WO2007013695A1 - Method of imparting glycerol-assimilation ability to bacterium - Google Patents

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WO2007013695A1
WO2007013695A1 PCT/JP2006/315453 JP2006315453W WO2007013695A1 WO 2007013695 A1 WO2007013695 A1 WO 2007013695A1 JP 2006315453 W JP2006315453 W JP 2006315453W WO 2007013695 A1 WO2007013695 A1 WO 2007013695A1
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glycerin
bacterium
corynebacterium
protein
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Masaharu Mukoyama
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Nippon Shokubai Co., Ltd.
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    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/56Lactic acid

Definitions

  • the present invention relates to a method for imparting glycerin assimilation ability to a bacterium, a recombinant bacterium having a glycerin assimilation ability, and a fermented product or a reaction product using the recombinant bacterium. On the method.
  • glycerin In the surfactant industry and the biodiesel fuel industry, glycerin is discharged in large quantities as a by-product. Normally glycerin is used in the manufacture of nitroglycerin and other pharmaceuticals and cosmetics, but the glycerin discharged as a by-product is in the form of an aqueous solution containing impurities, so it can be used as it is for the above use! / The current situation is that it cannot be discarded. If glycerin, which is a waste material, can be used effectively in this way, it is highly desirable from the viewpoint of effective use of resources such as global environmental problems.
  • the glycerin aqueous solution containing impurities discharged as a by-product in the surfactant industry and the piodiesel fuel industry has no problem when used as a fermentation raw material.
  • the production of useful substances using glycerin as a raw material is desired not only from the viewpoint of developing fermentation raw materials other than sugar, but also from the viewpoint of effective use of waste. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide means for imparting glycerol utilization ability to microorganisms.
  • the present inventors have found that the bacterium acquires glycerin assimilation ability by introducing a gene encoding a glycerin uptake protein into the bacterium.
  • the invention has been completed. '
  • the present invention includes the following inventions.
  • glycerin uptake protein gene is a g1pF gene derived from Corynebacterium diphtheria '.
  • Fermentation production comprising culturing the recombinant bacterium according to any one of (11) to (20) in a medium containing glycerin, and obtaining a fermentation product or a reaction product from the culture Product or reaction product production method.
  • FIG. 1 shows the result of extracting a plasmid from an E. coli transformant in Example 1 and confirming the insert.
  • FIG. 2 shows the result of confirming the introduction of the hybrid plasmid into the corynebacterium dartami force in Example 2.
  • FIG. 3 shows the results of PCR amplification of the g 1 p F K gene using KO D-gene polymerase in Example 3.
  • Fig. 4 shows the result of excising and collecting the band of g I pFK gene obtained by PCR amplification and immobilizing it on pCR4TOPO.
  • FIG. 5 shows the result of confirming the insert of g ip FK_pCG100-pHSG398 plasmid in Example 3.
  • Fig. 6 shows that the plasmid g 1 p.FK—pCGl OO—pHSG398, in which the Escherichia coli g l.pFK gene was introduced into the pCG100—pHSG398 shuttle vector, was electroporated into Corynebacterium dartamicum ATCC 13032 strain. Show the result.
  • the present invention will be described in detail.
  • a bacterium for introducing a glycerin uptake protein gene a bacterium that does not have glycerin assimilation ability is usually used.
  • a bacterium having a glycerol kinase gene is preferably used.
  • Coryneform bacteria are a group of microorganisms as defined in B argeys Manual of Det rm inative B acteriology, 8, 599 (1 974), aerobic, gram positive, non-acidic, spore-forming ability
  • the bacterium belonging to the genus Corynebacterium which has been previously classified as the genus Brevibacterium, has now been classified into the genus Corynebacterium.
  • Incorporated bacteria Int. J. Sys t. B acteriol., 41, 255 (1 98 1)
  • Brevibakyuterium bacterium belonging to the genus Corynepacteria are also closely related.
  • a bacterium belonging to the genus Ralstonia can also be used as a bacterium for introducing a gene.
  • Examples of the genus Ralstonia include Ralstonia eutropha, Ralstonia solanacearum, Ralstonia metal ldurans, Ralstonia pickettii, Ralstonia bxalatica., Ralstonia insidiosa, Ralstonia raannitolilytica ⁇ Ralstonia syzygii.
  • a bacterium for introducing a gene in the method of the present invention preferably Ralstonia eutropha is used.
  • Alcaligenes bacteria can also be used as a cell for gene introduction.
  • Alkagenes bacteria include, for example, Alcaligenes faecalis, Alcaligenes denitrif icans, Alcaligenes eutrophus, Alcaligenes xylosoxidans, Alcaligenes aestus, Alcaligenes aquamarinus N Alcaligenes aquatilis ⁇ Alcaligenes cupidus, Alcaligenes defragrantus, caligen Alcaligenes paradoxus, Alcaligenes piechaudii, Alcaligenes ruhlandii, Alcaligenes venustus, etc. are mentioned.
  • the bacterium into which the gene is introduced is preferably Alcaligenes faecalis.
  • the present inventors have clarified that Corynepacterium 'Glutamicum, Ralstonia' Eutropha and Alkaline Genus' fecalis in a medium using glycerin as a carbon source. I found that it did not show good growth.
  • Corynebacterium dartamicum, Ralstonia utropha and Arka ligenes faecalis have the ability to assimilate glycerin, despite the presence of the glycerol kinase gene, which phosphorylates glycerin and leads to the center of metabolism. It was amazing not to do it.
  • the present invention is based on the above findings.
  • Glycerin uptake protein is a hydrophobic protein, and is thought to act to promote uptake of glycerin into cells by forming a channel that connects the outside and inside by taking a state of being inserted into the cell membrane.
  • the Dari 'serine uptake protein gene to be introduced into bacteria is not particularly limited as long as it is a gene encoding a protein having a function of promoting the uptake of glycerin into cells, but the glycerin assimilation ability is not limited.
  • g 1 p F gene Derived from microorganisms, preferably having g 1 p F gene, for example, Salraone ⁇ 1 &, Yersinia genus,, Shigella, Erwiniaj3 ⁇ 4 s Haemophilus ⁇ Pasteureila 3 ⁇ 4, Mannheimia genus, Xylella ⁇ , Vibrio genus, Photobacterium genus, Pseudomonas, Francisella, Chromobacterium, Burkholderia, Bacillus ⁇ , Staphylococcus, Listeria, Lactococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Enterococcus, Clostridium, Thermoanaerobacter, Mycoplasma, Streptomyces j3 ⁇ 4 N Leifs , Rhodopirellula, Boirelia, Leptospira, Archaeoglobus, Escherichia Those that come, specifically, Salmonella
  • Microorganisms with glycerin assimilation ability such as E. coli corynebacterium 'Diphtheria' have a g 1 p FK gene that is thought to be involved in glycerin uptake.
  • Glycerin uptake protein also called facilitator
  • gl pK codes for glycerol kinase.
  • the glycerin-incorporating protein gene to be introduced into the bacterium is preferably a g 1 pF gene, particularly a g 1 p F gene derived from E. coli and a g 1 p F gene derived from Corynebacterium diphtheria.
  • the glycerin uptake protein gene include a gene comprising the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 7.
  • the glycerin uptake protein gene of the present invention includes a gene functionally equivalent to the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or 7.
  • “functionally equivalent” means that the protein encoded by the gene of interest has the same biological function and biochemistry as the protein encoded by the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or 7. It has a functional function.
  • Examples thereof include a gene that hybridizes with a gene consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of No. 1 or 7 under stringent conditions.
  • the protein encoded by the gene has the activity of glycerin uptake protein, that is, the activity of promoting the uptake of glycerin into cells.
  • the darling uptake protein gene has at least 80% identity, preferably at least 90% identity, more preferably at least 95% identity, to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or 7.
  • a gene consisting of a base sequence having at least 99% identity is also included.
  • Examples of the glycerin uptake protein gene include a gene encoding a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8.
  • the gene includes a gene encoding a protein functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8.
  • “Functionally equivalent” means that the target protein has a biological function or biochemical function equivalent to that of the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8.
  • the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8 is deleted, added, inserted or substituted in one or several amino acids. And a protein consisting of the prepared amino acid sequence.
  • the protein has the activity of the above glycerin uptake protein, that is, glycerin into the cell. Has activity to promote uptake.
  • One or several amino acid deletions, additions, insertions or substitutions in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8 are commonly used techniques such as site-directed mutagenesis (Z o 1 1 er et al., Nu cleic Ac ids R es. 1 0 6478-6 500, 1 98 2).
  • the side chains of amino acids that constitute protein components differ in hydrophobicity, charge, size, etc., but they are essentially in the three-dimensional structure of the entire protein (also referred to as a three-dimensional structure).
  • Several relationships that are highly conserved in the sense that they have no effect are known from empirical and physicochemical measurements.
  • conservative substitutions between different amino acid residues include glycine (G 1 y) and proline (Pro), glycine and alanine (A la) or norin (V a 1), leucine (L eu) and isoleucine (I 1 e), glutamic acid (G 1 u) and glutamine (G in), aspartic acid (A sp) and asparagine (A sn), cysteine (Cy s) and threonine (Th r) ', Substitution between amino acids such as threonine and serine (Ser) or alanine, lysine (Lys) and arginine (Arg) is known.
  • the mutant protein is composed of an amino acid sequence obtained as a result of deletion, addition, insertion or substitution of one or several amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8, the mutation is If the mutation is highly conserved in the three-dimensional structure of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or 8, and the mutant protein has the activity of the glycerin uptake protein, these mutations
  • the gene encoding the type protein is also included in the glycerin uptake protein gene.
  • severe means usually 2 to 5, preferably 2 to 3.
  • the glycerin incorporation protein gene has at least 80% identity, preferably at least 90% identity, more preferably at least 95% identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8. More preferably, a gene encoding a protein consisting of an amino acid sequence having at least 99% identity is also included.
  • a glycerol kinase gene is further introduced into the bacterium.
  • Glycerol kinase is a protein having an activity of phosphorylating glycerin, and has an activity of catalyzing the following reaction in the metabolism of glycerin.
  • the glycerol kinase gene is not particularly limited as long as it is a gene encoding a protein having an activity to phosphorylate glycerin, but it is derived from a microorganism having glycerin assimilation ability, preferably has a g 1 p K gene.
  • the glycerol kinase gene to be introduced into bacteria in the present invention the g 1 p K gene in the above g 1 p F K gene, particularly the g 1 p K gene derived from Escherichia coli and the g 1 p K gene derived from Corynebacterium diphtheria are preferable.
  • the glycerol kinase gene is preferably derived from the same bacterium as the glycerin uptake protein gene to be introduced.
  • coli-derived g 1 p K gene present in the same operon is introduced into Escherichia coli, which has an excellent ability to assimilate glycerin. Replacement bacteria can be obtained.
  • the g1 p F gene derived from Corynebacterium diphtheria is introduced as a glycerin uptake protein gene, it is derived from Corynebacterium diphtheria present in the same operon in Corynebacterium diphtheria.
  • K gene By introducing the K gene, a recombinant bacterium excellent in glycerin assimilation ability can be obtained.
  • g 1 p F gene and the g 1 p K gene should be introduced as g 1 p FK genes contained in g 1 p (glycerol phosphate phosphate) in E. coli or corynebacterium diphtheria. Is more preferable.
  • glycerol kinase kinase gene examples include a gene consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 9.
  • the glycerol kinase gene also includes a gene functionally equivalent to the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 9.
  • “functionally equivalent” is the same as above.
  • 'A gene that is functionally equivalent to the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 9 includes a gene that is highly pre-hybridized under stringent conditions with a gene consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 9 Is mentioned.
  • the protein encoded by the gene has glycerol phosphorylation activity.
  • the stringent conditions are as described above.
  • the entire length of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3 or 9 is subjected to various artificial treatments. Even if the sequence is partially changed, these mutant genes are hybridized under stringent conditions with a gene consisting of a base sequence complementary to the base sequence of SEQ ID NO: 3 or 9. Any gene that codes for a protein having glycerin phosphorylation activity is included in the glycerol kinase gene regardless of the difference from the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 or 9.
  • the glycerol kinase gene has at least 80% identity, preferably at least 90% identity, more preferably at least 95% identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 9. Furthermore, a gene consisting of a nucleotide sequence having at least 99% identity is preferably included.
  • the glycerol kinase gene also includes a gene encoding a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 10.
  • the gene includes a gene encoding a protein functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 10.
  • the protein functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 10 is a deletion, addition, or insertion of ⁇ or several amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 1.0.
  • a protein having a substituted amino acid sequence can be mentioned.
  • the protein has the above-mentioned glycerol kinase activity, that is, glycerin phosphorylation activity.
  • mutant protein consisting of an amino acid sequence obtained as a result of deletion, addition, insertion or substitution of one or several amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 10. If the mutation is highly conserved in the three-dimensional structure of the amino acid sequence described in No. 4 or 10, and the mutant protein has the activity of the glycerol kinase, these mutant types
  • the gene encoding the protein is also included in the glyceose mouth kinase gene.
  • severeal means usually 2 to 5, preferably 2 to 3.
  • the glycerol kinase gene has at least 80% identity, preferably at least 90% identity, more preferably at least 95% identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 10. Also included is a gene encoding a protein consisting of an amino acid sequence having a sex, more preferably at least 99% identity.
  • the target bacterium to be imparted with glycerin-utilizing ability does not have a glycerin kinase gene, it is necessary to introduce a glycerol kinase gene. However, if the target bacterium has a glycerol kinase gene, the glycerol kinase gene is not necessarily introduced. -In an embodiment, a glycerol triphosphate dehydrogenase gene is further introduced into the bacterium.
  • Glycerol triphosphate dehydrogenase (also referred to as glycerin triphosphate dehydrogenase) is a protein having an activity of dehydrating glycerol triphosphate (also referred to as glycerin triphosphate).
  • the glycerol triphosphate dehydrogenase gene is not particularly limited as long as it is a gene encoding a protein having an activity of dehydrating glycerol triphosphate, but it is derived from a microorganism having glycerin assimilation ability, preferably g Those having an I p A gene, for example, Escherichia coli fc, Salmonella ⁇ , Yersinia, Shigella, Haemophilus, Xanthomonas, Vibrio ⁇ , Pseudomonas, Methylococcus, Neisseria ⁇ , Ralstonia, Burkholderia, Bordetella , Nitrosomonas ⁇ , Helicobacter genus, Geobacter genus, 'Agrobacterium genus, Rhizobium genus, Brucella genus, Bradyrhizobium genus, Rhodopseudomonas genus, Rhodobacter
  • Escherichia coli K- 12 MG1655 Salmonella enterica serovar Typhi CT18, Salmonella typhi murium T2, Yersinia pest is C092, Shigella f lexneri 2457T, Shigella sonnei, Haemophilus influenzae (serotype d), Haemophilus ducreyi, estrisona p.
  • Xanthomonas oryzae KACC10331 Vibrio cholerae, Vibrio vulnificus CMCP6, Vibrio parahaeraolyticus, Vibrio f ischeri, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas put i da, Pseudomonas -syringae pv.
  • Tomato DC3000 Pseudomonse lure solanacearum N Ralstonia eutropha ⁇ Burkholderia mallei, Burkholderia pseu domallei K96243, Burkholderia xenovorans ⁇ Burkholderia cenocepacia, Bordetella pertussis, Bordetella parapertussis, Bordetella bronchiseptica, Nitrosomonas europaea, Nitrosospira multiformis, Helicobacter pylori 26695, Helicobacter hepaticer sulfurreducens, Geobacter metallireducens, Agrobacterium tumefaciens C58 (UWash / Dupont), Rhizobiura etli, Brucella melitensis, Brucella abortus, Bradyrhizobium japonicum, Rhodopseudoraonas palustris CGA009, Nitrobacter winogradsky
  • the glycerol triphosphate dehydrogenase gene to be introduced into the bacterium in the present invention the g1 p A gene derived from Corynebacterium diphtheria is preferable.
  • the glycerol triphosphate dehydrogenase gene is preferably derived from a bacterium belonging to the same genus as the glycerin uptake protein gene to be introduced.
  • glycerol triphosphate dehydrogenase gene When introducing the glycerol triphosphate dehydrogenase gene, By introducing it as a g 1 p AFK gene contained in the same operon (g 1 p) in diphtheria and the like, a recombinant bacterium excellent in glycerin assimilation ability can be obtained.
  • a specific example of the glyce mouth triphosphate dehydrogenase gene is a gene consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 11.
  • the glycerol kinase gene also includes a gene functionally equivalent to the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11.
  • “functionally equivalent” is the same as above.
  • a gene functionally equivalent to the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11 includes a gene that hybridizes with a gene consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11 under stringent conditions. Can be mentioned.
  • the protein encoded by the gene has glycerin triphosphate dehydrogenase activity.
  • the stringent conditions are as described above.
  • the glycerin triphosphate dehydrogenase gene has at least 80% identity, preferably at least 90% identity, more preferably at least 95% identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11. More preferably, a gene comprising a base sequence having at least 99% identity is also included.
  • the glycerin triphosphate dehydrogenase gene also includes a gene encoding a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12.
  • the gene includes a gene encoding a protein functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12.
  • the protein has glycerin triphosphate dehydrogenase activity.
  • mutant protein consisting of an amino acid sequence obtained as a result of deletion, addition, insertion or substitution of one or several amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 2 If the difference is a highly conserved mutation in the three-dimensional structure of the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 12, and the mutant protein has the activity of glycerin triphosphate dehydrogenase, Genes encoding these mutant proteins are also included in the glycerin triphosphate dehydrogenase gene.
  • severe means usually 2 to 5, preferably 2 to 3.
  • the glycerin triphosphate dehydrogenase gene has at least 80% identity, preferably at least 90% identity, more preferably at least 95% identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12. More preferably, a gene encoding a protein consisting of an amino acid sequence having at least 99% identity is also included.
  • the target bacterium that is to be glycerinated does not have the glycerin triphosphate dehydrogenase gene, it is necessary to introduce the glycerin triphosphate dehydrogenase gene. However, if the target bacterium has a glycerin triphosphate dehydrogenase gene, the glycerin triphosphate dehydrogenase gene need not necessarily be introduced.
  • all of the genes described above are derived from bacteria belonging to the same genus as the bacterium to be introduced.
  • a gene when a gene is introduced into a bacterium belonging to the genus Corynebacterium, it is preferable to introduce a gene derived from a bacterium belonging to the genus Corynebacterium, preferably Corynebacterium diphtheria.
  • it is introduced as the g 1 p F gene derived from Corynebacterium diphtheria, particularly as the g 1 p A F K gene contained in the glycerol phosphate operon derived from Corynebacterium diphtheria.
  • Corynebacterium diphtheria has glycerin assimilation ability but was difficult to use because it is a pathogen.
  • a glycerin uptake protein gene derived from Corynebacterium diphtheria into another Corynebacterium genus 'bacteria', it is possible to obtain a bacterium having excellent glycerin utilization ability and having no pathogenicity.
  • Introducing a gene into a bacterium involves linking the above gene or a part thereof to an appropriate vector and introducing the resulting recombinant vector into a host so that the target gene can be expressed, or It can be carried out by inserting the gene of interest or a part thereof at any position on the genome by homologous recombination.
  • Part refers to a part of each gene capable of expressing the protein encoded by each gene when introduced into a host.
  • a method for obtaining a desired gene from a bacterial genome by cloning is well known in the field of molecular biology. For example, if the gene sequence is known, A more suitable genomic library can be created and screened using a probe complementary to the desired gene sequence. Once the sequence is isolated, the DNA is amplified using standard amplification techniques such as polymerase, chain reaction (PCR) (US Pat. No. 4,683,202) and is suitable for transformation. DNA can be obtained.
  • the glycerin uptake protein gene or glycerol kinase gene can be hybridized using a known synthetic glycerin uptake protein gene or a synthetic DNA primer appropriately designed based on the base sequence of the glycerol kinase gene as a cage. It can also be obtained by the PCR method or PCR method.
  • the vector to which the gene is linked is not particularly limited as long as it can be replicated in the host cell, and examples thereof include plasmids, phages and cosmids.
  • a shuttle vector that is movable between the bacterium from which the gene is introduced and the bacterium from which the gene is introduced is used.
  • a glycerin-incorporating protein gene derived from E. coli is introduced into a coryneform bacterium
  • a shuttle vector that can move between E. coli and the coryneform bacterium is preferable.
  • a glycerin uptake protein gene derived from E. coli is introduced into Ralstonia bacteria
  • a shuttle vector that can move between E. coli and Ralstonia bacteria is preferred.
  • a shuttle vector that can move between Escherichia coli and the genus Algigen genus is preferable.
  • pAM 3 30 derived from prebibataterium lactofamentum 2256 (JP 58-6 7699, Ag ric c. Biol. Chem. Vol. 48, 290 1-2903 ( 1 984) and Nu c 1 ei cAc ids S ymp Ser. Vol. 1 6, 26 5 -267 (1985)), Corynebacterium glutamicum ATCC 1 3 058 strain pHMl 5 1 9 (A gric. B iol. C he m. vol. 48, 29 0 1-2903 (1 984)), p CRY 30 (Ap pl. En viro n. Mi crobiol. Vo l.
  • an appropriate expression promoter is connected upstream of the gene.
  • the expression promoter to be used is not particularly limited as long as it is not repressed by glycerin, and may be appropriately selected by those skilled in the art depending on the host.
  • the host is Escherichia coli, T7 promoter, lac promoter, trp promoter, ⁇ -PL promoter, etc.
  • the host is a Bacillus genus, a SPO promoter or the like can be used.
  • coli g 1 p (glycerol 'phosphate operon) is used from the viewpoint of efficient expression of glycerin uptake protein. I like it.
  • the promoter contained in Corynebacterium diphtheria g 1 p (glycerol phosphate operon) (P glp FK) is preferably used. Also preferred are promoters that are induced by glycerin.
  • the method for introducing the above vector into the host is not particularly limited.
  • the electric pulse method (Y. K'u rusu, eta 1., Ag ri c. B io 1. C he m. 54: 443 -447 (19 90)) ⁇ Method using calcium ion (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 6 9, 21 10 (1 9 72)), Protoplast method (Japanese Patent Laid-Open No. 6-2483942) ), Electroporation (Nuclei cAcids Res., 16, 6, 1 27 (1 98 '8))) and the like.
  • the target gene is inserted into a sequence homologous to the sequence on the genome together with a promoter, and this DNA fragment is inserted into the cell by electroporation. It can be carried out by introducing and causing homologous recombination.
  • introducing into the genome use a DNA fragment linking the target gene and drug resistance gene. Then, strains that have undergone homologous recombination can be selected easily.
  • a gene linked to a drug-resistant gene and a gene that is lethal under specific conditions is inserted into the genome by homologous recombination as described above, and then the drug-resistant gene is lethal under specific conditions. It is also possible to introduce the target gene using homologous recombination in a form that replaces the gene.
  • a method for selecting a recombinant bacterium into which a target gene has been introduced is not particularly limited, but a method that allows easy selection of only a recombinant bacterium into which a target gene has been introduced is preferred.
  • the culture conditions for recombinant bacteria can be set based on the conditions normally used in the art depending on the type of bacteria used as the host. However, in this case, the culture medium for recombinant bacteria must be glycerin. It is desirable to contain it as the sole carbon source.
  • the glycerin assimilation test of recombinant bacteria can be carried out by culturing these recombinant bacteria in a medium containing glycerin and following changes in the glycerin uptake rate and bacterial cell amount.
  • Measurement of the glycerin uptake rate by the recombinant bacteria can be carried out by measuring the concentration of glycerin remaining in the medium using an HPLC analysis.
  • the change in the amount of bacterial cells can be measured by measuring the change in optical density at 60 nm with a spectrophotometer.
  • the recombinant bacterium of the present invention obtained as described above is cultured in a medium, a fermentation product or a reaction product is produced and accumulated in the medium or bacterial cell, and the product is collected from the medium or bacterial cell.
  • a fermentation product or a reaction product can be produced using glycerin.
  • Examples of fermentation products or reaction products to which the method of the present invention can be applied include substances produced by metabolism of glycerin and substances produced by utilizing energy produced by metabolism of glycerin. It is done. Specifically, for example, amino acids such as glutamic acid, lysine, threonine, phenylalanine, tryptophan, etc .; organic acids such as pyruvic acid, lactic acid, acetic acid surrounding organic acids such as pyruvic acid, lactic acid, acetic acid, kenic acid, fumaric acid Organic acids around the TCA cycle, such as malic acid, succinic acid, itaconic acid, glyceric acid, organic acids around glycerin such as 3-hydroxypropionic acid; alcohols such as ethanol, propanol, 1 3-Propanediol; vitamins such as vitamin C; and polymer substances such as various enzymes.
