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JP3009257B2 - アスパルターゼをコードする遺伝子dna及びその利用 - Google Patents

アスパルターゼをコードする遺伝子dna及びその利用

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Publication number
JP3009257B2
JP3009257B2 JP3208489A JP20848991A JP3009257B2 JP 3009257 B2 JP3009257 B2 JP 3009257B2 JP 3208489 A JP3208489 A JP 3208489A JP 20848991 A JP20848991 A JP 20848991A JP 3009257 B2 JP3009257 B2 JP 3009257B2
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JP
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leu
val
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gly
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JP3208489A
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泰朗 久留主
陽子 浅井
幹 小林
英明 湯川
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アスパルターゼ(E
C.4.3.1.1)をコードする遺伝子を含むコリネ型細
菌由来の遺伝子DNA、該遺伝子DNAを含む組換えプ
ラスミド、該組換えプラスミドで形質転換されたコリネ
型細菌、及び該コリネ型細菌を用いるL−アスパラギン
酸の製造法に関する。
【0002】L−アスパラギン酸は、必須アミノ酸の一
つとして蛋白質中にその存在が知られ、医薬や食品添加
物として用いられている。
【0003】
【従来の技術】従来、L−アスパラギン酸の工業的製造
法としては、フマル酸とアンモニアを出発原料として、
アスパルターゼ活性を有する微生物を用いて製造する方
法が数多く提案されている〔例えば、I.Chibata et a
l., Appl. Microbiol., 27,878 (1974);特公昭61
−29718号公報;特開昭60−120983号公報
等参照〕。しかしながら、これら従来提案されているL
−アスパラギン酸の製造法には改良に限界があり、新た
な観点から、遺伝子工学的手法による菌株の改良等によ
る、より効率的なL−アスパラギン酸の工業的製造法の
確立が望まれている。
【0004】一方、アスパルターゼをコードする遺伝子
としては、エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)
由来の遺伝子(Journal of General Microbiology,
130,p1271-1278, 1984 参照)及びシュードモナス・フ
ルオロエスセンス(Pseudomonas fluorescens)由来の
遺伝子(Journal of Biochemistry, 100, p697-705,1
986 参照)がよく研究されている。このうちエシェリヒ
ア・コリ由来のアスパルターゼは、蛋白分子量が17万
から19.3万で4量体を形成していることが知られて
いる(Archives of Biochemistry and Biophysics,
147, p563-570, 1979 参照)。しかしながら、コリネ型細
菌由来のアスパルターゼをコードする遺伝子については
従来報告例がない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、コリ
ネ型細菌由来のアスパルターゼをコードする遺伝子を単
離し、該遺伝子を同種であるコリネ型細菌に導入し、該
コリネ型細菌を用いて新たな観点から効率的にL−アス
パラギン酸を製造することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、コリネ型細菌染色
体よりアスパルターゼ遺伝子を単離し、該遺伝子を適当
なベクタープラスミドに導入して、コリネ型細菌を形質
転換し、該形質転換されたコリネ型細菌を用いれば効率
的にL−アスパラギン酸を製造しうることを見い出し本
発明を完成するに至った。かくして本発明によれば、 (1) コリネ型細菌由来のアスパルターゼをコードする
遺伝子DNA; (2) 該遺伝子DNAが導入された組換えプラスミド; (3) 該組換えプラスミドで形質転換されたコリネ型細
菌;及び (4) 該形質転換されたコリネ型細菌を用いフマール酸
またはその塩とアンモニアまたはアンモニウム塩とから
L−アスパラギン酸を製造する方法、が提供される。
【0007】以下、本発明についてさらに詳細に説明す
る。
【0008】本発明の「アスパルターゼをコードする遺
伝子DNA」は、フマル酸とアンモニアからL−アスパ
ラギン酸への変換反応を触媒する酵素、すなわちアスパ
ルターゼ(EC.4.3.1.1)をコードする遺伝子DN
Aである。アスパルターゼをコードする遺伝子は多数の
微生物が保有しているが、本発明では殊にコリネ型細菌
由来のものが好適である。
【0009】アスパルターゼをコードする遺伝子を含む
DNA断片(以下、これを「A断片」と略称することが
ある)の供給源となる微生物は、コリネ型細菌であれば
特に限定されるものではないが、一般的には、ブレビバ
クテリウム・フラバムMJ−233(FERM BP−
1497)およびその由来株;ブレビバクテリウム・ア
ンモニアゲネス(Brevibacterium ammoniagenes)AT
CC6871、同ATCC13745、同ATCC13
746;ブレビバクテリウム・デバリカタム(Breviba
cterium divaricatum)ATCC14020;ブレビバ
クテリウム・ラクトファーメンタム(Brevibacterium
lactofermentum)ATCC13869;コリネバクテリ
ウム・グルタミカム(Corynebacterium glutamicum)
ATCC31831等が有利に使用される。
【0010】これらの供給源微生物からA断片を調整す
るための基本的操作の一例を述べれば次のとおりであ
る。
【0011】すなわち、A断片は、上記コリネ型細菌、
例えばブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacteriu
m flavum)MJ−233(FERM BP−1497)
株の染色体上に存在し、この染色体を適当な制限酵素で
切断することにより生ずる切断断片の中から以下に述べ
る方法で分離、取得することができる。
【0012】先ず、ブレビバクテリウム・フラバムMJ
−233株の培養物から染色体DNAを抽出する。この
染色体DNAを適当な制限酵素、例えばSau3AIを用
いて、DNA断片の大きさが約20〜30kbになるよ
うに部分分解する。
【0013】得られたDNA断片をコスミドベクター、
例えばpWE15に挿入し、このコスミドをλDNA i
n vitro Packaging Kit を用いる形質導入により、ア
スパルターゼ遺伝子が欠損した大腸菌変異株(Journal
of General Microbiology, 130, p1271-1278, 1984
参照)に導入する。この大腸菌変異株をL−グルタミン
酸を単一炭素源とする培地に塗沫する。
【0014】得られる形質転換株よりコスミドDNAを
抽出し、制限酵素で解析することにより挿入されたブレ
ビバクテリウム・フラバムMJ−233株染色体由来の
A断片を確認、取得することができる。
【0015】かくして得られるA断片は、大きさが約2
0〜30kbと大きく、実用的でないので、さらに短か
い断片に特定化することが望ましい。
【0016】そこで、上記で得られるA断片を含むコス
ミドを適当な制限酵素を用いて切断し、得られるDNA
断片を、大腸菌で複製可能なベクタープラスミドに挿入
しこのベクタープラスミドを通常用いられる形質転換
法、例えば、塩化カルシウム法、電気パルス法による形
質転換により、前記アスパルターゼが欠損した大腸菌変
異株に導入し、この大腸菌変異株をL−グルタミン酸を
