccgcccatcagtataccgaggccaagcagaagcttgccacgctggcccgccagcccgggcagtacaccggcgcgaccctcatgctggccgacctgcagcgctcgaccgggcaggttgccgccgccgagcaggaatatcgtggcatcctgtcgcgtgagcccaataaccagctggcccttatggggctggcgcgggtggacatggcgcagggcaacacggcggaagcacgccagctcctgtcgcgtgtgagcccgcaatatgccagccaggtcggggaaatcgaggtttccggccttatggcggcagcgtcgcagacatcggattcagcgcgcaaggtttccatcctgcgcgaagcgatggcccaggccccgcgtgacccgtgggtgcgcatcaaccttgccaatgcgctgcagcagcagggcgatgtggctgaagccgggcgcgtgatgcagcccatcctggccaatcctgtcaccgcgcaggaccgccaggccggtatcctgtatacctatggcagtggcaatgatgcgatgacccgccagcttctggccggtctgtcgcccgcggattattcccccgcgatccgttccattgccgaggaaatggaaatcaagcaggacctggccagccgcctgtcgatggtatccaacccggtgccgctgatccgcgaggccctttcccagcctgatccgaccggcgcgcgtggcgtggcggtggccgacctgttccgccagcgtggcgacatggtgcatgcgcgcatggcgctgcgtatcgcctcgacgcgcaccatcgacctttcgcccgaccagcgcctgtcctacgccaccgaatacatgaagatcagcaacccggtggcagccgcacgcctgctggccccgctgggggatggcacgggttcgggcgcgggcaatgcgctgctgcccgagcagatgcagacattgcagcaactgcgcatgggcatctcggtggcgcagtccgatctgctcaaccagcgtggcgatcaggcgcaggcctacgatcatctggcgcccgccctgcaggccgacccggaggcgacatcgcccaagctggcgctcgcgcggctgtataacggccacggcaagccgggcaaggcgctcgagatcgaccttgcggtgctgcgccacaacccgcaggatcttgatgcgcggcaggcggcggtgcaggcggcggtcaacagcaaccacaacagtcttgccacccgtctcgcgatggatggcgtgcaggaaagcccgatggatgcccgcgcctggctggccatggccgtagctgaccaggccgatggccatggtcagcgcaccatcgaggacctgcgccgcgcctatgacctgcgcctgcagcaggtcgagggcacgcgggccgcgtctggtccggtcggggcgcaggaagaagcgcttgccccgccatcgaccaacccgttccagtcgcgtggctacgggcatcaggtggaactgggcgcgccggtgaccggtggctcctacagtgccgaggcggcatcgcccgatacgtcggaccagatgctctcctccattgctggccagatccacacgctgcgtgaaaaccttgcaccctccattgatggtgggctgggcttccggtcgcgttcgggcgagcatggcatgggccgcctgacggaagcgaacattcccatcgtgggccgcctgccgctgcaggccggtgcttccgccctgaccttctcgatcacgccaaccatgatctggtcgggccagctcaacacaggctccgtctatgatgtgccgcgttatggcacgttcatggcaacgcaggctgccaaccagtgcgcgggccacagttcgtgtggcgggcttgatttcctgagcgccaaccatacccagcgcatcgcggctggtgcaggcgaggccgggtttgcgccggatgtgcagttcggcaatagctgggtgcgcgctgatgtcggcgcctcgcccatcggcttccccattaccaacgtgctgggcggggtcgagttctcgccgcgcgtggggccggtcacgttccgtgtcagcgccgagcgccggtcgatcaccaacagcgtgctgtcctatggtggcctgcgtgatccgaactacaacagcgaggtcggtcgttacgcgcgtcaggtctatggtcatgacctgaccaagcagtggggtagcgaatggggtggggtggtgaccaaccacttccacggtcaggtcgaggcgacgctgggcaacaccatcctgtatggtggtggcggctacgcgatccagaccggcaagaacgtgcagcgcaacagcgagcgcgaagccggcatcggcgccaatacgctggtgtggcataacgccaacatgctggtgcgcattggcgtgagcctgacctatttcggttatgcccataacgaggatttctatacctatgggcagggcggctacttctcgccgcagtcctattatgcggcaaccgtgccggtgcgttatgcgggccagcacaagcggctggactgggatgtgacgggtagcgtgggctaccaggtgttccatgaacacgcggcgcccttcttccccacgtcatcgctgctgcagtccggtgccaattacgttgcatcgaactttgtgcagaatgccctgccaacggattatctgtcgcaggaaacggtgaacagcgcctactatcccggggatagtattgctggtcttacgggcggctttaatgctagggtgggctatcgctttacacgcaatgttcgtcttgatctctcggggcgctatcagaaggccggtaactggactgaaagcggcgccatgatttccgcacactatcttattatggaccagtaa
CesCタンパク質(配列番号7)
MNRRYALSLSGALLASSCMTVLVAVPVARAQQASTAVTSTAASPAAAPRQILLQQARFWLQQQQYDNARQALQNAQRIAPDAPDVLEVEGEYQAAVGNREAAADTLRHLQQVAPASTAVSNLSDLLSERAISQSDLSQIRSLAGSGQNAQAVAGYQKLFHGGKPPRSLAVEYYQTMAGVPTQWDQARAGLAGIVASNPQNYRAQLAFAQALTYNTSTRMEGLTRLKDLQSFQSQAPVEAAAATQSYRQTLSWLPVNPDTQPLMEQWLSAHPNDAALREHMLHPPGGPPDKAGLARQAGYQQLNAGRLSAAEQSFQSALQINSHDADSLGGMGLVSMRQGDTAEAHRYFEEAMAADPKTADRWRPALAGMAVSGDYAAVRQLIAAHQYTEAKQKLATLARQPGQYTGATLMLADLQRSTGQVAAAEQEYRGILSREPNNQLALMGLARVDMAQGNTAEARQLLSRVSPQYASQVGEIEVSGLMAAASQTSDSARKVSILREAMAQAPRDPWVRINLANALQQQGDVAEAGRVMQPILANPVTAQDRQAGILYTYGSGNDAMTRQLLAGLSPADYSPAIRSIAEEMEIKQDLASRLSMVSNPVPLIREALSQPDPTGARGVAVADLFRQRGDMVHARMALRIASTRTIDLSPDQRLSYATEYMKISNPVAAARLLAPLGDGTGSGAGNALLPEQMQTLQQLRMGISVAQSDLLNQRGDQAQAYDHLAPALQADPEATSPKLALARLYNGHGKPGKALEIDLAVLRHNPQDLDARQAAVQAAVNSNHNSLATRLAMDGVQESPMDARAWLAMAVADQADGHGQRTIEDLRRAYDLRLQQVEGTRAASGPVGAQEEALAPPSTNPFQSRGYGHQVELGAPVTGGSYSAEAASPDTSDQMLSSIAGQIHTLRENLAPSIDGGLGFRSRSGEHGMGRLTEANIPIVGRLPLQAGASALTFSITPTMIWSGQLNTGSVYDVPRYGTFMATQAANQCAGHSSCGGLDFLSANHTQRIAAGAGEAGFAPDVQFGNSWVRADVGASPIGFPITNVLGGVEFSPRVGPVTFRVSAERRSITNSVLSYGGLRDPNYNSEVGRYARQVYGHDLTKQWGSEWGGVVTNHFHGQVEATLGNTILYGGGGYAIQTGKNVQRNSEREAGIGANTLVWHNANMLVRIGVSLTYFGYAHNEDFYTYGQGGYFSPQSYYAATVPVRYAGQHKRLDWDVTGSVGYQVFHEHAAPFFPTSSLLQSGANYVASNFVQNALPTDYLSQETVNSAYYPGDSIAGLTGGFNARVGYRFTRNVRLDLSGRYQKAGNWTESGAMISAHYLIMDQ
CesC gene (SEQ ID NO: 6, positions 4748-8728 in the operon)

CesC protein (SEQ ID NO: 7)

CesD遺伝子(配列番号8、前記オペロンにおける8728−9198番目)
atgacaactttgaacgcaaaaccggacttttcgcttttcctgcaggcactgtcctgggagatcgatgatcaggccgggatcgaggtcaggaatgacctgttgcgcgaggtcggccggggtatggctggtcgtttccagccgccgctgtgcaacaccatccaccagctccagatcgagctgaacgccctgctggccatgatcaactggggctacgtaaagctggacctgctggcggaagaacaggccatgcgcatcgtgcatgaagacctgccgcaggtgggcagcgcgggcgaacccgccggcacatggcttgccccggtgctggaagggctttatggccgctggatcacgtcgcagcccggcgccttcggtgattatgtcgtgacgcgtgatatcgacgcggaagacctgaactcggtcccggcccagacggtcatcctgtacatgcgcacccgcagcgccgcgacctga
CesDタンパク質(配列番号9)
MTTLNAKPDFSLFLQALSWEIDDQAGIEVRNDLLREVGRGMAGRFQPPLCNTIHQLQIELNALLAMINWGYVKLDLLAEEQAMRIVHEDLPQVGSAGEPAGTWLAPVLEGLYGRWITSQPGAFGDYVVTRDIDAEDLNSVPAQTVILYMRTRSAAT
CesD gene (SEQ ID NO: 8, positions 8728-9198 in the operon)
atgacaactttgaacgcaaaaccggacttttcgcttttcctgcaggcactgtcctgggagatcgatgatcaggccgggatcgaggtcaggaatgacctgttgcgcgaggtcggccggggtatggctggtcgtttccagccgccgctgtgcaacaccatccaccagctccagatcgagctgaacgccctgctggccatgatcaactggggctacgtaaagctggacctgctggcggaagaacaggccatgcgcatcgtgcatgaagacctgccgcaggtgggcagcgcgggcgaacccgccggcacatggcttgccccggtgctggaagggctttatggccgctggatcacgtcgcagcccggcgccttcggtgattatgtcgtgacgcgtgatatcgacgcggaagacctgaactcggtcccggcccagacggtcatcctgtacatgcgcacccgcagcgccgcgacctga
CesD protein (SEQ ID NO: 9)
MTTLNAKPDFSLFLQALSWEIDDQAGIEVRNDLLREVGRGMAGRFQPPLCNTIHQLQIELNALLAMINWGYVKLDLLAEEQAMRIVHEDLPQVGSAGEPAGTWLAPVLEGLYGRWITSQPGAFGDYVVTRDIDAEDLNSVPAQTVILYMRTRSAAT

本発明のセルロース製造用ベクターは、例えば、骨格となるベクター(以下、「基本ベクター」ともいう)に、前記条件を満たすように、前記Ces系遺伝子を挿入することで作製できる。本発明のセルロース製造用ベクターにおいて、前記プロモーターは、例えば、前記基本ベクターが有するプロモーターでもよいし、別途、前記基本ベクターに挿入したプロモーターでもよい。前者の場合、例えば、前記基本ベクターに対して、プロモーターの下流側に、前記上流配列および前記Ces系遺伝子を挿入してもよい。   The vector for producing cellulose of the present invention can be produced, for example, by inserting the Ces gene into a vector serving as a backbone (hereinafter also referred to as “basic vector”) so as to satisfy the above conditions. In the cellulose production vector of the present invention, the promoter may be, for example, a promoter of the basic vector, or may be a promoter inserted into the basic vector separately. In the former case, for example, the upstream sequence and the Ces gene may be inserted downstream of the promoter with respect to the basic vector.

前記プロモーターは、例えば、本発明のセルロース製造用ベクターを導入する宿主内で機能すればよく、その組合せは特に制限されない。前記プロモーターは、例えば、T5プロモーター(PT5)、trpプロモーター(Ptrp)、lacプロモーター(Plac)、PLプロモーター、PRプロモーター、PSEプロモーター、SP01プロモーター、SP02プロモーター、penPプロモーター、TDH3p、PYK1p、PGK1p、TPI1p、GAL1p=GAL10p、ADH2p、PHO5p、CUP1p、MFα1p等があげられる。また、高発現プロモーターは、TDH3p、TPI1p、PGK1p、PGI1p、PYK1p、ADH1p等があげられる。   For example, the promoter is not particularly limited as long as it functions in a host into which the vector for producing cellulose of the present invention is introduced. Examples of the promoter include T5 promoter (PT5), trp promoter (Ptrp), lac promoter (Plac), PL promoter, PR promoter, PSE promoter, SP01 promoter, SP02 promoter, penP promoter, TDH3p, PYK1p, PGK1p, TPI1p, GAL1p = GAL10p, ADH2p, PHO5p, CUP1p, MFα1p and the like. Examples of the high expression promoter include TDH3p, TPI1p, PGK1p, PGI1p, PYK1p, ADH1p and the like.

前記基本ベクターの種類は、特に制限されず、例えば、大腸菌由来のプラスミド、酵母由来のプラスミド等があげられる。前記大腸菌由来のプラスミドは、例えば、pQE系(pQE−80L、pQE−60およびpQE−30L等)、pEX系、pBR系(pBR322等)、pUC系(pUC18、pUC19、pUC118およびpUC119等)、pBAD、pGEX、pFLAG、pBluescript、pETベクターおよびpColdベクター等があげられる。前記酵母由来のプラスミドは、例えば、多コピー型(YEp型)、単コピー型(YCp型)、染色体組み込み型(YIp型)等があげられる。前記YEp型ベクターは、例えば、YEp24(J. R. Broach et al., Experimental Manipulation of Gene Expression, Academic Press, New York, 83, 1983)、前記YCp型ベクターは、例えば、YCp50(M. D. Rose et al., Gene, 60, 237, 1987)、前記YIp型ベクターは、例えば、YIp5(K. Struhl et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 76, 1035, 1979)、等が報告されている。この他にも、例えば、pYE22m(Biosci. Biotech. Biochem., 59, 1221−1228, 1995)、YIp1(X70480)等があげられる。前記基本ベクターは、中でも、前記大腸菌由来のプラスミドが好ましく、より好ましくは前記pQE系プラスミドであり、さらに好ましくはpQE−80Lである。   The type of the basic vector is not particularly limited, and examples thereof include a plasmid derived from E. coli and a plasmid derived from yeast. The plasmid derived from E. coli is, for example, pQE system (pQE-80L, pQE-60 and pQE-30L etc.), pEX system, pBR system (pBR322 etc.), pUC system (pUC18, pUC19, pUC118 and pUC119 etc.), pBAD PGEX, pFLAG, pBluescript, pET vector, pCold vector, and the like. Examples of the yeast-derived plasmid include a multicopy type (YEp type), a single copy type (YCp type), a chromosome integration type (YIp type), and the like. The YEp type vector is, for example, YEp24 (JR Broach et al., Experimental Manipulation of Gene Expression, Academic Press, New York, 83, 1983), and the YCp type vector is, for example, YCp50 (MD Rose et al., Gene, 60, 237, 1987), and YIp type vectors include, for example, YIp5 (K. Struhl et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 76, 1035, 1979), etc. It has been reported. In addition, for example, pYE22m (Biosci. Biotech. Biochem., 59, 1221-2228, 1995), YIp1 (X70480) and the like can be mentioned. Above all, the basic vector is preferably a plasmid derived from E. coli, more preferably the pQE plasmid, and further preferably pQE-80L.