  • amino acids such as glutamic acid, lysine, threonine, phenylalanine
  • the production of amino acids using bacteria can be carried out by methods known in the art except that a medium containing glycerin as a carbon source is used (for example, amino acid fermentation, Hiroshi Aida et al., Academic Publishing Center).
  • the culture medium, culture medium and culture conditions can be set appropriately according to the type of bacteria used, but a normal medium containing a nitrogen source, inorganic ions and other organic micronutrients as necessary. Can be used.
  • Glycerin is used as the carbon source.
  • sugars such as glucose, lactose, galactose, fructose or starch hydrolysate, alcohols such as sorbitol, or organic acids such as fumaric acid, succinic acid or succinic acid may be used in combination.
  • glycerin as carbon can be used in the form of an aqueous solution containing impurities that is discharged in large quantities as a by-product in the surfactant and biodiesel fuel industries. Therefore, the present invention is also advantageous from the viewpoint that the by-products that have been discarded can be used effectively.
  • inorganic ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride and ammonium phosphate
  • organic nitrogen such as soybean hydrolysate, ammonia gas, aqueous ammonia and the like
  • inorganic ions potassium phosphate, magnesium sulfate, iron ions, manganese ions and the like are added.
  • organic micronutrients it is desirable to contain required amounts of L-homoserine, vitamin B1, etc. or yeast extract as required.
  • Culturing is performed under conditions suitable for the growth of the bacteria to be used.
  • the culture temperature is 20 ° C to 45 ° C, and the pH is 5 to 8.5 during the culture.
  • an inorganic or organic acidic or alkaline substance as well as ammonia gas.
  • the culture * temperature can be cultured at 42 ° C. to 60 ° C.
  • Culture can be performed by aerobic cell growth followed by anaerobic conditions. This method is particularly effective when producing organic acids such as lactic acid and succinic acid.
  • succinic acid it is preferable to add carbon dioxide and carbonate ions to the medium because the yield increases.
  • the collection of the fermentation product or reaction product from the culture medium after completion of the culture does not require a special method in the present invention. That is, it can be carried out by combining conventionally known ion exchange resin method, precipitation method and other methods.
  • glycerin is used as a carbon source, it may be possible to simplify the purification of the target substance and the waste liquid treatment process, compared to the case where saccharides derived from agricultural products are used.
  • hybrid plasmids For the preparation of hybrid plasmids, use the plasmid ⁇ CG 100 (3 kbp) derived from Corynepacterum 'Dartamicam ATCC 1 3058 strain and the plasmid pHSG398 (Takara Bio Inc.) derived from Escherichia coli. It was.
  • PCG100 plasmid derived from Corynebacterium dartamicum ATCC 13058 strain was obtained and ligated with pHSG398 to prepare a hybrid plasmid.
  • Corynebacterium 'glutamicum ATCC 13058 strain was cultured with shaking in JCM26 medium (5 m' 1) at 30 ° C.
  • the cultured Corynebacterium 'Dartamicam A TCC 13058 strain was seeded on a JCM26 plate and cultured at 30 ° C with shaking.
  • JC M26 plate was inoculated with 1 loop in a loop, and cultured with shaking in JCM26 medium (5 ml) at 30 ° C for 6 hours.
  • the preculture solution lm 1 was inoculated into 5 ml of JCM26 medium (isonicotinic acid hydrazide 200 mg / 50 ml) and cultured at 30 ° C with shaking. After completion of the culture, it was cooled on ice. The culture was centrifuged at 15000 rpm for 10 minutes to recover the cells.
  • JCM26 medium isonicotinic acid hydrazide 200 mg / 50 ml
  • a plasmid was extracted from the collected cell pellet using Ml] 3 I Kit (Qiagen). At the time of recovery, the bacterial cell pellet was suspended in 1 ml of P 1 buffer containing 6 mg of lysozyme and shaken for 1 hour in a 37 ° C water bath. ,
  • Transformation was performed by applying 2.5 kvZ 200 ⁇ / 25 ⁇ F to the TOP 10 electrified cells.
  • the obtained E. coli transformant was inoculated with 0.5 ni U of SOC medium and placed in a 15 ml centrifuge tube. The culture was shaken at 37 ° C for 1 hour. 37 100 mu 1 spread LBCm culture destinations in ° C, at 30 ° C, and stationary culture was performed ⁇
  • the Escherichia coli containing the hybrid plasmid obtained in Example 1 was cultured again to prepare a large amount of the plasmid, which was introduced into the Corynebacterium dartamicam ATCC 13032 strain.
  • a colony of Corynebacterium 'glutamicum ATCC 13032 strain was inoculated into one loop. Culturing was carried out for 16 hours at 300 rpm and 30 ° C. in 5 ml of LB medium containing 0.2 ml of 50% glucose. At the end of the culture, OD 660 was measured.
  • the OD 66Q was measured, and the culture was sufficiently cooled on ice.
  • the culture solution was centrifuged at 15000 rpm for 10 minutes to recover the cells.
  • the obtained cells were suspended in 5 ml of 10% glycerin and cooled on ice. Centrifuge at 15000 rpm for 10 minutes and discard the supernatant. Pipetting with 10% glycerin in lm 1 And transferred to a 1.5 ml sterilized Eppen. Centrifugation was performed at 1 500 rpm for 1 minute, and the supernatant was discarded. Pipetted again with 1 ml of 10% glycerin. Centrifugation was carried out at 1 500 rpm for 1 minute, and the supernatant was discarded (4 times).
  • a voltage was applied at 2.5 k.v / 600 ⁇ / 25 ⁇ F to the competent cell obtained in 2-1. It was transferred to BH I S medium l rn 1 and placed in a 15 m 1 centrifuge tube. 4 Restoration culture was performed by allowing to stand in a 6 ° C water bath for 6 minutes, ice-cooling for 3 minutes, and then shaking culture at 30 ° C for 1 hour. L BHI IS medium Cm 30 and 60 were each plated with 5 plates in 2 sets for a total of 20 plates and statically cultured at 30 ° C.
  • JCM 26 medium, Epo medium, BH I S medium and L BH I S plate were prepared as follows.
  • JCM 26 medium composition JCM 26 medium composition:
  • BH IS medium The following A and B were mixed immediately before use.
  • the constructed hybrid plasmid pCG100-pHSG 398 was confirmed to be stably retained in both E. coli and Corynebacterium dartamicam as a shuttle vector.
  • Escherichia coli has (a) glycerol uptake protein (glycerol facilitator) and (b) glycerol kinase as operon (g 1 p FK operon) as glycerin utilization gene, and in the order of promoter, facilitator, kinase. Arranged.
  • a PCR was prepared from the fragment of promoter + (a) + (b) using the following primers, inserted into the pCG100_pHSG398 shuttle vector, and introduced into Corynebata glutamicum.
  • the pHSG398 plasmid was confirmed to contain 5 fragments of 1, 6, 8, 9 and 10 (Fig. 5). .
  • a large number of plasmid No. 10 was prepared and introduced into Corynepacteria d'artamicam ATCC 13032 strain.
  • composition of the growth test medium was as follows. Urea 4 g
  • the wild strains of les were also vigorously growing when dulcose was used as the carbon source, but when Dali serine was used as the carbon source, there was a difference from the condition without carbon source. There wasn't. Therefore, it was confirmed that the wild strain classified as Corynebacterium dartamicam has no glycerin assimilation ability.
  • the following medium was placed in a 2 L jar fermenter, autoclaved, and cultured in 50 ml of the same composition.
  • Escherichia coli g 1 p FK gene introduced Corynepactum glutamicum ATC C 1 3 0 3 2
  • the strain was inoculated and cultured at 30 ° C. for 48 hours while adjusting the pH to 7.2 with 25% aqueous ammonia while aeration was performed at 0.5 vvm.
  • Example 7 Production of organic acid Culture medium 10 Om 1 is sterilized in a 500 ml 1 flask, sterilized 50% glycerol solution 4 ml 1 is added, and E. coli g 1 p FK gene introduced Corynebacterium glutamicum AT CC 13032 strain is inoculated, 30 ° Incubated with C for 24 hours (1 Sakaguchi). After completion of the culture, the cells were centrifuged. Wet cells obtained from 100 ml of culture broth were 3.7'3 g. This was used for the reaction.
  • reaction medium 100 ml of the reaction medium to a 100 ml medium bottle, add the bacterial cells and 12 ml of 50% glycerin solution (work in the glove box), and keep the reaction sealed at 30 ° C for 24 hours with stirring with a stirrer. I let you. After the reaction, the culture solution was centrifuged and analyzed.
  • the culture broth contained malic acid 0.4%, succinic acid 1.4%, acetic acid 0.2%, and lactic acid '1.9%.
  • Examples 6 and 7 indicate that amino acids and organic acids can be produced by culturing a recombinant bacterium introduced with a gene encoding a glycerin uptake protein in a medium containing glycerin:! It was.
  • Ralstonia eutropha ATCC 17697 cannot grow using glycerin as a carbon source. Glycerol-utilizing ability was conferred by introducing the glycerol-utilizing genes g 1 pF and g 1 pK derived from Escherichia coli into this Ralstonia eutropha ATCC 17697 strain.
  • the g 1 p FK gene fragment was amplified by PCR using the following primer set using the g 1 p FK / p CG 100-pHSG 398 plasmid introduced into Corynebata d'artamicam as a saddle type.
  • the broad host vector pBBR122 plasmid contains resistance genes for two antibiotics, chloramphenicol and kanamycin.
  • N co I site existing on this chloramfu unicol resistance gene it was cleaved with the restriction enzyme Nco I, then treated with alkaline phosphatase and dephosphorylated. did.
  • This vector DNA fragment was separated by electrophoresis, cut out and recovered. This fragment and the previous g 1 p FK gene fragment were ligated and introduced into E. coli to obtain g 1 p FKZp BBR122 plasmid.
  • the KpBBR122 plasmid was introduced into the Lanorestonia utropha ATC C 17697 strain by electroporation.
  • a voltage was applied to a solution in which 2 ⁇ l of pBBR 12 2 plasmid solution without insert was added instead of gl pFK / pBBR122 plasmid solution.
  • the suspension was suspended in 1 ml of SOC medium, and cultured with shaking at 30 for 1 hour. After ⁇ time, the entire amount was inoculated into 50 ml of medium supplemented with 50 ppm of kanamycin in NB medium and cultured overnight at 3 CL ° C. After one night, the culture solution was diluted to 10 3 to 10 6 , spread on a medium obtained by adding 300 ppm of kanamycin to NB medium, and statically cultured at 30 ° C. to form colonies.
  • the grown colonies were inoculated into a medium obtained by adding 50 ppm of kanamycin to NB medium, and cultured at 30 for 10 hours.
  • the cells were collected from 1.5 ml of the culture solution by centrifugation, and the plasmid was extracted.
  • the restriction enzyme NcoI When confirmed by electrophoresis, it was confirmed that the transformant with gl pFKZpBBR122 plasmid introduced was found to have bands derived from g 1 p FK and p BBR 122 plasmid at positions 5300 bp and 3300 bp. In the transformant into which BBR 122 plasmid was introduced, only a band of a size considered to be derived from the pBBR 122 plasmid could be confirmed at the 5300 bp position.
  • the Ralstonia eutropha transformants were named Ralstonia eutropha / g 1 p FK / p B BR 122 and Ralstonia eutropha ZpBBRl 22, respectively. 8-5. Growth test of Ralstonia eutropha 'transformant
  • Ralstonia 'Utropha ATCC 17697 strain can be grown by using 3 strains of Ralstonia eutropha ATCC 17697 wild strain, the previous Lars small nya eutrophano g 1 p FK / p B BR 122 and ralstonia eutropha ZpBBRl 2 2 Growth was confirmed using a minimal medium containing L-malic acid as a single carbon source and a minimal medium containing glycerin as a single carbon source.
  • Ralstonia eutropha ATCC 17697 wild strain is NB medium 5 ml, ralstonia 'eutropha / g 1 p FK / p B BR 122 strain and Ralstonia eutropha / B BR 122 strain kanamycin 300 pm on NB medium
  • composition of the medium used in this example is as follows.
  • Alkaline Genes faecalis ATCC 18750 cannot grow T using glycerin as a carbon source.
  • the glycerin utilization genes g 1 pF and g 1 pK derived from E. coli were introduced into the Alkaligenes' Faecaris ATCC 18750 strain to impart the ability to assimilate dalyserin.
  • Alkaline Genes' Faekaris ATCC 18750 wild strain is 5 ml in NB medium, Al Carigenes' faecaris Zg 1 p FK / p BBR 122 strain and Al force ligenes faye squirrel / p BBR 122 strain were inoculated into 5 ml of medium with 300 kpm of kanamycin added to NB medium, 30 ° C. overnight culture.
  • 50 1 of a medium supplemented with L-malic acid or glycerin as a carbon source in the following minimal medium was inoculated with 50 1 of the culture medium cultured overnight and cultured at 30 ° C. for 24 hours.
  • the wild-type strain of Alcaligenes' Faecaris does not have glycerin assimilation ability, whereas the recombinant bacterium of the present invention has glycerin assimilation ability. Indicated. It can also be seen that the recombinant bacterium of the present invention has glycerin assimilation ability equivalent to L-malate assimilation ability in the wild strain.
  • the composition of the minimal medium used for the growth test is as follows.
  • This vector was ligated with the g 1 p AFK gene fragment excised from pCR40PO, and transformed into large intestine.
  • the plasmid was recovered from the obtained transformant, cut with restriction enzymes XbaI and PstI, and the insert was confirmed.
  • a 4600 bp band of the same size as the introduced g1p AF K gene was obtained.
  • This plasmid was named Cd_g 1 p AFK-pCG100-pHSG39 &.
  • a combinatorial cell of Corynebatarum-Glutamicum was prepared and this plasmid was introduced by the electroporation method.
  • Plasmid-only strain 15.8 0.74 0.80 The above results show that the wild-type strain of Corynebacterium dartamicam does not have glycerin-utilizing ability, whereas the recombinant bacterium of the present invention has glycerin-utilizing ability. It was done. In addition, it can be seen that the recombinant bacterium of the present invention has a glycerin assimilation ability equivalent to that in the wild strain.
  • glycerol-assimilating ability can be imparted to bacteria.
  • means for effectively utilizing glycerin is provided.

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Abstract

It is intended to provide a means of imparting an ability to assimilate glycerol to a microorganism. Namely, a method which comprises transferring a glycerol intake protein gene into a bacterium to thereby impart an ability to assimilate glycerol to the bacterium.

Description

細菌にグリセリン資化能を付与する方法 技術分野  Method of imparting glycerin assimilation ability to bacteria Technical Field
本発明は、 細菌にグリセリン資化能を付与する方法、 ク'リセリン資化能を有する組換え 細菌、 およぴ該組換え細菌を用レ、てを発酵生成物または反応生成物を製造する方法に関す る。  The present invention relates to a method for imparting glycerin assimilation ability to a bacterium, a recombinant bacterium having a glycerin assimilation ability, and a fermented product or a reaction product using the recombinant bacterium. On the method.
 Light
背景技術  Background art
界面活性剤産業やバイオディーゼル燃料産田業においては、 グリセリンが副産物として大 量に排出される。 通常グリセリンは、 ニトログリセリンの製造、 そのほか医薬おょぴ化粧 品などに用いられるが、 上記の副産物として排出されるグリセリンは不純物を含んだ水溶 液の状態であるため、 そのまま上記用途に-用!/、ることはできず廃棄されているのが現状で ある。 このように廃棄物となるグリセリンを有効利用することができれば、 地球環境問題 など資源の有効活用の面からも非常に好ましいと考えられる。  In the surfactant industry and the biodiesel fuel industry, glycerin is discharged in large quantities as a by-product. Normally glycerin is used in the manufacture of nitroglycerin and other pharmaceuticals and cosmetics, but the glycerin discharged as a by-product is in the form of an aqueous solution containing impurities, so it can be used as it is for the above use! / The current situation is that it cannot be discarded. If glycerin, which is a waste material, can be used effectively in this way, it is highly desirable from the viewpoint of effective use of resources such as global environmental problems.
一方、 現在まで、 微生物による有用生産物 製造において、 その発酵原料として利用さ れるのは、 農産物に由来する糖質がほとんどである。 アミノ酸、 有機酸などの有用物質を 発酵生産するために広く使用されているコリネ型細菌もまた、 グルコースを炭素源として いる。 しかしながら、 今後農産物に由来する糖価格は上昇の傾向にあるため、 その代替発 酵原料が求められている。 糖以外の炭素源を資化する能力を微生物に付与する方法として は、 コリネ型細菌にメタノール脱水素酵素遺伝子を導入し、 さらにへキシュロースフォス フェートジンターゼ遺伝子おょぴホスホへキシュロイソメラ一ゼ遺伝子を導入することに より、 同細菌にメタノール資化能を付与する方法が報告されている (特開 2 0 0 4— 2 6 1 1 5 0号公報) 。 しかし、 微生物にグリセリン資化能を付与することについては知られ ていない。  On the other hand, to date, most of the carbohydrates derived from agricultural products are used as fermentation raw materials in the production of useful products by microorganisms. Coryneform bacteria widely used for fermentative production of useful substances such as amino acids and organic acids also use glucose as a carbon source. However, since the price of sugar derived from agricultural products is on the rise in the future, alternative fermentation raw materials are required. As a method for imparting to microorganisms the ability to assimilate carbon sources other than sugar, a methanol dehydrogenase gene is introduced into coryneform bacteria, and the hexulose phosphate synthase gene and the phosphohexoisomerase gene are introduced. There has been reported a method for imparting methanol-assimilating ability to the same bacterium by introducing the bacterium (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-0 2 6 1 1 50). However, it is not known to impart glycerin assimilation ability to microorganisms.
上記の界面活性剤産業やパイ'ォディーゼル燃料産業において副産物として排出される不 純物を含んだグリセリン水溶液は、 発酵原料として用いる場合には問題がないことから、 微生物にグリセリン資化能を付与してグリセリンを原料に有用物質を製造することは、 糖 以外の発酵原料の開発という観点だけでなく、 廃棄物の有効利用という観点からも望まれ ている。 発明の開示 The glycerin aqueous solution containing impurities discharged as a by-product in the surfactant industry and the piodiesel fuel industry has no problem when used as a fermentation raw material. Thus, the production of useful substances using glycerin as a raw material is desired not only from the viewpoint of developing fermentation raw materials other than sugar, but also from the viewpoint of effective use of waste. Disclosure of the invention
本発明の課題ほ、 微生物にグリセリン資化能を付与する手段を提 十ることである。 本発明者らは、 上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、 細菌にグリセリン取り込 みタンパク質をコードする遺伝子を導入することにより、 細菌がグリセリン資化能を獲得 することを見いだし、 本発明を完成するに至った。'  An object of the present invention is to provide means for imparting glycerol utilization ability to microorganisms. As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the bacterium acquires glycerin assimilation ability by introducing a gene encoding a glycerin uptake protein into the bacterium. The invention has been completed. '
すなわち、 本発明は以下の発明を包含する。  That is, the present invention includes the following inventions.
(1) 細菌にグリセリン取り込みタンパク質遺伝子を導入することにより、 該細菌にダリ セリン資化'能を付与する方法。  (1) A method for imparting darinserin utilization ability to a bacterium by introducing a glycerin uptake protein gene into the bacterium.
(2) 細菌がコリネ型細菌である、 (1) 記載の方法。  (2) The method according to (1), wherein the bacterium is a coryneform bacterium.
(3) コリネ型細菌がコリネパクテリゥム ·ダルタミカムである、 (2) 記載の方法。 (3) The method according to (2), wherein the coryneform bacterium is Corynebacterium dartamicum.
(4) 細菌がラルストニア属細菌である、 (1) 記載の方法。 (4) The method according to (1), wherein the bacterium is a bacterium belonging to the genus Ralstonia.
(5) 'ラルストニア属細菌がラルストニア 'ユートロファである、 (4) 記載の方法。 ( 6 ) 細菌がアル力リゲネス属細菌である.、 '( 1 ) 記載の方法。  (5) The method according to (4), wherein the 'Ralstonia bacterium is Ralstonia utropha. (6) The method described in '(1), wherein the bacterium is an Al force Ligenes bacterium.
(7) アルカリゲネス属細菌がアルカリゲネス · ファェカリスである、 (6) 記載の方法。 (8) グリセリン取り込みタンパク質遺伝子が大腸菌由来 g 1 p F遺伝子である、 (1) 〜 (7) のいずれかに記載の方法。  (7) The method according to (6), wherein the alkali genus bacterium is Alcaligenes faecalis. (8) The method according to any one of (1) to (7), wherein the glycerin uptake protein gene is an Escherichia coli-derived g 1 p F gene.
(9) グリセリン取り込みタンパク質遺伝子がコリネパクテリゥム ·ジフテリア'由来 g 1 p F遺伝子である、 (1) 〜 (7) のいずれかに記載の方法。  (9) The method according to any one of (1) to (7), wherein the glycerin uptake protein gene is a g1pF gene derived from Corynebacterium diphtheria '.
(10) 細菌にグリセロールキナーゼ遺伝子をさらに導入する、 (1) 〜 (9) のいずれ かに記載の方法。  (10) The method according to any one of (1) to (9), wherein a glycerol kinase gene is further introduced into a bacterium.
(11) グリセリン取り込みタンパク質をコードする遺伝子が導入された、'グリセリン資 化能を有する組換え細菌。  (11) A recombinant bacterium having a glycerol-assimilating ability, into which a gene encoding a glycerin uptake protein has been introduced.
(12) コリネ型細菌である、 (11) 記載の組換え細菌。  (12) The recombinant bacterium according to (11), which is a coryneform bacterium.
(13) コリネバクテリゥム .ダルタミカムである、 (12) 記載の組換え細菌。  (13) The recombinant bacterium according to (12), which is Corynebacterium dartamicum.
(14) ラルストニア属細菌である、 (1 1) 記載の組換え細菌。  (14) The recombinant bacterium according to (1 1), which is a Ralstonia bacterium.
(15) ラルストニア ·'ユート'ロファである、 (14) 記載の組換え細菌。  (15) The recombinant bacterium according to (14), which is Ralstonia 'uto' lofa.
(16) アルカリゲネス属細菌である、 (1 1) 記載の組換え細菌。  (16) The recombinant bacterium according to (1 1), which is an alkaligenus bacterium.
(17) アル力リゲネス · ファェ力リスである、 (16) 記載の組換え細菌。  (17) The recombinant bacterium according to (16), which is Al force Ligenes-Fae force squirrel.
(18) グリセリン取り込みタンパク質遺伝子が大腸菌由来 g 1 p F遺伝子である、 (1 1) ~ (17) のいずれかに記載の組換え細菌。 (19) グリセリン取り込みタンパク質遺伝子がコリネパクテリゥム .ジフテリア由来 g l.pF遺伝子である、 (11) 〜 (17) のいずれかに記載の組換え細菌。 (18) The recombinant bacterium according to any one of (1 1) to (17), wherein the glycerin uptake protein gene is an E. coli-derived g 1 p F gene. (19) The recombinant bacterium according to any one of (11) to (17), wherein the glycerin uptake protein gene is a corynepacterium diphtheria-derived gl.pF gene.
(20) グリセロールキナーゼ遺伝子がさらに導入された、 (1 1) 〜 (19) のいずれ かに記載の組換え細菌。  (20) The recombinant bacterium according to any one of (11) to (19), further introduced with a glycerol kinase gene.
(21) (11) 〜 (20) のいずれかに記載の組換え細菌を、 グリセリンを含有する培 地で培養し、 培養物から発酵生成物または反応生成物を取得することを含む、 発酵生成物 または反応生成物の製造方法。  (21) Fermentation production comprising culturing the recombinant bacterium according to any one of (11) to (20) in a medium containing glycerin, and obtaining a fermentation product or a reaction product from the culture Product or reaction product production method.
本発明ほ、 本願の優先権の基礎である特願 200-5-221282号の特許請求の範囲、 明細書および図面に記載された内容を包含する。 図面の簡単な説明  The present invention includes the contents described in the claims, specification and drawings of Japanese Patent Application No. 200-5-221282 which is the basis of the priority of the present application. Brief Description of Drawings
図 1は、 実施例 1において大腸菌形質転換体からプラスミ ドを抽出しィンサートの確認 を行った結果を示す。  FIG. 1 shows the result of extracting a plasmid from an E. coli transformant in Example 1 and confirming the insert.