単一炭素源とする培地に塗沫する。
【0017】得られる形質転換株よりプラスミドDNA
を抽出し、制限酵素で解析することにより挿入されたブ
レビバクテリウム・フラバムMJ−233株染色体由来
のA断片を確認、取得することができる。
【0018】このようにして得られるA断片の一つは、
上記ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233株の染
色体DNAを制限酵素Sau3A1の部分分解により切り
出し、さらにそれを制限酵素EcoRIで切り出すことに
よって得られる大きさが約2.4kbのDNA断片を挙
げることができる。
【0019】この約2.4kbのアスパルターゼをコー
ドする遺伝子を含むDNA断片を、各種の制限酵素で切
断したときの認識部位数及び切断断片の大きさを下記表
1に示す。
【0020】なお、本明細書において、制限酵素による
「認識部位数」は、DNA断片又はプラスミドを、制限
酵素の存在下で完全分解し、それらの分解物をそれ自体
既知の方法に従い1%アガロースゲル電気泳動および5
%ポリアクリルアミドゲル電気泳動に供し、分離可能な
断片の数から決定した値を採用した。
【0021】また、「切断断片の大きさ」及びプラスミ
ドの大きさは、アガロースゲル電気泳動を用いる場合に
は、エシェリヒア・コリのラムダファージ(λphage)
のDNAを制限酵素Hind IIIで切断して得られる分
子量既知のDNA断片の同一アガロースゲル上での泳動
距離で描かれる標準線に基づき、また、ポリアクリルア
ミドゲル電気泳動を用いる場合には、エシェリヒア・コ
リのファイ・エックス174ファージ(φ×174phag
e)のDNAを制限酵素Hae IIIで切断して得られる
分子量既知のDNA断片の同一ポリアクリルアミドゲル
上での泳動距離で描かれる標準線に基づき、切断DNA
断片又はプラスミドの各DNA断片の大きさを算出す
る。プラスミドの大きさは、切断断片それぞれの大きさ
を加算して求める。なお、各DNA断片の大きさの決定
において、1kb以上の断片の大きさについては、1%
アガロースゲル電気泳動によって得られる結果を採用
し、約0.1kbから1kb未満の断片の大きさについ
ては4%ポリアクリルアミドゲル電気泳動によって得ら
れる結果を採用した。
【0022】
【表1】 表 1 制限酵素 認識部位数 切断断片の大きさ(kb) Ava I 1 1.7, 0.7 Cla I 1 1.3, 1.1 Hind III 2 1.7, 0.35, 0.35 一方、上記したブレビバクテリウム・フラバムMJ−2
33の染色体DNAを制限酵素EcoRIで切り出すこと
により得られる大きさが約2.4kbのDNA断片につ
いては、その塩基配列をプラスミドpUC18またはp
UC19を用いるジデオキシヌクレオチド酵素法(dide
oxy chain termination 法)(Sanger,F. et al., P
roc. Natl Acad. Sci. USA 74, 5463, 1977)に
より決定することができる。このようにして決定した上
記約2.4kbのDNA断片の塩基配列中のオープンリ
ーテイングフレームの存在から決定したアスパルターゼ
をコードする遺伝子は、次の配列を有しており、526
のアミノ酸をコードする1578の塩基対から構成され
る: 〔配列〕 ATG TCT AAG ACG AGC AAC AAG TCT TCA GCA GAC TCA AAG AAT GAC GCA 48 Met Ser Lys Thr Ser Asn Lys Ser Ser Ala Asp Ser Lys Asn Asp Ala 1 5 10 15 AAA GCC GAA GAC ATT GTG AAC GGC GAG AAC CAA ATC GCC ACG AAT GAG 96 Lys Ala Glu Asp Ile Val Asn Gly Glu Asn Gln Ile Ala Thr Asn Glu 20 25 30 TCG CAG TCT TCA GAC AGC GCT GCA GTT TCG GAA CGT GTC GTC GAA CCA 144 Ser Gln Ser Ser Asp Ser Ala Ala Val Ser Glu Arg Val Val Glu Pro 35 40 45 AAA ACC ACG GTT CAG AAA AAG TTC CGA ATC GAA TCG GAT CTG CTT GGT 192 Lys Thr Thr Val Gln Lys Lys Phe Arg Ile Glu Ser Asp Leu Leu Gly 50 55 60 GAA CTT CAG ATC CCA TCC CAC GCA TAT TAC GGC GTG CAC ACC CTT CGT 240 Glu Leu Gln Ile Pro Ser His Ala Tyr Tyr Gly Val His Thr Leu Arg 65 70 75 80 GCG GTG GAC AAC TTC CAA ATC TCA CGA ACC ACC ATC AAC CAC GTC CCA 288 Ala Val Asp Asn Phe Gln Ile Ser Arg Thr Thr Ile Asn His Val Pro 85 90 95 GAT TTC ATT CGC GGC ATG GTC CAG GTG AAA AAG GCC GCA GCT TTA GCA 336 Asp Phe Ile Arg Gly Met Val Gln Val Lys Lys Ala Ala Ala Leu Ala 100 105 110 AAC CGC CGA CTA CAC ACA CTT CCA GCA CAA AAA GCA GAA GCA ATT GTC 384 Asn Arg Arg Leu His Thr Leu Pro Ala Gln Lys Ala Glu Ala Ile Val 115 120 125 TGG GCT TGT GAT CAG ATC CTC ATT GAG GGA CGC TGT ATG GAT CAG TTC 432 Trp Ala Cys Asp Gln Ile Leu Ile Glu Gly Arg Cys Met Asp Gln Phe 130 135 140 CCC ATC GAT GTG TTC CAG GGT GGC GCA GGT ACC TCA CTG AAC ATG AAC 480 Pro Ile Asp Val Phe Gln Gly Gly Ala Gly Thr Ser Leu Asn Met Asn 145 150 155 160 ACC AAC GAA GTT GTT GCC AAC CTT GCA CTT GAG TTC TTA GGC CAT GAA 528 Thr Asn Glu Val Val Ala Asn Leu Ala Leu Glu Phe Leu Gly His Glu 165 170 175 AAG GGC GAG TAC CAC ATC CTG CAC CCC ATG GAT GAT GTG AAC ATG TCC 576 Lys Gly Glu Tyr His Ile Leu His Pro Met Asp Asp Val Asn Met Ser 180 185 190 CAG TCC ACC AAC GAT TCC TAC CCA ACT GGT TTC CGC CTG GGC ATT TAC 624 Gln Ser Thr Asn Asp Ser Tyr Pro Thr Gly Phe Arg Leu Gly Ile Tyr 195 200 205 GCT GGA CTG CAG ACC CTC ATC GCT GAA ATT GAT GAG CTT CAG GTT GCG 672 Ala Gly Leu Gln Thr Leu Ile Ala Glu Ile Asp Glu Leu Gln Val Ala 210 215 220 TTC CGC CAC AAG GGC AAT GAG TTT GTC GAC ATC ATC AAG ATG GGC CGC 720 Phe Arg His Lys Gly Asn Glu Phe Val Asp Ile Ile Lys Met Gly Arg 225 230 235 240 ACC CAG TTG CAG GAT GCT GTT CCC ATG AGC TTG GGC GAA GAG TTC CGA 768 Thr Gln Leu Gln Asp Ala Val Pro Met Ser Leu Gly Glu Glu Phe Arg 245 250 255 GCA TTC