本発明のセルロース製造用ベクターは、例えば、さらに、前記Ces系遺伝子の発現を調節する調節配列を有してもよい。前記調節配列は、本発明のセルロース製造用ベクターを導入する宿主内で機能すればよく、例えば、ターミネーター、エンハンサー、ポリアデニル化シグナル配列、複製起点配列(ori)等があげられる。前記調節配列は、例えば、前記基本ベクターが予め備える配列を利用してもよいし、前記基本ベクターに、さらに、前記調節配列を挿入してもよいし、前記基本ベクターが備える調節配列を他の調節配列に置き換えてもよい。本発明のセルロース製造用ベクターにおいて、前記調節配列の配置は、特に制限されず、前記Ces系遺伝子の発現を機能的に調節できるように配置されていればよく、公知の方法に基づいて行うことができる。   The cellulose production vector of the present invention may further have a regulatory sequence that regulates the expression of the Ces gene, for example. The regulatory sequence only needs to function in the host into which the cellulose production vector of the present invention is introduced. Examples thereof include a terminator, an enhancer, a polyadenylation signal sequence, and an origin of replication sequence (ori). As the regulatory sequence, for example, a sequence provided in advance in the basic vector may be used, or the regulatory sequence may be further inserted into the basic vector, or the regulatory sequence provided in the basic vector may be changed to another sequence. It may be replaced with a regulatory sequence. In the cellulose production vector of the present invention, the arrangement of the regulatory sequence is not particularly limited as long as it is arranged so that the expression of the Ces gene can be functionally controlled, and is performed based on a known method. Can do.

本発明のセルロース製造用ベクターは、例えば、さらに、選択マーカーのコード配列を有してもよい。前記選択マーカーは、例えば、栄養要求性マーカー、薬剤耐性等の耐性マーカー、蛍光タンパク質マーカー、酵素マーカー、細胞表面レセプターマーカー等があげられる。前記栄養要求性マーカーは、例えば、URA3遺伝子、LEU2遺伝子等があげられる。前記薬剤耐性マーカーは、例えば、ハイグロマイシン耐性、ゼオシン耐性、ジェネティシン耐性等のマーカーがあげられる。この他にも、例えば、銅耐性遺伝子(CUP1)(Marin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 337 1984)、セルレニン耐性遺伝子として、fas2m遺伝子(猪腰淳嗣ら, 生化学, 64, 660, 1992)、PDR4遺伝子(Hussain et al., gene, 101, 149, 1991)等が利用可能である。   The cellulose production vector of the present invention may further have, for example, a selection marker coding sequence. Examples of the selection marker include an auxotrophic marker, a resistance marker such as drug resistance, a fluorescent protein marker, an enzyme marker, and a cell surface receptor marker. Examples of the auxotrophic marker include URA3 gene and LEU2 gene. Examples of the drug resistance marker include markers such as hygromycin resistance, zeocin resistance, and geneticin resistance. In addition, for example, a copper resistance gene (CUP1) (Marin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 337 1984), and a cerulenin resistance gene, the fas2m gene (Yoshigai et al., Biochemistry) 64, 660, 1992), PDR4 gene (Hussain et al., Gene, 101, 149, 1991) and the like can be used.

(2)形質転換体
本発明の形質転換体は、前述のように、本発明のセルロース製造用ベクターを含むことを特徴とする。本発明の形質転換体は、前記Ces系遺伝子が発現可能なように、本発明のセルロース製造用ベクターが導入されていればよく、その他の構成は、特に制限されない。
(2) Transformant As described above, the transformant of the present invention includes the cellulose production vector of the present invention. The transformant of the present invention is not particularly limited as long as the cellulose production vector of the present invention is introduced so that the Ces gene can be expressed.

本発明の形質転換体は、前記本発明のセルロース製造用ベクターを、前記dgc遺伝子と共に発現させることによって、簡便にセルロースを製造できる。そこで、本発明の形質転換体は、さらに、dgc遺伝子を有することが好ましく、具体的には、さらに、前記dgc遺伝子を有するベクターを含むことが好ましい。前記dgc遺伝子は、例えば、前記本発明のセルロース製造用ベクターが有してもよいが、前記本発明のセルロース製造用ベクターとは別個独立したベクターが有することが好ましい。前記dgc遺伝子を有するベクターを、以下、dgc遺伝子発現用ベクターともいう。   The transformant of the present invention can easily produce cellulose by expressing the cellulose production vector of the present invention together with the dgc gene. Therefore, the transformant of the present invention preferably further has a dgc gene, and specifically, preferably further includes a vector having the dgc gene. The dgc gene may be, for example, included in the cellulose production vector of the present invention, but is preferably included in a vector independent of the cellulose production vector of the present invention. Hereinafter, the vector having the dgc gene is also referred to as a dgc gene expression vector.

前記dgc遺伝子は、cyclic−di−guanylmonophosphate(c−di−GMP)合成酵素遺伝子として公知の遺伝子である。本発明において、前記dgc遺伝子の由来となる生物は、特に制限されない。前記生物は、例えば、古細菌および真正細菌、これらのいずれかに属する好熱菌等があげられる。前記真正細菌は、例えば、大腸菌、サルモネラ菌、コレラ菌等があげられる。前記好熱菌は、特に制限されず、例えば、パイロコッカス属、メタノパイラス属、サーモコッカス属、サーモトーガ属、パイロロバス属、ブルカニサエタ属、ハロアキューラ属、メタノセラ属、またはサーマス属等があげられ、好ましくは、前記サーモトーガ属である。前記サーモトーガ属に属する好熱菌は、特に制限されず、例えば、サーモトーガ・マリティマ等があげられる。   The dgc gene is a gene known as a cyclic-di-guanylmonophosphate (c-di-GMP) synthase gene. In the present invention, the organism from which the dgc gene is derived is not particularly limited. Examples of the organism include archaea and eubacteria, thermophilic bacteria belonging to any of these. Examples of the eubacteria include Escherichia coli, Salmonella, Vibrio cholerae and the like. The thermophile is not particularly limited, and examples thereof include Pyrococcus genus, Methanopyrus genus, Thermococcus genus, Thermotoga genus, Pyrolovus genus, Brucanisaeta genus, Haloacula genus, Methanocera genus, Thermus genus, etc., preferably The genus Thermotoga. The thermophile belonging to the genus Thermotoga is not particularly limited, and examples thereof include Thermotoga maritima.

具体例として、前記dgc遺伝子の塩基配列およびこれらがコードするタンパク質のアミノ酸配列を、配列番号10〜15に示す。本発明において、前記dgc遺伝子は、この配列に限定されない。以下に示すSoDGCは、シェワネラ・オネイデンシス(Shewanella oneidensis)由来のc−di−GMP合成酵素であり、tDGCは、サーモトーガ・マリティマ(Thermotoga maritima)由来のc−di−GMP合成酵素であり、tDGC/K82+R158Aは、N末の1−81番目のアミノ酸を欠損し、R158Aの点変異を持ったtDGCである。As specific examples, the base sequence of the dgc gene and the amino acid sequence of the protein encoded by these are shown in SEQ ID NOs: 10 to 15. In the present invention, the dgc gene is not limited to this sequence. The SoDGC shown below is a c-di-GMP synthase derived from Shewanella oneidensis , and tDGC is a c-di-GMP synthase derived from Thermotoga maritima , tDGC / K82 + R158A. Is a tDGC lacking the N-terminal 1-81th amino acid and having a point mutation of R158A.

SoDGC遺伝子(配列番号10)
atgtcacgagatttattacaaaccgctgccttgaatcttaaaaaagcggttcccttaatgctcaaacatcagatccccacgactcccattaattatgccctttggtatacctatgtgggtgaacaaaatctggcattaaatgcacagctcgataccgttatcgcacattacaatacttgcccacccgtgagcagtgagctgttgtatcgccaatatgtggccgatcccgttgaacttaatgtgcgcgatatgcgcctcaatctcgaggcgatggccacagagttatcgcaatcgattaaggacactagccttgatacaaccgagtttcaaacctgtatcaatagcaatttttccaaacttaatggcatagaagaaggtgctctcagtgtcgagcaagtgctagatttagttcgcaatttagtgaaggagtctgacaatattcgttcgagcactgagtttttgaccacacagttgcaaaaagcccagacagagatcgatgcgctaaaacaaaagctcgaaaaaacagaaaaagatgtgctttatgatgcccttacaggctgtttaaaccgccgcgcctttgatgcagatatcgctggcatgatagcgcaggctccggaagggacctgcctaatcttagtcgatatcgatcattttaaagcctttaatgataactatggccaccaactgggcgatcaagtcctaaaggctgtggccaaacgcctacaggaagcatgccgagatggcagcaaactatatcgttttggcggtgaagaatttgcgattatcgtgcccaagagccaactgcggatcacaaggcaattggctgaggctatgcgccgcgggcttgaaaaactgtgcctaaaagaccgacgtaaagaccaacttgttgataatattaccgcttcttttggtgttgcccaatggcaagaaaggcaatctgttgtgcagctgatagagaaaacagataagctgctttacgaagctaaacgcctaggccgtaatcgggttatgccgataaacaactaa
SoDGCタンパク質(配列番号11)
MSRDLLQTAALNLKKAVPLMLKHQIPTTPINYALWYTYVGEQNLALNAQLDTVIAHYNTCPPVSSELLYRQYVADPVELNVRDMRLNLEAMATELSQSIKDTSLDTTEFQTCINSNFSKLNGIEEGALSVEQVLDLVRNLVKESDNIRSSTEFLTTQLQKAQTEIDALKQKLEKTEKDVLYDALTGCLNRRAFDADIAGMIAQAPEGTCLILVDIDHFKAFNDNYGHQLGDQVLKAVAKRLQEACRDGSKLYRFGGEEFAIIVPKSQLRITRQLAEAMRRGLEKLCLKDRRKDQLVDNITASFGVAQWQERQSVVQLIEKTDKLLYEAKRLGRNRVMPINN
SoDGC gene (SEQ ID NO: 10)

SoDGC protein (SEQ ID NO: 11)
MSRDLLQTAALNLKKAVPLMLKHQIPTTPINYALWYTYVGEQNLALNAQLDTVIAHYNTCPPVSSELLYRQYVADPVELNVRDMRLNLEAMATELSQSIKDTSLDTTEFQTCINSNFSKLNGIEEGALSVEQVLDLVRNLVKESDNIRSSTEFLTTQLQKAQTEIDALKQKLEKTEKDVLYDALTGCLNRRAFDADIAGMIAQAPEGTCLILVDIDHFKAFNDNYGHQLGDQVLKAVAKRLQEACRDGSKLYRFGGEEFAIIVPKSQLRITRQLAEAMRRGLEKLCLKDRRKDQLVDNITASFGVAQWQERQSVVQLIEKTDKLLYEAKRLGRNRVMPINN

tDGC遺伝子(配列番号12)
gtgaaagtttccgggggggaagttcctccctttttcaaggaggggtttttctttacttcagaggaactgactcatcttatcaatgtatgtagtagcacatctgcaattatctcagtattgaaagacagtaagtatagaaggtctttggtcttatatctaaaaaggcctttgagcaaagatgctcttcttttgattcagactctgctaactacccttgaaagggaagatctttcgtttggtgtaaaagaactggaatacatggcctatcacgatccactgacagggcttccaaacaggcgttatttctttgaactgggaaacagatatctggacttagcaaagcgcgagggaaaaaaggtattcgttcttttcgtagatcttgctgggtttaaggcgataaatgacacatacggccatctgtcaggtgatgaggtattgaagacagtttcaaaaaggattctggacagggttagaagaagcgatgtggtggctcgatacggcggtgatgagtttaccattctcctctacgatatgaaagaagagtatctgaaatccctcctggaaaggattctttccaccttcagagaacccgtcagagtggaaaataaacacttatctgtcacaccgaacataggagttgccagattccctgaagatggggaaaatcttgaagaacttctgaaagtagcggatatgaggatgtacaaagcaaaggaaatgaaagtgccttatttcagtctctcataa
tDGCタンパク質(配列番号13)
MKVSGGEVPPFFKEGFFFTSEELTHLINVCSSTSAIISVLKDSKYRRSLVLYLKRPLSKDALLLIQTLLTTLEREDLSFGVKELEYMAYHDPLTGLPNRRYFFELGNRYLDLAKREGKKVFVLFVDLAGFKAINDTYGHLSGDEVLKTVSKRILDRVRRSDVVARYGGDEFTILLYDMKEEYLKSLLERILSTFREPVRVENKHLSVTPNIGVARFPEDGENLEELLKVADMRMYKAKEMKVPYFSLS
tDGC gene (SEQ ID NO: 12)

tDGC protein (SEQ ID NO: 13)
MKVSGGEVPPFFKEGFFFTSEELTHLINVCSSTSAIISVLKDSKYRRSLVLYLKRPLSKDALLLIQTLLTTLEREDLSFGVKELEYMAYHDPLTGLPNRRYFFELGNRYLDLAKREGKKVFVYVDLAGFKAINDTYGHLSGDEVLKTVSKRILDRVRRSDVKTP

tDGC/K82+R158A−遺伝子(配列番号14)
aaagaactggaatacatggcctatcacgatccactgacagggcttccaaacaggcgttatttctttgaactgggaaacagatatctggacttagcaaagcgcgagggaaaaaaggtattcgttcttttcgtagatcttgctgggtttaaggcgataaatgacacatacggccatctgtcaggtgatgaggtattgaagacagtttcaaaaaggattctggacagggttgcaagaagcgatgtggtggctcgatacggcggtgatgagtttaccattctcctctacgatatgaaagaagagtatctgaaatccctcctggaaaggattctttccaccttcagagaacccgtcagagtggaaaataaacacttatctgtcacaccgaacataggagttgccagattccctgaagatggggaaaatcttgaagaacttctgaaagtagcggatatgaggatgtacaaagcaaaggaaatgaaagtgccttatttcagtctctcataa
tDGC/K82+R158A−タンパク質(配列番号15)
KELEYMAYHDPLTGLPNRRYFFELGNRYLDLAKREGKKVFVLFVDLAGFKAINDTYGHLSGDEVLKTVSKRILDRVARSDVVARYGGDEFTILLYDMKEEYLKSLLERILSTFREPVRVENKHLSVTPNIGVARFPEDGENLEELLKVADMRMYKAKEMKVPYFSLS
tDGC / K82 + R158A-gene (SEQ ID NO: 14)
aaagaactggaatacatggcctatcacgatccactgacagggcttccaaacaggcgttatttctttgaactgggaaacagatatctggacttagcaaagcgcgagggaaaaaaggtattcgttcttttcgtagatcttgctgggtttaaggcgataaatgacacatacggccatctgtcaggtgatgaggtattgaagacagtttcaaaaaggattctggacagggttgcaagaagcgatgtggtggctcgatacggcggtgatgagtttaccattctcctctacgatatgaaagaagagtatctgaaatccctcctggaaaggattctttccaccttcagagaacccgtcagagtggaaaataaacacttatctgtcacaccgaacataggagttgccagattccctgaagatggggaaaatcttgaagaacttctgaaagtagcggatatgaggatgtacaaagcaaaggaaatgaaagtgccttatttcagtctctcataa
tDGC / K82 + R158A-protein (SEQ ID NO: 15)
KELEYMAYHDPLTGLPNRRYFFELGNRYLDLAKREGKKVFVLFVDLAGFKAINDTYGHLSGDEVLKTVSKRILDRVARSDVVARYGGDEFTILLYDMKEEYLKSLLERILSTFREPVRVENKHLSVTPNIGVARFPEDGENLEELLKVADMRMYKAKEMKVPYFSLS