図 2は、 実施例 2においてコリネパクテリゥム ·ダルタミ力 'ムへのハイブリッドプラス ミド導入を確認した結果を示す。  FIG. 2 shows the result of confirming the introduction of the hybrid plasmid into the corynebacterium dartami force in Example 2.
図 3は、 実施例 3における K O D—遺伝子ポリメラーゼを用いた g 1 p F K遺伝子の P CR増幅の結果を示す。  FIG. 3 shows the results of PCR amplification of the g 1 p F K gene using KO D-gene polymerase in Example 3.
図 4は、 PCR増幅により得られた g I pFK遺伝子のバンドを切り出して回収し、. p CR4TOPOに固定した結果を示す。  Fig. 4 shows the result of excising and collecting the band of g I pFK gene obtained by PCR amplification and immobilizing it on pCR4TOPO.
図 5は、 実施例 3において g i p FK_pCG100— pHSG398プラスミドのィ ンサートを確認した結果を示す。  FIG. 5 shows the result of confirming the insert of g ip FK_pCG100-pHSG398 plasmid in Example 3.
図 6は、 ' pCG100— pHSG398シャトルベクターに大腸菌の g l.pFK遺伝子 を導入したプラスミ ド g 1 p.FK— pCGl O O— pHSG398を、 コリネバクテリゥ ム ·ダルタミカム ATCC 13032株にエレクトロポレーシヨンで導入した結果を示 す。 以下、 本発明を詳細に説明する。  Fig. 6 shows that the plasmid g 1 p.FK—pCGl OO—pHSG398, in which the Escherichia coli g l.pFK gene was introduced into the pCG100—pHSG398 shuttle vector, was electroporated into Corynebacterium dartamicum ATCC 13032 strain. Show the result. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明の方法において、 グリセリン取り込みタンパク質遺伝子を導入する細菌としては、 通常、 グリセリン資化能を有しない細菌を用いる。 また、 好ましくはグリセロールキナー ゼ遺伝子を有する細菌を用いる。 好ましくはコリネ型細菌、 ラルストニア (Ralstonia) 属細菌またはアルカリゲネス (Alcaligenes) 属細菌を用いる。 In the method of the present invention, as a bacterium for introducing a glycerin uptake protein gene, a bacterium that does not have glycerin assimilation ability is usually used. In addition, a bacterium having a glycerol kinase gene is preferably used. Preferably coryneform bacterium, Ralstonia Use bacteria belonging to the genus or Alcaligenes.
:コリネ型細菌は、 B a r g e y s Ma n u a l o f D e t e rm i n a t i v e B a c t e r i o l o g y, 8、 599 (1 974) に定義されている一群の微生物であ 'り、 好気性、 グラム陽性、 非抗酸性、 胞子形成能を有しない桿菌を意味し、 コリネバクテ リ ウ ム ( Corynebacterium ) 属細菌、 な ら'ぴに従来ブ レ ビノく ク テ リ ゥム (Brevibacterium) 属に分類されていたが現在コリネパクテリゥム属に統合された細菌を 含み (I n t. J. S y s t. B a c t e r i o l . , 41, 255 (1 98 1) ) 、 ま たコリネパクテリゥム属と非常に近縁なブレビバ久テリゥム属細菌を含み、 具体的には以 下の ¾の力 例示 eれる : Corynebacterium acetoacidophilum、 Corynebacterium acetoglutamicum 、 Corynebacterium callunae 、 Corynebacterium glutamicum 、 Corynebacterium efficiens、 Corynebacterium lilium (Corynebacterium glutamicum) 、 Corynebacterium raelassecola 、 Brevibacterium ammoniagenes ( Corynebacterium glutamicum ) 、 Brevibacterium divaricatum ( Corynebacterium glutamicum ) 、 Brevibacterium linens Brevibacterium f lavum ( Corynebacterium glutamicum ) 、 Brevibacterium lactof ermentum ( Corynebacterium glutamicum ) 、 Brevibacterium saccharolyticum^ Brevibacterium thiogenitalis、 Brevibacterium helvolum。 本発明の 方法において遺伝子を導入する細菌としては、 好ましくはコリネパクテリゥム属細菌を用 レヽ、 より好ましく fまコリネノ クテリゥム · グノレタミカム (Corynebacterium glutamicum) を用いる。  : Coryneform bacteria are a group of microorganisms as defined in B argeys Manual of Det rm inative B acteriology, 8, 599 (1 974), aerobic, gram positive, non-acidic, spore-forming ability The bacterium belonging to the genus Corynebacterium, which has been previously classified as the genus Brevibacterium, has now been classified into the genus Corynebacterium. Incorporated bacteria (Int. J. Sys t. B acteriol., 41, 255 (1 98 1)), and Brevibakyuterium bacterium belonging to the genus Corynepacteria are also closely related. In particular, the following ¾ forces are exemplified: Corynebacterium acetoacidophilum, Corynebacterium acetoglutamicum, Corynebacterium callunae, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium efficiens, Corynebacterium lilium (Corynebacterium glutamicum), Corynebacterium raelassecola Brevibacterium ammoniagenes (Corynebacterium glutamicum), Brevibacterium divaricatum (Corynebacterium glutamicum), Brevibacterium linens Brevibacterium f lavum (Corynebacterium glutamicum), Brevibacterium lactof ermentum (Corynebacterium glutamicum), Brevibacterium saccharolyticum ^ Brevibacterium thiogenitalis, Brevibacterium helvolum. As a bacterium to which a gene is introduced in the method of the present invention, a bacterium belonging to the genus Corynebacterium is preferably used, and more preferably f. Corynebacterium glutamicum is used.
遺伝子を導入する細菌としてラルストニア (Ralstonia) 属細菌を用いることもできる。 ラルストニア属細菌としては、 例えば、 Ralstonia eutropha, Ralstonia solanacearum, Ralstonia metal丄 ldurans、 Ralstonia pickettii、 Ralstonia bxalatica.、 Ralstonia insidiosa、 Ralstonia raannitolilytica^ Ralstonia syzygii等 挙りられる。 本発明の 方法において遺伝子を導入する細菌としては、 好ましくはラルストニア 'ユートロファ (Ralstonia eutropha) を用レヽ 。  A bacterium belonging to the genus Ralstonia can also be used as a bacterium for introducing a gene. Examples of the genus Ralstonia include Ralstonia eutropha, Ralstonia solanacearum, Ralstonia metal ldurans, Ralstonia pickettii, Ralstonia bxalatica., Ralstonia insidiosa, Ralstonia raannitolilytica ^ Ralstonia syzygii. As a bacterium for introducing a gene in the method of the present invention, preferably Ralstonia eutropha is used.
また、 遺伝子を導入する細 としてアルカリゲネス (Alcaligenes) 属細菌を用いるこ ともできる。 アルカリゲネス属細菌と しては、 例えば、 Alcaligenes faecalis、 Alcaligenes denitrif icans、 Alcaligenes eutrophus、 Alcaligenes xylosoxidans、 Alcaligenes aestus、 Alcaligenes aquamarinusN Alcaligenes aquatilis^ Alcaligenes cupidus、 Alcaligenes defragrans、 Alcaligenes latus、 Alcaligenes pacif icus、 Alcaligenes paradoxus 、 Alcaligenes piechaudii 、 Alcaligenes ruhlandi i 、 Alcaligenes venustus等が挙げられる。 本発明の方法において遺伝子'を導入する細菌とし ては、 好ましくはアルカリゲネス ·ファェカリス .(Alcaligenes faecalis) を用いる。 グリセリンを原料とした物質生産の宿主細菌としての性質を調べる中で、 本発明者らは、 コリネパクテリゥム 'グルタミカム、 ラルストニア 'ユートロファおよびアルカリゲネ ス ' ファェカリスが、 グリセリンを炭素源とした培地で明確な生育を示さないことを見い だした。 コリネバクテリゥム ·ダルタミカム、 ラルストニア ·ユートロファおよぴァルカ リゲネス ·ファェカリスは、 グリセリンをリン酸化して代謝の中枢に導くグリセロールキ ナーゼ遺伝子が有しているにも関わらず、 グリセリン資化能を有しないことは驚くべきこ とであった。 一実施形態において本発明は、 上記知見に基づくものである。 In addition, Alcaligenes bacteria can also be used as a cell for gene introduction. Alkagenes bacteria include, for example, Alcaligenes faecalis, Alcaligenes denitrif icans, Alcaligenes eutrophus, Alcaligenes xylosoxidans, Alcaligenes aestus, Alcaligenes aquamarinus N Alcaligenes aquatilis ^ Alcaligenes cupidus, Alcaligenes defragrantus, caligen Alcaligenes paradoxus, Alcaligenes piechaudii, Alcaligenes ruhlandii, Alcaligenes venustus, etc. are mentioned. In the method of the present invention, the bacterium into which the gene is introduced is preferably Alcaligenes faecalis. In investigating the properties of glycerin as a raw material for host production, the present inventors have clarified that Corynepacterium 'Glutamicum, Ralstonia' Eutropha and Alkaline Genus' fecalis in a medium using glycerin as a carbon source. I found that it did not show good growth. Corynebacterium dartamicum, Ralstonia utropha and Arka ligenes faecalis have the ability to assimilate glycerin, despite the presence of the glycerol kinase gene, which phosphorylates glycerin and leads to the center of metabolism. It was amazing not to do it. In one embodiment, the present invention is based on the above findings.
グリセリン取り込みタンパク質は、 疎水性タンパク質であり、 細胞膜に挿入された状態 をとることにより、 細胞外と内部をつなぐチャンネルを形成し、 グリセリンの細胞内への 取り込みを促進する働きをすると考えられている。 本努明において、 細菌に導入するダリ' セリン取り込みタンパク質遺 子としては、 グリセリンの細胞内への取り込みを促進する 機能を有するタンパク質をコードする遺伝子であれば特に制限されないが、 グリセリン資 化能を有する微生物に由来するもの、 好ましくは g 1 p F遺伝子を有するもの、 例えば、 Salraone丄 1& 、 Yersinia属、,,Shigella 、 Erwiniaj¾ s Haemophilus^ Pasteureila ¾、 Mannheimia属、 Xylella厲、 Vibrio属、 Photobacterium属、 Pseudomonas属、 Francisella 属、 Chromobacterium属、 Burkholderia属、 Bacillus厲、 Staphylococcus属、 Listeria属、 Lactococcus属、 Streptococcus属、 Lactobacillus属、 Enterococcus属、 Clostridium属、 Thermoanaerobacter属、 Mycoplasma属、 Streptomyces j¾ N Leifsonia属、 Bifidobacterium 属、 Rhodopirellula属、 Boirelia属、 Leptospira属、 Archaeoglobus属、 Escherichia属の 細菌に由来するもの、 具体的には、 Salmonella typhi、 Yersinia pestis、 Shigella flexneri、 Erwinia carotovora Haemophilus influenzae Pasteurella multocida、 Mannheimia succiniciproducens、 Xylella fastidiosa、 Vibrio par ahaemo 1 y t i cus、Glycerin uptake protein is a hydrophobic protein, and is thought to act to promote uptake of glycerin into cells by forming a channel that connects the outside and inside by taking a state of being inserted into the cell membrane. . In this effort, the Dari 'serine uptake protein gene to be introduced into bacteria is not particularly limited as long as it is a gene encoding a protein having a function of promoting the uptake of glycerin into cells, but the glycerin assimilation ability is not limited. Derived from microorganisms, preferably having g 1 p F gene, for example, Salraone 丄 1 &, Yersinia genus,, Shigella, Erwiniaj¾ s Haemophilus ^ Pasteureila ¾, Mannheimia genus, Xylella 厲, Vibrio genus, Photobacterium genus, Pseudomonas, Francisella, Chromobacterium, Burkholderia, Bacillus 厲, Staphylococcus, Listeria, Lactococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Enterococcus, Clostridium, Thermoanaerobacter, Mycoplasma, Streptomyces j¾ N Leifs , Rhodopirellula, Boirelia, Leptospira, Archaeoglobus, Escherichia Those that come, specifically, Salmonella typhi, Yersinia pestis, Shigella flexneri, Erwinia carotovora Haemophilus influenzae Pasteurella multocida, Mannheimia succiniciproducens, Xylella fastidiosa, Vibrio par ahaemo 1 yti cus,
Photobacteriura profundura 、 Pseudomonas aeruginosa 、 Pseudomonas put i da 、 Pseudomonas syringae、 Francisella tularensis 、 Chromobacterium violaceura、 Burkholderia mallei Bacillus subtilis、 Bacillus halodurans^ Bacillus anthracis N Bacillus cereus、 Bacillus thuringiensis、 Bacillus licheniformis、 Bacillus G丄 ausii 、 Staphylococcus aureus 、 Staphylococcus epidermidis 、 Listeria monocytogenes、 Listeria innocua、 Lactococcus lactis、 Streptococcus pyogenes、 Streptococcus pneumoniae、 Streptococcus agalactiae、 Lactobacillus plantarum N Lactobacillus acidophilus、 Enterococcus faecal is N Clostridium acetobutylicum、 Clostridium perfringens^ Thermoanaerobacter tengcongensis、 Mycoplasma genitaliunu Mycoplasma pneumoniae、 Mycoplasma gallisepticum、 Corynebacteriura diphtheriae、 Streptomyces coelicolor 、 Streptomyces avermitilis 、 Leifsonia xyli 、 Bifidobacterium longum、 Rhodopirellula baltica、 Borrelia burgdorferi ^ Leptospira interrogans s Archaeoglobus iu丄 gidus、 EschericJ ia coli (特に Escherichia coli K - 12) に由来するものなどが挙げられ、 大腸菌由来のものが好ましい。 また、 コリネバクテ リウム 'ジフテリア (Corynebacteriura diphtheria) に由来するものも好ましく用いられ る。 なお、 本発明において、 遺伝子には、 核酸、 すなわち DNAおよび RNAが包含され る。 Photobacteriura profundura, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas put i da, Pseudomonas syringae, Francisella tularensis, Chromobacterium violaceura, Burkholderia mallei Bacillus subtilis, Bacillus halodurans ^ Bacillus anthracis N Bacillus anthracis N Bacillus cereus , Listeria monocytogenes, Listeria innocua, Lactococcus lactis, Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus agalactiae, Lactobacillus plantarum N Lactobacillus acidophilus, Enterococcus faecal is N Clostridium acetobutylicum, Clostridium perfringens ^ Thermoanaerobacter tengcongensis, Mycoplasma genitaliunu Mycoplasma pneumoniae, Mycoplasma gallisepticum, Corynebacteriura diphtheriae, Streptomyces coelicolor, Examples include those derived from Streptomyces avermitilis, Leifsonia xyli, Bifidobacterium longum, Rhodopirellula baltica, Borrelia burgdorferi ^ Leptospira interrogans s Archaeoglobus iu gidus, EschericJia coli (especially Escherichia coli K-12), etc. Also, those derived from Corynebacteriura diphtheria are preferably used. In the present invention, the gene includes nucleic acids, that is, DNA and RNA.
大腸菌ゃコリネバクテリゥム 'ジフテリ-ァ'などのグリセリン資化能を有する微生物には、' グリセリンの取り込みに関与すると考えられている g 1 p FK遺伝子が存在しており、 g 1 p Fはグリセリン取り込みタンパク質 (ファシリテ一ターとも称される) 、 g l pKは グリセ口ールキナーゼをコ一ドしている。 本発明において細菌に導入するグリセリン取り 込みタンパク質遺伝子としては、 g 1 p F遺伝子、 特に大腸菌由来 g 1 p F遺伝子および コリネパクテリゥム ·ジフテリア由来 g 1 p F遺伝子が好ましい。 ― グリセリン取り込みタンパク質遺伝子の具体例としては、 配列番号 1または 7で表され る塩基配列からなる遺伝子が挙げられる。 本発明のグリセリン取り込みタンパク質遺伝子 には、 配列番号 1または 7の塩基配列からなる遺伝子と機能的に同等の遺伝子が包含され る。 ここで 「機能的に同等」 とは、 対象となる遺伝子によってコー.ドされるタンパク質が、 配列番号 1または 7の塩基配列からなる遺伝子によってコードされるタンパク質と同等の 生物学的機能、 生化学的機能を有することを指す。  Microorganisms with glycerin assimilation ability such as E. coli corynebacterium 'Diphtheria' have a g 1 p FK gene that is thought to be involved in glycerin uptake. Glycerin uptake protein (also called facilitator), gl pK codes for glycerol kinase. In the present invention, the glycerin-incorporating protein gene to be introduced into the bacterium is preferably a g 1 pF gene, particularly a g 1 p F gene derived from E. coli and a g 1 p F gene derived from Corynebacterium diphtheria. -Specific examples of the glycerin uptake protein gene include a gene comprising the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 7. The glycerin uptake protein gene of the present invention includes a gene functionally equivalent to the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or 7. Here, “functionally equivalent” means that the protein encoded by the gene of interest has the same biological function and biochemistry as the protein encoded by the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or 7. It has a functional function.
あるタンパク質と機能的に同等のタンパク質をコードする遺伝子を調製する当業者によ く知られた方法としては、 ハイブリダィゼ一シヨン技術 (S a mb r o o k', J e t a l . , Mo l e c u l a r C l o n i n g 2 n d e d. , 9. 47-9. 58, C o l d S p r i n g Ha r b o r L a b. p r e s s (1 989) ) を利用する 方法が挙げられる。  Methods known to those skilled in the art to prepare genes that encode proteins that are functionally equivalent to a protein include the hybridization technology (S a mb roo k ', J etal., Molecular Cloning 2 nde). d., 9. 47-9. 58, Old Spring Harbor Lab. press (1 989)).
配列番号 1または 7の塩基配列からなる遺伝子と機能的に同等の遺伝子としては、 配列 番号 1または 7の塩基配列と相補的な塩基配列からなる遺伝子とストリンジ ン卜な条件 下でハイブリダイズする遺伝子が挙げられる。 当該遺伝子によってコードされるタンパク 質は、 グリセリン取り込みタンパク質の活性、 すなわちグリセリンの細胞内への取り込み を促進する活性を有する。 As a gene functionally equivalent to the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or 7, Examples thereof include a gene that hybridizes with a gene consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of No. 1 or 7 under stringent conditions. The protein encoded by the gene has the activity of glycerin uptake protein, that is, the activity of promoting the uptake of glycerin into cells.
ストリンジェントな条件とは、 D I G 遺伝子 'L a b e l i n g k i t (ベーリンガ 一■マンハイム社製、 カタログ番号 1 1 7503 3) でプローブをラベルした場合に、 3 Stringent conditions are 3 if the probe is labeled with the D I G gene 'L a b e l i n g k i t (Boehringer Mannheim, catalog number 1 1 7503 3).
2 °Cの D I G E a s y Hy b溶液 (ベーリンガー ·マンハイム社製力タ口グ番号 1 60D I G E a s y Hy b solution at 2 ° C (Boehringer Mannheim's power tag number 1 60
3558) 中でハイプリダイズざせ、 50°Cの 0.— 5 X S S C溶液 (0. 1% [WZV] SD Sを含む) 中でメンブレンを洗浄する条件 (1 X S SCは 0. 1 5M N a C l、 0. 0 1 5Mクェン酸ナトリウムである) を意味する。 3558) The condition of washing the membrane in 0.—5 XSSC solution (containing 0.1% [WZV] SDS) at 50 ° C (1 XS SC is 0.1 5M NaC) l, 0.0 1 5M sodium quenate).
すなわち、 配列番号 1または 7に記載の塩基配列全長において、 種々の人為的処理、 例 えば部位特異的変異導入、 変異剤処理によるランダム変異、 制限酵素切断による核酸断片 の変異、 欠失、 連結等により、 部分的にその配列が変化したものであっても、 これらの変 異型遺伝子が配列番号 1または 7の塩基配列と相補的な塩基配列からなる遺伝子とストリ ンジェントな条件下でハイブリダィズし、 上記グリセリンの細胞内への取り込みを促進す る活性を有するタンパク質をコードする遺伝子であれば、 配列番号 1または 7に示した塩 基配列との相違に関わらず、 グリセリン取り込みタンパク質遺伝子に含まれる。 ' また本発明においてダリ リン取り込みタンパク質遺伝子には、 配列番号 1または 7の 塩基配列と少なくとも 80%の同一性、 好ましくは少なくとも 90%の同一性、 より好ま しくは少なくとも 95 %の同一性、 さらに好ましくは少なくとも 9 9 %の同一性を有する 塩基配列からなる遺伝子も包含される。  That is, in the full length of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 7, various artificial treatments such as site-directed mutagenesis, random mutation by mutagen treatment, nucleic acid fragment mutation by deletion of restriction enzyme, deletion, ligation, etc. Thus, even if the sequence is partially changed, these variant genes hybridize under stringent conditions with a gene consisting of a base sequence complementary to the base sequence of SEQ ID NO: 1 or 7, and A gene encoding a protein having an activity of promoting the uptake of glycerin into cells is included in the glycerin uptake protein gene regardless of the difference from the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 7. '' In the present invention, the darling uptake protein gene has at least 80% identity, preferably at least 90% identity, more preferably at least 95% identity, to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or 7. Preferably, a gene consisting of a base sequence having at least 99% identity is also included.
グリセリン取り込みタンパク質遺伝子には、 配列番号 2または 8のァミノ酸配列からな るタンパク質をコードする遺伝子も贪まれる。 該遺伝子には、 配列番号 2または 8のアミ ノ酸配列からなるタンパク質と機能的に同等のタンパク質をコードする遺伝子が包含され る。 「機能的に同等」 とは、 対象となるタンパク質が、 配列番号 2または 8のアミノ酸配 列からなるタンパク質と'同等の生物学的機能、 生化学的機能を有することを指す。  Examples of the glycerin uptake protein gene include a gene encoding a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8. The gene includes a gene encoding a protein functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8. “Functionally equivalent” means that the target protein has a biological function or biochemical function equivalent to that of the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8.
配列番号 2または 8のァミノ酸配列からなるタンパク質と機能的に同等のタンパク質と しては、'配列番号 2または 8のアミノ酸配列において、 1または数個のアミノ酸が欠失、 付加、 挿入または置換されたアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。 当該タンパ ク質は、 上記のグリセリン取り込みタンパク質の活性、 すなわちグリセリンの細胞内への 取り込みを促進する活性を有する。 As a protein functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8, the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8 is deleted, added, inserted or substituted in one or several amino acids. And a protein consisting of the prepared amino acid sequence. The protein has the activity of the above glycerin uptake protein, that is, glycerin into the cell. Has activity to promote uptake.
配列番号 2または 8のアミノ酸配列における、 1または数個のアミノ酸の欠失、 付加、 揷入または置換は、 常用される技術、 例えば、 部位特異的変異誘発法 (Z o 1 1 e rら、 Nu c l e i c Ac i d s R e s . 1 0 6478-6 500, 1 98 2) により、 実, 施することができる。  One or several amino acid deletions, additions, insertions or substitutions in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8 are commonly used techniques such as site-directed mutagenesis (Z o 1 1 er et al., Nu cleic Ac ids R es. 1 0 6478-6 500, 1 98 2).
ここで、 タンパク質の構成要素となるアミノ酸の側鎖は、 疎水性、 電荷、 大きさなどに おいてそれぞれ異なるものであるが、 実質的にタンパク質全体の 3次元構造 (立体構造と も言う) に影響を与えないという意味で保存性の高い幾つかの関係が、 経験的にまた物理 化学的な実測により知られている。 例えば、 異なるアミノ酸残基間の保存的置換の例とレ ては、 グリシン (G 1 y) とプロリン (P r o) 、 グリシンとァラニン (A l a) または ノ リン ( V a 1 ) 、 ロイシン (L e u) とイソロイシン (I 1 e ) 、 グルタミン酸 (G 1 u) とグルタミン (G i n) 、 ァスパラギン酸 (A s p) とァスパラギン (A s n) 、 シ スティン (Cy s) とスレオニン (Th r) '、 スレオニンとセリン (S e r) またはァラ ニン、 リジン (Ly s) とアルギニン (Ar g) 等のアミノ酸の間での置換が知られてい る。  Here, the side chains of amino acids that constitute protein components differ in hydrophobicity, charge, size, etc., but they are essentially in the three-dimensional structure of the entire protein (also referred to as a three-dimensional structure). Several relationships that are highly conserved in the sense that they have no effect are known from empirical and physicochemical measurements. For example, conservative substitutions between different amino acid residues include glycine (G 1 y) and proline (Pro), glycine and alanine (A la) or norin (V a 1), leucine (L eu) and isoleucine (I 1 e), glutamic acid (G 1 u) and glutamine (G in), aspartic acid (A sp) and asparagine (A sn), cysteine (Cy s) and threonine (Th r) ', Substitution between amino acids such as threonine and serine (Ser) or alanine, lysine (Lys) and arginine (Arg) is known.