GCG CAC AAC CTC GCA GAA GAG CAG ACC GTG CTG CGT GAA GCT 816 Ala Phe Ala His Asn Leu Ala Glu Glu Gln Thr Val Leu Arg Glu Ala 260 265 270 GCC AAC CGT CTC CTC GAG GTC AAC CTT GGT GCA ACC GCA ATC GGT ACT 864 Ala Asn Arg Leu Leu Glu Val Asn Leu Gly Ala Thr Ala Ile Gly Thr 275 280 285 GGT GTG AAC ACT CCA GCA GGC TAC CGC CAC CAG GTT GTC GCT GCT CTG 912 Gly Val Asn Thr Pro Ala Gly Tyr Arg His Gln Val Val Ala Ala Leu 290 295 300 TCT GAG GTC ACC GGA CTG GAA CTA AAG TCC GCA CGT GAT CTC ATT GAG 960 Ser Glu Val Thr Gly Leu Glu Leu Lys Ser Ala Arg Asp Leu Ile Glu 305 310 315 320 GCT ACC TCT GAC ACC GGT GCA TAT GTT CAT GCG CAC TCC GCA ATC AAG 1008 Ala Thr Ser Asp Thr Gly Ala Tyr Val His Ala His Ser Ala Ile Lys 325 330 335 CGT GCA GCC ATG AAA CTG TCC AAG ATC TGT AAC GAT CTA CGT CTG CTG 1056 Arg Ala Ala Met Lys Leu Ser Lys Ile Cys Asn Asp Leu Arg Leu Leu 340 345 350 TCT TCT GGT CCT CGT GCT GGC TTG AAC GAA ATC AAT CTG CCA CCA CGC 1104 Ser Ser Gly Pro Arg Ala Gly Leu Asn Glu Ile Asn Leu Pro Pro Arg 355 360 365 CAG GCT GGT TCC TCC ATC ATG CCA GCC AAG GTC AAC CCA GTG ATC CCA 1152 Gln Ala Gly Ser Ser Ile Met Pro Ala Lys Val Asn Pro Val Ile Pro 370 375 380 GAA GTG GTC AAC CAG GTC TGC TTC AAG GTC TTC GGT AAC GAT CTC ACC 1200 Glu Val Val Asn Gln Val Cys Phe Lys Val Phe Gly Asn Asp Leu Thr 385 390 395 400 GTC ACC ATG GCT GCG GAA GCT GGC CAG TTG CAG CTC AAC GTC ATG GAG 1248 Val Thr Met Ala Ala Glu Ala Gly Gln Leu Gln Leu Asn Val Met Glu 405 410 415 CCA GTC ATT GGC GAA TCC CTC TTC CAG TCA CTG CGC ATC CTG GGC AAT 1296 Pro Val Ile Gly Glu Ser Leu Phe Gln Ser Leu Arg Ile Leu Gly Asn 420 425 430 GCA GCC AAG ACT TTG CGT GAG AAG TGC GTC GTA GGA ATC ACC GCC AAC 1344 Ala Ala Lys Thr Leu Arg Glu Lys Cys Val Val Gly Ile Thr Ala Asn 435 440 445 GCT GAT GTT TGC CGT GCT TAC GTT GAT AAC TCC ATT GGC ATT ATC ACT 1392 Ala Asp Val Cys Arg Ala Tyr Val Asp Asn Ser Ile Gly Ile Ile Thr 450 455 460 TAC CTG AAC CCA TTC CTG GGC CAC GAC ATT GGA GAT CAG ATC GGT AAG 1440 Tyr Leu Asn Pro Phe Leu Gly His Asp Ile Gly Asp Gln Ile Gly Lys 465 470 475 480 GAA GCA GCC GAA ACT GGT CGA CCA GTG CGT GAA CTC ATC CTG GAA AAG 1488 Glu Ala Ala Glu Thr Gly Arg Pro Val Arg Glu Leu Ile Leu Glu Lys 485 490 495 AAG CTC ATG GAT GAA AAG ACG CTC GAG GCA GTC CTA TCC AAG GAG AAC 1536 Lys Leu Met Asp Glu Lys Thr Leu Glu Ala Val Leu Ser Lys Glu Asn 500 505 510 CTC ATG CAC CCA ATG TTC CGC GGA AGG CTC TAC TTG GAG AAC TAA 1581 Leu Met His Pro Met Phe Arg Gly Arg Leu Tyr Leu Glu Asn 515 520 525 上記の塩基配列を包含して成る本発明のアスパルター
ゼをコードする遺伝子を含むDNA断片は、天然のコリ
ネ型細菌染色体DNAから分離されたもののみならず、
通常用いられるDNA合成装置、例えばベックマン社製
System−1 Plusを用いて合成されたものであってもよ
い。
【0023】また、前記の如くブレビハクテリウム・フ
ラバムMJ−233の染色体DNAから取得される本発
明のDNA断片は、アスパルターゼをコードする機能を
実質的に損なうことがない限り、塩基配列の一部の塩基
が他の塩基と置換されていてもよく又は削除されていて
もよく、或いは新たに塩基が挿入されていてもよく、さ
らに塩基配列の一部が転位されているものであってもよ
く、これらの誘導体のいすれもが、本発明のアスパルタ
ーゼをコードする遺伝子を含むDNA断片に包含される
ものである。
【0024】以上に詳述した大きさが約2.4kbのD
NA断片の制限酵素による切断点地図を図1に示す。
【0025】本発明のアスパルターゼをコードする遺伝
子を含むDNA断片(A断片)は、コリネ型細菌内でプ
ラスミドの複製増殖機能を司る遺伝子を少くとも含むプ
ラスミドベクターに導入することにより、コリネ型細菌
内でアスパルターゼの高発現可能な組換えプラスミドを
得ることができる。
【0026】また、本発明のアスパルターゼをコードす
る遺伝子を発現させるためのプロモーターは、コリネ型
細菌が保有する該遺伝子自身のプロモーターであること
ができ、またはアスパルターゼ遺伝子の転写を開始させ
るための原核生物由来の塩基配列である限りいかなるプ
ロモーターであってもよい。
【0027】本発明のA断片を導入することができる、
コリネ型細菌内での複製増殖機能を司る遺伝子を少くと
も含むプラスミドベクターとしては、例えば、特願平2
−4212号明細書に記載のプラスミドpCRY30;
特開平2−276575号公報に記載のプラスミドpC
RY21、pCRY2KE、pCRY2KX、pCRY
3K7、pCRY3KE及びpCRY3KX;特開平1
−191686号公報に記載のプラスミドpCRY2及
びpCRY3;特開昭58−67679号公報に記載の
pAM330;特開昭58−77895号公報に記載の
pHM1519;特開昭58−192900号公報に記
載のpAJ655、pAJ611及びpAJ1844;
特開昭57−134500号に記載のpCG1;特開昭
58−35197号公報に記載のpCG2;特開昭57
−183799号公報に記載のpCG4及びpCG11
等を挙げることができる。
【0028】中でもコリネ型細菌の宿主ベクター系で用
いられるプラスミドベクターとしては、コリネ型細菌内
でプラスミドの複製増殖機能を司る遺伝子とコリネ型細
菌内でプラスミドの安定化機能を司る遺伝子とをもつも
のが好ましく、例えばプラスミドpCRY30、pCR
Y21、pCRY2KE、pCRY2KE、pCRY2
KX、pCRY3K7、pCRY3KE及びpCRY3
KX等が好適に使用される。