本発明の形質転換体は、例えば、宿主に、本発明のセルロース製造用ベクターを導入することによって得られる。また、本発明の形質転換体は、例えば、さらに、前記dgc遺伝子、具体的には、前記dgc遺伝子発現用ベクターを導入することによって得られる。前記本発明のセルロース製造用ベクターと前記dgc遺伝子発現用ベクターの導入の順序は、特に制限されず、いずれが先でもよいし、同時であってもよい。   The transformant of the present invention can be obtained, for example, by introducing the cellulose production vector of the present invention into a host. The transformant of the present invention can be obtained, for example, by introducing the dgc gene, specifically, the dgc gene expression vector. The order in which the cellulose production vector of the present invention and the dgc gene expression vector are introduced is not particularly limited, and either may be the first or simultaneous.

前記宿主は、特に制限されず、適宜選択できる。前記宿主は、例えば、微生物、動物細胞、昆虫細胞、植物細胞、またはこれらの培養細胞等があげられる。前記微生物は、例えば、原核生物および真核生物等があげられる。前記原核生物は、例えば、大腸菌(Escherichia coli)等のエッシェリヒア属、バシラス・ズブチリス(Bacillus subtilis)等のバシラス属、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)等のシュードモナス属、リゾビウム・メリロティ(Rhizobium meliloti)等のリゾビウム属等の細菌があげられる。前記真核生物は、例えば、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)等の酵母等があげられる。前記動物細胞は、例えば、COS細胞、CHO細胞等があげられ、前記昆虫細胞は、例えば、Sf9細胞、Sf21細胞等があげられる。前記宿主は、好ましくは大腸菌である。The host is not particularly limited and can be appropriately selected. Examples of the host include microorganisms, animal cells, insect cells, plant cells, or cultured cells thereof. Examples of the microorganism include prokaryotes and eukaryotes. The prokaryotes, for example, E. coli (Escherichia coli) Escherichia genus such as Bacillus subtilis (Bacillus subtilis) Bacillus such as, Pseudomonas such as Pseudomonas putida (Pseudomonas putida), Rhizobium meliloti (Rhizobium meliloti), such as Examples include bacteria of the genus Rhizobium. Examples of the eukaryote include yeasts such as Saccharomyces cerevisiae and Schizosaccharomyces pombe . Examples of the animal cells include COS cells and CHO cells, and examples of the insect cells include Sf9 cells and Sf21 cells. Said host is preferably E. coli.

本発明において、前記宿主にベクターまたは遺伝子を導入する方法は、特に制限されず、公知の方法により行うことができる。前記導入方法は、例えば、前記宿主の種類に応じて、適宜設定できる。   In the present invention, the method for introducing a vector or gene into the host is not particularly limited, and can be performed by a known method. The introduction method can be appropriately set depending on, for example, the type of the host.

前記導入方法は、例えば、パーティクルガン等の遺伝子銃による導入法、リン酸カルシウム法、ポリエチレングリコール法、リポソームを用いるリポフェクション法、エレクトロポレーション法、超音波核酸導入法、DEAE−デキストラン法、微小ガラス管等を用いた直接注入法、ハイドロダイナミック法、カチオニックリポソーム法、導入補助剤を用いる方法、アグロバクテリウムを介する方法等があげられる。前記リポソームは、例えば、リポフェクタミンおよびカチオニックリポソーム等があげられ、前記導入補助剤は、例えば、アテロコラーゲン、ナノ粒子およびポリマー等があげられる。   Examples of the introduction method include introduction method using a gene gun such as particle gun, calcium phosphate method, polyethylene glycol method, lipofection method using liposome, electroporation method, ultrasonic nucleic acid introduction method, DEAE-dextran method, micro glass tube, etc. Examples include a direct injection method using a hydrogel, a hydrodynamic method, a cationic liposome method, a method using an introduction aid, and a method using Agrobacterium. Examples of the liposome include lipofectamine and cationic liposome, and examples of the introduction aid include atelocollagen, nanoparticles, and polymers.

本発明において、前記ベクターが前記宿主に導入されたか否かを確認する方法は、特に制限されず、公知の方法が利用できる。公知の方法としては、例えば、前記ベクターが有する前記各選択マーカーを利用する方法、PCR法、サザンハイブリダイゼーション法、ノーザンハイブリダイゼーション法等があげられる。   In the present invention, a method for confirming whether or not the vector has been introduced into the host is not particularly limited, and a known method can be used. Known methods include, for example, a method using each of the selection markers possessed by the vector, a PCR method, a Southern hybridization method, a Northern hybridization method, and the like.

(3)セルロースの製造方法
本発明のセルロースの製造方法は、前述のように、本発明のセルロース製造用ベクターとdgc遺伝子とを含む形質転換体を、培養する工程を含むことを特徴とする。本発明は、本発明の形質転換体を使用することが特徴であって、その他の工程および条件は、特に制限されない。本発明によれば、例えば、特別な基質を使用することなく、簡便にセルロースを合成することができる。
(3) Method for Producing Cellulose As described above, the method for producing cellulose of the present invention includes a step of culturing a transformant containing the vector for producing cellulose of the present invention and the dgc gene. The present invention is characterized by using the transformant of the present invention, and other steps and conditions are not particularly limited. According to the present invention, for example, cellulose can be easily synthesized without using a special substrate.

本発明において、製造する前記セルロースは、特に制限されず、例えば、セルロースI、セルロースIIおよびセルロースIII等があげられ、好ましくはセルロースIIである。   In the present invention, the cellulose to be produced is not particularly limited, and examples thereof include cellulose I, cellulose II, and cellulose III, and cellulose II is preferable.

本発明において、前記形質転換体は、前述した本発明の形質転換体が使用でき、具体的には、前記本発明のセルロース製造用ベクターと前記dgc遺伝子とを有する形質転換体があげられる。前記形質転換体において、前記dgc遺伝子は、前述のように、前記dgc遺伝子発現用ベクターとして導入されてもよい。   In the present invention, the transformant of the present invention described above can be used as the transformant, and specifically includes a transformant having the cellulose production vector of the present invention and the dgc gene. In the transformant, the dgc gene may be introduced as the dgc gene expression vector as described above.

前記培養工程において、前記培地の種類は、特に制限されず、前記形質転換体の宿主等に応じて、適宜選択できる。前記宿主が大腸菌の場合、例えば、LB、2xYT、TB等の培地があげられる。また、本発明の形質転換体は、例えば、グルコース等の基質を、外来基質として添加しない条件においてもセルロースを合成できる。   In the culturing step, the type of the medium is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the host of the transformant. When the host is Escherichia coli, examples thereof include media such as LB, 2xYT, and TB. In addition, the transformant of the present invention can synthesize cellulose even under a condition where a substrate such as glucose is not added as a foreign substrate.

また、前記培養工程において、前記培地の原料として、バイオマスを使用することもできる。   In the culturing step, biomass can also be used as a raw material for the medium.

前記培養工程における培養条件は、特に制限されず、前記宿主に応じて、適宜選択できる。前記宿主が大腸菌の場合、例えば、大腸菌培養時の公知の条件が採用できる。培養温度は、例えば、4〜40℃であり、好ましくは4〜30℃である。培養時間は、特に制限されず、例えば、2〜24時間であり、好ましくは5〜12時間である。   The culture conditions in the culture step are not particularly limited and can be appropriately selected according to the host. When the host is Escherichia coli, for example, known conditions for culturing Escherichia coli can be employed. The culture temperature is, for example, 4 to 40 ° C, preferably 4 to 30 ° C. The culture time is not particularly limited, and is, for example, 2 to 24 hours, preferably 5 to 12 hours.

本発明のセルロースの製造方法は、さらに、前記培養工程により得られた培養物からセルロースを抽出する抽出工程を含んでもよい。前記抽出工程は、例えば、固体画分と液体画分との分離工程、前記固体画分または前記液体画分からのセルロースの精製工程等を含んでもよい。前記本発明の形質転換体の培養により合成されるセルロースが、例えば、不溶性の場合、前記精製工程において、前記固体画分を用いてセルロースを精製することが好ましく、水溶性の場合、前記精製工程において、前記液体画分を用いてセルロースを精製することが好ましい。また、合成されたセルロースは、例えば、菌体外に放出されるが、菌体内に保持されたセルロースは、前記固体画分に含まれる培養後の前記形質転換体を破壊して、回収および精製してもよい。   The method for producing cellulose of the present invention may further include an extraction step of extracting cellulose from the culture obtained by the culture step. The extraction step may include, for example, a separation step of a solid fraction and a liquid fraction, a purification step of cellulose from the solid fraction or the liquid fraction, and the like. When the cellulose synthesized by culturing the transformant of the present invention is insoluble, for example, in the purification step, it is preferable to purify the cellulose using the solid fraction, and in the case of water solubility, the purification step In the above, it is preferable to purify cellulose using the liquid fraction. In addition, the synthesized cellulose is, for example, released to the outside of the cells, but the cellulose retained in the cells is recovered and purified by destroying the transformed transformant contained in the solid fraction. May be.

前記分離工程は、例えば、遠心分離、ろ過等により行うことができる。前記精製工程は、例えば、前記分離工程において回収した固体画分を、酸処理する工程があげられる。また、前記精製工程は、例えば、前記酸処理後の個体画分を、さらにアルカリ処理する工程を含んでもよい。   The separation step can be performed, for example, by centrifugation, filtration, or the like. Examples of the purification step include a step of acid-treating the solid fraction collected in the separation step. Moreover, the said refinement | purification process may also include the process of further alkali-treating the solid fraction after the said acid treatment, for example.

また、例えば、本発明は、前記セルロース製造用ベクターの利用により、例えば、著しく疎水性の高いセルロース等、従来とは全く異なる性質を持つセルロースの生産を可能とするプラットフォームとして、利用することも期待できる。   In addition, for example, the present invention is expected to be used as a platform that enables the production of cellulose having completely different properties, such as cellulose having extremely high hydrophobicity, by using the above-described cellulose production vector. it can.

(4)セルロース
本発明のセルロースは、前述のように、本発明のセルロースの製造方法により得られることを特徴とする。本発明のセルロースは、本発明のセルロースの製造方法により得られることが特徴であり、その他の構成は、特に制限されない。
(4) Cellulose The cellulose of the present invention is obtained by the method for producing cellulose of the present invention as described above. The cellulose of the present invention is characterized by being obtained by the method for producing cellulose of the present invention, and other configurations are not particularly limited.

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は実施例に記載された態様に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to the aspect described in the Example.

[実施例1]
(1)CesA遺伝子、CesB遺伝子、CesC遺伝子およびCesD遺伝子のサブクローニング
理研BRCより、グルコンアセトバクター・キシリナス(Gluconacetobacter xylinus) JCM9730株を入手した。前記株は、そのセルロース合成酵素遺伝子群の配列が同定されているBPR2001株に相当する(Nakai T.; Moriya A.; Tonouchi N.; Tsuchida T.; Yoshinaga F.; Horinouchi S.; Sone Y.; Mori H.; Sakai F.; Hayashi T., "Control of expression by the cellulose synthase (bcsA) promoter region from Acetobacter xylinum BPR 2001" Gene 213, 93−100 (1998))。
[Example 1]
(1) CesA gene, CeSb gene, from subcloning RIKEN BRC of CesC gene and CesD genes were obtained Gluconacetobacter xylinus (Gluconacetobacter xylinus) JCM9730 strain. The strain corresponds to the BPR2001 strain whose sequence of the cellulose synthase gene group has been identified (Nakai T .; Moriya A .; Tonouchi N .; Tsuchida T .; Yoshinaga F .; Horinouchi S .; Sone Y. Mori H .; Sakai F .; Hayashi T., "Control of expression by the cellulose synthase (bcsA) promoter region from Acetobacter xylinum BPR 2001" Gene 213, 93-100 (1998)).

前記株をSH培地(Schramm M.; Hestrin S., "Factors affecting production of cellulose at the air/liquid interface of a culture of Acetobacter xylinum" J. Gen. Microbiol. 11, 123−129 (1954))で培養し、得られた菌体より、市販キット(Invivogene社製)を使ってゲノムDNAを抽出した。前記ゲノムDNAをテンプレートとして、キットを用いたPCRにより、目的遺伝子を増幅した。前記キットは、AmpliTaqGold(Applied Biosystems社製)、LA Taq(タカラ)またはPrimeStar GXL(タカラ)を使用した。そして、得られた増幅産物を、TA−ライゲーションによりpGEM−T easyベクター(Promega)に挿入した。前記キットとしてPrimeStar GXLを使用した場合、Taq(タカラ)によるA−tailing後に、TA−ライゲーションを行った。   The strain is cultured in SH medium (Schramm M .; Hestrin S., “Factors affecting production of cellulose at the air / liquid interface of a culture of Acetobacter xylinum” J. Gen. Microbiol. 11, 123-129 (1954)). Then, genomic DNA was extracted from the obtained cells using a commercially available kit (manufactured by Invivogene). Using the genomic DNA as a template, the target gene was amplified by PCR using a kit. As the kit, AmpliTaqGold (Applied Biosystems), LA Taq (Takara) or PrimeStar GXL (Takara) was used. The obtained amplification product was inserted into the pGEM-T easy vector (Promega) by TA-ligation. When PrimeStar GXL was used as the kit, TA-ligation was performed after A-tailing with Taq (Takara).