従って、 配列番号 2または 8のアミノ酸配列において 1または数個のアミノ酸の欠失、 付加、 揷入または置換が生じた結果得られたアミノ酸配列からなる変異型タンパグ質であ つても、 その変異が配列番号 2または 8に記載のアミノ酸配列の 3次元構造において保存 性が高い変異であって、 その変異型タンパク質が上記グリセリン取り込みタンパク質の活 性を有しているのであれば、 こ Lらの変異型タンパク質をコードする遺伝子もまたグリセ リン取り込みタンパク質遺伝子に包含される。 ここで、 数個とは、 通常 2〜 5個、 好まし くは 2〜 3個である。  Therefore, even if the mutant protein is composed of an amino acid sequence obtained as a result of deletion, addition, insertion or substitution of one or several amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8, the mutation is If the mutation is highly conserved in the three-dimensional structure of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or 8, and the mutant protein has the activity of the glycerin uptake protein, these mutations The gene encoding the type protein is also included in the glycerin uptake protein gene. Here, the term “several” means usually 2 to 5, preferably 2 to 3.
また本発明においてグリセリン取.り込みタンパク質遺伝子には 配列番号 2または 8の ァミノ酸配列と少なくとも 8 0 %の同一性、 好ましくは少なくとも 90 %の同一性、 より 好ましくは少なくとも 95 %の同一性、 さらに好ましくは少なくとも 99 %の同一性を有 するアミノ酸酉己列からなるタンパク質をコードする遺伝子も包含される。  In the present invention, the glycerin incorporation protein gene has at least 80% identity, preferably at least 90% identity, more preferably at least 95% identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 8. More preferably, a gene encoding a protein consisting of an amino acid sequence having at least 99% identity is also included.
一実施形態においては、 上記細菌に、 さらにグリセロールキナーゼ遺伝子を導入する。 グリセロールキナーゼは、 グリセリンをリン酸化する活性を有するタンパク質であり、 グ リセリンの代謝において、 以下の反応を触媒する活性を有する。  In one embodiment, a glycerol kinase gene is further introduced into the bacterium. Glycerol kinase is a protein having an activity of phosphorylating glycerin, and has an activity of catalyzing the following reaction in the metabolism of glycerin.
グリセロール + AT P→L—グリセ口一ルー 3—リン酸 + AD P グリセロールキナーゼ遺伝子としては、 グリセリンをリン酸化する活性を有するタンパ ク質をコードする遺伝子であれば特に制限されないが、 グリセリン資化能を有する微生物 に由来するもの、 好ましくは g 1 p K遺伝子を有するもの、 例えば、 Escherichia属、 Sa丄 moneila属、 Yersinia属、 Shigella 、 Erwinia属、 Haemophilus禹、 Pasteure丄 la属、 Mannheiraiaノ禹、 Xylella ¾ 、 Pseudomonas属、 Francisella厲、 Chromobacteriura 、 Burkholderiaノ禹.、 Bacillusノ禹 、 Staphylococcusノ禹 、 Listeria属、 Lactococcus 、 Streptococcus 属 、 Lactobacillus 属 、 Enterococcus 属 、 Clostridium 属 、 Thermoanaerobacter属、 Mycoplasma属、 Corynebacterium属、 Streptomycesj¾、 Lensoriia 厲、 Bifidobacterium属、 Rhodopirellula晨、 Borrelia属、 Leptospira属、 Archaeoglobus 属、 Shewanella属、 Ralstonia属、 Bordetella厲、 Geobacter属、 Desulfovibrio属、 Bdellovibrio属、 Sinorhizobium属、 Agrobaoterium属、 Brucella属、 Bradyrhizobium属、 Rhodopseudoraonas属、 Silicibactei;属、 Nocardia属、 Gloeobacter厲、 Chlorobium属、 Aquifex属、 Haloarcula属、 Pyrococcus属、' Sulfolobus属の細菌に由来のものが挙げられ1 る。 具体 0勺に fま、 Salmonella typhi、 Yersinia pestis、 Shigella f lexneri Erwinia carotovora 、 Haemophilus influenzae 、 Pasteurella mu丄 tocida 、 Mannheiraia succinic iproducens 、 Xylella fastidiosa、. Pseudomonas aeruginosa、 Pseudomonas putida^ Pseudomonas syringae^ Francisella tularensis^ Chromobacterium violaceura、 Burkholderia mallei、 Bacillus subtilis、 Bacillus halodurans^ Bacillus anthracis Bacillus cereus、 Bacillus thuringiensis 、 Bacillus licheniformis、 Bacillus clausi i 、 Staphylococcus aureus 、 Staphylococcus epidermidis 、 Listeria monocytogenes、 Listeria innocua、 Lactococcus lactis、 Streptococcus pyogenes、 Streptococcus pneumoniae、 Streptococcus agalactiae ^ Lactobacillus plant arum Lactobacillus acidophilus、 Enterococcus faeca丄 is、 Clostridium acetobutylicum Clostridium perfringens^ Thermoanaerobacter tengcongensis、 Mycoplasma genitalium、 Mycoplasma pneumoniae、 Mycoplasma galli'septicum、 Corynebacterium diphtheriae、 Streptorayces coelico'lor 、 Streptomyces avermitilis 、 Leifsonia xyli 、 Bifidobacterium longum、 Rhodopirellula baltica、 Borrelia burgdorferi Leptospira interrogans Archaeoglobus fulgidus、 Escherichia coli K - 12 (特に Escherichia coli K- 12 ) 、 Shewanella oneidensis、 Ralstonia solanacearura Bordetella pertussis、 Geobacter sulfurreducens、 Desulfovibrio vulgaris、 Bdellovibrio bacteriovorus、 Sinorhizobium meliloti、 Agrobacteriura tumefaciens、 Brucella suis、 Bradyrhizobiura japonicum Λ Rhodopseudoraonas palustris、 Silicibacter pomeroyi、 Corynebacterium glutamicura、 Nocardia farcinica、 Gloeobacter violaceus 、 Chlorobium tepidum、 Aquifex aeo丄 I CUS 、 Haloarcula marismortui 、 Pyrococcus abyssi 、 Sulfolobus solfataricusに由来するものなどが挙げられ、 本発明においては、 大腸菌由来のものが好 ましい。 また、 コリネバタテリゥム 'ジフテリア (Corynebacterium diphtheria) に由来 するものも好ましく用いられる。 Glycerol + AT P → L—Glyce mouth loupe 3—Phosphate + AD P The glycerol kinase gene is not particularly limited as long as it is a gene encoding a protein having an activity to phosphorylate glycerin, but it is derived from a microorganism having glycerin assimilation ability, preferably has a g 1 p K gene. For example, Escherichia, Sa 丄 moneila, Yersinia, Shigella, Erwinia, Haemophilus 禹, Pasteure 丄 la, Mannheiraia 禹, Xylella ¾, Pseudomonas, Francisella 厲, Chromobacteriura, Burkholderia 禹, Bacillus ノ、, Staphylococcus 禹, Listeria, Lactococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Enterococcus, Clostridium, Thermoanaerobacter, Mycoplasma, Corynebacterium, Streptomycesj¾, Lensoriia Genus, Shewanella, Ralstonia, Bordetella, Geobacter, Desulfovib genus rio, Bdellovibrio, Sinorhizobium, Agrobaoterium, Brucella, Bradyrhizobium, Rhodopseudoraonas, Silicibactei; Genus, Nocardia, Gloeobacter 厲, Chlorobium, Aquifex, Haloarcula, Pyrococcus, Bacteria Ru 1 include those of. Specifically 0 勺 to f, Salmonella typhi, Yersinia pestis, Shigella f lexneri Erwinia carotovora, Haemophilus influenzae, Pasteurella mu 丄 tocida, Mannheiraia succinic iproducens, Xylella fastidiosa, .Pseudomonas aeruginosa ^ Burkholderia mallei, Bacillus subtilis, Bacillus halodurans ^ Bacillus anthracis Bacillus cereus, Bacillus thuringiensis, Bacillus licheniformis, Bacillus clausi i, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Listeria monocytogenes, Listeria monocytogenes, Listeria incytoc arum Lactobacillus acidophilus, Enterococcus faeca 丄 is, Clostridium acetobutylicum Clostridium perfringens ^ Thermoanaerobacter tengcongensis, Mycoplasma genitalium, Mycoplasma pneumoniae, Mycoplasma galli'septicum, Corynebacterium diphtheria e, Streptorayces coelico'lor, Streptomyces avermitilis, Leifsonia xyli, Bifidobacterium longum, Rhodopirellula baltica, Borrelia burgdorferi Leptospira interrogans Archaeoglobus fulgidus, Escherichia coli K-12 ella ed, Echerichia coli K-wan ella , Desulfovibrio vulgaris, Bdellovibrio bacteriovorus, Sinorhizobium meliloti, Agrobacteriura tumefaciens, Brucella suis, Bradyrhizobiura japonicum Λ Rhodopseudoraonas palustris, Silicibacter pomeroyi, Corynebacterium glutamicura, Nocardia farcinica, Gloeobacter violaceus, Chlorobium tepidum, In the present invention, those derived from E. coli are preferred. Further, those derived from Corynebacterium diphtheria are also preferably used.
本発明において細菌に導入するグリセロールキナーゼ遺伝子としては、 上記 g 1 p F K 遺伝子における g 1 p K遺伝子、 特に大腸菌由来 g 1 p K遺伝子およびコリネパクテリゥ ム ·ジフテリア由来 g 1 p K遺伝子が好ましい。 グリセロールキナーゼ遺伝子は、 導入す るグリセリン取り込みタンパク質遺伝子と同じ細菌に由来するものが好ましい。 グリセリ ン取り込みタンパク質遺伝子として大腸菌由来 g 1 p F遺伝子を導入する場合は、 大腸菌 において同一のオペロンに存在する大腸菌由来 g 1 p K遺伝子を導入することにより、 グ' リセリン資化能に優れた組換え細菌を得ることができる。 また、 グリセリン取り込みタン パク質遺伝子としてコリネパクテリゥム ·ジフテリア由来 g 1 p F遺伝子を導入する場合 は、 コリネパクテリゥム .ジフテリアにおいて同一のオペロンに存在するコリネバクテリ ゥム ·ジフテリア由来 g 1 p . K遺伝子を導入することにより、 グリセリン資化能に優れた 組換え細菌を得ることができる。 また、 g 1 p F遺伝子と g 1 p K遺伝子は、 大腸菌また はコリネバタテリゥム ·ジフテリア等において g 1 p (グリセロールホスフエ一トオペ口 ン) に含まれる g 1 p F K遺伝子として導入することがさらに好ましい。  As the glycerol kinase gene to be introduced into bacteria in the present invention, the g 1 p K gene in the above g 1 p F K gene, particularly the g 1 p K gene derived from Escherichia coli and the g 1 p K gene derived from Corynebacterium diphtheria are preferable. The glycerol kinase gene is preferably derived from the same bacterium as the glycerin uptake protein gene to be introduced. When introducing the Escherichia coli-derived g 1 p F gene as a glycerin uptake protein gene, the E. coli-derived g 1 p K gene present in the same operon is introduced into Escherichia coli, which has an excellent ability to assimilate glycerin. Replacement bacteria can be obtained. In addition, when the g1 p F gene derived from Corynebacterium diphtheria is introduced as a glycerin uptake protein gene, it is derived from Corynebacterium diphtheria present in the same operon in Corynebacterium diphtheria. By introducing the K gene, a recombinant bacterium excellent in glycerin assimilation ability can be obtained. In addition, the g 1 p F gene and the g 1 p K gene should be introduced as g 1 p FK genes contained in g 1 p (glycerol phosphate phosphate) in E. coli or corynebacterium diphtheria. Is more preferable.
グリセ口ールキナーゼ遺伝子の具体例としては、'配列番号 3または 9で表される塩基配 列からな ¾遺伝子が挙げられる。 グリセロールキナーゼ遺伝子には、 配列番号 3または 9 の塩基配列からなる遺伝子と機能的に同等の遺伝子も包含される。 ここで 「機能的に同 等」 とは、 上記と同様である。  Specific examples of the glycerol kinase kinase gene include a gene consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 or 9. The glycerol kinase gene also includes a gene functionally equivalent to the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 9. Here, “functionally equivalent” is the same as above.
'配列番号 3または 9の塩基配列からなる遺伝子と機能的に同等の遺伝子としては、 配列 番号 3または 9の塩基配列と相補的な塩基配列からなる遺伝子とストリンジェントな条件 下でハイプリダイズする遺伝子が挙げられる。 当該遺伝子によってコードされるタンパク 質は、 グリセリンリン酸化活性を有する。 ストリンジェントな条件については、 上記のと おりである。  'A gene that is functionally equivalent to the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 9 includes a gene that is highly pre-hybridized under stringent conditions with a gene consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 9 Is mentioned. The protein encoded by the gene has glycerol phosphorylation activity. The stringent conditions are as described above.
すなわち、 配列番号 3または 9に記載の塩基配列全長において、 種々の人為的処理によ り、 部分的にその配列が変化したものであっても、 これらの変異型遺伝子が配列番号 3ま たは 9の塩基配列と相補的な塩基配列からなる遺伝子とストリンジェントな条件下でハイ ブリダィズし、 グリセリンリン酸化活性を有するタンパク質をコ一ドする遺伝子であれば、 配列番号 3または 9に示した塩基配列との相違に関わらず、 グリセロールキナーゼ遺伝子 に含まれる。 That is, the entire length of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3 or 9 is subjected to various artificial treatments. Even if the sequence is partially changed, these mutant genes are hybridized under stringent conditions with a gene consisting of a base sequence complementary to the base sequence of SEQ ID NO: 3 or 9. Any gene that codes for a protein having glycerin phosphorylation activity is included in the glycerol kinase gene regardless of the difference from the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 or 9.
また本発明においてグリセロールキナーゼ遺伝子には、 配列番号 3または 9の塩基配列 と少なくとも 8 0 %の同一性、 好ましくは少なくとも 9 0 %の同一性、 より好ましくは少 なくとも 9 5 %の同一性、 さらに-好ましくは少なく—とも 9 9 %の同一性を有する塩基配列 からなる遺伝子も包含される。  In the present invention, the glycerol kinase gene has at least 80% identity, preferably at least 90% identity, more preferably at least 95% identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or 9. Furthermore, a gene consisting of a nucleotide sequence having at least 99% identity is preferably included.
グリセロールキナーゼ遺伝子には、 配列番号 4または 1 0のアミノ酸配列からなるタン パク質をコードする遺伝子も含まれる。 該遺伝子には、 配列番号 4または 1 0のアミノ酸 配列からなるタンパク質と機能的に同等のタンパク質をコードする遺伝子が包含される。 配列番号 4または 1 0のァミノ酸配列から'なるタンパク質と機能的に同等のタンパク質 としては、 配列番号 4または 1. 0のアミノ酸配列において、 Γまたは数個のアミノ酸が欠 失、 付加、 揷入または置換されたアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。 当該タ ンパク質は、 上記のグリセロールキナーゼの活性、 すなわちグリセリンリン酸化活性を有 する。  The glycerol kinase gene also includes a gene encoding a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 10. The gene includes a gene encoding a protein functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 10. The protein functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 10 is a deletion, addition, or insertion of Γ or several amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 1.0. Alternatively, a protein having a substituted amino acid sequence can be mentioned. The protein has the above-mentioned glycerol kinase activity, that is, glycerin phosphorylation activity.
配列番号 4または 1 0のアミノ酸配列において 1または数個のアミノ酸の欠失、 付加、 揷入または置換が生じた結果得られたァミノ酸配列からなる変異型タンパク質であっても、 その変異が配列番号 4または 1 0に記載のァミノ酸配列の 3次元構造において保存性が高 い変異であって、 その変異型タンパグ質が上記グリセロールキナーゼの活性を有している のであれば、 これらの変異型タンパク質をコードする遺伝子もまたグリセ口一ルキナーゼ 遺伝子に包含される。 ここで、 数個とは、 通常 2〜 5個、 好ましくは 2〜 3個である。 また本 明においてグリセロールキナーゼ遺伝子には、 配列番号 4または 1 0のァミノ 酸配列と少なくとも 8 0 %の同一性、 好ましくは少なくとも 9 0 %の同一性、 より好まし くは少なくとも 9 5 %の同一性、 さらに好ましくは少なくとも 9 9 %の同一性を有するァ ミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子も包含される。  Even if it is a mutant protein consisting of an amino acid sequence obtained as a result of deletion, addition, insertion or substitution of one or several amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 10, If the mutation is highly conserved in the three-dimensional structure of the amino acid sequence described in No. 4 or 10, and the mutant protein has the activity of the glycerol kinase, these mutant types The gene encoding the protein is also included in the glyceose mouth kinase gene. Here, the term “several” means usually 2 to 5, preferably 2 to 3. Also, in the present invention, the glycerol kinase gene has at least 80% identity, preferably at least 90% identity, more preferably at least 95% identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or 10. Also included is a gene encoding a protein consisting of an amino acid sequence having a sex, more preferably at least 99% identity.
グリセリン資化能を付与しようとする対象の細菌がグリセリンキナーゼ遺伝子を有しな い場合は、 グリセロールキナーゼ遺伝子を導入する必要がある。 しかし、 対象の細菌がグ リセロールキナーゼ遺伝子を有する場合は、 グリセロールキナーゼ遺伝子は必ずしも導入 —実施形態においては、 上記細菌に、 さらにグリセロール三リン デヒドロゲナーゼ遺 伝子を導入する。 グリセロール三リン酸デヒドロゲナ一ゼ (グリセリン三リン酸デヒドロ 'ゲナーゼとも称する) は、 グリセロール三リン酸 (グリセリン三リン酸とも称する) を脱 水する活性を有するタンパク質である。 If the target bacterium to be imparted with glycerin-utilizing ability does not have a glycerin kinase gene, it is necessary to introduce a glycerol kinase gene. However, if the target bacterium has a glycerol kinase gene, the glycerol kinase gene is not necessarily introduced. -In an embodiment, a glycerol triphosphate dehydrogenase gene is further introduced into the bacterium. Glycerol triphosphate dehydrogenase (also referred to as glycerin triphosphate dehydrogenase) is a protein having an activity of dehydrating glycerol triphosphate (also referred to as glycerin triphosphate).
グリセロール三リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子としては、 グリセロール三リン酸を脱水 する活性を有するタンパク質をコードする遺伝子であれば特に制限されないが、 グリセリ ン資化能を有する微生物に由来するもの、 好ましぐは g I p A遺伝子を有するもの、 例え は、 Escherichia coli fc、 Salmonella^、 Yersinia属、 Shigella属、 Haemophilus属、 Xanthomonas属、 Vibrio禹、 Pseudomonas属、 Methylococcus属、 Neisseria晨、 Ralstonia 属、 Burkholderia属、 Bordetella属、 Nitrosomonas晨、 Helicobacter属、 Geobacter属、 ' Agrobacterium属、 Rhizobium属、 Brucella属、 Bradyrhizobium属、 Rhodopseudomonas属、 Nitrobacter属、 Rhodobacter属、 Zymoraonas属、 (jluconobacter属、 Bacillus属、 Staphylococcus属、 Listeria属、 Lactococcus属、 Streptococctis属、 Lactobacillus属、 Enterococcus属、 Clostridium属、 Mycoplasma属、 Mycobacterium属、 CorynebacteriumS、 Nocardia属、 Streptomyces属、 Propionibacteriura^、 Bif idobacterium属、 Thermus属、 Aquifex属、 Thermotoga属、 Methanobacterium属、 Archaeoglobus属の糸田菌に由来のもの力 s 挙げられる。 具体的にほ、 Escherichia coli K-12 MG1655、 Salmonella enterica serovar Typhi CT18、 Salmonella typhi muriumし T2、 Yersinia pest is C092、 Shigella f lexneri 2457T 、 Shigella sonnei 、 Haemophilus influenzae (serotype d) 、 Haemophilus ducreyi 、 Xanthoraonas campestris pv. carapestris A'TCC 33913 、 Xanthoraonas axonopodis、 Xanthomonas oryzae KACC10331、 Vibrio cholerae、 Vibrio vulnificus CMCP6 、 Vibrio parahaeraolyticus 、 Vibrio f ischeri 、 Pseudomonas aeruginosa、 Pseudomonas put i da、 Pseudomonas -syringae pv. tomato DC3000、 Pseudomonas f luorescens Pf - 5、 Pseudomonas entomophila、 Methylococcus capsulatus Neisseria gonorrhoeae Ralstonia solanacearumN Ralstonia eutropha^ Burkholderia mallei、 Burkholderia pseudomallei K96243、 Burkholderia xenovorans ^ Burkholderia cenocepacia 、 Bordetella pertussis 、 Bordetella parapertussis 、 Bordetella bronchiseptica、 Nitrosomonas europaea、 Nitrosospira multiformis、 Helicobacter pylori 26695、 Helicobacter hepaticus、 Helicobacter acinonychis、 Geobacter sulfurreducens 、 Geobacter metallireducens 、 Agrobacterium tumefaciens C58 (UWash/Dupont) 、 Rhizobiura etli 、 Brucella melitensis 、 Brucella abortus 、 Bradyrhizobium japonicum 、 Rhodopseudoraonas palustris CGA009 、 Nitrobacter winogradskyi 、 Nitrobacter haraburgensis、 Rhodobacter sphaeroides、 Zyraomonas mobilis、 Gluconobacter oxydans、 Bacillus subtilisN Bacillus halodurans^ Bacillus anthracis Ames、 Bacillus cereus ATCC 14579、 Bacillus thuringiensis、 Bacillus licheniformis ATCC 14580 、 Bacillus clausi i、 Staphylococcus aureus N315 、 Staphylococcus epiderraidis ATCC 12228 ,、 .— Staphylococcus haemolyticus 、 Staphylococcus saprophyticus、 Listeria monocytogenes EGD - e、 Listeria irmocua、 Lactococcus lactis、 Streptococcus pyogenes SF370 (serotype Ml)、 Streptococcus neumoniae TIGR4、 Streptococcus agalactiae 2603 (serotype V)、 Streptococcus mutans 、 Streptococcus thermophilus CNRZ1066 、 LactoDacillus plantarum 、 Lactobacillus johnsonii 、 Lactobacillus acidophilus 、 Lactobacillus sakei 、 Lactobacillus sa丄 lvarius、 Lactobacillus delbrueckn、 Ehterococcus faecalis、 Clostridium acetobutyliGUin > Clostridium perfringens、 Clostridium tetani E88、 Mycoplasma pulmonis ^ Mycoplasma penetrans N Mycoplasma gallisepticum、 Mycoplasma mycoides、 Mycoplasma mobile、 Mycoplasma synoviae、 Mycoplasma capricolura、 Mycobacterium tuberculosis H37Rv、 Mycobacterium bovis、 Mycobacterium leprae、 Mycobacterium avium paratuberculosis ^ Corynebacterium glut ami cum (Kyowa Hakko) 、 Corynebacteriura eff iciens、 Corynebacteriura jeikeium、 Nocardia farcinica、 Corynebacterium diphtherial Streptomyces coelicolor、 Streptorayces 'avermiti丄 is、 Propionibacterium acnes、 Bifidobacterium longum N Therraus thermophilus、 Aquifex aeolicus 、 Therraotoga raaritima 、 Methanobacteriura thermoautotrophicum 、 Archaeoglobus fulgidusに由来するものなど 挙げられ、 本発明においては、 コリネパク テリゥム ·ジフテリア(Corynebacteriura diphtheriae)由来のものが好ましい。 The glycerol triphosphate dehydrogenase gene is not particularly limited as long as it is a gene encoding a protein having an activity of dehydrating glycerol triphosphate, but it is derived from a microorganism having glycerin assimilation ability, preferably g Those having an I p A gene, for example, Escherichia coli fc, Salmonella ^, Yersinia, Shigella, Haemophilus, Xanthomonas, Vibrio 禹, Pseudomonas, Methylococcus, Neisseria 晨, Ralstonia, Burkholderia, Bordetella , Nitrosomonas 晨, Helicobacter genus, Geobacter genus, 'Agrobacterium genus, Rhizobium genus, Brucella genus, Bradyrhizobium genus, Rhodopseudomonas genus, Rhodobacter genus, Zymoraonas genus, (jluconobacter genus, Bacillus genus, Sta List Streptococctis, Lactobacillus, Enterococcus, Clostridium, Mycoplasma, Mycobacterium, CorynebacteriumS, Nocardia sp, Streptomyces sp, Propionibacteriura ^, Bif idobacterium genus Thermus genus Aquifex genus Thermotoga genus Methanobacterium genus includes those forces s of from Itoda bacteria Archaeoglobus sp. Specifically Ho, Escherichia coli K- 12 MG1655, Salmonella enterica serovar Typhi CT18, Salmonella typhi murium T2, Yersinia pest is C092, Shigella f lexneri 2457T, Shigella sonnei, Haemophilus influenzae (serotype d), Haemophilus ducreyi, estrisona p. , Xanthomonas oryzae KACC10331, Vibrio cholerae, Vibrio vulnificus CMCP6, Vibrio parahaeraolyticus, Vibrio f ischeri, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas put i da, Pseudomonas -syringae pv. Tomato DC3000, Pseudomonse lure solanacearum N Ralstonia eutropha ^ Burkholderia mallei, Burkholderia pseu domallei K96243, Burkholderia xenovorans ^ Burkholderia cenocepacia, Bordetella pertussis, Bordetella parapertussis, Bordetella bronchiseptica, Nitrosomonas europaea, Nitrosospira multiformis, Helicobacter pylori 26695, Helicobacter hepaticer sulfurreducens, Geobacter metallireducens, Agrobacterium tumefaciens C58 (UWash / Dupont), Rhizobiura etli, Brucella melitensis, Brucella abortus, Bradyrhizobium japonicum, Rhodopseudoraonas palustris CGA009, Nitrobacter winogradskyi, Nitrobacter haraburgensis, Rhodobacter sphaeroides, Zyraomonas mobilis, Gluconobacter oxydans, Bacillus subtilis N Bacillus halodurans ^ Bacillus anthracis Ames, Bacillus cereus ATCC 14579, Bacillus thuringiensis, Bacillus licheniformis ATCC 14580, Bacillus clausi i, Staphylococcus aureus N315, Staphylococcus epiderraidis ATCC 12228,, .- Staphylococcus haemolyticcus sa lactis, Streptococcus pyogenes SF370 (serotype Ml), Streptococcus neumoniae TIGR4, Streptococcus agalactiae 2603 (serotype V), Streptococcus mutans, Streptococcus thermophilus CNRZ1066, LactoDacillus plantarum jo, Lactobacillus hnsonii, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus sakei, Lactobacillus sa丄lvarius, Lactobacillus delbrueckn, Ehterococcus faecalis, Clostridium acetobutyliGUin> Clostridium perfringens, Clostridium tetani E88, Mycoplasma pulmonis ^ Mycoplasma penetrans N Mycoplasma gallisepticum, Mycoplasma mycoides, Mycoplasma mobile, Mycoplasma synoviae, Mycoplasma capricolura, Mycobacterium tuberculosis H37Rv, Mycobacterium bovis, Mycobacterium leprae, Mycobacterium avium paratuberculosis ^ Corynebacterium glut ami cum (Kyowa Hakko), Corynebacteriura eff iciens, Corynebacteriura jeikeium, Nocardia farcinica, Corynebacterium diphtherial Streptomyces coelicolor, Streptorayces' avermiti丄is, Propionibacterium acnes, Bifidobacterium longum N Examples include those derived from Therraus thermophilus, Aquifex aeolicus, Therraotoga raaritima, Methanobacteriura thermoautotrophicum, Archaeoglobus fulgidus, etc. Rinepaku Teriumu-diphtheria (Corynebacteriura diphtheriae) from what is preferred.