【0029】上記プラスミドベクターpCRY30を調
製する方法としては、ブレビバクテリウム・スタチオニ
ス(Brevibacterium stationis)IFO12144(FE
RMBP−2515)からプラスミドpBY503(こ
のプラスミドの詳細については特開平1−95785号
公報参照)DNAを抽出し、制限酵素XhoIで大きさ
が約4.0kbのプラスミドの複製増殖機能を司る遺伝
子を含むDNA断片を切り出し、制限酵素EcoRIお
よびKpnIで大きさが約2.1kbのプラスミドの安
定化機能を司る遺伝子を含むDNA断片を切り出す。こ
れらの両断片をプラスミドpHSG298(宝酒造製)
のEcoRI、KpnI部位及びSalI部に組み込む
ことにより、プラスミドベクターpCRY30を調製す
ることができる。
【0030】次に、上記プラスミドベクターへの本発明
のA断片の導入は、例えばプラスミドベクター中に1個
所だけ存在する制限酵素部位を、該制限酵素で開裂し、
そこに前記A断片および開裂したプラスミドベクターを
必要に応じてS1ヌクレアーゼで処理して平滑末端とす
るか、または適当なアダプターDNAの存在下にDNA
リガーゼ処理で連結させることにより行うことができ
る。
【0031】プラスミドpCRY30への本発明のA断
片の導入は、プラスミドpCRY30を制限酵素Eco
RIで開裂させ、そこに前記アスパルターゼをコードす
る遺伝子を含むDNA断片(A断片)をDNAリガーゼ
で連結させることにより行うことができる。
【0032】このようにして造成されるプラスミドpC
RY30に本発明の大きさが約2.4kbのA断片を導
入した組換えプラスミドは、L−アスパラギン酸の製造
に好適に用いることができる組換えプラスミドの一つで
あり、本発明者らはこれをプラスミドpCRY30−A
spBと命名した。プラスミドpCRY30−AspB
の作成方法の詳細については、後記実施例4で説明す
る。
【0033】このプラスミドpCRY30−AspBの
制限酵素切断点地図を図2に示す。このようにして造成
されるアスパルターゼ遺伝子を含むコリネ型細菌内で複
製増殖可能なプラスミドを、宿主微生物に導入し、該微
生物の培養物を用いてL−アスパラギン酸を安定に効率
よく生産することが可能となる。
【0034】本発明によるプラスミドで形質転換しうる
宿主微生物としては、コリネ型細菌、例えばブレビバク
テリウム・フラバムMJ−233(FERM BP−1
497)、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233
−AB−41(FERM BP−1498)、ブレビバ
クテリウム・フラバムMJ−233−ABT−11(F
ERM BP−1500)、ブレビバクテリウム・フラ
バムMJ−233−ABD−21(FERM BP−1
499)等が挙げられる。
【0035】なお、上記のFERM BP−1498の
菌株は、FERM BP−1497の菌株を親株として
DL−α−アミノ酪酸耐性を積極的に付与されたエタノ
ール資化性微生物である(特公昭59−28398号公
報第3〜4欄参照)。また、FERM BP−1500
の菌株は、FERM BP−1497の菌株を親株とし
たL−α−アミノ酪酸トランスアミナーゼ高活性変異株
である(特開昭62−51998号公報参照)。さら
に、FERM BP−1499の菌株はFERMBP−
1497の菌株を親株としたD−α−アミノ酪酸デアミ
ナーゼ高活性変異株である(特開昭61−177993
号公報参照)。
【0036】これらの微生物の他に、ブレビバクテリウ
ム・アンモニアゲネス(Brevibacterium ammoniagenes)
ATCC6871、同ATCC13745、同ATCC
13746;ブレビバクテリウム・デバリカタム(Brevi
bacterium divaricatum)ATCC14020;ブレビバクテリ
ウム・ラクトファーメンタム(Brevibacterium lactofer
mentum)ATCC13869;コリネバクテリウム・グ
ルタミカム(Corynebacterium glutamicum)ATCC31
831等を宿主微生物として用いることもできる。
【0037】なお宿主としてブレビバクテリウム・フラ
バムMJ−233由来の菌株を用いる場合、本菌株が保
有するプラスミドpBY502(特開昭63−3678
7号公報参照)のため、形質転換が困難である場合があ
るので、そのような場合には、本菌株よりプラスミドp
BY502を除去することが望ましい。そのようなプラ
スミドpBY502を除去する方法としては、例えば、
継代培養を繰り返すことにより、自然に欠失させること
も可能であるし、人為的に除去することも可能である[B
act. Rev. 36p.361〜405(1972)参
照]。上記プラスミドpBY502を人為的に除去する
方法の一例を示せば次のとおりである。
【0038】宿主ブレビバクテリウム・フラバムMJ−
233の生育を不完全に阻害する濃度のアクリジンオレ
ンジ(濃度:0.2〜50μg/ml)もしくはエチジ
ウムブロミド(濃度:0.2〜50μg/ml)等を含
む培地に、1ml当り約10細胞になるように植菌し、
生育を不完全に阻害しながら、約24時間約35℃で培
養する。培養液を希釈後寒天培地に塗布し、約35℃で
約2日培養する。出現したコロニーから各々独立にプラ
スミド抽出操作を行い、プラスミドpBY502が除去
されている株を選択する。この操作によりプラスミドp
BY502が除去されたブレビバクテリウム・フラバム
MJ−233由来菌株が得られる。
【0039】このようにして得られるブレビバクテリウ
ム・フラバムMJ−233由来菌株への前記プラスミド
の形質転換法としては、エシエリヒア・コリ及びエルビ
ニア・カロトボラについて知られているように[Calvin,
N.M. and Hanawalt, P. C., Journal of Bacteriolog
y, 170,2796(1988);Ito,K., Nishida,
T. and Izaki. K., Agricultural and Biological Chem
istry, 52,293(1988)参照]、DNA受容
菌へのパルス波通電[Satoh, Y. et al., Journal of In
dustrial Microbiology, ,159(1990)参
照]等によりプラスミドを導入することが可能である。
【0040】上記の方法で形質転換して得られるアスパ
ルターゼ産生能を有するコリネ型細菌、例えばブレビバ
クテリウム・フラバムMJ−233由来株の培養方法を
以下に述べる。
【0041】培養は炭素源、窒素源、無機塩等を含む通
常の栄養培地で行うことができ、炭素源としては、例え
ばグルコース、エタノール、メタノール、廃糖蜜等が、
そして窒素源としては、例えばアンモニア、硫酸アンモ
ニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、尿素等
がそれぞれ単独もしくは混合して用いられる。また、無
機塩としては、例えばリン酸一水素カリウム、リン酸二
水素カリウム、硫酸マグネシウム等が用いられる。この
他にペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスティー
プリカー、カザミノ酸、ビオチン等の各種ビタミン等の
栄養素を培地に添加することができる。
【0042】培養は、通常、通気撹拌、振盪等の好気的
条件下に、約20〜40℃、好ましくは25〜35℃の
温度で行うことができる。培養途中のpHは5〜10、
好ましくは7〜8付近とすることができ、培養中のpH
の調整は酸又はアルカリを添加して行うことができる。
【0043】培養開始時の炭素源濃度は、好ましくは1
〜5容量%、更に好ましくは2〜3容量%である。ま
た、培養期間は通常1〜7日間とすることができ、最適
期間は3日間である。
【0044】このようにして得られる培養物から各々菌
体を集めて、水又は適当な緩衝液で洗浄し、L−アスパ
ラギン酸生成反応に使用することができる。
【0045】L−アスパラギン酸生成反応においては、
これらの菌体をそのまま用いることができ、あるいは超
音波処理等を加えた菌体破砕物として、あるいは適当な
担体に固定化して用いることができる。さらに好ましく
は、該菌体もしくはその破砕物または固定化物をあらか
じめL−アスパラギン酸及びアンモニウムイオンの存在
下且つpHのアルカリ域において約40〜60℃の温度
で加熱処理した処理物を用いることもできる。
【0046】以上に述べた如き菌体の破砕物、固定化物