前記PCRに使用したプライマーを以下に示す。
#a1(配列番号17)
5'-ATATAAGGACGAGCTATTGATGTCAGAGGTTCAGTCGCCAGTACCC-3'
#a2(配列番号18)
5'-ATAGGATCCCGAGGCCGCACGGCTGATCTTTCC-3'
#a3(配列番号19)
5'-ATGAGCTCATGTCAGAGGTTCAGTCG-3'
#a4(配列番号20)
5'-GGATCCCAGGGCGATCTTGCGGTCAGC-3'
#a5(配列番号21)
5'-GCTAGCCACCATGTCAGAGGTTCAGTCG-3'
#a6(配列番号22)
5'-GGTACCTCATCACGAGGCCGCACGGCTGATCTT-3'
#a7(配列番号23)
5'-ACCGGTTGAGCGCAGGGAGCC-3'
#a8(配列番号24)
5'-CATATGGAACGTGCTCGGGCC-3'
#a9(配列番号25)
5'-GCCACCATGGCAATGGTGTCCCTGATCG-3'
#a10(配列番号26)
5'-CATATGGAACGTGCTCGG-3'
#a11(配列番号27)
5'-CTCGAGGCCTATCCGCTGCGT-3'
#a12(配列番号28)
5'-AGATCTCGTTCTCTGCCTTTCTTCCTG-3'
#a13(配列番号29)
5'-GGTACCTCACGTTCTCTGCCTTTCTTC-3'
#a14(配列番号30)
5'-ATGGATCCCTTGCGCGCTGAATCCGATG-3'
#a15(配列番号31)
5'-GCCACCATGGCAAGGCGATACGCCCTTTC-3'
#a16(配列番号32)
5'-GGTGCGCGTCGAGGCGATAC-3'
#a17(配列番号33)
5'-CATATGGGTTACCAGCAGCTCAACG-3'
#a18(配列番号34)
5'-AAGGATCCCGTGCCATAACGCGGCACATC-3'
#a19(配列番号35)
5'-AAGGATCCCAGGCCGACCCGGAGGCGAC-3'
#a20(配列番号36)
5'-GGATCCCTGGTCCATAATAAGATAG-3'
#a21(配列番号37)
5'-ATGAGCTCCCGGTCGCGGCGCTGCGGGTG-3'
#a22(配列番号38)
5'-ATAACCATGGCAACTTTGAACGCAAAAC-3'
#a23(配列番号39)
5'-ATAAGCTTCAGGTCGCGGCGCTGCGGGTG-3'
#a24(配列番号40)
5'-AAGCTTAATGATGATGATGATGATGGGTCGCGGCGCTGCG-3'
#a25(配列番号41)
5'-ATAAAAGCTTACTGGTCCATAATAAGATAG-3'
The primers used for the PCR are shown below.
# A1 (SEQ ID NO: 17)
5'-ATATAAGGACGAGCTATTGATGTCAGAGGTTCAGTCGCCAGTACCC-3 '
# A2 (SEQ ID NO: 18)
5'-ATAGGATCCCGAGGCCGCACGGCTGATCTTTCC-3 '
# A3 (SEQ ID NO: 19)
5'-ATGAGCTCATGTCAGAGGTTCAGTCG-3 '
# A4 (SEQ ID NO: 20)
5'-GGATCCCAGGGCGATCTTGCGGTCAGC-3 '
# A5 (SEQ ID NO: 21)
5'-GCTAGCCACCATGTCAGAGGTTCAGTCG-3 '
# A6 (SEQ ID NO: 22)
5'-GGTACCTCATCACGAGGCCGCACGGCTGATCTT-3 '
# A7 (SEQ ID NO: 23)
5'-ACCGGTTGAGCGCAGGGAGCC-3 '
# A8 (SEQ ID NO: 24)
5'-CATATGGAACGTGCTCGGGCC-3 '
# A9 (SEQ ID NO: 25)
5'-GCCACCATGGCAATGGTGTCCCTGATCG-3 '
# A10 (SEQ ID NO: 26)
5'-CATATGGAACGTGCTCGG-3 '
# A11 (SEQ ID NO: 27)
5'-CTCGAGGCCTATCCGCTGCGT-3 '
# A12 (SEQ ID NO: 28)
5'-AGATCTCGTTCTCTGCCTTTCTTCCTG-3 '
# A13 (SEQ ID NO: 29)
5'-GGTACCTCACGTTCTCTGCCTTTCTTC-3 '
# A14 (SEQ ID NO: 30)
5'-ATGGATCCCTTGCGCGCTGAATCCGATG-3 '
# A15 (SEQ ID NO: 31)
5'-GCCACCATGGCAAGGCGATACGCCCTTTC-3 '
# A16 (SEQ ID NO: 32)
5'-GGTGCGCGTCGAGGCGATAC-3 '
# A17 (SEQ ID NO: 33)
5'-CATATGGGTTACCAGCAGCTCAACG-3 '
# A18 (SEQ ID NO: 34)
5'-AAGGATCCCGTGCCATAACGCGGCACATC-3 '
# A19 (SEQ ID NO: 35)
5'-AAGGATCCCAGGCCGACCCGGAGGCGAC-3 '
# A20 (SEQ ID NO: 36)
5'-GGATCCCTGGTCCATAATAAGATAG-3 '
# A21 (SEQ ID NO: 37)
5'-ATGAGCTCCCGGTCGCGGCGCTGCGGGTG-3 '
# A22 (SEQ ID NO: 38)
5'-ATAACCATGGCAACTTTGAACGCAAAAC-3 '
# A23 (SEQ ID NO: 39)
5'-ATAAGCTTCAGGTCGCGGCGCTGCGGGTG-3 '
# A24 (SEQ ID NO: 40)
5'-AAGCTTAATGATGATGATGATGATGGGTCGCGGCGCTGCG-3 '
# A25 (SEQ ID NO: 41)
5'-ATAAAAGCTTACTGGTCCATAATAAGATAG-3 '

PCRに使用した前記プライマーと、作製したサブクローニングベクターとの関係を、下記表1に示す。ベクター#a13は、ベクター#a10およびベクター#a12由来の断片を、ベクター#a8にライゲーションすることによって作製した。また、図1に、各ベクターに導入したグルコンアセトバクター・キシリナスJCM9730由来のCesABCD遺伝子の領域を示す。   Table 1 below shows the relationship between the primers used for PCR and the prepared subcloning vector. Vector # a13 was prepared by ligating fragments from vector # a10 and vector # a12 to vector # a8. FIG. 1 shows the region of the CesABCD gene derived from glucone Acetobacter xylinus JCM9730 introduced into each vector.

目的遺伝子のDNA配列を確認し、上記のサブクローニングベクターから、制限酵素処理により前記DNA断片を切り出し、ライゲーション反応で発現ベクターへ挿入した。ついで、制限処理後にアガロースゲル電気泳動を行い、ゲルをMupid Blue(アドバンス)で染色し、目的の大きさのバンドを切りだし、Gel Extraction Kit(Qiagen)を用いることで、目的遺伝子のDNA断片を単離した。得られたDNA断片のライゲーション反応は、DNA Ligation kit ver.2.1(タカラ)あるいはDNA ligation kit LONG(タカラ)を用いて行った。   The DNA sequence of the target gene was confirmed, and the DNA fragment was excised from the subcloning vector by restriction enzyme treatment and inserted into an expression vector by ligation reaction. Subsequently, agarose gel electrophoresis is performed after the restriction treatment, the gel is stained with Mupid Blue (advance), a band of a target size is cut out, and a DNA extraction kit (Qiagen) is used to obtain a DNA fragment of the target gene. Isolated. The ligation reaction of the obtained DNA fragment was performed using DNA Ligation kit ver. 2.1 (Takara) or DNA ligation kit LONG (Takara) was used.

(2)Ces発現系の構築
(2−1)CesA発現系の構築
pQE−80L(Qiagen)をSacIおよびKpnIで処理し、これに、ベクター#a2のSacI−EcoRI断片(約600bp)と、ベクター#a3のEcoRI−KpnI断片(約1700bp)とを、同時にライゲーションした。これによって、CesA遺伝子(配列番号2)が導入され、N末端にHisタグ(His6タグ)の付いたCesAを発現するCesA発現系EV#20を作製した。
(2) Construction of Ces expression system (2-1) Construction of CesA expression system pQE-80L (Qiagen) was treated with SacI and KpnI, and SacI-EcoRI fragment (about 600 bp) of vector # a2 and vector The EcoRI-KpnI fragment of # a3 (about 1700 bp) was ligated simultaneously. Thereby, the CesA gene (SEQ ID NO: 2) was introduced, and a CesA expression system EV # 20 that expresses CesA with a His tag (His6 tag) at the N-terminus was prepared.

(2−2)CesB発現系の構築
pQE−60をNcoIおよびBglIIで処理し、これに、ベクター#a5のNcoI−XhoI断片(約1350bp)と、ベクター#a6のXhoI−BglII断片(約1050bp)とを、同時にライゲーションした。これによって、CesB遺伝子(配列番号4)が導入され、C末端にHisタグの付いたCesBを発現するCesB発現系EV#32を作製した。
(2-2) Construction of CesB Expression System pQE-60 was treated with NcoI and BglII, and this was treated with an NcoI-XhoI fragment (about 1350 bp) of vector # a5 and an XhoI-BglII fragment (about 1050 bp) of vector # a6. And ligated at the same time. As a result, a CesB gene (SEQ ID NO: 4) was introduced, and a CesB expression system EV # 32 that expresses CesB with a His tag at the C-terminus was prepared.

(2−3)CesC発現系の構築
pQE−60をNcoIおよびBamHIで処理し、これに、ベクター#a9のNcoI−KpnI断片(約500bp)と、ベクター#a10のKpnI−AgeI断片(約2200bp)と、ベクター#11のAgeI−BamHI断片(約1350bp)とを、同時にライゲーションした。これによって、CesC遺伝子(配列番号6)が導入され、CesCを発現するCesC発現系EV#59を作製した。
(2-3) Construction of CesC expression system pQE-60 was treated with NcoI and BamHI, and this was treated with an NcoI-KpnI fragment of vector # a9 (about 500 bp) and a KpnI-AgeI fragment of vector # a10 (about 2200 bp). And the AgeI-BamHI fragment of vector # 11 (about 1350 bp) were simultaneously ligated. Thereby, the CesC gene (SEQ ID NO: 6) was introduced, and a CesC expression system EV # 59 that expresses CesC was produced.

(2−4)CesAB発現系の構築
CesAおよびCesBを発現するCesAB発現系の構築の手順を、図2に示す。EV#20をAgeIおよびKpnIで処理し、これに、ベクター#a4のAgeI−XhoI断片(約1400bp)と、ベクター#a7のXhoI−KpnI断片(約1050bp)とを、同時にライゲーションした。これによって、CesAおよびCesBを発現するCesAB発現系EV#21を作製した。
(2-4) Construction of CesAB Expression System FIG. 2 shows a procedure for constructing a CesAB expression system that expresses CesA and CesB. EV # 20 was treated with AgeI and KpnI, and the AgeI-XhoI fragment of vector # a4 (about 1400 bp) and the XhoI-KpnI fragment of vector # a7 (about 1050 bp) were ligated simultaneously. Thereby, CesAB expression system EV # 21 expressing CesA and CesB was produced.

EV#21をEcoRIで処理し、得られたベクター断片(約9000bp)をアルカリフォスファターゼ処理により脱リン酸化処理し、これに、ベクター#a1のEcoRI断片(約600bp)をライゲーションした。これによって、CesAB発現系EV#51を作製した。これによって、CesA遺伝子(配列番号2)とCesB遺伝子(配列番号4)とが導入され、CesAおよびCesBを発現するCesAB発現系EV#51を作製した。なお、断片の挿入方向の確認は、PCRにより行った。   EV # 21 was treated with EcoRI, the resulting vector fragment (about 9000 bp) was dephosphorylated by alkaline phosphatase treatment, and the EcoRI fragment (about 600 bp) of vector # a1 was ligated thereto. This produced CesAB expression system EV # 51. Thereby, the CesA gene (SEQ ID NO: 2) and the CesB gene (SEQ ID NO: 4) were introduced, and a CesAB expression system EV # 51 expressing CesA and CesB was produced. The fragment insertion direction was confirmed by PCR.

EV#51をBamHIおよびHindIIIで処理し、得られたベクター断片(約9000bp)に、EV#32のBamHI−HindIII断片(約500bp)をライゲーションした。これによって、CesA遺伝子(配列番号2)とCesB遺伝子(配列番号4)とが導入され、CesAおよびC末端にHisタグの付いたCesBを発現するCesAB発現系EV#53を作製した。   EV # 51 was treated with BamHI and HindIII, and the BamHI-HindIII fragment (about 500 bp) of EV # 32 was ligated to the resulting vector fragment (about 9000 bp). As a result, the CesA gene (SEQ ID NO: 2) and the CesB gene (SEQ ID NO: 4) were introduced, and a CesAB expression system EV # 53 that expresses CesA and CesB with a His tag at the C-terminus was prepared.

CesAB発現系EV#53において、CesA遺伝子は、CesB遺伝子の上流側に位置し、pQE−80L由来のT5プロモーターとCesA遺伝子との間の長さは、29塩基長となった。前記プロモーターからCesA遺伝子の5’領域までの配列を以下に示す。下記配列において、5’側の下線部が前記プロモーターの領域であり、下線を付していない領域が、EcoRIサイトおよびサブクローニングベクター#a1より持ち込まれたpGEM−T easy由来の配列であり、四角で囲んだ領域が、グルコンアセトバクター・キシリナス由来のCesA遺伝子の開始コドン上流の上流配列(13塩基長)であり、3’側の下線部がCesA遺伝子の開始コドンである。   In the CesAB expression system EV # 53, the CesA gene was located upstream of the CesB gene, and the length between the TQ promoter derived from pQE-80L and the CesA gene was 29 bases long. The sequence from the promoter to the 5 'region of the CesA gene is shown below. In the following sequence, the underlined portion on the 5 ′ side is the promoter region, and the ununderlined region is a sequence derived from pGEM-T easy brought from the EcoRI site and the subcloning vector # a1, The enclosed region is the upstream sequence (13 base length) upstream of the start codon of CesA gene derived from gluconacetobacter xylinus, and the underlined portion on the 3 ′ side is the start codon of CesA gene.