本発明において細菌に導入するグリセロール三リン酸デヒドロゲチーゼ遺伝子としては、 コリネパクテリゥム ·ジフテリア由来 g 1 p A遺伝子が好ましい。 グリセロール三リン酸 デヒドロゲナーゼ遺伝子は、 導入するグリセリン取り込みタンパク質遺伝子と同じ属に属 する細菌に由来するものが好ましい。  As the glycerol triphosphate dehydrogenase gene to be introduced into the bacterium in the present invention, the g1 p A gene derived from Corynebacterium diphtheria is preferable. The glycerol triphosphate dehydrogenase gene is preferably derived from a bacterium belonging to the same genus as the glycerin uptake protein gene to be introduced.
グリセロール三リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子を導入する場合、 コリネバタテリゥム · ジフテリア等において同一のオペロン (g 1 p ) に含まれる g 1 p A F K遺伝子として導 入することにより、 グリセリン資化能に優れた組換え細菌を得ることができる。 When introducing the glycerol triphosphate dehydrogenase gene, By introducing it as a g 1 p AFK gene contained in the same operon (g 1 p) in diphtheria and the like, a recombinant bacterium excellent in glycerin assimilation ability can be obtained.
グリセ口ール三リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子の具体例としては、 配列番号 1 1で表さ れる塩基配列からなる遺伝子が挙げられる。 グリセロールキナーゼ遺伝子には、 配列番 1 1の塩基配列からなる遺伝子と機能的に同等の遺伝子も包含される。 ここで 「機能的に同 等」 とは、 上記と同様である。  A specific example of the glyce mouth triphosphate dehydrogenase gene is a gene consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 11. The glycerol kinase gene also includes a gene functionally equivalent to the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11. Here, “functionally equivalent” is the same as above.
配列番号 1 1の塩基配列からなる遺伝子と機能的に同等の遺伝子としては、 配列番号 1 1の塩基配列と相補的な塩基配列からなる遺伝子と-ス トリンジェントな条件下でハイブリ ダイズする遺伝子が挙げられる。 当該遺伝子によってコードされるタンパク質は、 グリセ リン三リン酸デヒドロゲナーゼ活性を有する。 ストリンジェントな条件については、 上記 のとおりである。  A gene functionally equivalent to the gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11 includes a gene that hybridizes with a gene consisting of a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11 under stringent conditions. Can be mentioned. The protein encoded by the gene has glycerin triphosphate dehydrogenase activity. The stringent conditions are as described above.
すなわち、 配列番号 1 1に記載の塩基配列全長において、 種々の人為的処理により、 部 分的にその配列が変化したものであっても-、 'これらの変異型遺伝子が配列番号 1 1の塩基 配列と相補的な塩基配列からなる遺伝子とス トリンジェントな条件下でハイブリダイズし、 グリセリン三リン酸デヒドロゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子であれ ' ば、 配列番号 1 1に示した塩基配列との相違に関わらず、 グリセリン三リン酸デヒドロゲ ナーゼ遺伝子に含まれる。  That is, even though the entire length of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 1 is partially altered by various artificial treatments-'these mutant genes have the bases of SEQ ID NO 1 1 If it is a gene that hybridizes with a gene consisting of a base sequence complementary to the sequence under stringent conditions and encodes a protein having glycerin triphosphate dehydrogenase activity, the base sequence shown in SEQ ID NO: 11 Regardless of the difference, it is contained in the glycerin triphosphate dehydrogenase gene.
また本発明においてグリセリン三リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子には、 配列番号 1 1の 塩基配列と少なくとも 8 0 %の同一性、 好ましくは少なくとも 9 0 %の同一性、 より好ま しくは少なくとも 9 5 %の同一性、 さらに好ましくは少なくとも 9 9 %の同一性を有する 塩基配列からなる遺伝子も包含される。  In the present invention, the glycerin triphosphate dehydrogenase gene has at least 80% identity, preferably at least 90% identity, more preferably at least 95% identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 11. More preferably, a gene comprising a base sequence having at least 99% identity is also included.
グリセリ 'ン三リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子には、 配列番号 1 2のァミノ酸配列からな るタンパク質をコードする遺伝子も含まれる。 該遺伝子には、 配列番号 1 2のアミノ酸配 列からなるタンパク質と機能的に同等のタンパク質をコードする遺伝子が包含される。 . 配列番号 1 2のアミノ酸配列からなるタンパク質と機能的に同等のタンパク質としては、 配列番号 1 2のアミノ酸配列に'おいて、 1または数個のアミノ酸が欠失、 付加、 揷入また は置換されたアミノ酸配列からなるタンパク質が挙げられる。 当該タンパク質は、 グリセ リン三リン酸デヒドロゲナーゼ活性を有する。  The glycerin triphosphate dehydrogenase gene also includes a gene encoding a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12. The gene includes a gene encoding a protein functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12. As a protein functionally equivalent to the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, one or several amino acids are deleted, added, inserted or substituted in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 And a protein consisting of the prepared amino acid sequence. The protein has glycerin triphosphate dehydrogenase activity.
配列番号 1 2のアミノ酸配列において 1または数個のアミノ酸の欠失、 付加、 揷入また は置換が生じた結果得られたアミノ酸配列からなる変異型タンパク質であっても、 その変 異が配列番号 1 2に記载のァミノ酸配列の 3次元構造において保存性が高い変異であって、 その変異型タンパク質が上記グリセリン三リン酸デヒドロゲナーゼの活性を有しているの であれば、 これらの変異型タンパク質をコードする遺伝子もまたグリセリン三リン酸デヒ ドロゲナーゼ遺伝子に包含される。 ここで、 数個とは、 通常 2〜5個、 好ましくは 2〜3 個である。 Even a mutant protein consisting of an amino acid sequence obtained as a result of deletion, addition, insertion or substitution of one or several amino acids in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 2 If the difference is a highly conserved mutation in the three-dimensional structure of the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 12, and the mutant protein has the activity of glycerin triphosphate dehydrogenase, Genes encoding these mutant proteins are also included in the glycerin triphosphate dehydrogenase gene. Here, the term “several” means usually 2 to 5, preferably 2 to 3.
また本発明においてグリセリン三リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子には、 配列番号 1 2の ァミノ酸配列と少なくとも 8 0 %の同一性、 好ましくは少なくとも 9 0 %の同一性、 より 好ましくば少なくとも 9 5 %の同一性、 さらに好ま-しくは少なくとも 9 9 %の同一性を有 するアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子も包含される。  In the present invention, the glycerin triphosphate dehydrogenase gene has at least 80% identity, preferably at least 90% identity, more preferably at least 95% identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12. More preferably, a gene encoding a protein consisting of an amino acid sequence having at least 99% identity is also included.
グリセ 'Jン資化能を付与しょうとする対象の細菌がグリセリン三リン酸デヒドロゲナー ゼ遺伝子を有しない場合は、 グリセリン三リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子を導入する必要 がある。 しかし、 対象の細菌がグリセリン三リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子を有する場合 は、 グリセリン三リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子は必ずしも導入しなくてもよい。  If the target bacterium that is to be glycerinated does not have the glycerin triphosphate dehydrogenase gene, it is necessary to introduce the glycerin triphosphate dehydrogenase gene. However, if the target bacterium has a glycerin triphosphate dehydrogenase gene, the glycerin triphosphate dehydrogenase gene need not necessarily be introduced.
また、 上記の遺伝子としては、 好ましくはすべて、 導入対象である細菌と同じ属に属す る細菌に由来するものを導入する。 例えば、 コリネバタテリゥム属細菌に遺伝子を導入す る場合は、 コリネバクテリゥム属細菌、 好ましくはコリネパクテリゥム ·ジフテリアに由 来する遺伝子を導入することが好ましい。 好ましくはコリネパクテリゥム ·ジフテリア由 来 g 1 p F遺伝子、 特にコリネバクテリゥム ·ジフテリア由来グリセロールホスフエ一ト オペロンに含まれる g 1 p A F K遺伝子として導入する。 コリネパクテリゥム ·ジフテリ ァはグリセリン資化能を有するが、 病原体であるため利用が困難であった。 しかし、 コリ ネパクテリゥム ·ジフテリア由来のグリセリン取り込みタンパク質遺伝子を他のコリネパ クテリゥム'属細菌に導入することに 'より、 グリセリン資化能に優れ かつ病原性のない細 菌を得ることができる。  In addition, preferably, all of the genes described above are derived from bacteria belonging to the same genus as the bacterium to be introduced. For example, when a gene is introduced into a bacterium belonging to the genus Corynebacterium, it is preferable to introduce a gene derived from a bacterium belonging to the genus Corynebacterium, preferably Corynebacterium diphtheria. Preferably, it is introduced as the g 1 p F gene derived from Corynebacterium diphtheria, particularly as the g 1 p A F K gene contained in the glycerol phosphate operon derived from Corynebacterium diphtheria. Corynebacterium diphtheria has glycerin assimilation ability but was difficult to use because it is a pathogen. However, by introducing a glycerin uptake protein gene derived from Corynebacterium diphtheria into another Corynebacterium genus 'bacteria', it is possible to obtain a bacterium having excellent glycerin utilization ability and having no pathogenicity.
細菌への遺伝子の導入は、 上記遺伝子またはその一部を適当なベクターに連結し、 得ら れた組換えベクターを目的の遺伝子が発現し得るように宿主中に導入することにより、 ま たは相同組換えによってゲノム上の任意の位置に目的の遺伝子またはその一部を挿入する ことにより実施できる。 「一部」 とは、 宿主中に導入された場合に各遺伝子がコードする タンパク質を発現することができる各遺伝子の一部分を指す。  Introducing a gene into a bacterium involves linking the above gene or a part thereof to an appropriate vector and introducing the resulting recombinant vector into a host so that the target gene can be expressed, or It can be carried out by inserting the gene of interest or a part thereof at any position on the genome by homologous recombination. “Part” refers to a part of each gene capable of expressing the protein encoded by each gene when introduced into a host.
細菌ゲノムから所望の遺伝子をクローニングにより取得する方法は、 分子生物学の分野 において周知である。 例えば遺伝子の配列が既知の場合、 制限エンドヌクレアーゼ消化に より適したゲノムライブラリを作り、 所望の遺伝子配列に相補的なプローブを用いてスク リーニングするととができる。 配列が単離されたら、 ポリメラーゼ、達鎖反応 (PCR) (米国特許第 4, 6 83, 202号) のような標準的増幅法を用いて DN Aを増幅し、 形 質転換に適した量の D N Aを得ることができる。 グリセリン取り込みタンパク質遺伝子ま たはグリセロールキナーゼ遺伝子は、 既知のグリセリ.ン取り込みタンパク質遺伝子または グリセロールキナーゼ遺伝子の塩基配列に基づいて適当に設計された合成 D N Aプライマ ーを铸型として用いてハイブリダィゼーシヨン法、 PCR法などにより取得することもで きる。 A method for obtaining a desired gene from a bacterial genome by cloning is well known in the field of molecular biology. For example, if the gene sequence is known, A more suitable genomic library can be created and screened using a probe complementary to the desired gene sequence. Once the sequence is isolated, the DNA is amplified using standard amplification techniques such as polymerase, chain reaction (PCR) (US Pat. No. 4,683,202) and is suitable for transformation. DNA can be obtained. The glycerin uptake protein gene or glycerol kinase gene can be hybridized using a known synthetic glycerin uptake protein gene or a synthetic DNA primer appropriately designed based on the base sequence of the glycerol kinase gene as a cage. It can also be obtained by the PCR method or PCR method.
遺伝子のクローユングに用いるゲノム DNAライブラリーの作製、 ハイブリダィゼーシ ヨン、 PCR、 プラスミド DNAの調製、 DNAの切断および連結、 形質転換等の方法は、 S amb r o o k, J . , F r i t s c h, E . F . , Ma n i a t i s , T . , Μ ο 1 e c u l a r C l o n i n g, C o l d S p r i n g H a r b o r L a b o r a t o r y P r e s s, 1. 2 1 ( 1 98 9 )-に記載されている。  Methods such as preparation of genomic DNA libraries used for gene cloning, hybridization, PCR, preparation of plasmid DNA, DNA cleavage and ligation, and transformation are described in Sambrook, J., Fritsch, E F., Ma niatis, T., Ο ο 1 ecular Cloning, Old Spring Harbor Laboratory Press, 1. 2 1 (1 98 9)-.
遺伝子を連結するベクターとしては、 宿主細胞で複製可能な'ものであれば特に限定され ず、 例えばプラスミ ド、 ファージおよびコスミド等が挙げられる。 好ましくは、 導入する - 遺伝子が由来する細菌と遺伝子を導入する細菌との間で移動可能なシャトルべクタ一を用 いる。 大腸菌由来のグリセリン取り込みタンパク質遺伝子をコリネ型細菌に導入する場合 は、 大腸菌とコリネ型細菌との間で移動可能なシャトルベクターが好ましい。 大腸菌由来 のグリセリン取り込みタンパク質遺伝子をラルストニア属細菌に導入する場合は、 大腸菌 とラルストニア属細菌との間で移動可能なシャトルベクターが好ましい。 大腸菌由来のグ リセリン取り込みタンパク質遺伝子をアルカリゲネス属細菌に導入する場合は、 大腸菌と アル力リゲネス属細菌との間で移動可能なシャトルベクターが好ましい。  The vector to which the gene is linked is not particularly limited as long as it can be replicated in the host cell, and examples thereof include plasmids, phages and cosmids. Preferably, a shuttle vector that is movable between the bacterium from which the gene is introduced and the bacterium from which the gene is introduced is used. When a glycerin-incorporating protein gene derived from E. coli is introduced into a coryneform bacterium, a shuttle vector that can move between E. coli and the coryneform bacterium is preferable. When a glycerin uptake protein gene derived from E. coli is introduced into Ralstonia bacteria, a shuttle vector that can move between E. coli and Ralstonia bacteria is preferred. When introducing a glycerin-incorporating protein gene derived from Escherichia coli into an alkaline genus bacterium, a shuttle vector that can move between Escherichia coli and the genus Algigen genus is preferable.
具体的には、 プレビバタテリゥム 'ラクトフアーメンタム 2256由来の p AM 3 3 0 (特開昭 58— 6 7699、 Ag r i c. B i o l . C h e m. v o l . 48, 290 1— 2903 ( 1 984) およぴ Nu c 1 e i cAc i d s S ymp S e r . v o l . 1 6, 26 5 -267 (1985) ) 、 コリネバクテリゥム ·グルタミカム ATCC 1 3 058株由来の pHMl 5 1 9 (A g r i c . B i o l . C h e m. v o l . 48, 29 0 1 - 2903 (1 984) ) 、 p CRY 30 (Ap p l . En v i r o n. Mi c r o b i o l . Vo l . 5 7, 759 - 764 (1 99 1) ) 、 p CG 100 (T r a u t w e t t e r & B l a n c o, J o u r n a l o f G e n e r a l M i c r o b i o l o g y, Vo l . 1 3 7, 2093 -2 1 0 1 (1 9 9 1) ) コリネバクテリゥム ·グ ルタミカム T 2 50由来の ρ CG 4 (特開昭 5 7— 1 8 3 79 9、 J . B a c t e r i o 1. Vo l . 1 59, 306 - 3 1 1 (1 984) ) 、 pAG l、 pAG3、 p AG 1 4、 p AG 50 (特開昭 62— 1 66890) 、 p EK0、 pEC 5、 p EKE x 1 (G e n e v o 1. 102, 93— 98 (1 9 9 1) ) 等、 またはそれらから誘導されるハイ ブリッドプラスミド等が使用可能である (T r a u twe t t e r & B l a n c o, J o u r n a 1 o f G e n e r a l Mi c r o b i o l o g y, o l . I d , 20 93— 2 1 01 (1 99 1) ) 。 Specifically, pAM 3 30 derived from prebibataterium lactofamentum 2256 (JP 58-6 7699, Ag ric c. Biol. Chem. Vol. 48, 290 1-2903 ( 1 984) and Nu c 1 ei cAc ids S ymp Ser. Vol. 1 6, 26 5 -267 (1985)), Corynebacterium glutamicum ATCC 1 3 058 strain pHMl 5 1 9 (A gric. B iol. C he m. vol. 48, 29 0 1-2903 (1 984)), p CRY 30 (Ap pl. En viro n. Mi crobiol. Vo l. 5 7, 759-764 (1 99 1)), p CG 100 (Trautwetter & B lanco, J ournalof General M icrobio logy, Vo l. 1 3 7, 2093 -2 1 0 1 (1 9 9 1)) ρ CG 4 derived from Corynebacterium glutamicum T 2 50 (Japanese Patent Laid-Open No. 5 7- 1 8 3 79 9, J. B acterio 1. Vo l. 1 59, 306-3 1 1 (1 984)), pAG l, pAG3, p AG 14, p AG 50 (JP-A-62-166890), p EK0, pEC 5, p EKE x 1 (G enevo 1. 102, 93—98 (1 9 9 1)), etc., or hybrid plasmids derived from them can be used (T rau twe tter & B lanco, J ourna 1 of General Microbiology, ol. I d, 20 93— 2 1 01 (1 99 1)).
上記ベクターにおいては、 挿入した遺伝子が確実に発現されるようにするため、 該遺伝 子の上流に適当な発現プロモーターを接続する。 使用する発現プロモーターは、 グリセリ ンにより抑制されないものであれば特に制限されず、 宿主に応じて当業者が適宜選択すれ ばよい。 例えば宿主が大腸菌である場合には、 T 7プロモーター、 l a cプロモーター、 t r pプロモーター、 λ— PLプロモーター'などが、 宿主がバチルス属菌である場合には' S PO系プロモーター等が使用できる。 大腸菌由来 g 1 p F遺伝子を導入する場合は、 グ リセリン取り込みタンパク質の効率的な発現の観点から、 大腸菌の g 1 p (グリセロール ' ホスフェートオペロン) に含まれるプロモーター (P g l p FK) を用いるのが好ましレヽ。 コリネバタテリゥム ·ジフテリア由来 g 1 p F遺伝子を導入する場合は、 グリセリン取り 込みタンパク質の効率的な発現の観点から、 コリネバクテリゥム 'ジフテリアの g 1 p (グリセロールホスフェートオペロン) に含まれるプロモーター (P g l p FK) を用い るのが好ましい。 また、 グリセリンによって誘導を受けるプロモーターも好ましい。  In the above vector, in order to ensure that the inserted gene is expressed, an appropriate expression promoter is connected upstream of the gene. The expression promoter to be used is not particularly limited as long as it is not repressed by glycerin, and may be appropriately selected by those skilled in the art depending on the host. For example, when the host is Escherichia coli, T7 promoter, lac promoter, trp promoter, λ-PL promoter, etc. can be used, and when the host is a Bacillus genus, a SPO promoter or the like can be used. When introducing the E. coli-derived g 1 p F gene, the promoter (P glp FK) contained in E. coli g 1 p (glycerol 'phosphate operon) is used from the viewpoint of efficient expression of glycerin uptake protein. I like it. When introducing the g 1 p F gene derived from Corynebacterium diphtheria, from the viewpoint of efficient expression of glycerin-incorporating protein, the promoter contained in Corynebacterium diphtheria g 1 p (glycerol phosphate operon) (P glp FK) is preferably used. Also preferred are promoters that are induced by glycerin.
上記ベクターの宿主への導入方法としては、 特に制限されないが、 例えば、 電気パルス 法 (Y. K'u r u s u, e t a 1. , Ag r i c. B i o 1. C h e m. 54 : 443 -447 (19 90) ) ゝ カルシウムイオンを用いる方法 (P r o c. Na t l . A c a d. S c i . USA, 6 9, 21 10 (1 9 72) ) 、 プロトプラスト法 (特開昭 6 3— 2483942) 、 エレクトロポレーション法 (Nu c l e i cAc i d s Re s . , 1 6, 6 1 27 (1 98' 8) ) 等を挙げることができる。  The method for introducing the above vector into the host is not particularly limited. For example, the electric pulse method (Y. K'u rusu, eta 1., Ag ri c. B io 1. C he m. 54: 443 -447 (19 90)) 方法 Method using calcium ion (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 6 9, 21 10 (1 9 72)), Protoplast method (Japanese Patent Laid-Open No. 6-2483942) ), Electroporation (Nuclei cAcids Res., 16, 6, 1 27 (1 98 '8))) and the like.