及び加熱処理物等を本明細書ではまとめて「菌体処理
物」という。
【0047】しかして本発明に従えば、上記培養菌体又
は菌体処理物の存在下に、フマール酸又はその塩とアン
モニア又はアンモニウム塩を反応せしめることからなる
L−アスパラギン酸の製造法が提供される。
【0048】フマール酸又はその塩とアンモニア又はア
ンモニウム塩との間の酵素反応は、水性媒体中で、約0
〜60℃の範囲内で行なうことができるが、アスパルタ
ーゼの安定性を考慮して20〜50℃の範囲内で実施す
るのが好ましい。また、フマール酸又はその塩とアンモ
ニア又はアンモニウム塩との使用モル比は通常1:1〜
1:5の範囲内が適当である。
【0049】
【実施例】以上に本発明を説明してきたが、下記の実施
例によりさらに具体的に説明する。
【0050】実施例1ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233由来のアス
パルターゼをコードする遺伝子を含むDNA断片(A断
片)のクローン化 (A)ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233の全
DNAの抽出 半合成培地A培地[組成:尿素2g、(NH42SO4
7g、K2HPO4 0.5g、KH2PO4 0.5g、Mg
SO4 0.5g、FeSO4・7H2O 6mg、MnSO4
4〜6H2O 6mg、酵母エキス2.5g、カザミノ酸5
g、ビチオン200μg、塩酸チアミン200μg、グ
ルコース20g、蒸留水11]11に、ブレビバクテリ
ウム・フラバムMJ−233(FERM BP−149
7)を対数増殖期後期まで培養し、菌体を集めた。得ら
れた菌体を10mg/mlの濃度にリゾチームを含む10m
M NaCl−20mMトリス緩衝液(pH8.0)−
1mM EDTA−2Na溶液15mlに懸濁した。次に
プロテナーゼKを、最終濃度が100μg/mlになるよ
うに添加し、37℃で1時間保温した。さらにドデシル
硫酸ナトリウムを最終濃度が0.5%になるように添加
し、50℃で6時間保温して溶菌した。この溶菌液に、
等量のフェノール/クロロホルム溶液を添加し、室温で
10分間ゆるやかに振盪した後、全量を遠心分離(5,
000×g、20分間、10〜12℃)し、上清画分を
分取し、酢酸ナトリウムを0.3Mとなるように添加し
た後、2倍量のエタノールをゆつくりと加えた。水層と
エタノール層の間に存在するDNAをガラス棒でまきと
り、70%エタノールで洗浄した後、風乾した。得られ
たDNAに10mMトリス緩衝液(pH7.5)−1m
M EDTA・2Na溶液5mlを加え、4℃で一晩静置
し、以後の実験に用いた。
【0051】(B)組換え体の創製 上記(A)項で得たブレビバクテリウム・フラバムMJ
−233の全DNA溶液の90μlを制限酵素Sau3A
I 1unitを用い、37℃で20分間反応させ部分分解
した。この部分分解DNAにコスミドpWE15(スト
ラダジーン社製)を制限酵素BamHIで切断した後、
脱リン酸化処理したものを混合し、50mMトリス緩衝
液(pH7.6)、10mMジチオスレイトール、1m
M ATP、10mM MgCl2及びT4DNAリガ
ーゼ1unitの各成分を添加し(各成分の濃度は最終濃度
である)、4℃で15時間反応させ、結合させた。
【0052】(C)アスパルターゼをコードする遺伝子
を含むコスミドの選抜上記遺伝子の選抜に用いたアスパ
ルターゼ欠損大腸菌変異株は、エシエリヒア・コリK−
12JRG1114(aspA23)である[()内は
アスパルターゼ遺伝子型(Genotype)を示す、またこの
菌株の詳細および取得方法については、Journal of Gen
eral Microbiology, 130,1271−1278(1
984)参照]。
【0053】上記(B)項で得たコスミド混液を用い、
前記エシェリヒア・コリJRG1174株を形質導入
し、アンピシリン50mgを含む選択培地[K2HPO4
7g、KH2PO4 2g、(NH42SO4 1g、Mg
SO4・7H2O 0.1g、L−グルタミン酸ナトリウム
塩30mM及び寒天16gを蒸留水11に溶解]に塗沫
した。なお形質導入には、宝酒造より販売されているλ
DNA in vitro Packaging Kitを用いて行った。培地
上の生育株を常法により、液体培養し、培養液よりコス
ミドDNAを抽出し、該コスミドを制限酵素により切断
し、アガロースゲル電気泳動を用いて調べたところ、コ
スミドpWE15の長さ8.8kbのDNA断片に加
え、長さ約30kbのDNA断片が認められた。本コス
ミドをpWE15−Aspと命名した。
【0054】(D)アスパルターゼをコードする遺伝子
を含むDNA断片(A、断片)のプラスミドpHSG3
99へのサブクローニング 上記(C)項で得たコスミドpWE15−Aspに含ま
れるDNA挿入断片は約30kbと大きく、実用的でな
いので、得られた断片のうち必要な部分だけに小型化す
るために、プラスミドpHSG399(宝酒造より市
販)へアスパルターゼをコードする遺伝子を含むDNA
断片を下記のとおりサブクローニングした。
【0055】上記(C)項で得たコスミドpWE15−
Aspを制限酵素EcoRIで切断したものと、プラス
ミドpHSG399を制限酵素EcoRIで切断したも
のを混合し、50mMトリス緩衝液(pH7.6)、1
0mMジチオスレイトール、1mM ATP、10mM
MgCl2及びT4DNAリガーゼ1unitの各成分を添加
し(各成分の濃度は最終濃度である)、12℃で15時
間反応させ、結合させた。
【0056】得られたプラスミド混液を用い、塩化カル
シウム法(Journal of Molecular Biology, 53,15
9,1970)によりエシエリヒア・コリK−12JR
G1114(aspA23)株を形質転換し、クロラム
フェニコール50mgを含む選択培地[K2HPO4
g、KH2PO4 2g、(NH42SO4 1g、MgS
4・7H2O 0.1g、L−グルタミン酸ナトリウム3
0mM及び寒天16gを蒸留水1lに溶解]に塗沫し
た。
【0057】この培地上の生育株を常法により液体培養
し、培養液よりプラスミドDNAを抽出し、該プラスミ
ドを制限酵素により切断し、アガロースゲル電気泳動を
用いて調べたところ、プラスミドpHSG399の長さ
2.2kbのDNA断片に加え、長さ約2.4kbの挿入
DNA断片が認められた。各種の制限で切断したとき
の、長さ約2.4kbのDNA断片の制限酵素認識部位
数および切断断片の大きさは前記表1に示したとおりで
あった。このDNA断片の制限酵素切断点地図を図1に
示す。
【0058】また上記で得たプラスミドを各種制限酵素
で切断して、切断断片の大きさを測定した。その結果を
下記の表2に示す。
【0059】
【表2】 表 2 プラスミドpHSG399‐Asp 制限酵素 認識部位数 切断断片の大きさ(kb) AvaI 2 3.6、 1.0 ClaI 1 4.6 EcoRI 2 2.4、 2.2 上記の制限酵素により特徴づけられるプラスミドをpH
SG399‐Aspと命名した。
【0060】以上により、アスパルターゼをコードする
遺伝子を含む大きさが約2.4kbのDNA断片(Ec
oRI断片)を得ることができた。
【0061】実施例2アスパルターゼをコードする遺伝子の塩基配列の決定 実施例1の(D)項で得られたアスパルターゼをコード
する遺伝子を含む長さが約2.4kbのDNA断片につ
いて、その塩基配列をプラスミドpUC18またはpU
C19を用いるジデオキシヌクレオチド酵素法(dideox
y chain termination法)(Sanger,F.et al.,Pro
c.Nat.Acad.Sci.USA74、5463、197
7)により図2に示した戦略図に従って決定した。その
塩基配列中のオープンリーデングフレームの存在から、
アスパルターゼをコードする遺伝子は、後記配列表に示
した塩基配列を有する526のアミノ酸をコードする1
578の塩基対より構成されていることが判明した。
【0062】実施例3 コリネ型細菌内で複製し安定なプラスミドベクターpC
RY30の作成 (A)プラスミドpBY503の調製 プラスミドpBY503は、ブレビバクテリウム・スタ
チオニスIFO12144(FERM BP‐251
5)から分離された分子量約10メガダルトンのプラス
ミドであり、特開平1‐95785号公報に記載のよう
にして調製した。半合成培地A培地[尿素2g、(NH
4)2SO4 7g、K2HPO4 0.5g、KH2PO4 0.