(2−5)CesABC発現系の構築
ベクター#a8をXmaIおよびSpeIで処理し、これに、ベクター#a10のXmaI−AgeI断片(約1600bp)と、ベクター#12のAgeI−SpeI断片(約1800bp)とを、同時にライゲーションした。これによって、ベクター#a13を作製した。ベクター#a13は、CesBの3’側領域から、CesC全長およびCesDの3’末端までを含む。ついで、EV#53をBamHIおよびHindIIIで処理し、得られたベクター断片(約9000bp)に、ベクター#a13のBamHI−SacII断片(約2150bp)と、EV#59のSacII−HindIII断片(約2300bp)とを、同時にライゲーションした。これによって、CesA遺伝子(配列番号2)とCesB遺伝子(配列番号4)とCesC遺伝子(配列番号6)とが導入され、CesA、CesBおよびC末端にHisタグを付けたCesCを発現するCesABC発現系EV#63を作製した。
(2-5) Construction of CesABC expression system Vector # a8 was treated with XmaI and SpeI. To this, XmaI-AgeI fragment (about 1600 bp) of vector # a10 and AgeI-SpeI fragment of vector # 12 (about 1800 bp) And ligated at the same time. Thereby, vector # a13 was produced. Vector # a13 contains from the 3 ′ region of CesB to the full length of CesC and the 3 ′ end of CesD. Subsequently, EV # 53 was treated with BamHI and HindIII, and the resulting vector fragment (about 9000 bp) was combined with the BamHI-SacII fragment (about 2150 bp) of vector # a13 and the SacII-HindIII fragment (about 2300 bp) of EV # 59. And ligated at the same time. Thereby, the CesA gene (SEQ ID NO: 2), the CesB gene (SEQ ID NO: 4), and the CesC gene (SEQ ID NO: 6) are introduced, and CesABC expression system that expresses CesA, CesB, and CesC with His tag at the C-terminus EV # 63 was produced.

また、ベクターa#13のBamHI−SacII断片に代えて、ベクターa#13のBamHI−XhoI断片(約2700bp)、EV#59のSacII−HindIII断片に代えてベクターa#16のXhoI−HindIII断片(約1700bp)を使用した以外は、同様にして、ライゲーションした。これによって、CesA遺伝子(配列番号2)とCesB遺伝子(配列番号4)とCesC遺伝子(配列番号6)とが導入され、Hisタグが付されないCesA、CesBおよびCesCを発現するCesABC発現系EV#100を作製した。   Further, instead of the BamHI-SacII fragment of the vector a # 13, the BamHI-XhoI fragment (about 2700 bp) of the vector a # 13, and the XhoI-HindIII fragment of the vector a # 16 instead of the SacII-HindIII fragment of EV # 59 ( Ligation was performed in the same manner except that about 1700 bp) was used. Thereby, the CesA gene (SEQ ID NO: 2), the CesB gene (SEQ ID NO: 4), and the CesC gene (SEQ ID NO: 6) are introduced, and the CesABC expression system EV # 100 that expresses CesA, CesB, and CesC without a His tag. Was made.

CesABC発現系EV#63において、上流側からCesA遺伝子、CesB遺伝子およびCesC遺伝子が配置され、pQE−80L由来のT5プロモーターとCesA遺伝子との間の長さは、29塩基長となった。前記プロモーターからCesA遺伝子の5’領域までの配列は、前記EV#53と同様である。   In the CesABC expression system EV # 63, the CesA gene, the CesB gene, and the CesC gene were arranged from the upstream side, and the length between the pQE-80L-derived T5 promoter and the CesA gene was 29 bases long. The sequence from the promoter to the 5 'region of the CesA gene is the same as in EV # 53.

(2−6)CesABCD発現系の構築
EV#53をBamHIおよびHindIIIで処理し、得られたベクター断片(約9000bp)に、ベクター#a13のBamHI−SacII断片(約2400bp)と、ベクター#a13のSacII−EagI断片(約2150bp)と、ベクター#a14のEagI−HindIII断片(約400bp)とを、同時にライゲーションした。これによって、CesA遺伝子(配列番号2)とCesB遺伝子(配列番号4)とCesC遺伝子(配列番号6)とCesD遺伝子(配列番号8)とが導入され、CesA、CesB、CesCおよびCesDを発現するCesABCD発現系EV#79を作製した。
(2-6) Construction of CesABCD Expression System EV # 53 was treated with BamHI and HindIII, and the resulting vector fragment (about 9000 bp) was added to the BamHI-SacII fragment (about 2400 bp) of vector # a13 and vector # a13. The SacII-EagI fragment (about 2150 bp) and the EagI-HindIII fragment (about 400 bp) of vector # a14 were ligated simultaneously. Thereby, the CesA gene (SEQ ID NO: 2), the CesB gene (SEQ ID NO: 4), the CesC gene (SEQ ID NO: 6) and the CesD gene (SEQ ID NO: 8) are introduced, and CesABCD expressing CesA, CesB, CesC and CesD An expression system EV # 79 was produced.

また、前記ベクター#a14に代えて、ベクター#a15を使用した以外は、同様にして、ライゲーションを行った。これによって、CesA遺伝子(配列番号2)とCesB遺伝子(配列番号4)とCesC遺伝子(配列番号6)とCesD遺伝子(配列番号8)とが導入され、CesA、CesB、CesCおよびC末端にHisタグの付いたCesDを発現するCesABCD発現系EV#80を作製した。   Further, ligation was carried out in the same manner except that vector # a15 was used instead of vector # a14. Thereby, the CesA gene (SEQ ID NO: 2), the CesB gene (SEQ ID NO: 4), the CesC gene (SEQ ID NO: 6), and the CesD gene (SEQ ID NO: 8) are introduced, and the His tag at the CesA, CesB, CesC, and C-terminus. A CesABCD expression system EV # 80 that expresses CesD marked with is prepared.

CesABC発現系EV#63および#80において、上流側からCesA遺伝子、CesB遺伝子、CesC遺伝子およびCesD遺伝子が配置され、pQE−80L由来のT5プロモーターとCesA遺伝子との間の長さは、29塩基長となった。前記プロモーターからCesA遺伝子の5’領域までの配列は、前記EV#53と同様である。   In the CesABC expression systems EV # 63 and # 80, the CesA gene, CesB gene, CesC gene and CesD gene are arranged from the upstream side, and the length between the T5 promoter derived from pQE-80L and the CesA gene is 29 bases long It became. The sequence from the promoter to the 5 'region of the CesA gene is the same as in EV # 53.

(3)dgc遺伝子のクローニング
NBRC(NITE, Japan)よりサーモトーガ・マリティマ(Thermotoga maritime) MSB8(NBRC 100826)を入手した。前記菌体の水懸濁液をテンプレートとして、AmpliTaqGold(Applied Biosystems)を用いたPCRにより、DGC(Diguanyl cyclase)をコードするdgc遺伝子を増幅した。前記dgc遺伝子は、アクセッション番号TM1788(Gene ID:897742)(Rao F.; Pasunooti S.; Ng Y.; Zhuo W.; Lim L.; Liu A.W.; Liang Z.−., "Enzymatic synthesis of c−di−GMP using a thermophilic diguanylate cyclase" Anal. Biochem. 389, 138−142 (2009))に登録されている。そして、得られた増幅産物を、TA−ligationによりpGEM−T easyベクターに挿入し、ベクター#b1を作製した。さらに、ベクター#b1をテンプレートとして、QuikChange(Qiagen)プロトコルによるPCR(タカラ, PrimeStar GXLを使用)により、点変異R158Aを導入し、dgc遺伝子(配列番号14)を導入したベクター#b2を作製した。
(3) Cloning of dgc gene Thermotoga maritime MSB8 (NBRC 100826) was obtained from NBRC (NITE, Japan). The dgc gene encoding DGC (Diguanyl cyclase) was amplified by PCR using AmpliTaq Gold (Applied Biosystems) using the aqueous suspension of the cells as a template. The dgc gene has the accession number TM1788 (Gene ID: 897742) (Rao F .; Pasunooti S .; Ng Y .; Zhuo W .; Lim L .; Liu A.W .; Liang Z.-., “Enzymatic synthesis of c-di-GMP using a thermophilic diguanylate cyclase "Anal. Biochem. 389, 138-142 (2009)). Then, the obtained amplification product was inserted into the pGEM-T easy vector by TA-ligation to prepare vector # b1. Furthermore, using vector # b1 as a template, point mutation R158A was introduced by PCR (using Takara, PrimeStar GXL) using the QuikChange (Qiagen) protocol to prepare vector # b2 into which the dgc gene (SEQ ID NO: 14) was introduced.

前記PCRに使用したプライマーを以下に示す。
#b1(配列番号43)
5'-GCTAGCAAAGAACTGGAATACATGG-3'
#b2(配列番号44)
5'-GAATTCTTATGAGAGACTGAAATAAGGC-3'
#b3(配列番号45)
5'-CTGGACAGGGTTGCAAGAAGCGATGTGG-3'
#b4(配列番号46)
5'-CCACATCGCTTCTTGCAACCCTGTCCAG-3'
The primers used for the PCR are shown below.
# B1 (SEQ ID NO: 43)
5'-GCTAGCAAAGAACTGGAATACATGG-3 '
# B2 (SEQ ID NO: 44)
5'-GAATTCTTATGAGAGACTGAAATAAGGC-3 '
# B3 (SEQ ID NO: 45)
5'-CTGGACAGGGTTGCAAGAAGCGATGTGG-3 '
# B4 (SEQ ID NO: 46)
5'-CCACATCGCTTCTTGCAACCCTGTCCAG-3 '

PCRに使用した前記プライマーと、作製したベクターとの関係を、下記表3に示す。
The relationship between the primers used for PCR and the prepared vector is shown in Table 3 below.

(4)dgc発現系の構築
DGCを発現するdgc発現系の構築の手順を、図3に示す。ベクター#b2をテンプレートとし、下記プライマーと前記プライマー#b2とを使用して、PCR(タカラ, PrimeStar GXLを使用)を行った。得られた増幅産物を、pBAD202/D−TOPO(Invitrogen)にTOPOクローニング反応で挿入し、pBAD202/D−tDGCを作製した。
プライマー(配列番号47)
5’-CACCAAAGAACTGGAATACATGG-3’
(4) Construction of dgc expression system FIG. 3 shows a procedure for constructing a dgc expression system that expresses DGC. PCR (using Takara, PrimeStar GXL) was performed using the vector # b2 as a template and the following primers and the primer # b2. The obtained amplification product was inserted into pBAD202 / D-TOPO (Invitrogen) by TOPO cloning reaction to prepare pBAD202 / D-tDGC.
Primer (SEQ ID NO: 47)
5'-CACCAAAGAACTGGAATACATGG-3 '

前記pBAD202/D−TOPOに、以下に示す2つのオリゴヌクレオチドをTOPO反応で挿入し、pBAD202/Rを得た。そして、BBRP(NIG, Japan)より分譲されたpBAD33を、MluIおよびHindIIIで処理し、得られたベクター断片に、pBAD202/RのMluI−HindIII断片(約600bp)を、DNA ligation kit ver2.1を用いてライゲーションした。これによって、pBAD33/202Rを作製した。
オリゴヌクレオチド
5’-CACCGAATTCGTCGACGGTACCGCTAGC-3’(配列番号48)
5’-GCTAGCGGTACCGTCGACGAATTC-3’(配列番号49)
Two oligonucleotides shown below were inserted into the pBAD202 / D-TOPO by TOPO reaction to obtain pBAD202 / R. Then, pBAD33 distributed from BBRP (NIG, Japan) was treated with MluI and HindIII, and the resulting vector fragment was pBAD202 / R MluI-HindIII fragment (about 600 bp) and DNA ligation kit ver2.1. And ligated. This produced pBAD33 / 202R.
Oligonucleotide
5'-CACCGAATTCGTCGACGGTACCGCTAGC-3 '(SEQ ID NO: 48)
5'-GCTAGCGGTACCGTCGACGAATTC-3 '(SEQ ID NO: 49)

前記pBAD33/202RをMluIおよびSacIで処理し、得られたベクター断片に、pBAD202/D−tDGCのMluI−SacI断片(約1100bp)を、タカラ DNA ligation kit ver2.1を用いてライゲーションした。これによって、dgc遺伝子(配列番号14)が導入され、DGCを発現するpBAD33/202−tDGCを作製した。   The pBAD33 / 202R was treated with MluI and SacI, and the resulting vector fragment was ligated with the MluI-SacI fragment (about 1100 bp) of pBAD202 / D-tDGC using Takara DNA ligation kit ver2.1. Thereby, the dgc gene (SEQ ID NO: 14) was introduced, and pBAD33 / 202-tDGC expressing DGC was prepared.

(5)セルロース合成
得られたCes発現系ベクター(CesAB発現系EV#53、CesABC発現系EV#63またはCesABCD発現系EV#80)と、dgc発現系ベクター(pBAD33/202−tDGC)とを、ルビジウム法によって大腸菌XL1−Blue株に導入して、前記両発現系ベクターを共発現する形質転換体を製造した。
(5) Cellulose synthesis The obtained Ces expression system vector (CesAB expression system EV # 53, CesABC expression system EV # 63 or CesABCD expression system EV # 80) and a dgc expression system vector (pBAD33 / 202-tDGC), By introducing it into E. coli XL1-Blue strain by the rubidium method, a transformant co-expressing both the expression vectors was produced.

そして、各形質転換体を、0.2% L−アラビノースおよび0.4mmol/L イソプロピルチオガラクトシド(IPTG)を含む2×YT培地(pH7)培地を、温度28℃の条件下、5時間培養した。   Then, each transformant was cultured in a 2 × YT medium (pH 7) medium containing 0.2% L-arabinose and 0.4 mmol / L isopropylthiogalactoside (IPTG) at a temperature of 28 ° C. for 5 hours. .

得られた培養液について、以下のような処理を施し、サンプルを調製し、後述するセルロース分析を行った。まず、前記培養液を、7,500gの条件で遠心分離にかけ、菌体を含む沈殿を回収した。前記沈殿を水に懸濁させた後、この懸濁液に対して、体積比が酢酸8:硝酸1の混合液を、4倍体積量加え、100℃で30分処理した。この処理液を遠心分離にかけ、沈殿を回収し、遠心後の上清が中性になるまで、前記沈殿の洗浄を行った。   About the obtained culture solution, the following processes were given, the sample was prepared, and the cellulose analysis mentioned later was performed. First, the culture solution was centrifuged under conditions of 7,500 g, and the precipitate containing the bacterial cells was collected. After suspending the precipitate in water, a 4-fold volume of a mixed solution of acetic acid 8: nitric acid 1 was added to the suspension and treated at 100 ° C. for 30 minutes. This treatment solution was centrifuged to collect the precipitate, and the precipitate was washed until the supernatant after centrifugation became neutral.