相同組換えによってゲノム上の任意の位置に目的の遺伝子を挿入する方法は、 ゲノム上 の配列と相同な配列に目的遺伝子をプロモーターとともに挿入し、 この D N A断片をエレ クトロポレーシヨンによって細胞内に導入して相同組換えを起こさせることにより実施で きる。 ゲノムへの導入の際には目的遺伝子と薬剤耐性遺伝子を連結した DN A断片を用い 'ると容易に相同組換えが起こった株を選抜することができる。 また、 薬剤耐性遺伝子と特 定の条件下で致死的になる遺伝子を連結した遺伝子をゲノム上に上記の方法で相同組換え によって揷入し、 その後、 薬剤耐性遺伝子と特定の条件下で致死的になる遺伝子を置き換 'える形で目的遺伝子を相同組換えを利用して導入することもできる。 In the method of inserting a target gene at an arbitrary position on the genome by homologous recombination, the target gene is inserted into a sequence homologous to the sequence on the genome together with a promoter, and this DNA fragment is inserted into the cell by electroporation. It can be carried out by introducing and causing homologous recombination. When introducing into the genome, use a DNA fragment linking the target gene and drug resistance gene. Then, strains that have undergone homologous recombination can be selected easily. In addition, a gene linked to a drug-resistant gene and a gene that is lethal under specific conditions is inserted into the genome by homologous recombination as described above, and then the drug-resistant gene is lethal under specific conditions. It is also possible to introduce the target gene using homologous recombination in a form that replaces the gene.
目的とする遺伝子が導入された組換え細菌を選択する方法は、 特に制限されないが、 目 的とする遺伝子が導入された組換え細菌のみを、 容易に選択できる手法によるものが好ま しい。 また組換え細菌の培養条件は、 宿主として用いる細菌の種類に応じて当技術分野で 通常行われている条件に基づいて設定できるが、. その際、 組換え細菌を培養する培地はグ リセリンを唯一の炭素源として含有することが望ましい。  A method for selecting a recombinant bacterium into which a target gene has been introduced is not particularly limited, but a method that allows easy selection of only a recombinant bacterium into which a target gene has been introduced is preferred. The culture conditions for recombinant bacteria can be set based on the conditions normally used in the art depending on the type of bacteria used as the host. However, in this case, the culture medium for recombinant bacteria must be glycerin. It is desirable to contain it as the sole carbon source.
組換え細菌のグリセリン資化能試験は、 グリセリンを含有する培地で、 これらの組換え 細菌を培養し、 グリセリンの取り込み速度および細菌細胞量の変化を追跡することにより 実施できる。 組換え細菌によるグリセリンの取り込み速度の測定は、 培地中に残存するグ リセリンの濃度を H P L C分析 ¾等を用いで測定することにより実施できる。 また細菌細 胞量の変化の測定は、 分光光度計による 6 6 0 n mでの光学密'度の変化の測定により実施 できる。  The glycerin assimilation test of recombinant bacteria can be carried out by culturing these recombinant bacteria in a medium containing glycerin and following changes in the glycerin uptake rate and bacterial cell amount. Measurement of the glycerin uptake rate by the recombinant bacteria can be carried out by measuring the concentration of glycerin remaining in the medium using an HPLC analysis. The change in the amount of bacterial cells can be measured by measuring the change in optical density at 60 nm with a spectrophotometer.
上記のようにして取得される本発明の組換え細菌を培地に培養し、 培地または細菌細胞 内に発酵生成物または反応生成物を生成、 蓄積させ、 培地または細菌細胞から該生成物を 採取することによって、 グリセリンを用いて発酵生成物または反応生成物を製造すること ができる。  The recombinant bacterium of the present invention obtained as described above is cultured in a medium, a fermentation product or a reaction product is produced and accumulated in the medium or bacterial cell, and the product is collected from the medium or bacterial cell. Thus, a fermentation product or a reaction product can be produced using glycerin.
本発明の方法を適用することができる発酵生成物または反応生成物としては、 例えば、 グリセリンの代謝によって生成する物質、 および、 グリセリンの代謝によって生成するェ ネルギーを利用して産生される物質が挙げられる。 具体的には、 例えば、 アミノ酸、 例え ばグルタミン酸、 リジン、 スレオニン、 フエ二ルァラニン、 トリプトファン等;有機酸、 例えば、 ピルビン酸、 乳酸、 酢酸などの解糖系周辺の有機酸、 クェン酸、 フマル酸、 L一 リンゴ酸、 コハク酸、 ィタコン酸などの T C Aサイクル周辺の有機酸、 グリセリン酸、 3 —ヒ ドロキシプロピオン酸など'のグリセリン周辺の有機酸;アルコール、 例えば、 ェタノ ール、 プロパノール、 1 . 3 -プロパンジオール; ビタミン類、 例えば、 ビタミン C ;更に は高分子物質、 例えば、 各種の酵素等が挙げられる。 細菌を用いたアミノ酸の製造は、 炭 素源としてグリセリンを含む培地を用いることを除き、 当技術分野で公知の方法によって 実施できる (例えば、 アミノ酸発酵、 相田浩他編、 学会出版センター) 。 培養に用レ、る培地およぴ培養条件は、 使用する細菌の種類に応じて適宜設定することが できるが、 窒素源、 無機イオンおよび必要に応じその他の有機微量栄養素を含有する通常 の培地を用いることができる。 Examples of fermentation products or reaction products to which the method of the present invention can be applied include substances produced by metabolism of glycerin and substances produced by utilizing energy produced by metabolism of glycerin. It is done. Specifically, for example, amino acids such as glutamic acid, lysine, threonine, phenylalanine, tryptophan, etc .; organic acids such as pyruvic acid, lactic acid, acetic acid surrounding organic acids such as pyruvic acid, lactic acid, acetic acid, kenic acid, fumaric acid Organic acids around the TCA cycle, such as malic acid, succinic acid, itaconic acid, glyceric acid, organic acids around glycerin such as 3-hydroxypropionic acid; alcohols such as ethanol, propanol, 1 3-Propanediol; vitamins such as vitamin C; and polymer substances such as various enzymes. The production of amino acids using bacteria can be carried out by methods known in the art except that a medium containing glycerin as a carbon source is used (for example, amino acid fermentation, Hiroshi Aida et al., Academic Publishing Center). The culture medium, culture medium and culture conditions can be set appropriately according to the type of bacteria used, but a normal medium containing a nitrogen source, inorganic ions and other organic micronutrients as necessary. Can be used.
炭素源としては、 グリセリンを用いる。 グリセリンとともに、 グルコース、 ラクトース、 ガラクトース、 フラクトースもしくはでんぷんの加水分解物などの糖類、 ソルビトールな どのアルコール類、 またはフマル酸、 クェン酸もしくはコハク酸等の有機酸類を、 併用し てもよい。  Glycerin is used as the carbon source. Along with glycerin, sugars such as glucose, lactose, galactose, fructose or starch hydrolysate, alcohols such as sorbitol, or organic acids such as fumaric acid, succinic acid or succinic acid may be used in combination.
ここで炭素 としてのグリセリンは、 界面活性剤.産業やバイォディーゼル燃料産業にお いて、 副産物として大量に排出される、 不純物を含んだ水溶液の状態のものでも使用でき る。 従つで、 本発明は、 これまで廃棄されていた副産物を有効活用できるという観点から も有利である。  Here, glycerin as carbon can be used in the form of an aqueous solution containing impurities that is discharged in large quantities as a by-product in the surfactant and biodiesel fuel industries. Therefore, the present invention is also advantageous from the viewpoint that the by-products that have been discarded can be used effectively.
窒素源としては、 硫酸アンモニゥム、 塩化アンモニゥム、 リン酸アンモニゥム等の無機 アンモニゥム塩、 大豆加水分解物などの有機窒素、 アンモニアガス、 アンモニア水等を用 ' いることができる。  As the nitrogen source, inorganic ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride and ammonium phosphate, organic nitrogen such as soybean hydrolysate, ammonia gas, aqueous ammonia and the like can be used.
無機イオンとしては、 リン酸カリウム、 硫酸マグネシウム、 鉄イオン、 マンガンイオン 等が添加される。 有機微量栄養素としては、 L一ホモセリン、 ビタミン B 1などの要求物 質または酵母エキス等を必要に応じ適量含有させることが望ましい。  As inorganic ions, potassium phosphate, magnesium sulfate, iron ions, manganese ions and the like are added. As organic micronutrients, it is desirable to contain required amounts of L-homoserine, vitamin B1, etc. or yeast extract as required.
培養は、 用いる細菌の生育に好適な条件で行われる。 コリネ型細菌の場合、 通常、 好気 的条件下で 1 6〜 9 6時間実施するのがよく、 培養温度は 2 0 °C〜 4 5 °Cに、 培養中 p H は 5〜 8 . 5に制御する。 ρ Ηΐί整には無機または有機の酸性またはアルカリ性物質、 更 にアンモニアガス等を使用することができる。 また、 宿主として好熱性細菌を用いる場合 には、 培 *温度は 4 2 °C〜 6 0 °Cで培養することができる。 培養は菌体増殖を好気的に行 い、 その後嫌気的条件にする方法も採用できる。 特に乳酸、 コハク酸などの有機酸を生産 する場合にはこの方法が有効である。 またコハク酸を製造する場合には炭酸ガス、 炭酸ィ オンを培地に含有させると収率が高くなるので好ましい。  Culturing is performed under conditions suitable for the growth of the bacteria to be used. In the case of coryneform bacteria, it is usually better to carry out the reaction under aerobic conditions for 16 to 96 hours, the culture temperature is 20 ° C to 45 ° C, and the pH is 5 to 8.5 during the culture. To control. For the adjustment, it is possible to use an inorganic or organic acidic or alkaline substance, as well as ammonia gas. When a thermophilic bacterium is used as a host, the culture * temperature can be cultured at 42 ° C. to 60 ° C. Culture can be performed by aerobic cell growth followed by anaerobic conditions. This method is particularly effective when producing organic acids such as lactic acid and succinic acid. In the case of producing succinic acid, it is preferable to add carbon dioxide and carbonate ions to the medium because the yield increases.
培養終了後の培地液からの発酵生成物または反応生成物の採取は、 本発明において特別 な方法が必要とされることはなレ、。 すなわち、 従来より周知となっているイオン交換樹脂 法、 沈澱法その他の方法を組み合わせることにより実施できる。 尚、 炭素源として、 農産 物に由来する糖質を用いる場合に比べて、 グリセリンを使用した場合は、 目的物質の精製 や、 廃液処理プロセスを簡略化できる場合がある。 ■ 発明を実施するための最良の形態 The collection of the fermentation product or reaction product from the culture medium after completion of the culture does not require a special method in the present invention. That is, it can be carried out by combining conventionally known ion exchange resin method, precipitation method and other methods. When glycerin is used as a carbon source, it may be possible to simplify the purification of the target substance and the waste liquid treatment process, compared to the case where saccharides derived from agricultural products are used. ■ BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下、 実施例により本発明を詳細に説明するが、'本発明の範囲は実施例に限定されるも のではない。  Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the scope of the present invention is not limited to the examples.
(実施例 1 ) ハイブリツドプラスミドの構築  (Example 1) Construction of hybrid plasmid
ハイブリッドプラスミドの作成には、 コリネパクテリゥム 'ダルタミカム ATCC 1 3058株由来プラスミ ド ρ CG 100 (3 k b p) およぴ大月昜菌(Escherichia coli) 由来プラスミド pHSG398 (タカラバイオ社). -を用いた。  For the preparation of hybrid plasmids, use the plasmid ρ CG 100 (3 kbp) derived from Corynepacterum 'Dartamicam ATCC 1 3058 strain and the plasmid pHSG398 (Takara Bio Inc.) derived from Escherichia coli. It was.
コリネパクテリゥム ·ダルタミカム ATCC 13058株由来の p CG 100プラス ミドを取得し、 pHSG 398とライゲーシヨンしてハイブリットプラスミドを作成した。  PCG100 plasmid derived from Corynebacterium dartamicum ATCC 13058 strain was obtained and ligated with pHSG398 to prepare a hybrid plasmid.
1— 1. P CG 100プラスミ ドの取得 1— 1. Obtaining PCG 100 plasmid
菌体前培養: Cell pre-culture:
コリネバクテリゥム 'グルタミカム ATCC 13058株を、 J CM 26培地 (5 m ' 1) 中、 30°Cでー晚振とう培養した。 培養したコリネバクテ 'リウム 'ダルタミカム A TCC 13058株を J CM 26プレートに播種し、 30 °Cでー晚、 振盪培養した。 J C M26プレートからループで 1かき分接種し、 J CM26培地 (5ml) 中、 30°Cで、 6時間振とう培養した。  Corynebacterium 'glutamicum ATCC 13058 strain was cultured with shaking in JCM26 medium (5 m' 1) at 30 ° C. The cultured Corynebacterium 'Dartamicam A TCC 13058 strain was seeded on a JCM26 plate and cultured at 30 ° C with shaking. JC M26 plate was inoculated with 1 loop in a loop, and cultured with shaking in JCM26 medium (5 ml) at 30 ° C for 6 hours.
菌体本培養: Main cell culture:
前培養液 lm 1を J CM26培地 (ィソニコチン酸ヒドラジド 200 m g / 50 m 1 ) 5 Omlに接種し、 30°Cで、 ー晚振とう培養した。 培養終了後、 氷上で冷却した。 培養 液を 15000 r pmでl 0分間遠心にかけ、 菌体を回収した。  The preculture solution lm 1 was inoculated into 5 ml of JCM26 medium (isonicotinic acid hydrazide 200 mg / 50 ml) and cultured at 30 ° C with shaking. After completion of the culture, it was cooled on ice. The culture was centrifuged at 15000 rpm for 10 minutes to recover the cells.
プラスミ ド抽出: Plasmid extraction:
回収した菌体ペレットから、 Ml ]3 I K i t (キアゲン社) を用いてプラスミドを抽 出した。 回収の際、 リゾチーム 6 Omgを含む P 1バッファ一 6m 1で菌体ペレットを懸 濁し、 37°Cのウォーターバスで 1時間振とう処理した。,  A plasmid was extracted from the collected cell pellet using Ml] 3 I Kit (Qiagen). At the time of recovery, the bacterial cell pellet was suspended in 1 ml of P 1 buffer containing 6 mg of lysozyme and shaken for 1 hour in a 37 ° C water bath. ,
1-2. 制限酵素処理およびライゲーシヨン 1-2. Restriction enzyme treatment and ligation
PHSG 398 (B amH Iで切断) とのライゲーシヨンを行うため、 1— 1で取得し た p CG 100を制限酵素 B g 1 IIで切断処理し、 pHSG 398は脱リン酸化処理して セルフライゲーシヨンが起こらないようにした。  In order to perform ligation with PHSG 398 (cut with B amH I), pCG 100 obtained in 1-1 was cleaved with the restriction enzyme B g 1 II, pHSG 398 was dephosphorylated, and self-ligated. Chillon was prevented from happening.
pCGl O O (B g I IIで切断) と pHSG 398 (B a mH Iで切断) をライゲーシ ヨンし、 大腸菌に導入した。 Ligase pCGl OO (cut with B g I II) and pHSG 398 (cut with B m H I) And introduced into E. coli.
1— 3. 形質転換  1— 3. Transformation
TOP 10 エレク ト口コンビテントセルに 2, 5 k vZ200 Ω/25 μ Fを印加す ることにより、 形質転換を行った。 得られた大腸菌形質転換体を SO C培地 0. 5ni Uこ 接種し、 15m 1遠沈管に入れた。 37°Cで 1時 ¾振とう培養した。 37°Cで LBCm培 地に 100 μ 1広げ、 30°Cで、 静置培養した ώ Transformation was performed by applying 2.5 kvZ 200 Ω / 25 μF to the TOP 10 electrified cells. The obtained E. coli transformant was inoculated with 0.5 ni U of SOC medium and placed in a 15 ml centrifuge tube. The culture was shaken at 37 ° C for 1 hour. 37 100 mu 1 spread LBCm culture destinations in ° C, at 30 ° C, and stationary culture was performed ώ
1一 4. インサートの確認  1 1 4. Check the insert
大腸菌 ^質転換体からプラス,ミ ドを抽出し、 インサートの確認を行った (図 1) 。 制限 酵素 Pvu Iで切断した場合、 ハイプリッドプラスミドが構築されていれば 3本のバンド (3944 b p、 777 b p、 560 b pの 3本バンド) が検出されるはずである。 5番 のサンプルでは、 予想された 3本のバンドが計算どおりのサイズで検出され、 目的のハイ プリ、少ドプラスミ ドの構築が確認された。  Plus and medium were extracted from E. coli ^ transformants and the insert was confirmed (Fig. 1). When cleaved with the restriction enzyme Pvu I, three bands (3944 bp, 777 bp, and 560 bp) should be detected if a hybrid plasmid is constructed. In the sample No. 5, the expected three bands were detected with the calculated size, confirming the construction of the desired high and low deplasmids.
(実施例 2) ハイプリッドプラスミドのコ -リ'ネバクテリゥム ·ダルタミカムへの導入と複 製の確認  (Example 2) Introduction of hybrid plasmid into coli Nebacterum dartamicum and confirmation of replication
実施例 1で得られたハイブリツドプラスミ ドを含む大腸菌を再度培養してプラスミ ドを " 大量に調製し、 コリネバクテリウム ·ダルタミカム ATCC 13032株に導入した。  The Escherichia coli containing the hybrid plasmid obtained in Example 1 was cultured again to prepare a large amount of the plasmid, which was introduced into the Corynebacterium dartamicam ATCC 13032 strain.
2 - 1. コリネパクテリゥム . グルタミカムコンビテントセルの作成  2-1. Corynepacteria. Creation of glutamicum combi-t cells
前培養:  Pre-culture:
コリネバクテリゥム 'グルタミカム ATCC 13032株のコロニーをループ 1かき 分接種した。 50%グルコース 0. 2m 1を含む L B培地 5m 1中、 300 r p m、 3 0°Cで、 16時間培養した。 培養終了時に OD 660を測定した。 A colony of Corynebacterium 'glutamicum ATCC 13032 strain was inoculated into one loop. Culturing was carried out for 16 hours at 300 rpm and 30 ° C. in 5 ml of LB medium containing 0.2 ml of 50% glucose. At the end of the culture, OD 660 was measured.
本培養:  Main culture:
前培養液を、 Ep o培地 5.0m 1を含む坂口フラスコに、 OD6.60が 0. 3になるよう に接種した。 120 r pm、 18でで、 28時間培養した。 The preculture, Sakaguchi flask containing Ep o medium 5.0 m 1, was inoculated to OD 6. 60 is 0.3. Incubation was performed at 120 rpm for 18 hours.
菌体回収:  Cell recovery:
. OD66Qを測定し、 培養液を氷上で充分に冷却した。 培養液を 15000 r' pmで 10 分間遠心にかけ、 菌体を回収した。 The OD 66Q was measured, and the culture was sufficiently cooled on ice. The culture solution was centrifuged at 15000 rpm for 10 minutes to recover the cells.
洗浄:  Washing:
得られた菌体を 5 m 1の 10 %グリセリンに懸濁し、 氷上で冷却した。 15000 r p mで 10分間遠心にかけ、 上澄みを捨てた。 lm 1の 10%グリセリンでピペッティング し、 1. 5 m 1滅菌済みエツペンに移した。 1 5 0 0 0 r p mで 1分間遠心にかけ、 上澄 みを捨てた。 1 m lの 1 0 %グリセリンで再度ピペッティングした。 1 5 0 0 0 r p mで 1分間遠心にかけ、 上澄みを捨てた (4回) 。 The obtained cells were suspended in 5 ml of 10% glycerin and cooled on ice. Centrifuge at 15000 rpm for 10 minutes and discard the supernatant. Pipetting with 10% glycerin in lm 1 And transferred to a 1.5 ml sterilized Eppen. Centrifugation was performed at 1 500 rpm for 1 minute, and the supernatant was discarded. Pipetted again with 1 ml of 10% glycerin. Centrifugation was carried out at 1 500 rpm for 1 minute, and the supernatant was discarded (4 times).
'保存: 'Save:
0. 5 m Iの 1 0 %グリセリンでピペッティングし、 0. 5 m 1滅菌済みエツペンに 1 0 0 μ Iずつ分注した。 液体窒素で急冷却し、 一 8 0°Cで保存した。  Pipetted with 0.5 m I of 10% glycerin and dispensed into 0.5 m 1 sterilized Eppen, 100 μl each. Quenched with liquid nitrogen and stored at 180 ° C.
2 - 2. 形質転換  2-2. Transformation
2 - 1で'得られたコンビテントセルに、 2. 5 k.v/ 6 0 0 Ω/ 2 5 μ Fで電圧を印加 した。 BH I S培地 l rn 1に移し、 1 5 m 1遠沈管に入れた。 4 6°Cのウォータ一バスに 6分間静置し、 3分間氷冷してから 3 0 °Cで 1時間振とう培養することにより、 復元培養 した。 L BH I S培地 Cm 3 0および 6 0に、 各 5枚 2セット計 2 0枚にプレーティング し、 3 0°Cで静置培養した。  A voltage was applied at 2.5 k.v / 600 Ω / 25 μF to the competent cell obtained in 2-1. It was transferred to BH I S medium l rn 1 and placed in a 15 m 1 centrifuge tube. 4 Restoration culture was performed by allowing to stand in a 6 ° C water bath for 6 minutes, ice-cooling for 3 minutes, and then shaking culture at 30 ° C for 1 hour. L BHI IS medium Cm 30 and 60 were each plated with 5 plates in 2 sets for a total of 20 plates and statically cultured at 30 ° C.
J CM 2 6培地、 E p o培地、 BH I S培地および L BH I Sプレートほ以下のとおり 調製した。  JCM 26 medium, Epo medium, BH I S medium and L BH I S plate were prepared as follows.
J CM 2 6培地組成:  JCM 26 medium composition:
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000024_0001
pH 7.2  pH 7.2
E o培地: E o medium:
'使用直前に以下の Bを調製し、 Aと混合して 1 Lとした。  'The following B was prepared immediately before use and mixed with A to make 1 L.
A (B a c t o トリプトン 1 0 g、 : B a c t o酵母抽出物 5 g、 N a C l 1 0 g、 N a C l 1 0 g、 蒸留水 8 0 0m l (オートクレープ滅菌) ) A (B a c t0 tryptone 10 g,: B a c t o yeast extract 5 g, N a C l 10 g, N a C l 10 g, distilled water 80 m (autoclave sterilization))
B (イソニコチノヒ ドラジド 4 g、 グリシン 2 5 g、 Tw e e n 8 0 1 m l、 蒸留 木 2 0 0 m l (濾過滅菌) ) B (Isonicotinohydrazide 4 g, Glycine 25 g, Twe e 8 0 1 ml, Distilled wood 200 ml (filter sterilized))
BH I S培地: 使用直前に以下の Aと Bを混合した。 BH IS medium: The following A and B were mixed immediately before use.
A. (日水製薬 ブレインハートインブユージョン粉末 18. 5 g、 蒸留水 800mlA. (Nissui Pharmaceutical Brain Heart Incubation Powder 18.5 g, Distilled Water 800 ml
(オートクレープ滅菌) ) (Autoclave sterilization)
B (ソルビトール 91 g、 蒸留水 200ml (オートクレーブ滅菌) ) B (91 g sorbitol, 200 ml distilled water (autoclaved))
LBH I S培地: LBH I S medium:
' 以下の Aと Bを混合してプレートに広げた。 .  'The following A and B were mixed and spread on a plate. .
A (B a c t o トリプトン 5 g、 : B a c t o酵母抽出物 2. 5 g、 NaC l 5 g、 寒天 18· 5 g、 蒸留水 8ひ 0m l (ォートク-レーブ滅菌) )  A (B a c t to tryptone 5 g,: B a c t o yeast extract 2.5 g, NaC l 5 g, agar 18.5 g, distilled water 8 h 0 ml (autoclave-sterilized))
B (ソルビトール 91 g、 蒸留水 200ml (オートクレーブ滅菌) )  B (91 g sorbitol, 200 ml distilled water (autoclaved))
2— 3. コリネバタテリゥム · ダルタミカムへのハイブリッドプラスミ ド導入の確認 プレートに生育したコロニーを J CM26 Cm 60培地 3m 1に接種し、 30°Cで 72 時間培養した。 この菌体を遠心分離で回収し、 ブラスミ ドを抽出した。 抽出したプラスミ ドが p CG 100— pHSG3.98ハイブリッドプラスミ ド (5280 b p) であるか確 認するため、 制限酵素 Kp η Iで切断した。 2— 3. Confirmation of introduction of hybrid plasmid into Corynebaterum dartamicam Colonies grown on plates were inoculated into 3 ml of JCM26 Cm 60 medium and cultured at 30 ° C for 72 hours. The cells were collected by centrifugation and blastamide was extracted. In order to confirm whether the extracted plasmid was pCG100-pHSG3.98 hybrid plasmid (5280 bp), it was cleaved with the restriction enzyme KpηI.