5g、MgSO4 0.5g、FeSO4・7H2O 6m
g、MnSO4・4〜6H2O 6mg、酵母エキス2.5
g、カザミノ酸5g、ビチオン200μg、塩酸チアミ
ン200μg、グルコース20g及び蒸留水1l]1l
に、ブレビバクテリウム・スタアチオニスIFO121
44を対数増殖期後期まで培養し、菌体を集めた。得ら
れた菌体を10mg/mlの濃度にリゾチームを含む緩
衝液[25mMトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタ
ン、10mMのEDTA、50mMグルコース]20m
lに懸濁し、37℃で1時間反応させた。反応液にアル
カリ‐SDS液[0.2N NaOH、1%(w/v)
SDS]40mlを添加し、緩やかに混和して室温にて
15分間静置した。次に、この反応液に酢酸カリウム溶
液[5M酢酸カリウム‐溶液60ml、酢酸11.5m
l、蒸留水28.5mlの混合液]30mlを添加し、
充分混和してから氷水中に15分間静置した。
【0063】溶菌物全量を遠心管に移し、4℃で10分
間、15,000×gの遠心分離にかけ、上澄液を得
た。
【0064】これに等量のフェノール‐クロロホルム液
(フェノール:クロロホルム=1:1混和液)を加え懸
濁した後、遠心管に移し、室温下で5分間15,000
×gの遠心分離にかけ、水層を回収した。水層に2倍量
のエタノールを加え、−20℃で1時間静置後、4℃で
10分間、15,000×gの遠心分離にかけ、沈殿を
回収した。
【0065】沈殿を減圧乾燥後、TE緩衝液[トリス1
0mM、EDTA 1mM;HClにてpH8.0に調
整]2mlに溶解した。溶解液に塩化セシウム溶液[5
倍濃度のTE緩衝液100mlに塩化セシウム170g
を溶解させた液]15mlと10mg/mlエチジウム
ブロマイド溶液1mlを加えて、密度を1.392g/
mlに合わせた。この溶液を12℃で42時間、11
6,000×gの遠心分離を行った。
【0066】プラスミドpBY503は紫外線照射によ
り遠心管内で下方のバンドとして見い出される。このバ
ンドを注射器で遠心管の側面から抜きとることにより、
プラスミドpBY503を含む分画液を得た。
【0067】次いでこの分画液を等量のイソアミルアル
コールで4回処理してエチジウムブロマイドを抽出除去
し、その後にTE緩衝液に体して透析を行った。このよ
うにして得られたブラスミドpBY503を含む透析液
に3M酢酸ナトリウム溶液を最終濃度30mMに添加し
た後、2倍量エタノールを加え、−20℃1時間静置し
た。この溶液を15,000×gの遠心分離にかけてD
NAを沈降させ、プラスミドpBY503を50μg得
た。
【0068】(B)プラスミドベクター‐pCRY30
の作成 プラスミドpHSG298(宝酒造製)0.5μgに制
限酵素Sa1I(5units)を37℃1時間反応させ、
プラスミドDNAを完全に分解した。
【0069】前記(A)項で調製したプラスミドpBY
503の2μgに制限酵素XhoI(1unit)を37℃
で30分間反応させ、プラスミドDNAを部分分解し
た。
【0070】両者のプラスミドDNA分解物を混合し、
制限酵素を不活性化するために65℃で10分間加熱処
理した後、該失活溶液中の成分が最終濃度として各々5
0mMトリス緩衝液pH7.6、10mM MgCl2
10mMジチオスレイトール、1mM ATP及びT4
DNAリガーゼ1unitになるように各成分を強化し、1
6℃で15時間保温した。この溶液を用いてエシェリヒ
ア・コリJM109コンピテントセル(宝酒造)を形質
転換した。
【0071】形質転換株は30μg/ml(最終濃度)
のカナマイシン、100μg/ml(最終濃度)のIP
TG(イソイプロピル‐β‐D‐チオガラクトピラノシ
ド)100μg/ml(最終濃度)のX‐gal(5‐
ブロモ‐4‐クロロ‐3‐インドリル‐β‐‐ガラクト
ピラノシド)を含むL培地(トリプトン10g、酵母エ
キス5g、NaCl 5g及び純水1l、pH7.2)
で37℃にて24時間培養し、生育株として得られた。
これらの生育株のうち、白いコロニーで生育してきたも
のを選択し、各々プラスミドをアルカリ‐SDS法
[T.ManiatisE.F.Fritsch,J.Sambrook,
“Molecular cloning”(1982)p90〜91参
照]により抽出した。
【0072】その結果、プラスミドpHSG298のS
alI部位にプラスミドpBY503由来の約4.0k
bの断片が挿入されたプラスミドpHSG298‐or
iが得られた。
【0073】次に同様の方法を用い、前記(A)項で得
られたプラスミドpBY503DNAを制限酵素Kpn
I及びEcoRIにて処理して得られる約2.1kbの
DNA断片を上記プラスミドpHSG298‐oriの
KpnI及びEciRI部位にクローニングし、プラス
ミドベクター‐pCRY30を調製した。
【0074】実施例4 プラスミドpCRY30‐AspBの作成及びコリネ型
細菌への導入 実施例1の(D)項で得られたプラスミドpHSG39
9‐Asp5μgを制限酵素EcoRIを5unit用い、
37℃で1時間反応させ分解したものと、実施例3の
(B)項で得られたプラスミドpCRY301μgを制
限酵素EcoRI1unitを用い、37℃で1時間反応さ
せ分解したものを混合し、50mMトリス緩衝液(pH
7.6)、10mMジチオスレイトール、1mM AT
P、10mM MgCl2およびT4 DNAリガーゼ
1unitの各成分を添加し(各成分の濃度は最終濃度であ
る)、12℃で15時間反応させ結合させた。このプラ
スミドを用いて、前記方法に従いエシェリヒア・コリK
‐12JRG1114(aspA23)株を形質転換し、
カナマイシン50μg/mlを含む選択培地[K2HP
4 7g、KH2PO4 2g、(NH4)2SO4 1g、M
gSO4・7H2O 1g、L‐グルタミン酸+ナトリウ
ム30mM及び寒天16gを蒸留水1lに溶解]に塗抹
した。
【0075】この培地上の生育株を常法により液体培養
し、培養液よりプラスミドDNAを抽出し、該プラスミ
ドを制限酵素により切断し、アガロ−スゲル電気泳動を
用いて調べたところ、プラスミドpCRY30の長さ
8.6kbのDNA断片に加え、大きさ2.4kbの挿入
DNA断片が認められた。
【0076】上記の如く調製されたプラスミドDNA
を、コリネ型細菌へ形質転換した。
【0077】形質転換は、電気パルス法を用いて次のと
おり行った。
【0078】ブレビバクテリウム・フラバムMJ−23
3(FERM BP−1497)プラスミドpBY50
2除去株を100mlの前記A培地で対数増殖初期まで
培養し、ペニシリンGを1ユニット/mlになるように
添加して、さらに2時間振盪培養し、遠心分離により菌
体を集め、菌体を20mlのパルス用溶液(272mM
Sucrose、7mM KH2PO4、1mM MgCl2;p
H7.4)にて洗浄した。さらに菌体を遠心分離して集
め、5mlのパルス用溶液に懸濁し、0.75mlの細
胞と、前記で得られたプラスミドDNA溶液50μlと