セルロース分析は、前記サンプルについて、透過型電子顕微鏡(正式名称 JEM−2000EXII)を用いた2%酢酸ウランによる負染色観察および電子回折像撮影、およびSpectrum One(Perkin Elmer)を用いた赤外スペクトルの測定により行った。前記赤外スペクトルの測定は、I型のセルロースおよびII型のセルロースの標準品と共に解析を行った。これらの結果から代表して、Ces発現系ベクターとしてCesAB発現系EV#53を導入した形質転換体から得られたサンプルの結果を、図4、図5および図6に示す。   Cellulose analysis was performed on the sample by negative staining observation and electron diffraction imaging with 2% uranium acetate using a transmission electron microscope (official name JEM-2000EXII) and infrared spectrum using Spectrum One (Perkin Elmer). Performed by measurement. The infrared spectrum was analyzed together with standard products of type I cellulose and type II cellulose. As a representative of these results, the results of the samples obtained from the transformants into which the CesAB expression system EV # 53 was introduced as the Ces expression system vector are shown in FIG. 4, FIG. 5 and FIG.

図4は、負染色観察の結果であり、(A)が、低倍観察の結果であり、(B)が、高倍観察の結果である。(A)において、スケールバーは10μmを示し、(B)において、スケールバーは、100nmを示す。また、図5は、電子回折パターンの写真であり、図6は、赤外スペクトルであり、Native BCはセルロースI型の標準サンプル、Mercerized BCはセルロースII型の標準サンプル、EC−Synthesizedは実施例のサンプルの結果を示す。図4において、大きさが10〜20nmの凝集体が確認された。また、図5において、セルロースII結晶に特徴的な110と020の回折リングが確認された。さらに、図6に示すように、前記サンプル(EC−Synthesized)は、II型のセルロース(Mercerized BC)と同じパターンが確認された。これらの結果から、前記サンプルにII型のセルロースが含まれること、すなわち、前記形質転換体の培養によってII型のセルロースが生合成されたことが確認された。なお、その他のCes発現系ベクターを導入した形質転換体から得られたサンプルについても、同様の結果であった。また、Ces系遺伝子を挿入した発現ベクターが、本発明の条件を満たさない場合、タンパク質の発現がほとんど確認できなかったことから、セルロース合成は行えないこともわかった。   FIG. 4 shows the results of negative staining observation, (A) shows the results of low magnification observation, and (B) shows the results of high magnification observation. In (A), the scale bar indicates 10 μm, and in (B), the scale bar indicates 100 nm. 5 is a photograph of an electron diffraction pattern, FIG. 6 is an infrared spectrum, Native BC is a cellulose I type standard sample, Mercerized BC is a cellulose II type standard sample, and EC-Synthesized is an example. The result of the sample is shown. In FIG. 4, an aggregate having a size of 10 to 20 nm was confirmed. Moreover, in FIG. 5, the diffraction rings of 110 and 020 characteristic to the cellulose II crystal were confirmed. Furthermore, as shown in FIG. 6, the same pattern as the type II cellulose (Mercerized BC) was confirmed in the sample (EC-Synthesized). From these results, it was confirmed that type II cellulose was contained in the sample, that is, type II cellulose was biosynthesized by culturing the transformant. Similar results were obtained for samples obtained from transformants into which other Ces expression vectors were introduced. It was also found that when the expression vector into which the Ces gene was inserted did not satisfy the conditions of the present invention, protein expression could hardly be confirmed, so that cellulose synthesis could not be performed.

[実施例2]
本実施例では、前記CesAB発現系を導入した形質転換体が、セルロースを発現していることを確認した。
[Example 2]
In the present Example, it confirmed that the transformant which introduce | transduced the said CesAB expression system is expressing the cellulose.

前記実施例1と同様にして、Ces発現系ベクター(CesAB発現系EV#51)と、前記dgc発現系ベクター(pBAD33/202−tDGC)とを導入した形質転換体を製造した。   In the same manner as in Example 1, a transformant into which the Ces expression system vector (CesAB expression system EV # 51) and the dgc expression system vector (pBAD33 / 202-tDGC) were introduced was produced.

前記形質転換体を、2×YT培地(pH7)培地を用いて、温度28℃の条件下で培養した。つぎに、0.2% L−アラビノースおよび0.4mmol/L IPTGとなるようL−アラビノースおよびIPTGを添加し、さらに、温度28℃の条件下で6−7時間培養した。前記培養後、5000gで菌体を含む沈殿を回収した。そして、前記菌体を含む沈殿に、体積比が酢酸8:硝酸1の混合液を加え、100℃で30分処理した。この処理液を遠心分離にかけ、セルロースの沈殿を回収し、遠心後の上清が中性になるまで、前記セルロースの沈殿の洗浄を行った。前記洗浄後、前記セルロースの沈殿を凍結乾燥し、セルロースの有無を目視で確認した。   The transformant was cultured using a 2 × YT medium (pH 7) medium at a temperature of 28 ° C. Next, L-arabinose and IPTG were added so that it might become 0.2% L-arabinose and 0.4 mmol / L IPTG, and also it culture | cultivated on the conditions of the temperature of 28 degreeC for 6-7 hours. After the culture, a precipitate containing the cells was collected at 5000 g. And the liquid mixture whose volume ratio is acetic acid 8: nitric acid 1 was added to the precipitation containing the said microbial cell, and it processed at 100 degreeC for 30 minutes. The treatment liquid was centrifuged to recover the cellulose precipitate, and the cellulose precipitate was washed until the centrifuged supernatant became neutral. After the washing, the cellulose precipitate was freeze-dried and the presence or absence of cellulose was visually confirmed.

また、コントロール1は、前記CesAB発現系EV#51に代えて、前記CesA発現系EV#98を用いた以外は同様にして、コントロール2は、前記dgc発現系ベクターのみを用いた以外は同様にして、セルロースの有無を目視で確認した。なお、前記CesA発現系EV#98は、EV#20をEcoRIで処理し、これに、ベクターa#01のEcoRI断片(約600bp)をライゲーションし、作製した。   Control 1 was the same except that the CesA expression system EV # 98 was used instead of the CesAB expression system EV # 51, and Control 2 was the same except that only the dgc expression system vector was used. The presence or absence of cellulose was confirmed visually. The CesA expression system EV # 98 was prepared by treating EV # 20 with EcoRI and ligating the EcoRI fragment (about 600 bp) of the vector a # 01.

CesAB発現系を導入した形質転換体由来のサンプルでは、セルロースが確認できたのに対し、コントロール1およびコントロール2では、セルロースが確認できなかった。これらの結果から、セルロースの合成には、CesAB発現系がセルロースの合成に重要であることがわかった。   In the sample derived from the transformant into which the CesAB expression system was introduced, cellulose was confirmed, whereas in Control 1 and Control 2, cellulose was not confirmed. From these results, it was found that the CesAB expression system is important for cellulose synthesis for cellulose synthesis.

[実施例3]
本実施例では、前記CesAB発現系を導入した形質転換体の培養液をセルラーゼ処理し、セルロースが合成されていることを確認した。
[Example 3]
In this example, the culture solution of the transformant introduced with the CesAB expression system was subjected to cellulase treatment, and it was confirmed that cellulose was synthesized.

前記実施例1と同様にして、形質転換体の培養液を製造した。つぎに、前記培養液をサンプルとして、カーボン膜を張ったニッケルグリッドにマウントした。前記マウント後のニッケルグリッドをTBS(Tris buffered Saline)および水で洗浄し、5分間乾燥させた。さらに、0.5%セルラーゼ(商品名:Celluclast 1.5L、Novozyme社)を含む緩衝液(50mmol/L MES−NaOH、pH5.6)に、前記ニッケルグリッドを浮かべ、45−50℃で1時間処理した。そして、前記処理後のニッケルグリッドを水で洗浄し、前記実施例1と同様にして、2%酢酸ウランによる負染色観察を行った。また、同じサンプルについて、前記セルラーゼを含む緩衝液に代えて、セルラーゼを含まない前記緩衝液を用いた以外は、同様にして負染色観察を行った。   In the same manner as in Example 1, a culture solution of the transformant was produced. Next, the culture solution was used as a sample and mounted on a nickel grid covered with a carbon film. The nickel grid after mounting was washed with TBS (Tris buffered Saline) and water, and dried for 5 minutes. Furthermore, the nickel grid was floated on a buffer solution (50 mmol / L MES-NaOH, pH 5.6) containing 0.5% cellulase (trade name: Celluclast 1.5 L, Novozyme), and the mixture was incubated at 45-50 ° C. for 1 hour. Processed. The nickel grid after the treatment was washed with water, and negative staining observation with 2% uranium acetate was performed in the same manner as in Example 1. The same sample was subjected to negative staining observation in the same manner except that the buffer solution containing no cellulase was used instead of the buffer solution containing the cellulase.

これらの結果を図7に示す。図7は、負染色観察の結果である。図7において、上段は、セルラーゼ未処理のサンプルの結果であり、下段は、セルラーゼ処理したサンプルの結果であり、左段は、低倍観察の結果であり、右段が、高倍観察の結果である。左段の写真において、スケールバーは、2000nmを示し、右段の写真において、スケールバーは、200nmを示す。図7において、上段の写真に示すように、セルラーゼ未処理サンプルでは、いずれの倍率においてもセルロースの繊維構造が観察され、他方、下段の写真に示すように、セルラーゼ処理サンプルでは、いずれの倍率においてもセルロースの繊維構造が観察されなかった。これらの結果から、前記形質転換体の培養によって、セルロースが合成されていることがわかった。   These results are shown in FIG. FIG. 7 shows the result of negative staining observation. In FIG. 7, the upper row is the result of the cellulase-untreated sample, the lower row is the result of the cellulase-treated sample, the left row is the result of low magnification observation, and the right row is the result of high magnification observation. is there. In the left photograph, the scale bar indicates 2000 nm, and in the right photograph, the scale bar indicates 200 nm. In FIG. 7, as shown in the upper photograph, the cellulose fiber structure was observed at any magnification in the cellulase-untreated sample, while on the other hand, as shown in the lower photograph, at any magnification, the cellulase-treated sample. Also, the fiber structure of cellulose was not observed. From these results, it was found that cellulose was synthesized by culturing the transformant.

[実施例4]
本実施例では、上流配列の塩基長およびスペーサー配列の塩基長が異なるCesAB発現系を作製し、CesAタンパク質およびCesBタンパク質の発現に上流配列が必要であることを確認した。
[Example 4]
In this example, CesAB expression systems having different upstream sequence base lengths and spacer sequence base lengths were prepared, and it was confirmed that upstream sequences were required for the expression of CesA protein and CesB protein.

(1)Ces発現系の構築
本実施例で用いたCes発現系を図8に示す。図8に示すように、コントロール発現系EV#43は、上流配列を有さない比較例の発現ベクターであり、CesAB発現系EV#49−EV#52は、上流配列を有する実施例の発現ベクターである。コントロール発現系EV#43およびCesAB発現系EV#49−EV#52の上流配列の長さは、それぞれ、0、21、24、13、70塩基長であり、スペーサー配列の長さは、それぞれ、27、6、6、16、16塩基長であり、プロモーターとCesA遺伝子(開始コドン)との間の長さは、それぞれ、27、27、30、29および86塩基長である。本実施例では、コントロール発現系EV#43ならびにCesAB発現系EV#49、EV#50およびEV#52を作製した。また、CesAB発現系EV#51は、実施例1のCesAB発現系EV#51を用いた。
(1) Construction of Ces expression system FIG. 8 shows the Ces expression system used in this example. As shown in FIG. 8, the control expression system EV # 43 is a comparative expression vector having no upstream sequence, and the CesAB expression system EV # 49-EV # 52 is an expression vector of the example having an upstream sequence. It is. The lengths of the upstream sequences of the control expression system EV # 43 and the CesAB expression systems EV # 49-EV # 52 are 0, 21, 24, 13, and 70 bases, respectively, and the spacer sequences are respectively long. The lengths are 27, 6, 6, 16, 16 bases, and the lengths between the promoter and the CesA gene (start codon) are 27, 27, 30, 29, and 86 bases, respectively. In this example, control expression system EV # 43 and CesAB expression systems EV # 49, EV # 50 and EV # 52 were prepared. The CesAB expression system EV # 51 of Example 1 was used as the CesAB expression system EV # 51.

前記プライマー#a4および下記のプライマー#a26−29を用いた以外は、前記実施例1(1)と同様にして、PCRにより増幅したDNA断片をpGEM−T easyにライゲーションし、ベクター#a17−#a20を作製した。PCRに用いたプライマーを以下に示す。
#a26(配列番号50)
5'-GAATTCATTAAAGAGGAGAAATTACATATGTCAGAGGTTCAGTCGCCAGTA-3'
#a27(配列番号51)
5'-GAATTCTTATTATCGGACGAGCTATTGATG-3'
#a28(配列番号52)
5'-GAATTCTATTTATTATCGGACGAGCTATTGATG-3'
#a29(配列番号53)
5'-ATGCGTCTGACGGTTTTCTTTTGAATATAT-3'
A DNA fragment amplified by PCR was ligated to pGEM-T easy in the same manner as in Example 1 (1) except that the primer # a4 and the following primer # a26-29 were used, and vector # a17- # a20 was produced. The primers used for PCR are shown below.
# A26 (SEQ ID NO: 50)
5'-GAATTCATTAAAGAGGAGAAATTACATATGTCAGAGGTTCAGTCGCCAGTA-3 '
# A27 (SEQ ID NO: 51)
5'-GAATTCTTATTATCGGACGAGCTATTGATG-3 '
# A28 (SEQ ID NO: 52)
5'-GAATTCTATTTATTATCGGACGAGCTATTGATG-3 '
# A29 (SEQ ID NO: 53)
5'-ATGCGTCTGACGGTTTTCTTTTGAATATAT-3 '

また、PCRに使用した前記プライマーと、作製したサブクローニングベクターとの関係を、下記表4に示す。   Table 4 below shows the relationship between the primers used in PCR and the prepared subcloning vector.