電気泳動で確認したところ、 500◦ b pァップの位置に pCG100— pHSG39 8 (5280 b p) のバンドが確認できた (図 2) 。  When confirmed by electrophoresis, a band of pCG100—pHSG398 (5280 bp) was confirmed at a position of 500 ° bp (Fig. 2).
構築したハイブリッドプラスミ ド pCGl 00— pHSG 398は、 シャトルベクター として、 大腸菌とコリネバクテリゥム · ダルタミカムの両方で安定に保持されることが確 認できた。  The constructed hybrid plasmid pCG100-pHSG 398 was confirmed to be stably retained in both E. coli and Corynebacterium dartamicam as a shuttle vector.
(実施例 3) 大腸菌の g 1 P FK遺伝子のクローニング Cloning of g 1 P FK gene (Example 3) Escherichia coli
大腸菌は、 グリセリン資化系遺伝子として (a) グリセロール取.り込みタンパク質 (グ リセロールファシリテーター) および (b) グリセロールキナーゼをオペロン (g 1 p F Kオペロン) として持っており、 プロモーター、 ファシリテーター、 キナーゼの順に配置 ざれている。  Escherichia coli has (a) glycerol uptake protein (glycerol facilitator) and (b) glycerol kinase as operon (g 1 p FK operon) as glycerin utilization gene, and in the order of promoter, facilitator, kinase. Arranged.
プロモーター + (a)■+ (b) の断片を下記のプライマーを用いて P CR 作成し、 p CG100_pHSG398シャトルベクターに挿入してコリネバタテリゥム · グルタミ カムに導入した。  A PCR was prepared from the fragment of promoter + (a) + (b) using the following primers, inserted into the pCG100_pHSG398 shuttle vector, and introduced into Corynebata glutamicum.
g 1 p— F K— F : g 1 p— F K— F:
5, -ccccctgcaggcaacagagtgatggtatcaatc-3' ( P s t I ) (配歹 (J番号 5 ) g 1 p -FK-R 2 : 5, -ccccctgcaggcaacagagtgatggtatcaatc-3 '(P st I) (Guide (J number 5) g 1 p -FK-R 2:
5' -ccccccctctagaaagcagcctttatcgcctactg-3' (X b a I) (酉己歹1 J番号 6) 5 '-ccccccctctagaaagcagcctttatcgcctactg-3' (X ba I) (酉 歹1 J number 6)
KOD—遺伝子ポリメラーゼを用いた P CR増幅で 3350 b p付近にバンドの増幅が 得られ (図 3) 、 g 1 p FKのサイズと一致していたことから、 このバンドを切り出して 回収し、 p CR4TOPOに固定した (図 4) 。  PCR amplification using KOD—gene polymerase yielded a band around 3350 bp (Figure 3), which was consistent with the size of g 1 p FK. This band was excised and recovered, and p CR4TOPO (Fig. 4).
1、 2、 5、 6、 7、 9、 10番のプラスミドを P s t I— Xb a Iで切断後、 電気泳 動でターゲットサイズのインサートが確認されたので、 1番のサンプルの下側のバンドを 切り出し回収した。 同様に P s t I -X b a Iで切断した p CG100— pHSG398 ZBAPと先に切り出した断片をライゲーシヨンし、 大 S悬菌に導入して g 1 p FK— p C G 100— p HS G 398プラスミドを得た。  After cutting plasmids 1, 2, 5, 6, 7, 9, 10 with P st I—Xba I, target size inserts were confirmed by electrophoresis. The band was cut out and collected. Similarly, p CG100—pHSG398 ZBAP digested with P st I -X ba I and the previously excised fragment were ligated and introduced into large S. gonorrhoeae to obtain g 1 p FK—p CG 100—p HS G 398 plasmid. Obtained.
g 1 p FK— pCG l 00— pHSG398プラスミ ドのィンサートを確認をしたとこ ろ 1 6、 8、 9、 10の 5つが目的のサイズの断片を保有していることがわかった (図 5.) 。 10番のプラスミドを大量調製し、 コリネパクテリゥム 'ダルタミカム ATCC 13032株に導入した。  g 1 p FK— pCG l 00— The pHSG398 plasmid was confirmed to contain 5 fragments of 1, 6, 8, 9 and 10 (Fig. 5). . A large number of plasmid No. 10 was prepared and introduced into Corynepacteria d'artamicam ATCC 13032 strain.
(実施例 4 ) コリネバクテリウム ·グルタミ力ムへの g 1 P F K遺伝子の導入 (Example 4) Introduction of g 1 P FK gene into Corynebacterium glutamicum
pCGl 00-pHSG 398シャトルベクターに大腸菌の g 1 pFK遺伝子を導入し たプラスミド g 1 p FK— p CGl O O— pHSG398を、 コリネバクテリゥム ·グル タミカム ATCC 13032株にエレクト口ポレーシヨンで導入した。 LBCm60 p pmプレートでコロニー生育が確認できたので、 生育したクローンを培養し、 プラスミ ド 抽出後、 インサートを確認した。 その結果、 5株とも全て g 1 p FK— p CG 10 O— p HSG 398と思われるバンドが確認された (図 6) 。  The plasmid g1pFK—pCGlOO—pHSG398, in which the Escherichia coli g1pFK gene was introduced into the pCGl00-pHSG398 shuttle vector, was introduced into the Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 strain by electoral position. Since colony growth was confirmed on the LBCm60 p pm plate, the grown clones were cultured, and after plasmid extraction, the insert was confirmed. As a result, all of the 5 strains were found to have a band that seems to be g 1 p FK—p CG 10 O—p HSG 398 (FIG. 6).
得られた 5株のコリネパクテリゥム ·グルタミカム形質転換体をグリセリンを炭素源と する培地に接種して 30。Cで一夜培養したところ、 5株とも良好な生育を示した。 この結 果から、 大腸菌由来の g 1 pFK遺伝子は、 コリネバクテリゥム ·ダルタミカム細胞内で '機能し、 コリネバクテリウム ·ダルタミカムにグリセリン資化能を付与できることが明ら かとなつた。  The resulting 5 strains of Corynebacterium glutamicum were inoculated into a medium containing glycerin as a carbon source30. When cultured overnight in C, all five strains showed good growth. From this result, it was clarified that the g 1 pFK gene derived from E. coli can function in Corynebacterium dartamicam cells and impart glycerin assimilation ability to Corynebacterium dartamicam.
(実施例 5 ) グリセリン資化能の確認  (Example 5) Confirmation of glycerin assimilation ability
生育試験培地の組成は以下のとおりとした。 尿素 4 g The composition of the growth test medium was as follows. Urea 4 g
硫酸アンモニゥム 1 4 g Ammonium sulfate 1 4 g
KH2P04 0. 5 g KH 2 P0 4 0.5 g
K2HP04 0. 5 g K 2 HP0 4 0.5 g
Mg S 04 · 7H20 0. 5 g Mg S 0 4 7H 2 0 0.5 g
Mn S 04 · 7H20 2 0 m g Mn S 0 4 7H 2 0 2 0 mg
F e S 04 · 7H20 2 0 m g F e S 0 4 7H 2 0 2 0 mg
ピオチン 2 0 0 μ g Piotin 2 0 0 μg
チアミン塩酸塩 1 0 0 i g Thiamine hydrochloride 1 0 0 i g
酵母エキス 1 g 1 g yeast extract
カザミノ酸 1 g 1 g casamino acid
p H 7. 8 (KOH) p H 7.8 (KOH)
蒸留水 L 上記の培地をオートクレープ滅菌したのち、 炭素源を添加するものは、 濾過滅菌した 5 0 %グルコースまたは 5 0 %グリセリンをそれぞれ 4 O m l添加した。 Distilled water L After adding the carbon source after autoclaving the above medium, 4 O ml each of filter-sterilized 50% glucose or 50% glycerin was added.
5 - 1. 生育試験 5-1. Growth test
コリネパクテリゥム 'ダルタミカム ATC C 1 3 0 3 2野生株または g 1 p FK遺伝 子導入株をプレートから生育試験培地に接種し、 3 0°Cで 2 4時間培養したときの生育を、 O D 66。の濁度で測定した。 結果を以下の表に示す。 炭素源 グルコース グリセリン なし Corynepacterium 'Dartamicam ATC C 1 3 0 3 2 Wild strain or g 1 p FK transgenic strain was inoculated from the plate into the growth test medium and grown at 30 ° C for 24 hours. 66 . The turbidity of was measured. The results are shown in the table below. Carbon source Glucose Glycerin None
野生株 15.3 0.85 0.87 Wild strain 15.3 0.85 0.87
glpFK導入株 14.8 13.9 0.69 glpFK-introduced strain 14.8 13.9 0.69
プラスミ ドのみの導入株 15.8 0.74 0.80 上記の結果から、 コリネバクテリウム 'グルタミカム野生株がグリセリン資化能を有し ないのに対し、 本発明の組換え細菌がグリセリン資化能を有することが示された。 また、 本発明の組換え細菌はグルコース資化能と同等のグリセリン資化能を有することがわかる。 Strain introduced only with plasmid 15.8 0.74 0.80 The above results indicate that the wild-type Corynebacterium 'glutamicum strain does not have glycerin-utilizing ability, whereas the recombinant bacterium of the present invention has glycerin-utilizing ability. It was done. Moreover, it turns out that the recombinant bacteria of this invention have the glycerol utilization ability equivalent to glucose utilization ability.
5— 2. コリネバクテリゥム ·ダルタミカムに分類される細菌の生育試験 5— 2. Growth test of bacteria classified as Corynebacterium dartamicum
コリネバクテリゥム ·グルタミカムに分類される以下の野生株について、 上記と同様に グルコースもしくはグリセリンを炭素源としたとき、 または炭素源無しのときの生育を 3 0 で2 4時間培養し、 OD 660の濁度を測定することにより試験した。 The following wild strains classified as Corynebacterium Riu arm glutamicum, when the same manner as described above glucose or glycerin as a carbon source, or the growth of the time without a carbon source 3 0 in cultured for 24 hours, OD 660 Was tested by measuring the turbidity.
( 1 ) コリネパクテリゥム ·ダルタミカム ATC C 1 3 0 3 2 (NB RC 1 2 1 6 8) (1) Corynepacterum dartamicum ATC C 1 3 0 3 2 (NB RC 1 2 1 6 8)
( 2) コリネパクテリゥム 'エフイシエンス (Corynebacterium efficiens) J CM 1 1 1 8 9 ( 3) コリネバクテリゥム ·グノレタミカム AT C C 1 3 8 6 9 (2) Corynebacterium efficiens J CM 1 1 1 8 9 (3) Corynebacterium gnoretamicam AT CC 1 3 8 6 9
(.4) ブレビバクテリウム · アンモニアゲネス (Brevibacterium ammoniagenes)  (.4) Brevibacterium ammoniagenes
C 1 2 0 7 2  C 1 2 0 7 2
( 5) ブレビパクテリゥム 'アンモニアゲネス NB R C 1 2 6 1 2  (5) Brevipacterium 'Ammonia Genes NB R C 1 2 6 1 2
結果を以下の表に示す。
Figure imgf000028_0001
The results are shown in the table below.
Figure imgf000028_0001
上記のとおりレ、ずれの野生株もダルコースを炭素源としたときには旺盛な生育が見られ たが、 ダリ.セリンを炭素源とした場合には炭素源無しの条件との間で差がみられなかった。 従って、 コリネバクテリウム ·ダルタミカム 分類される野生株が、 グリセリン資化能を 有しないことが確認された。  As mentioned above, the wild strains of les were also vigorously growing when dulcose was used as the carbon source, but when Dali serine was used as the carbon source, there was a difference from the condition without carbon source. There wasn't. Therefore, it was confirmed that the wild strain classified as Corynebacterium dartamicam has no glycerin assimilation ability.
(実施例 6 ) アミノ酸の産生  (Example 6) Production of amino acids
下記の培地を 2 Lジャーファーメンターに入れてオートクレーブ滅菌し、 同組成の培地 5 0 m lで培養した大腸菌 g 1 p F K遺伝子を導入したコリネパクテリゥム ·グルタミ力 ム ATC C 1 3 0 3 2株を接種し、 0. 5 v v mで通気しながら、 2 5 %アンモニア水で p Hを 7. 2に調節しながら 3 0 °Cで 4 8時間培養を行つた。  The following medium was placed in a 2 L jar fermenter, autoclaved, and cultured in 50 ml of the same composition. Escherichia coli g 1 p FK gene introduced Corynepactum glutamicum ATC C 1 3 0 3 2 The strain was inoculated and cultured at 30 ° C. for 48 hours while adjusting the pH to 7.2 with 25% aqueous ammonia while aeration was performed at 0.5 vvm.
培地組成:  Medium composition:
グリセリン 1 0 0 g  Glycerin 1 0 0 g
硫酸アンモニゥム 1 0 g  Ammonium sulfate 1 0 g
KH2P 04 2 g KH 2 P 0 4 2 g
Mg S 04 · 7H20 1 Mg S 0 4 7H 2 0 1
F e S 04 1 0 m g F e S 0 4 1 0 mg
Mn S O 4 1 0 m g Mn SO 4 1 0 mg
チアミン塩酸塩 : 0. 5 m g  Thiamine hydrochloride: 0.5 mg
ビォチン 5 μ g  Biotin 5 μg
味液 1 0m 1  Flavor 1 0m 1
培養後、 遠心分離によって菌体を除き、 上清を得た。 培養液を高速液体クロマトグラフ ィ一で分析したところ、 1 L中.に 6 gのグルタミン酸が含まれていた。  After culturing, the cells were removed by centrifugation to obtain a supernatant. When the culture broth was analyzed by high performance liquid chromatography, 6 g of glutamic acid was contained in 1 L.
—方、 大腸 ¾の§ 1 p FK遺伝子を導入していないコリネバクテリゥム ·ダルタミカム ATC C 1 3 0 3 2株を用いて同様の培養を行った場合は、 菌体増殖が殆ど起こらなかつ た - How, when subjected to the same culture with § 1 p FK gene without a introduces Corynebacterium Riu-time Darutamikamu ATC C 1 3 0 3 2 strains of colon ¾, cell growth has failed is little
(実施例 7) 有機酸の産生 培養用培地 10 Om 1を 500m 1フラスコで滅菌し、 滅菌 50%グリセリン溶液 4m 1を加えて、 大腸菌 g 1 p FK遺伝子を導入したコリネバクテリゥム ·グルタミカム AT CC 13032株を接種し、 30°Cで 24時間振盪培養した (坂口 1本) 。 培養終了後、 菌体を遠心分離した。 100mlの培養液から得た湿菌体は 3. 7 '3 gであった。 これを 反応に使用した。 (Example 7) Production of organic acid Culture medium 10 Om 1 is sterilized in a 500 ml 1 flask, sterilized 50% glycerol solution 4 ml 1 is added, and E. coli g 1 p FK gene introduced Corynebacterium glutamicum AT CC 13032 strain is inoculated, 30 ° Incubated with C for 24 hours (1 Sakaguchi). After completion of the culture, the cells were centrifuged. Wet cells obtained from 100 ml of culture broth were 3.7'3 g. This was used for the reaction.
100ml培地ビンに反応用培地 100mlを入れ、 菌体と 50 %グリセリン溶液 12 m 1を加えて (グローブボックス内で作業) 密閉した状態で、 30°Cにて 24時間スター ラーで攪拌しながら反応させた。 反応後、 培養液 遠心分離し、 分析を行った。  Add 100 ml of the reaction medium to a 100 ml medium bottle, add the bacterial cells and 12 ml of 50% glycerin solution (work in the glove box), and keep the reaction sealed at 30 ° C for 24 hours with stirring with a stirrer. I let you. After the reaction, the culture solution was centrifuged and analyzed.
分析は、 HPLC イオン交換カラム KC一 81 1 ODSを使用して行った。 その結 果、 24時間反応後の pHは 5. 7であった。 また、 培養液中には、 リンゴ酸 0. 4 %、 コハク酸 1. 4%、 酢酸 0. 2%、 乳酸' 1. 9%が含まれていた。  Analysis was performed using an HPLC ion exchange column KC-81 1 ODS. As a result, the pH after 24 hours of reaction was 5.7. The culture broth contained malic acid 0.4%, succinic acid 1.4%, acetic acid 0.2%, and lactic acid '1.9%.
一方、 大腸菌の g 1 p FK遺伝子を導入していないコリネバクテリゥム ·ダルタミカム ATCC 13032株を用いて同様に培養を行った場合は、 菌体が増殖しなかった。  On the other hand, when the same culture was carried out using Corynebacterium dartamicum ATCC 13032 strain into which the Escherichia coli g 1 p FK gene was not introduced, the cells did not grow.
実施例 6および 7の結果から、 グリセリン取り込みタンパク質をコードする遺伝子が導 入された組換え細菌を、 グリセリンを含有する培地で:! 養することにより、 アミノ酸や有 機酸を製造できることが示された。  The results of Examples 6 and 7 indicate that amino acids and organic acids can be produced by culturing a recombinant bacterium introduced with a gene encoding a glycerin uptake protein in a medium containing glycerin:! It was.
(実施例 8) ラルストニア 'ユートロファ (Ralstonia eutropha) ATCC 176.97株 へのグリセリン資化能の付与  (Example 8) Giving glycerin assimilation ability to Ralstonia eutropha ATCC 176.97 strain
ラルストニア .ユートロファ ATCC 17697株はグリセリンを炭素源とした生育 をすることができない。 このラルストニア 'ユートロファ ATCC 17697株に大腸 菌由来のグリセリン利用遺伝子 g 1 p F、 g 1 pKを導入することによってグリセリン資 化能を付与した。  Ralstonia eutropha ATCC 17697 cannot grow using glycerin as a carbon source. Glycerol-utilizing ability was conferred by introducing the glycerol-utilizing genes g 1 pF and g 1 pK derived from Escherichia coli into this Ralstonia eutropha ATCC 17697 strain.
8-1. g 1 p F K遺伝子断片の調製  8-1.Preparation of g 1 p F K gene fragment
コリネバタテリゥム ·ダルタミカムに導入した g 1 p FK/p CG 100-pHSG 3 98プラスミドを铸型として下記のプライマーセットを用いて P CRにより g 1 p FK遺 伝子断片を増幅した。  The g 1 p FK gene fragment was amplified by PCR using the following primer set using the g 1 p FK / p CG 100-pHSG 398 plasmid introduced into Corynebata d'artamicam as a saddle type.
g 1 pFK— F : 5 -ccccccccatggcaacagagtgatggtatcaatc-3' (酉己列番号 13) g 1 pFK— F: 5 -ccccccccatggcaacagagtgatggtatcaatc-3 '(Self number 13)
N c o Iサイト  N c o I site
g 1 p F — R 2 : 5 -ccccccccatggaagcagcctttatcgcctactg-3 (酉 G列番号 14ノ g 1 p F — R 2: 5 -ccccccccatggaagcagcctttatcgcctactg-3 (酉 G column number 14
PCRにより 3. 3 k b pの g 1 p FK遺伝子断片が増幅されたのでこの断片を p CR '4 TO POクローニングベクターに固定し、 g 1 p FK-N c o I/pCR4TOPOプ ラスミドを得た。 このプラスミドを P CRプライマー領域に設定し 制限酵素サイト Nc o Iで切断し、 電気泳動によって分離、 染色した後、 3. 3 k b pのサイズの断片を切り '出して回収した。 PCR amplified a 3.3 kbp g 1 p FK gene fragment. It was fixed on a '4 TO PO cloning vector to obtain g 1 p FK-Nco I / pCR4TOPO plasmid. This plasmid was set as a PCR primer region, cleaved at the restriction enzyme site NcoI, separated and stained by electrophoresis, and then a 3.3 kbp fragment was excised and collected.
8— 2. ベクターの調製とライゲーシヨン  8— 2. Vector preparation and ligation
広域宿主べクタ一 p BBR 122プラスミド (MoB i Te c社製) にはクロラムフエ 二コールとカナマイシンの 2つの抗生物質に対する耐性遺伝子が含まれる。 g 1 p FK遺 伝子断片を、 このクロラムフユニコール耐性遺伝子-上に存在する制限酵素 N c o Iサイト に導入するため、 制限酵素 Nc o Iで切断したのちアルカリホスファターゼで処理して脱 リン酸化した。 このべクタ一 DNA断片を電気泳動で分離し、 切り出して回収した。 この 断片と先の g 1 p FK遺伝子断片をライゲーシヨンし、 大腸菌に導入して g 1 p FKZp BBR122プラスミ ドを得た。  The broad host vector pBBR122 plasmid (MoB i Tec) contains resistance genes for two antibiotics, chloramphenicol and kanamycin. In order to introduce the g 1 p FK gene fragment into the restriction enzyme N co I site existing on this chloramfu unicol resistance gene, it was cleaved with the restriction enzyme Nco I, then treated with alkaline phosphatase and dephosphorylated. did. This vector DNA fragment was separated by electrophoresis, cut out and recovered. This fragment and the previous g 1 p FK gene fragment were ligated and introduced into E. coli to obtain g 1 p FKZp BBR122 plasmid.
g 1 pFKZpBBRl 22プラスミド-のインサートを確認したところ、 3. 3 k b p のサイズのインサートと 5. 3 k b pのサイズのベクターを確認することができた。 この プラスミ ドを大量調製し、 ラルストニア 'ユートロファ ATCC 17697株に導入し た。  When the insert of g 1 pFKZpBBRl 22 plasmid- was confirmed, an insert of 3.3 k bp and a vector of 5.3 k bp could be confirmed. This plasmid was prepared in large quantities and introduced into Ralstonia 'Utropha ATCC 17697 strain.
8 - 3. ラルストニア 'ユートロファ ATCC 17697株コンビテントセルの作成 ラルストニア .ユートロファ ATCC 17697株のコロニーを LB培地 5 m 1にル ープ 1かき分接種し、 300 r pm、 30 °Cで一夜培養した。 L B培地 50mlに培養液 0. 5 m 1を植え維ぎ、 30 °C、 ' 120 r p mで 3時間培養し、 培養液を氷上で十分に冷 却した。 培養液を 15000 r pmで 10分間遠心にかけ、 菌体を回収した。 得られた菌 体を 5 m 1·の滅菌処理した 10%グリセリンに懸濁し、 氷上で冷却レた。 1.5000 r p mで 10分間遠心にかけ、 上澄みを捨てた。 lm 1の 10%グリセリンでピペッティング し、. 1. 5m 1滅菌済エツペンに移した。 15000 r pmで 1分間遠心にかけ、 上澄み を'捨てた。 lm 1の 10%グリセリンで再度ピペッティングし、 15000 で1分 間遠心にかけ、 上澄みを捨てた'。 この操作を 4回繰り返した。 得られた菌体を 0. 5m l の 10%グリセリンで懸濁し、 コンビテントセルとした。  8-3. Creation of Ralstonia 'Utropha ATCC 17697 strain competent cell Ralstonia. Colony of Utropha ATCC 17697 strain was inoculated into 5 ml of LB medium in 1 loop, and cultured overnight at 300 rpm and 30 ° C. . 0.5 ml of the culture solution was planted in 50 ml of LB medium, cultured at 30 ° C, '120 rpm for 3 hours, and the culture solution was sufficiently cooled on ice. The culture was centrifuged at 15000 rpm for 10 minutes to recover the cells. The obtained cells were suspended in 5 ml of sterilized 10% glycerin and cooled on ice. Centrifuge for 10 minutes at 1.5000 rpm and discard the supernatant. Pipeted with 10% glycerin of lm 1 and transferred to a 1.5 ml sterilized Eppen. Centrifuge at 15000 rpm for 1 minute and discard the supernatant. Pipet again with lm 1 10% glycerin, centrifuge at 15000 for 1 min and discard supernatant. This operation was repeated 4 times. The obtained cells were suspended in 0.5 ml of 10% glycerin to obtain a competent cell.