を混合し、水中にて20分間静置した。ジーンパルサー
(バイオラド社製)を用いて、2500ボルト、25μ
FDに設定し、パルスを印加後氷中に20分間静置し
た。全量を3mlの前記A培地に移し30℃にて1時間
培養後、カナマイシン15μg/ml(最終濃度)を含
む前記A寒天培地に植菌し30℃で2〜3日間培養し
た。出現したカナマイシン耐性株より、前記実施例3
(A)項に記載の方法を用いてプラスミドを得た。この
プラスミドを各種制限酵素で切断して、切断断片の大き
さを測定した。その結果を下記の表3に示す。
【0079】
【表3】 表3 プラスミドpCRY30−AspB 制限酵素 認識部位数 切断断片の大きさ(kb) EcoRI 2 8.6、2.4 BamH1 1 11.0 上記制限酵素により特徴づけられるプラスミドをpCR
Y30−AspBと命名した。このプラスミドpCRY3
0−AspBの制限酵素地図を図3に示す。
【0080】なお、プラスミドpCRY30−AspBに
より形質転換されたブレビバクテリウム・フラバムMJ
−233−AspBにより形質転換されたブレビバクテリ
ウム・フラバムMJ−233−AspBは、茨城県つくば
市東1丁目1番3号の工業技術院微生物工業技術研究所
に、平成3年5月9日付で:微工研寄第12228号
(FERM P−12228)として寄託されている。
【0081】実施例5 プラスミドpCRY30−AspBの安定性 前記のA培地100mlを500ml容三角フラスコに
分注し、120℃で15分間滅菌処理したものに、実施
例4で得た形質転換株ブレビバクテリウム・フラバムM
J−233−AspBを植菌し、30℃にて24時間振盪
培養を行った後、同様にして調製したA培地100ml
を500ml容三角フラスコに分注し、120℃で15
分間滅菌したものに、1ml当り50cellsの割合にな
るように植継し、同じく30℃にて24時間振盪培養を
行った。次に遠心分離して集菌し、菌体を洗浄後、カナ
マイシンを15μg/mlの割合で添加したA培地及び
無添加のA培地を用いて調製した平板培地に一定量塗沫
し、30℃にて1日培養後生育コロニーをカウントし
た。
【0082】この結果、カナマイシン添加および無添加
培地に生育したコロニーは同数であること、さらにA培
地生育コロニーは全てカナマイシン添加培地に生育する
こと、すなわち該プラスミドの高度の安定性を確認し
た。
【0083】実施例6 L−アスパラギン酸の生産 前記A培地100mlを500ml容三角フラスコに分
注し、滅菌(滅菌後pH7.0)した後、ブレビバクテ
リウム・フラバム(Brevibacterium fravum)MJ−2
33−AspBを植菌し、無菌的にグルコースを5g/l
の濃度になるように加え、33℃にて2日間振盪培養を
行った。
【0084】次に、本培養培地(グルコース5%、硫酸
アンモニウム2.3%、KH2PO40.05%、K2HP
40.05%、MgSO4・7H2O0.05%、FeS
4・7H2O20ppm、MnSO4・nH2O20pp
m、ビチオン200μg/l、チアミン・HCl 10
0μg/l、カザミノ酸0.3%、酵母エキス0.3%)
の1000mlを2 l容通気撹拌槽に仕込み、滅菌
(120℃、20分間)後、前記培養物の20mlを添
加して、回転数1000rpm、通気量1vvm、温度
33℃、pH7.6にて24時間培養を行った。
【0085】培養終了後、これらの培養液を遠心分離
(4000rpm、15分間)したのち集菌体を蒸留水
に懸濁し、O.D.(光学密度、波長610nmでの吸光
度)値50の菌体懸濁液を調製し、該菌体懸濁液を供試
液とした。
【0086】L−アスパラギン酸の生成は、下記表4に
示す反応液の50mlにて45℃5時間反応を行い該反
応終了液を遠心分離(4000rpm、15分間)し、
その上清液中のアスパラギン酸生成量をロイコノストッ
ク・メセンテロイデスATCC8042による微生物定
量法により生成アスパラギン酸量を求めた。
【0087】その結果をFERM BP−1497株に
よる生成量を1とする相対値として表5に示す。
【0088】
【表4】 表 4 フマル酸 5g MgSO4・7H2O 0.1g ポリオキシエチレン(20)ソルビタン モノラウレート 0.05ml アンモニア(28%濃度) 14ml 供試液 10ml 全 量 50ml(pH9.4)
【0089】
【表5】 表5に示した結果から明らかなように、本発明の微生物
を用いることにより、フマル酸又はその塩とアンモニア
又はアンモニウム塩から効率よくL−アスパラギン酸を
生成せしめることができた。
【0090】
【発明の効果】本発明の新規な遺伝子DNAは、コリネ
型細菌由来のアスパルターゼをコードする遺伝子DNA
であり、該遺伝子DNAを含む本発明のプラスミドを導
入したコリネ型細菌を用い、効率的にフマル酸とアンモ
ニアからL−アスパラギン酸を製造することが可能とな
る。
【0091】
【配列表】配列番号:1 配列の長さ:1581 配列の型:核酸 鎖の数:二本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:Genomic DNA 起源 生物名:ブレビバクテリウム フラバム 株名:MJ-233 配列の特徴 特徴を表す記号:peptide 存在位置:1-1581 特徴を決定した方法:P 配列 ATG TCT AAG ACG AGC AAC AAG TCT TCA GCA GAC TCA AAG AAT GAC GCA 48 Met Ser Lys Thr Ser Asn Lys Ser Ser Ala Asp Ser Lys Asn Asp Ala 1 5 10 15 AAA GCC GAA GAC ATT GTG AAC GGC GAG AAC CAA ATC GCC ACG AAT GAG 96 Lys Ala Glu Asp Ile Val Asn Gly Glu Asn Gln Ile Ala Thr Asn Glu 20 25 30 TCG CAG TCT TCA GAC AGC GCT GCA GTT TCG GAA CGT GTC GTC GAA CCA 144 Ser Gln Ser Ser Asp Ser Ala Ala Val Ser Glu Arg Val Val Glu Pro 35 40 45 AAA ACC ACG GTT CAG AAA AAG TTC CGA ATC GAA TCG GAT CTG CTT GGT 192 Lys Thr Thr Val Gln Lys Lys Phe Arg Ile Glu Ser Asp Leu Leu Gly 50 55 60 GAA CTT CAG ATC CCA TCC CAC GCA TAT TAC GGC GTG CAC ACC CTT CGT 240 Glu Leu Gln Ile Pro Ser His Ala Tyr Tyr Gly Val His Thr Leu Arg 65 70 75 80 GCG GTG GAC AAC TTC CAA ATC TCA CGA ACC