ベクター#a1のEcoRI断片に代えて、ベクター#a17−#a20のEcoRI断片(約600bp)をそれぞれ用いた以外は、前記実施例1(2−4)と同様にして、コントロール発現系EV#43ならびにCesAB発現系EV#49、50および52を作製した。   A control expression system EV # 43 was prepared in the same manner as in Example 1 (2-4) except that the EcoRI fragment (about 600 bp) of vector # a17- # a20 was used instead of the EcoRI fragment of vector # a1. And CesAB expression system EV # 49, 50 and 52 were produced.

コントロール発現系EV#43ならびにCesAB発現系EV#49、EV#50、実施例1のEV#51およびEV#52において、CesA遺伝子は、CesB遺伝子の上流側に位置し、pQE−80L由来のT5プロモーターとCesA遺伝子との間の長さは、それぞれ27、27、30、29および86塩基長となった。前記プロモーターからCesA遺伝子の5’領域までの配列を以下に示す。下記配列において、5’側の下線部が前記プロモーターの領域であり、下線を付していない領域が、pQE−80Lベクター、EcoRIサイト、またはEcoRIサイトおよびサブクローニングベクターpGEM−T easyより持ち込まれたpGEM−T easy由来の配列であり、四角で囲んだ領域が、グルコンアセトバクター・キシリナス由来のCesA遺伝子の開始コドン上流の上流配列(それぞれ、0、21、24、13および70塩基長)であり、3’側の下線部がCesA遺伝子の開始コドンである。   In the control expression system EV # 43 and the CesAB expression systems EV # 49, EV # 50, EV # 51 and EV # 52 in Example 1, the CesA gene is located upstream of the CesB gene, and T5 derived from pQE-80L. The length between the promoter and the CesA gene was 27, 27, 30, 29 and 86 bases in length, respectively. The sequence from the promoter to the 5 'region of the CesA gene is shown below. In the following sequence, the underlined portion on the 5 ′ side is the promoter region, and the ununderlined region is the pQE-80L vector, EcoRI site, or EcoRI site and pGEM brought from the subcloning vector pGEM-T easy -A sequence derived from Teasy, and the region surrounded by a square is an upstream sequence (length of 0, 21, 24, 13 and 70 bases, respectively) upstream of the start codon of the CesA gene derived from Gluconacetobacter xylinus, The underlined part on the 3 ′ side is the start codon of the CesA gene.

(2)CesAタンパク質およびCesBタンパク質の発現の確認
Ces発現系ベクター(コントロール発現系EV#43ならびにCesAB発現系EV#49、EV#50、EV#51およびEV#52)をそれぞれ用いた以外は、前記実施例1(5)と同様にして、形質転換体を作製した。そして、各形質転換体を、2×YT培地培地を用いて、温度28℃の条件下で培養した。さらに、0.5mmol/LとなるようIPTGを添加し、温度28℃の条件下で5時間培養した。
(2) Confirmation of expression of CesA protein and CesB protein Except for using Ces expression system vectors (control expression system EV # 43 and CesAB expression systems EV # 49, EV # 50, EV # 51 and EV # 52), respectively. A transformant was prepared in the same manner as in Example 1 (5). Each transformant was cultured under the condition of a temperature of 28 ° C. using 2 × YT medium. Furthermore, IPTG was added so that it might become 0.5 mmol / L, and it culture | cultivated on the conditions of the temperature of 28 degreeC for 5 hours.

培養した形質転換体を集菌し、ライシスバッファー(10 mmol/L Tris−HCl (pH8),5mmol/L EDTA,0.02% NaN,50 μg/mL クロラムフェニコール)に懸濁し、さらに、SDS−PAGEサンプルバッファーを添加し、終濃度50mM Tris−HCl(pH8)、10%グリセリン、0.5% SDSのSDS−PAGE用サンプルを作製し、これをSDS−PAGEに供した。前記電気泳動後、CesAタンパク質およびCesBタンパク質は、それぞれ、参考文献1に記載のポリクローナル抗CesA抗体およびポリクローナル抗CesB抗体を用いて検出した。また、ネガティブコントロールは、IPTG添加前に各形質転換体を回収した以外は同様にして、CesAタンパク質およびCesBタンパク質を検出した。
参考文献1:Carbohydrate Research 346,2760−2768 (2011)
The cultured transformant is collected and suspended in a lysis buffer (10 mmol / L Tris-HCl (pH 8), 5 mmol / L EDTA, 0.02% NaN 3 , 50 μg / mL chloramphenicol). SDS-PAGE sample buffer was added to prepare a sample for SDS-PAGE having a final concentration of 50 mM Tris-HCl (pH 8), 10% glycerin and 0.5% SDS, and this was subjected to SDS-PAGE. After the electrophoresis, CesA protein and CesB protein were detected using the polyclonal anti-CesA antibody and the polyclonal anti-CesB antibody described in Reference 1, respectively. Moreover, the negative control detected CesA protein and CesB protein similarly except collect | recovering each transformant before IPTG addition.
Reference 1: Carbohydrate Research 346, 2760-2768 (2011)

これらの結果を図9に示す。図9は、ウエスタンブロッティングの写真であり、CesBタンパク質の発現を示す写真である。また、図9において、写真の左側は、分子量マーカーの分子量を示し、写真の上側は、形質転換に用いた発現ベクターおよびサンプルの種類を示す。   These results are shown in FIG. FIG. 9 is a photograph of Western blotting showing the expression of CesB protein. In FIG. 9, the left side of the photograph shows the molecular weight of the molecular weight marker, and the upper side of the photograph shows the expression vector used for transformation and the type of sample.

図9に示すように、ネガティブコントロール(発現誘導前)では、いずれも、CesBタンパク質の発現を示すバンドは観察されなかった。そして、図9に示すように、上流配列を有するCesAB発現系(EV#49、EV#50、EV#51およびEV#52)では、85kDa付近に正常なCesBタンパク質の発現を示すバンドが観察された。しかし、上流配列を有さないコントロール発現系EV#43は、100kDa付近にCesBタンパク質の発現を示すバンドが観察された。これは、後述するように、CesBタンパク質が、正しいフォールディングを形成できなかったことによる。なお、図示していないが、ネガティブコントロールでは、いずれも、CesAタンパク質の発現を示すバンドは観察されなかった。また、上流配列を有するCesAB発現系(EV#49、EV#50、EV#51およびEV#52)および上流配列を有さないコントロール発現系EV#43では、いずれも70kDa付近に正常なCesAタンパク質の発現を示すバンドが観察された。これらの結果から、プロモーターと5’側遺伝子の開始コドンとの間に、5’側遺伝子の前記上流配列を有することで、正常なCesAタンパク質および正常なCesBタンパク質が発現することがわかった。また、正常なCesAタンパク質および正常なCesBタンパク質が発現することで、セルロースが合成されることから、セルロース合成には、前記5’側遺伝子の前記上流配列が必要であるといえる。   As shown in FIG. 9, no band showing the expression of CesB protein was observed in any negative control (before expression induction). As shown in FIG. 9, in the CesAB expression system (EV # 49, EV # 50, EV # 51 and EV # 52) having an upstream sequence, a band indicating normal CesB protein expression is observed around 85 kDa. It was. However, in the control expression system EV # 43 having no upstream sequence, a band showing the expression of CesB protein was observed around 100 kDa. This is because the CesB protein failed to form the correct folding, as will be described later. Although not shown, no band showing CesA protein expression was observed in any negative control. Moreover, in the CesAB expression system (EV # 49, EV # 50, EV # 51 and EV # 52) having an upstream sequence and the control expression system EV # 43 having no upstream sequence, all of them are normal CesA protein around 70 kDa. A band indicating the expression of was observed. From these results, it was found that normal CesA protein and normal CesB protein are expressed by having the upstream sequence of the 5'-side gene between the promoter and the start codon of the 5'-side gene. In addition, since normal CesA protein and normal CesB protein are expressed to synthesize cellulose, it can be said that the upstream sequence of the 5 'gene is necessary for cellulose synthesis.

[実施例5]
本実施例では、CesB発現系、コントロール発現系およびCesAB発現系を用い、正常なCesBタンパク質の発現には、CesAタンパク質およびCesBタンパク質の共発現および前記5’側遺伝子の前記上流配列が必要であることを確認した。
[Example 5]
In this example, a CesB expression system, a control expression system, and a CesAB expression system are used. For normal CesB protein expression, co-expression of CesA protein and CesB protein and the upstream sequence of the 5′-side gene are required. It was confirmed.

Ces発現系ベクターとして、CesAB発現系#51のみを用い、0.2mmol/LとなるようIPTGを添加した以外は、前記実施例4(2)と同様にしてサンプル(−βMEサンプル)を調製した。また、前記サンプルに、1%となるようにβメルカプトエタノール添加し、ジスルフィド結合を還元した+βMEサンプルを調製した。そして、前記実施例4(2)と同様にして、CesBタンパク質の発現を検出した。また、コントロール1は、形質転換体に代えて、正常なCesAタンパク質および正常なCesBタンパク質を発現する酢酸菌を用い、コントロール2は、前記CesAB発現系#51に代えて、CesB発現系#32を用い、コントロール3は、前記CesAB発現系#51に代えて、コントロール発現系EV#43を用い、それ以外は同様にして、−βMEサンプルおよび+βMEサンプルを調製し、各サンプルにおけるCesBタンパク質の発現を検出した。   A sample (-βME sample) was prepared in the same manner as in Example 4 (2) except that only the CesAB expression system # 51 was used as the Ces expression system vector, and IPTG was added to 0.2 mmol / L. . Further, β mercaptoethanol was added to the sample to 1% to prepare a + βME sample in which disulfide bonds were reduced. And the expression of CesB protein was detected like the said Example 4 (2). Control 1 uses acetic acid bacteria that express normal CesA protein and normal CesB protein instead of transformants, and control 2 uses CesB expression system # 32 instead of CesAB expression system # 51. The control 3 was prepared by using the control expression system EV # 43 instead of the CesAB expression system # 51, and preparing a -βME sample and a + βME sample in the same manner. Detected.

これらの結果を図10に示す。図10は、ウエスタンブロッティングの写真であり、(A)は、−βMEサンプルにおけるCesBタンパク質の発現を示す写真であり、(B)は、+βMEサンプルにおけるCesBタンパク質の発現を示す写真である。図10(A)および(B)において、写真の左側は、分子量マーカーの分子量を示し、各レーンは、左から、酢酸菌、CesB発現系#32、コントロール発現系EV#43、CesAB発現系#51の結果を示す。   These results are shown in FIG. FIG. 10 is a photograph of Western blotting, (A) is a photograph showing the expression of CesB protein in the −βME sample, and (B) is a photograph showing the expression of CesB protein in the + βME sample. 10 (A) and (B), the left side of the photograph shows the molecular weight of the molecular weight marker, and each lane shows, from the left, acetic acid bacteria, CesB expression system # 32, control expression system EV # 43, CesAB expression system #. 51 results are shown.

図10(A)に示すように、酢酸菌およびCesAB発現系#51の−βMEサンプルでは、100KDa付近に正常なフォールディングを有するCesBタンパク質の発現を示すバンドが観察されるのに対し、CesB発現系#32またはコントロール発現系EV#43の−βMEサンプルでは、90KDa付近にCesBタンパク質の発現を示すバンドが観察された。また、(B)に示すように、酢酸菌およびCesAB発現系#51の+βMEサンプルでは、85KDa付近にジスルフィド結合が還元されたCesBタンパク質の発現を示すバンドが観察されるのに対し、CesB発現系#32またはコントロール発現系EV#43の+βMEサンプルでは、90KDa付近にCesBタンパク質の発現を示すバンドが観察された。これらの結果から、CesB発現系#32またはコントロール発現系EV#43で観察されたCesBタンパク質は、ミスフォールディングしたCesBタンパク質であることがわかった。また、以上の結果から、正常なフォールディングを有するCesBタンパク質の発現には、CesAタンパク質およびCesBタンパク質の共発現および前記5’側遺伝子の前記上流配列が必要であることがわかった。   As shown in FIG. 10 (A), in the -βME sample of acetic acid bacteria and CesAB expression system # 51, a band showing the expression of CesB protein having normal folding is observed near 100 KDa, whereas CesB expression system In the -βME sample of # 32 or control expression system EV # 43, a band indicating the expression of CesB protein was observed in the vicinity of 90 KDa. In addition, as shown in (B), in the + βME sample of acetic acid bacteria and CesAB expression system # 51, a band showing the expression of CesB protein with a disulfide bond reduced is observed in the vicinity of 85 KDa, whereas CesB expression system In the + βME sample of # 32 or control expression system EV # 43, a band indicating the expression of CesB protein was observed around 90 KDa. From these results, it was found that the CesB protein observed in the CesB expression system # 32 or the control expression system EV # 43 is a misfolded CesB protein. From the above results, it was found that co-expression of CesA protein and CesB protein and the upstream sequence of the 5'-side gene were required for the expression of CesB protein having normal folding.

以上、実施形態および実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をできる。   Although the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments and examples, the present invention is not limited to the above exemplary embodiments and examples. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.

この出願は、2012年12月28日に出願された日本出願特願2012−288335を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。   This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2012-288335 for which it applied on December 28, 2012, and takes in those the indications of all here.

以上のように、本発明によれば、前記本発明のセルロース製造用ベクターを宿主に導入した形質転換体において、前記セルロース製造用ベクターとdgc遺伝子とを共発現することによって、簡便にセルロースを製造できる。また、前記形質転換体の生合成によってセルロースを製造できるため、従来のように、パルプを原料として使用する必要がなく、天然原料の使用による環境への負荷も回避できる。したがって、本発明は、セルロースを原料とする様々な産業に有用な技術といえる。   As described above, according to the present invention, cellulose is easily produced by co-expressing the cellulose production vector and the dgc gene in a transformant obtained by introducing the cellulose production vector of the present invention into a host. it can. Moreover, since cellulose can be produced by biosynthesis of the transformant, it is not necessary to use pulp as a raw material as in the prior art, and the environmental burden due to the use of natural raw materials can be avoided. Therefore, the present invention can be said to be a useful technique for various industries using cellulose as a raw material.

実施例1において、CesABCD遺伝子の発現系構成を示す概略図である。In Example 1, it is the schematic which shows the expression system structure of a CesABCD gene. 実施例1において、CesAB発現系の構築の手順を示す図である。In Example 1, it is a figure which shows the procedure of construction | assembly of a CesAB expression system. 実施例1において、dgc発現系の構築の手順を示す図である。In Example 1, it is a figure which shows the procedure of construction | assembly of a dgc expression system. 実施例1において、サンプルの負染色観察の結果を示す写真である。In Example 1, it is a photograph which shows the result of the negative dyeing | staining observation of a sample. 実施例1において、サンプルの電子回折の結果を示す写真である。In Example 1, it is a photograph which shows the result of the electron diffraction of a sample. 実施例1において、サンプルの赤外スペクトルを示すグラフである In Example 1, it is a graph which shows the infrared spectrum of a sample . 実施例4において、Ces発現系の上流配列およびスペーサー配列の長さを示す図である。In Example 4, it is a figure which shows the length of the upstream sequence and spacer sequence of a Ces expression system. 実施例4において、ウエスタンブロッティングの結果を示す写真である。In Example 4, it is a photograph which shows the result of Western blotting. 実施例5において、ウエスタンブロッティングの結果を示す写真である。In Example 5, it is a photograph which shows the result of Western blotting.