8-4. ラルストニア 'ユートロファ ATCC 17697株への g 1 p FK遺伝子の導 Λ  8-4. Introduction of g 1 p FK gene to Ralstonia 'Utropha ATCC 17697 strain Λ
pBBR122プラスミ ドに大腸菌の g 1 p F K遺伝子を導入したプラスミ ド g 1 p F K一 p B B R 122プラスミドをラノレストニア ·ユートロファ ATC C 17697株に エレク トロポレーションで導入した。 先に作成したコンビテントセル' 50 μ 1に大量調製 した g 1 p FK/p B BR 122プラスミ ド溶液 ( 1. 5 μ g/μ 1 ) 2 μ 1を加え、 2. 5KV、 250 Ω、 25 μ Fで電圧を印加した。 Plasmid g 1 p F in which Escherichia coli g 1 p FK gene is introduced into pBBR122 plasmid The KpBBR122 plasmid was introduced into the Lanorestonia utropha ATC C 17697 strain by electroporation. Add 2 μ 1 of g 1 p FK / p B BR 122 plasmid solution (1.5 μg / μ 1) prepared in large quantities to the previously prepared combitent cell 50 μ 1, 2.5 KV, 250 Ω, A voltage was applied at 25 μF.
g l pFK/pBBR122プラスミド溶液のかわりにインサートのない p B B R 12 2プラスミ ド溶液を 2 μ 1加えたものにも同様,に電圧を印加した。 電圧印加後 SOC培地 1 m 1で懸濁し、 30でで 1時間振盪培養した。 Γ時間後、 N B培地にカナマイシン 50 p pmを添加した培地 50 m 1に全量接種し、 3 CL°Cで一夜培養した。 一夜後、 培養液を 103〜 106に希釈し、 NB培地にカナマイシン 300 p pmを加えた培地に広げて 3 0°Cで静置培養し、 コロニーを形成させた。 In the same manner, a voltage was applied to a solution in which 2 μl of pBBR 12 2 plasmid solution without insert was added instead of gl pFK / pBBR122 plasmid solution. After voltage application, the suspension was suspended in 1 ml of SOC medium, and cultured with shaking at 30 for 1 hour. After Γ time, the entire amount was inoculated into 50 ml of medium supplemented with 50 ppm of kanamycin in NB medium and cultured overnight at 3 CL ° C. After one night, the culture solution was diluted to 10 3 to 10 6 , spread on a medium obtained by adding 300 ppm of kanamycin to NB medium, and statically cultured at 30 ° C. to form colonies.
生育したコロニーを、 NB培地にカナマイシン 50 p pmを加えた培地に接種し、 3 0 で 10時間培養した。 培養液 1. 5m lから菌体を遠心分離で回収し、 プラスミ ドを 抽出した。 抽出したプラスミ ドを確認するため制限酵素 N c o Iで切断した。 電気泳動で' 確認したところ、 g l pFKZpBBR122プラスミドを導入した形質転換体では 53 00 b pと 3300 b pの位置に g 1 p FK由来、 p B B R 122プラスミド由来と思わ れるバンドが確認でき、 インサートのない p BBR 122プラスミ ドを導入した形質転換 体では 5300 b pの位置に p B B R 122プラスミド由来と思われるサイズのバンドの みが確認できた。  The grown colonies were inoculated into a medium obtained by adding 50 ppm of kanamycin to NB medium, and cultured at 30 for 10 hours. The cells were collected from 1.5 ml of the culture solution by centrifugation, and the plasmid was extracted. In order to confirm the extracted plasmid, it was cleaved with the restriction enzyme NcoI. When confirmed by electrophoresis, it was confirmed that the transformant with gl pFKZpBBR122 plasmid introduced was found to have bands derived from g 1 p FK and p BBR 122 plasmid at positions 5300 bp and 3300 bp. In the transformant into which BBR 122 plasmid was introduced, only a band of a size considered to be derived from the pBBR 122 plasmid could be confirmed at the 5300 bp position.
ラルストニア ·ユートロファ形質転換体を、 それぞれラルストニア 'ユートロファ /g 1 p FK/p B BR 122とラルストニア ·ユートロファ ZpBBRl 22命名した。 8-5. ラルストニア ·ユートロファ'形質転換体の生育試験  The Ralstonia eutropha transformants were named Ralstonia eutropha / g 1 p FK / p B BR 122 and Ralstonia eutropha ZpBBRl 22, respectively. 8-5. Growth test of Ralstonia eutropha 'transformant
ラルストニア .ユートロファ ATCC 17697野生株と、 先のラルス小ニァ ·ユー トロファノ g 1 p FK/p B BR 122と、 ラルストニア ·ユートロファ ZpBBRl 2 2の 3株を用いて、 ラルストニア 'ユートロファ ATCC 17697株が生育可能な L ーリンゴ酸を単一の炭素源とした最少培地とグリセリンを単一の炭素源とした最少培地で、 生育の確認を行った。 Ralstonia 'Utropha ATCC 17697 strain can be grown by using 3 strains of Ralstonia eutropha ATCC 17697 wild strain, the previous Lars small nya eutrophano g 1 p FK / p B BR 122 and ralstonia eutropha ZpBBRl 2 2 Growth was confirmed using a minimal medium containing L-malic acid as a single carbon source and a minimal medium containing glycerin as a single carbon source.
ラルストニア .ユートロファ ATCC 17697野生株は NB培地 5 m 1に、 ラルス トニア 'ユートロファ/ g 1 p FK/p B BR 122株及びラルス トニア ·ユートロファ / B BR 122株は、 NB培地にカナマイシン 300 p pmを添加した培地 5m 1に接 種し、 30°Cで一夜培養した。 下記の最少培地に炭素源として Lーリンゴ酸、 グリセリンを添加した培地 50 m 1に一 夜培養した培養液を 50 μ 1接種し、 30 °Cで 24時間培養した。 Ralstonia eutropha ATCC 17697 wild strain is NB medium 5 ml, ralstonia 'eutropha / g 1 p FK / p B BR 122 strain and Ralstonia eutropha / B BR 122 strain kanamycin 300 pm on NB medium Inoculated in 5 ml of the added medium and cultured overnight at 30 ° C. 50 μl of an overnight culture was inoculated into 50 ml of a medium supplemented with L-malic acid and glycerin as a carbon source in the following minimal medium, and cultured at 30 ° C. for 24 hours.
24時間培養後の生育を培養液の O D 660の濁度で示した。 炭素源 L -リンゴ酸 グリセリン 無し Growth after 24 hours incubation indicated by turbidity of OD 6 60 of the culture. Carbon source L-Malic acid Glycerin None
野生株 8.8 ' 0.07 0.06 Wild strain 8.8 '0.07 0.06
glpFK導入株 8.5 5.4 0.05 glpFK strain 8.5 5.4 0.05
プラスミ ドのみの導入株 9.2 0.05 0.07 上記の結果から、 ラルストニア ·ユート口ファ 野生株がグリセリン資化能を有しない のに対し、 本発明の組換え細菌がグリセリン資化能を有することが示された。 また、 本発 明の組換え細菌は、 野生株における L -リンゴ酸資化能と同等のグリセリン資化能を有する ことがわかる。 Strain introduced only with plasmid 9.2 0.05 0.07 From the above results, it is shown that the wild-type ralstonia utoguchifa has no glycerin assimilation ability, whereas the recombinant bacterium of the present invention has glycerin assimilation ability. It was. It can also be seen that the recombinant bacterium of the present invention has glycerin assimilation ability equivalent to L-malate assimilation ability in the wild strain.
'本実施例で用いた培地の組成は以下のとおりである。  'The composition of the medium used in this example is as follows.
生育試験用最少培地: Minimal medium for growth test:
N a 2HP04 · 12H2〇 0 . 9 g N a 2 HP0 4 12H 2 0 .9 g
KH2P04 0 . 1 5 g KH 2 P0 4 0 .1 5 g
NH4C 1 0 . 0 5 g NH 4 C 1 0. 0 5 g
Mg S 04 · 7H20 0 . 2 g Mg S 0 4 7H 2 0 .2 g
微量金属溶液 1 m 1  Trace metal solution 1 m 1
蒸留水 1 L  Distilled water 1 L
pH7. 0  pH 7.0
微量金属溶液: Trace metal solution:
F e C.13 9. 7 g F e C.1 3 9. 7 g
C a C 1 a 7. 8 g C a C 1 a 7.8 g
Figure imgf000032_0001
Figure imgf000032_0001
C u S 04 · 5H20 0. 1 5 6 g C u S 0 4 5H 2 0 0. 1 5 6 g
N i C 1 a · 6H20 0. 1 1 8 g N i C 1 a 6H 2 0 0. 1 1 8 g
蒸留水  Distilled water
LB培地組成:  LB medium composition:
Bactoトリプトン  Bacto Trypton
Bacto酵母エキス 食塩 10 g Bacto yeast extract Salt 10 g
蒸留水 1 L  Distilled water 1 L
寒天培地には寒天 18 gを添加  Add 18 g of agar to the agar medium
S OC培地組成: S OC medium composition:
Bactoトリプトン 20 g  Bacto Tryptone 20 g
Bacto酵母エキス 5 g  Bacto yeast extract 5 g
食塩 0. 5 g  Salt 0.5 g
蒸留水 1 L  Distilled water 1 L
オートクレープ滅菌後 上記に濾過滅菌した 1M Mg C I 2溶液 10m l、 1MAfter autoclave sterilization 1M Mg CI 2 solution sterilized by filtration as above 10ml, 1M
Mg S 04溶液 1 Om 1、 1Mグルコース溶液 2 Om 1を加えた。 The mg S 0 4 solution 1 Om 1, 1M glucose solution 2 Om 1 was added.
NB培地組成: NB medium composition:
Bacto肉エキス 3 g  Bacto meat extract 3 g
Bactoぺプトン 5 g  Bacto peptone 5 g
蒸留水 1 L  Distilled water 1 L
寒天培地には寒天 18 gを添加  Add 18 g of agar to the agar medium
実施例 9 ァノレカリゲネス ' ファェカリス (Alcaligenes faecalis) ATCC 18750 株へのグリセリン資化能の付与 Example 9 Giving glycerin assimilation ability to Alcaligenes faecalis ATCC 18750
アルカリゲネス ·ファェカリス ATCC 18750株はグリセリンを炭素源とし T生 育をすることができない。 このアルカリゲネス ' ファェカリス ATCC 18750株に 大腸菌由来のグリセリン利用遺伝子 g 1 p F、 g 1 pKを導入することによってダリセリ ン資化能を付与した。  Alkaline Genes faecalis ATCC 18750 cannot grow T using glycerin as a carbon source. The glycerin utilization genes g 1 pF and g 1 pK derived from E. coli were introduced into the Alkaligenes' Faecaris ATCC 18750 strain to impart the ability to assimilate dalyserin.
実施例 8で用いた g l pFK— pBBR 122プラスミドを用いて同様にプラスミドの 導入と生育試験を行った。 形質転換体として、 アル力リゲネス · ファェ力リス Zg 1 p F K/p BBR 122及ぴアル力リゲネス · ファェ力リス/ p BBR 122を得た。  Using the glpFK-pBBR122 plasmid used in Example 8, plasmid introduction and growth tests were similarly performed. As a transformant, Al force Ligenes fae force squirrel Zg 1 p F K / p BBR 122 and Al force Ligenes fae force squirrel / p BBR 122 were obtained.
アル力リゲネス · ファェカリス ATCC 18750野生株と、 アル力リゲネス · ファ ェカリス Zg 1 p FK/p B BR 122と、 アル力リゲネス · ファェカリス 7p BBR 1 22の 3株を用いてアル力リゲネス ·ファェカリス ATCC 18750株が生育可能な Lーリンゴ酸を単一の炭素源とした最少培地とグリセリンを単一の炭素源とした最少培地 での生育の確認を行つた。  Al force Ligenes faecaris ATCC 18750 Wild strain and Al force Ligenes faecaris Zg 1 p FK / p B BR 122 and Al force Ligenes faecalis 7p BBR 1 22 Growth was confirmed on a minimal medium with L-malic acid as a single carbon source and a minimal medium with glycerin as a single carbon source.
アルカリゲネス ' ファェカリス ATCC 18750野生株は NB培地 5m 1に、 アル カリゲネス ' ファェカリス Zg 1 p FK/p BBR 1 22株及びアル力リゲネス ' ファェ 力リス /p BBR 1 22株は NB培地にカナマイシン 300 p pmを添加した培地 5 m 1 にそれぞれ接種し、 3 0°Cで一夜培養した。 Alkaline Genes' Faekaris ATCC 18750 wild strain is 5 ml in NB medium, Al Carigenes' faecaris Zg 1 p FK / p BBR 122 strain and Al force ligenes faye squirrel / p BBR 122 strain were inoculated into 5 ml of medium with 300 kpm of kanamycin added to NB medium, 30 ° C. overnight culture.
下記の最少培地に炭素源として L—リンゴ酸又はグリセリンを添加した培地 50 m 1に 一夜培養した培養液を 50 1接種し、 30 °Cで' 24時間培養した。  50 1 of a medium supplemented with L-malic acid or glycerin as a carbon source in the following minimal medium was inoculated with 50 1 of the culture medium cultured overnight and cultured at 30 ° C. for 24 hours.
24時間培養後の生育を培養液の O D 66。の濁度で示した。 炭素源 L-リンゴ酸- グリセリン 無し Growth after 24 hours of culture is OD 66 of the culture. Of turbidity. Carbon source L-malic acid-glycerin None
野生株 12.3 - 0.06 0.04 Wild strain 12.3-0.06 0.04
glpFK導入株 13.4 10.5 0.05 glpFK-introduced strain 13.4 10.5 0.05
プラスミ ドのみの導入株 13.7 0.07 0.06 上記の結果から、 アルカリゲネス 'ファェカリスの野生株がグリセリン資化能を有しな い.のに対し、 本発明の組換え細菌がグリセリン資化能を有することが示された。 また、 本 発明の組換え細菌は、 野生株における L-リンゴ酸資化能と同等のグリセリン資化能を有す ることがわかる。 生育試験に用いた最少培地の組成は以下のと'おりである。 From the above results, it can be seen that the wild-type strain of Alcaligenes' Faecaris does not have glycerin assimilation ability, whereas the recombinant bacterium of the present invention has glycerin assimilation ability. Indicated. It can also be seen that the recombinant bacterium of the present invention has glycerin assimilation ability equivalent to L-malate assimilation ability in the wild strain. The composition of the minimal medium used for the growth test is as follows.
生育試験用最少培地: Minimal medium for growth test:
KH2P04 1 g KH 2 P0 4 1 g
K2HP04 3 g K 2 HP0 4 3 g
( H) 2 S 04 1 g (H) 2 S 0 4 1 g
Mg S 04 · 7H20 0. 2 g Mg S 0 4 7H 2 0 0. 2 g
酵母エキス 0. 1 g  Yeast extract 0.1 g
蒸留水 1レ  1 liter of distilled water
p H 6. 8  p H 6.8
オートクレープ滅菌後、 .濾過滅菌した 50 %炭素源溶液を 2.0 m 1加えて使用した。 実施例 1 0 コリネパクテリ ゥム ' ジフテリア (Corynebacterium diphtheria) の g 1 p A FK遺伝子のコリネパクテリゥム ·グルタミカムへの導入  After autoclaving, 2.0 ml of a 50% carbon source solution sterilized by filtration was added and used. Example 1 0 Introduction of Corynebacterium diphtheria g 1 p A FK gene into Corynebacterium glutamicum
1 0— 1. g 1 p AF K遺伝子断片の調製  1 0— 1. Preparation of g 1 p AF K gene fragment
コリネバタテリゥム .ジフテリア ATCC 7009 71 D株のゲノム DNAを鎳型に して g 1 p A F K遺伝子断片を P C Rで増幅した。  Corynebata diphtheria diphtheria ATCC 7009 71 D strain genomic DNA was transformed into a cocoon and the g 1 p A F K gene fragment was amplified with PCR.
し d— g 1 p— F : 5 -cccccctctagatctcggcaccggtggtggtg-3' (目 cl歹 U番号 15 ) D— g 1 p— F: 5 -cccccctctagatctcggcaccggtggtggtg-3 '(eyes cl 歹 U number 15)
C d— g 1 p— R: 5' -ccccccctgcagcttggggaatacctgcgctgtcttc-3' (酉己列番号 1 6) 形質転換して得られた株からプラスミドを抽出し、 P s t I一 Xb a Iで切断後、 電気 泳動で 4600 b pのターゲットサイズのィンサ一トが確認されたので、 このバンドを切 り出し回収した。 シャトルベクター p CG100_pHSG398を Xb a l— P s t I 'でダブル力ットし、 電気泳動した後、 ゲルからシャトルベクターのバンドを切り出し回収 した。 このベクターに p CR40POから切り出した g 1 p AFK遺伝子断片をライゲー シヨンし、 大腸.菌に形質転換した。 得られた形質転換体からプラスミドを回収し、 制限酵 素 Xb a Iと P s t Iで切断してインサートの確認を行ったところ、 導入した g 1 p AF K遺伝子と同じサイズの 4600 b pのバンドが確認された。 このプラスミドを Cd_g 1 p AFK- pCG100-pHSG39 &と命名した。 C d— g 1 p— R: 5 '-ccccccctgcagcttggggaatacctgcgctgtcttc-3' (Self column number 1 6) A plasmid was extracted from the strain obtained by transformation, cut with PstI and XbaI, and an electrophoresis with a target size of 4600 bp was confirmed by electrophoresis. did. The shuttle vector pCG100_pHSG398 was double-strung with Xbal-PstI 'and electrophoresed, and then the shuttle vector band was cut out from the gel and recovered. This vector was ligated with the g 1 p AFK gene fragment excised from pCR40PO, and transformed into large intestine. The plasmid was recovered from the obtained transformant, cut with restriction enzymes XbaI and PstI, and the insert was confirmed. A 4600 bp band of the same size as the introduced g1p AF K gene was obtained. Was confirmed. This plasmid was named Cd_g 1 p AFK-pCG100-pHSG39 &.
コリネバタテリゥム ·グルタミカムのコンビテントセルを調製してこのプラスミ ドをェ レクト口ポレーション法で導入した。  A combinatorial cell of Corynebatarum-Glutamicum was prepared and this plasmid was introduced by the electroporation method.
10-2. 形質転換体の生育試験  10-2. Growth test of transformants
上記で得られた形質転換体と野生株について、 実施例 5と同様に生育試験を実施した。 ' 24時間培養後の生育を培養液の O D 66。の濁度で示した。 炭素源 グルコース グリセリン なし A growth test was conducted in the same manner as in Example 5 on the transformant and wild type strain obtained above. 'OD 66 of the culture broth after 24 hours of culture. Of turbidity. Carbon source Glucose Glycerin None
野生株 15.3 0.85 0.87  Wild strain 15.3 0.85 0.87
glpAFK導入株 15.8 15.1 0.82  glpAFK introduced strain 15.8 15.1 0.82
プラスミドのみの導入株 15.8 0.74 0.80 上記の結果から、 コリネパクテリゥム ·ダルタミカムの野生株がグリセリン資化能を有 しないのに対し、 本発明の組換え細菌がグリセリン資化能を有することが示された。 また、 本発明の組換え細菌は、 野生株におけるグルコース資化能と同等のグリセリン資化能を有 することがわかる。  Plasmid-only strain 15.8 0.74 0.80 The above results show that the wild-type strain of Corynebacterium dartamicam does not have glycerin-utilizing ability, whereas the recombinant bacterium of the present invention has glycerin-utilizing ability. It was done. In addition, it can be seen that the recombinant bacterium of the present invention has a glycerin assimilation ability equivalent to that in the wild strain.
産業上の利用の可能性  Industrial applicability
本発明により、 細菌にグリセリン資化能を付与することができる。 本発明により、 グリ セリンを有効活用する手段が提 Λされる。  According to the present invention, glycerol-assimilating ability can be imparted to bacteria. According to the present invention, means for effectively utilizing glycerin is provided.
.本明細書で引用した全ての刊'行物、 特許及ぴ特許出願は、 そのまま参考として本明細書 に取り入れるものとする。  All publications, patents and patent applications cited in this specification shall be incorporated herein by reference as they are.

Claims

請 求 の 範 囲 The scope of the claims
1. 細菌にグリセリン取り込みタンパク質遺伝子を導入することにより、 該細菌にグリセ1. By introducing a glycerin uptake protein gene into a bacterium,
'リン資化能を付与する方法。 'How to grant phosphorus utilization ability.
2. 細菌がコリネ型細菌である、 請求の範囲第 1項 IB载の方法。  2. The method of claim 1, wherein the bacterium is a coryneform bacterium.
3. コリネ型細菌がコリネバタテリゥム .ダルタミカムである、 請求の範囲第 2項記載の 方法。  3. The method according to claim 2, wherein the coryneform bacterium is Corynebataterum dartamicam.
4. 細菌がラルストニア属細菌である、 請求の範囲第 1項記載の方法。  4. The method of claim 1 wherein the bacterium is a Ralstonia bacterium.
5. ラルストニア属細菌がラルストニア .ユートロファである、 請求の範囲第 4項記載の 方法。  5. The method according to claim 4, wherein the Ralstonia bacterium is Ralstonia utropha.
6. 細菌がアルカリゲネス属細菌である、 請求の範囲第 1項記載の方法。  6. The method according to claim 1, wherein the bacterium is an alkaligenus bacterium.
7. アルカリゲネス属細菌がアルカリゲネス ·ファェカリスである、 請求の範囲第 6項記 載の方法。  7. The method according to claim 6, wherein the genus Alkagenes is Alkagenes faecalis.
8. グリセリン取り込みタンパク質遺伝子が大腸菌由来 g 1 p'F遺伝子である、 請求の範 囲第 1項〜第 7項のいずれか 1項記載の方法。  8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the glycerin uptake protein gene is a g1p'F gene derived from E. coli.
' 9. グリセリン取り込みタンパク質遺伝子がコリネバクテリゥム 'ジフテリア由来 g 1 p F遺伝子である、 請求の範囲第 1項〜第 7項のいずれか 1項記載の方法。  '9. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the glycerin uptake protein gene is a corynebacterium diphtheria-derived g 1 p F gene.
10. 細菌にグリセロールキナーゼ遺伝子をさらに導入する、 請求の範囲第 1項〜第 9項 のいずれか 1項記載の方法。  10. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein a glycerol kinase gene is further introduced into the bacterium.
1 1. グリセリン取り込みタンパク質をコードする遺伝子が導入された、 グリセリン資化 能を有する組換え細菌。  1 1. A recombinant bacterium having glycerin assimilation ability, into which a gene encoding a glycerin uptake protein has been introduced.
12. コリネ型細菌である、 請求の範囲第 11項記載の組換え細菌。  12. The recombinant bacterium according to claim 11, which is a coryneform bacterium.
13. コリネパクテリゥム ·グルタミカムである、 請求の範囲第 12項記載の組換え細菌。 13. The recombinant bacterium according to claim 12, which is Corynebacterium glutamicum.
14. ラルストニア属細菌である、 請求の範囲第 11項記載の組換え細菌。 14. The recombinant bacterium according to claim 11, which is a Ralstonia bacterium.
15. ラルストニア 'ユートロファである、 請求の範囲第 14項記載の組換え細菌。  15. The recombinant bacterium according to claim 14, which is Ralstonia 'utropha.
16. アルカリゲネス属細菌で'ある、 請求の範囲第 11項記載の組換え細菌。'  16. The recombinant bacterium according to claim 11, which is a genus Alkagenes. '
17. アルカリゲネス ·ファェカリスである、 請求の範囲第 16項記載の組換え細菌。 17. The recombinant bacterium according to claim 16, which is Alcaligenes faecalis.
18. グリセリン取り込みタンパク質遺伝子が大腸菌由来 g 1 p F遺伝子である、 請求の 範囲第 1 1項〜第 17項のいずれか 1項記載の組換え細菌。 18. The recombinant bacterium according to any one of claims 11 to 17, wherein the glycerin uptake protein gene is a g1pF gene derived from E. coli.
19. グリセリン取り込みタンパク質遺伝子がコリネバクテリウム ·ジフテリア由来 g 1 p F遺伝子である、 請求の範囲第 1 1項〜第 1 7項のいずれか 1項記載の組換え細菌。 2. 0 . グリセロールキナーゼ遺伝子がさらに導入された、 請求の範囲第 1 1項〜第 1 9項 のいずれか 1項記載の組換え細菌。 19. Glycerin uptake protein gene is derived from Corynebacterium diphtheria g 1 The recombinant bacterium according to any one of claims 11 to 17, which is a pF gene. 2. The recombinant bacterium according to any one of claims 11 to 19, further introduced with a glycerol kinase gene.
2 1 . ,請求の範囲第 1 1項〜第 2 0項のいずれか 1項記載の組換え細菌を、 グリセリンを 含有する培地で培養し、 培養物から発酵生成物または反応生成物を取得することを含む、 発酵生成物または反応生成物の製造方法。  2 1., The recombinant bacterium according to any one of claims 11 to 20 is cultured in a medium containing glycerin, and a fermentation product or a reaction product is obtained from the culture. A method for producing a fermentation product or a reaction product.
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