ルラーゼ未処理サンプルでは、いずれの倍率においてもセルロースの繊維構造が観察され、他方、セルラーゼ処理サンプルでは、いずれの倍率においてもセルロースの繊維構造が観察されなかった。これらの結果から、前記形質転換体の培養によって、セルロースが合成されていることがわかった。
Se The cellulase untreated samples, the cellulose fiber structure in any of the magnification observation, while in cell cellulase treated sample, the fiber structure of the cellulose was not observed in any magnification. From these results, it was found that cellulose was synthesized by culturing the transformant.

(1)Ces発現系の構築
本実施例で用いたCes発現系を図に示す。図に示すように、コントロール発現系EV#43は、上流配列を有さない比較例の発現ベクターであり、CesAB発現系EV#49−EV#52は、上流配列を有する実施例の発現ベクターである。コントロール発現系EV#43およびCesAB発現系EV#49−EV#52の上流配列の長さは、それぞれ、0、21、24、13、70塩基長であり、スペーサー配列の長さは、それぞれ、27、6、6、16、16塩基長であり、プロモーターとCesA遺伝子(開始コドン)との間の長さは、それぞれ、27、27、30、29および86塩基長である。本実施例では、コントロール発現系EV#43ならびにCesAB発現系EV#49、EV#50およびEV#52を作製した。また、CesAB発現系EV#51は、実施例1のCesAB発現系EV#51を用いた。
(1) shown in Figure 7. Ces expression system used in constructing this embodiment of Ces expression systems. As shown in FIG. 7 , the control expression system EV # 43 is a comparative expression vector having no upstream sequence, and the CesAB expression system EV # 49-EV # 52 is an example expression vector having an upstream sequence. It is. The lengths of the upstream sequences of the control expression system EV # 43 and the CesAB expression systems EV # 49-EV # 52 are 0, 21, 24, 13, and 70 bases, respectively, and the spacer sequences are respectively long. The lengths are 27, 6, 6, 16, 16 bases, and the lengths between the promoter and the CesA gene (start codon) are 27, 27, 30, 29, and 86 bases, respectively. In this example, control expression system EV # 43 and CesAB expression systems EV # 49, EV # 50 and EV # 52 were prepared. The CesAB expression system EV # 51 of Example 1 was used as the CesAB expression system EV # 51.

これらの結果を図に示す。図は、ウエスタンブロッティングの写真であり、CesBタンパク質の発現を示す写真である。また、図において、写真の左側は、分子量マーカーの分子量を示し、写真の上側は、形質転換に用いた発現ベクターおよびサンプルの種類を示す。
The results are shown in Figure 8. FIG. 8 is a photograph of Western blotting showing the expression of CesB protein. In FIG. 8 , the left side of the photograph shows the molecular weight of the molecular weight marker, and the upper side of the photograph shows the expression vector used for transformation and the type of sample.

に示すように、ネガティブコントロール(発現誘導前)では、いずれも、CesBタンパク質の発現を示すバンドは観察されなかった。そして、図に示すように、上流配列を有するCesAB発現系(EV#49、EV#50、EV#51およびEV#52)では、85kDa付近に正常なCesBタンパク質の発現を示すバンドが観察された。しかし、上流配列を有さないコントロール発現系EV#43は、100kDa付近にCesBタンパク質の発現を示すバンドが観察された。これは、後述するように、CesBタンパク質が、正しいフォールディングを形成できなかったことによる。なお、図示していないが、ネガティブコントロールでは、いずれも、CesAタンパク質の発現を示すバンドは観察されなかった。また、上流配列を有するCesAB発現系(EV#49、EV#50、EV#51およびEV#52)および上流配列を有さないコントロール発現系EV#43では、いずれも70kDa付近に正常なCesAタンパク質の発現を示すバンドが観察された。これらの結果から、プロモーターと5’側遺伝子の開始コドンとの間に、5’側遺伝子の前記上流配列を有することで、正常なCesAタンパク質および正常なCesBタンパク質が発現することがわかった。また、正常なCesAタンパク質および正常なCesBタンパク質が発現することで、セルロースが合成されることから、セルロース合成には、前記5’側遺伝子の前記上流配列が必要であるといえる。
As shown in FIG. 8 , no band showing the expression of CesB protein was observed in any negative control (before expression induction). As shown in FIG. 8 , in the CesAB expression system (EV # 49, EV # 50, EV # 51 and EV # 52) having an upstream sequence, a band indicating normal CesB protein expression is observed around 85 kDa. It was. However, in the control expression system EV # 43 having no upstream sequence, a band showing the expression of CesB protein was observed around 100 kDa. This is because the CesB protein failed to form the correct folding, as will be described later. Although not shown, no band showing CesA protein expression was observed in any negative control. Moreover, in the CesAB expression system (EV # 49, EV # 50, EV # 51 and EV # 52) having an upstream sequence and the control expression system EV # 43 having no upstream sequence, all of them are normal CesA protein around 70 kDa. A band indicating the expression of was observed. From these results, it was found that normal CesA protein and normal CesB protein are expressed by having the upstream sequence of the 5 ′ gene between the promoter and the start codon of the 5 ′ gene. In addition, since normal CesA protein and normal CesB protein are expressed to synthesize cellulose, it can be said that the upstream sequence of the 5 ′ gene is necessary for cellulose synthesis.

これらの結果を図に示す。図は、ウエスタンブロッティングの写真であり、(A)は、−βMEサンプルにおけるCesBタンパク質の発現を示す写真であり、(B)は、+βMEサンプルにおけるCesBタンパク質の発現を示す写真である。図(A)および(B)において、写真の左側は、分子量マーカーの分子量を示し、各レーンは、左から、酢酸菌、CesB発現系#32、コントロール発現系EV#43、CesAB発現系#51の結果を示す。
The results are shown in Figure 9. FIG. 9 is a photograph of Western blotting, (A) is a photograph showing the expression of CesB protein in the −βME sample, and (B) is a photograph showing the expression of CesB protein in the + βME sample. 9 (A) and (B), the left side of the photograph shows the molecular weight of the molecular weight marker, and each lane shows, from the left, acetic acid bacteria, CesB expression system # 32, control expression system EV # 43, CesAB expression system #. 51 results are shown.

(A)に示すように、酢酸菌およびCesAB発現系#51の−βMEサンプルでは、100KDa付近に正常なフォールディングを有するCesBタンパク質の発現を示すバンドが観察されるのに対し、CesB発現系#32またはコントロール発現系EV#43の−βMEサンプルでは、90KDa付近にCesBタンパク質の発現を示すバンドが観察された。また、(B)に示すように、酢酸菌およびCesAB発現系#51の+βMEサンプルでは、85KDa付近にジスルフィド結合が還元されたCesBタンパク質の発現を示すバンドが観察されるのに対し、CesB発現系#32またはコントロール発現系EV#43の+βMEサンプルでは、90KDa付近にCesBタンパク質の発現を示すバンドが観察された。これらの結果から、CesB発現系#32またはコントロール発現系EV#43で観察されたCesBタンパク質は、ミスフォールディングしたCesBタンパク質であることがわかった。また、以上の結果から、正常なフォールディングを有するCesBタンパク質の発現には、CesAタンパク質およびCesBタンパク質の共発現および前記5’側遺伝子の前記上流配列が必要であることがわかった。
As shown in FIG. 9 (A), in the -βME sample of acetic acid bacteria and CesAB expression system # 51, a band showing the expression of CesB protein having normal folding in the vicinity of 100 KDa is observed, whereas the CesB expression system In the -βME sample of # 32 or control expression system EV # 43, a band indicating the expression of CesB protein was observed in the vicinity of 90 KDa. In addition, as shown in (B), in the + βME sample of acetic acid bacteria and CesAB expression system # 51, a band showing the expression of CesB protein with a disulfide bond reduced is observed in the vicinity of 85 KDa, whereas CesB expression system In the + βME sample of # 32 or control expression system EV # 43, a band indicating the expression of CesB protein was observed around 90 KDa. From these results, it was found that the CesB protein observed in the CesB expression system # 32 or the control expression system EV # 43 is a misfolded CesB protein. From the above results, it was found that co-expression of CesA protein and CesB protein and the upstream sequence of the 5 ′ gene are required for the expression of CesB protein having normal folding.

Claims (22)

プロモーター、CesA遺伝子およびCesB遺伝子を有し、
プロモーターと、前記CesA遺伝子および前記CesB遺伝子のうち上流側の5’側遺伝子の開始コドンとの間に、前記5’側遺伝子の由来生物における前記5’側遺伝子の上流配列を有することを特徴とする、セルロース製造用ベクター。
Having a promoter, a CesA gene and a CesB gene;
It has an upstream sequence of the 5 ′ gene in an organism derived from the 5 ′ gene between the promoter and the start codon of the 5 ′ gene upstream of the CesA gene and the CesB gene. Cellulose production vector.
前記上流配列の長さが、13〜100塩基長である、請求項1記載のセルロース製造用ベクター。 The vector for cellulose production according to claim 1, wherein the upstream sequence has a length of 13 to 100 bases. 前記上流配列が、前記5’側遺伝子の開始コドンに連結している、請求項1または2記載のセルロース製造用ベクター。 The cellulose production vector according to claim 1 or 2, wherein the upstream sequence is linked to a start codon of the 5 'gene. 前記上流配列が、前記5’側遺伝子の由来生物において、前記5’遺伝子の開始コドンに連結する上流配列である、請求項1から3のいずれか一項に記載のセルロース製造用ベクター。 The vector for producing cellulose according to any one of claims 1 to 3, wherein the upstream sequence is an upstream sequence linked to a start codon of the 5 'gene in an organism derived from the 5' gene. 前記上流配列が、リボソーム結合部位(RBS)またはその部分配列を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載のセルロース製造用ベクター。 The cellulose production vector according to any one of claims 1 to 4, wherein the upstream sequence has a ribosome binding site (RBS) or a partial sequence thereof. 前記上流配列が、配列番号16の塩基配列(GGACGAGCTATT)を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載のセルロース製造用ベクター。 The vector for producing cellulose according to any one of claims 1 to 5, wherein the upstream sequence comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16 (GGACGAGCTATT). 前記配列番号16の塩基配列が、前記上流配列における3’領域の配列であり、その3’末端が、前記5’側遺伝子の開始コドンと連結している、請求項6記載のセルロース製造用ベクター。 The vector for producing cellulose according to claim 6, wherein the base sequence of SEQ ID NO: 16 is the sequence of the 3 'region in the upstream sequence, and the 3' end thereof is linked to the start codon of the 5 'side gene. . 前記プロモーターと前記開始コドンとの間の長さが、13〜100塩基長である、請求項1から7のいずれか一項に記載のセルロース製造用ベクター。 The vector for cellulose production according to any one of claims 1 to 7, wherein a length between the promoter and the initiation codon is 13 to 100 bases in length. 前記CesA遺伝子および前記CesB遺伝子を、上流側から、この順序で有する、請求項1から8のいずれか一項に記載のセルロース製造用ベクター。 The vector for producing cellulose according to any one of claims 1 to 8, which has the CesA gene and the CesB gene in this order from the upstream side. さらに、CesC遺伝子およびCesD遺伝子の少なくとも一方を有する、請求項1から9のいずれか一項に記載のセルロース製造用ベクター。 Furthermore, the vector for cellulose manufacture as described in any one of Claim 1 to 9 which has at least one of a CesC gene and a CesD gene. 前記CesA遺伝子および前記CesB遺伝子が、酢酸菌由来である。請求項1から10のいずれか一項に記載のセルロース製造用ベクター。 The CesA gene and the CesB gene are derived from acetic acid bacteria. The vector for producing cellulose according to any one of claims 1 to 10. 前記酢酸菌が、グルコンアセトバクター属である、請求項11記載のセルロース製造用ベクター。 The vector for cellulose production according to claim 11, wherein the acetic acid bacterium belongs to the genus Gluconacetobacter. 前記酢酸菌が、グルコンアセトバクター・キシリナスである、請求項12記載のセルロース製造用ベクター。 The vector for producing cellulose according to claim 12, wherein the acetic acid bacterium is gluconacetobacter xylinus. 前記プロモーターが、pQEベクターのプロモーターである、請求項1から13のいずれか一項に記載のセルロース製造用ベクター。 The vector for producing cellulose according to any one of claims 1 to 13, wherein the promoter is a promoter of a pQE vector. 前記プロモーターが、ファージT5プロモーターである、請求項1から14のいずれか一項に記載のセルロース製造用ベクター。 The vector for cellulose production according to any one of claims 1 to 14, wherein the promoter is a phage T5 promoter. 請求項1から15のいずれか一項に記載のセルロース製造用ベクターを含むことを特徴とする、形質転換体。 A transformant comprising the vector for producing cellulose according to any one of claims 1 to 15. さらに、dgc遺伝子を有するベクターを含む、請求項16記載の形質転換体。 Furthermore, the transformant of Claim 16 containing the vector which has a dgc gene. 前記dgc遺伝子が、サーモトーガ・マリティマ由来である、請求項16または17に記載の形質転換体。 The transformant according to claim 16 or 17, wherein the dgc gene is derived from Thermotoga maritima. 前記形質転換体が、大腸菌である、請求項16から18のいずれか一項に記載の形質転換体。 The transformant according to any one of claims 16 to 18, wherein the transformant is Escherichia coli. 請求項1から15のいずれか一項に記載のセルロース製造用ベクターとdgc遺伝子とを含む形質転換体を培養する工程を含むことを特徴とする、セルロースの製造方法。 A method for producing cellulose, comprising a step of culturing a transformant comprising the vector for producing cellulose according to any one of claims 1 to 15 and a dgc gene. 前記セルロースが、セルロースIまたはセルロースIIである、請求項20に記載の製造方法。 The production method according to claim 20, wherein the cellulose is cellulose I or cellulose II. 請求項20または21に記載のセルロースの製造方法により得られることを特徴とする、セルロース。 A cellulose obtained by the method for producing cellulose according to claim 20 or 21.
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