ACC ATC AAC CAC GTC CCA 288 Ala Val Asp Asn Phe Gln Ile Ser Arg Thr Thr Ile Asn His Val Pro 85 90 95 GAT TTC ATT CGC GGC ATG GTC CAG GTG AAA AAG GCC GCA GCT TTA GCA 336 Asp Phe Ile Arg Gly Met Val Gln Val Lys Lys Ala Ala Ala Leu Ala 100 105 110 AAC CGC CGA CTA CAC ACA CTT CCA GCA CAA AAA GCA GAA GCA ATT GTC 384 Asn Arg Arg Leu His Thr Leu Pro Ala Gln Lys Ala Glu Ala Ile Val 115 120 125 TGG GCT TGT GAT CAG ATC CTC ATT GAG GGA CGC TGT ATG GAT CAG TTC 432 Trp Ala Cys Asp Gln Ile Leu Ile Glu Gly Arg Cys Met Asp Gln Phe 130 135 140 CCC ATC GAT GTG TTC CAG GGT GGC GCA GGT ACC TCA CTG AAC ATG AAC 480 Pro Ile Asp Val Phe Gln Gly Gly Ala Gly Thr Ser Leu Asn Met Asn 145 150 155 160 ACC AAC GAA GTT GTT GCC AAC CTT GCA CTT GAG TTC TTA GGC CAT GAA 528 Thr Asn Glu Val Val Ala Asn Leu Ala Leu Glu Phe Leu Gly His Glu 165 170 175 AAG GGC GAG TAC CAC ATC CTG CAC CCC ATG GAT GAT GTG AAC ATG TCC 576 Lys Gly Glu Tyr His Ile Leu His Pro Met Asp Asp Val Asn Met Ser 180 185 190 CAG TCC ACC AAC GAT TCC TAC CCA ACT GGT TTC CGC CTG GGC ATT TAC 624 Gln Ser Thr Asn Asp Ser Tyr Pro Thr Gly Phe Arg Leu Gly Ile Tyr 195 200 205 GCT GGA CTG CAG ACC CTC ATC GCT GAA ATT GAT GAG CTT CAG GTT GCG 672 Ala Gly Leu Gln Thr Leu Ile Ala Glu Ile Asp Glu Leu Gln Val Ala 210 215 220 TTC CGC CAC AAG GGC AAT GAG TTT GTC GAC ATC ATC AAG ATG GGC CGC 720 Phe Arg His Lys Gly Asn Glu Phe Val Asp Ile Ile Lys Met Gly Arg 225 230 235 240 ACC CAG TTG CAG GAT GCT GTT CCC ATG AGC TTG GGC GAA GAG TTC CGA 768 Thr Gln Leu Gln Asp Ala Val Pro Met Ser Leu Gly Glu Glu Phe Arg 245 250 255 GCA TTC GCG CAC AAC CTC GCA GAA GAG CAG ACC GTG CTG CGT GAA GCT 816 Ala Phe Ala His Asn Leu Ala Glu Glu Gln Thr Val Leu Arg Glu Ala 260 265 270 GCC AAC CGT CTC CTC GAG GTC AAC CTT GGT GCA ACC GCA ATC GGT ACT 864 Ala Asn Arg Leu Leu Glu Val Asn Leu Gly Ala Thr Ala Ile Gly Thr 275 280 285 GGT GTG AAC ACT CCA GCA GGC TAC CGC CAC CAG GTT GTC GCT GCT CTG 912 Gly Val Asn Thr Pro Ala Gly Tyr Arg His Gln Val Val Ala Ala Leu 290 295 300 TCT GAG GTC ACC GGA CTG GAA CTA AAG TCC GCA CGT GAT CTC ATT GAG 960 Ser Glu Val Thr Gly Leu Glu Leu Lys Ser Ala Arg Asp Leu Ile Glu 305 310 315 320 GCT ACC TCT GAC ACC GGT GCA TAT GTT CAT GCG CAC TCC GCA ATC AAG 1008 Ala Thr Ser Asp Thr Gly Ala Tyr Val His Ala His Ser Ala Ile Lys 325 330 335 CGT GCA GCC ATG AAA CTG TCC AAG ATC TGT AAC GAT CTA CGT CTG CTG 1056 Arg Ala Ala Met Lys Leu Ser Lys Ile Cys Asn Asp Leu Arg Leu Leu 340 345 350 TCT TCT GGT CCT CGT GCT GGC TTG AAC GAA ATC AAT CTG CCA CCA CGC 1104 Ser Ser Gly Pro Arg Ala Gly Leu Asn Glu Ile Asn Leu Pro Pro Arg 355 360 365 CAG GCT GGT TCC TCC ATC ATG CCA GCC AAG GTC AAC CCA GTG ATC CCA 1152 Gln Ala Gly Ser Ser Ile Met Pro Ala Lys Val Asn Pro Val Ile Pro 370 375 380 GAA GTG GTC AAC CAG GTC TGC TTC AAG GTC TTC GGT AAC GAT CTC ACC 1200 Glu Val Val Asn Gln Val Cys Phe Lys Val Phe Gly Asn Asp Leu Thr 385 390 395 400 GTC ACC ATG GCT GCG GAA GCT GGC CAG TTG CAG CTC AAC GTC ATG GAG 1248 Val Thr Met Ala Ala Glu Ala Gly Gln Leu Gln Leu Asn Val Met Glu 405 410 415 CCA GTC ATT GGC GAA TCC CTC TTC CAG TCA CTG CGC ATC CTG GGC AAT 1296 Pro Val Ile Gly Glu Ser Leu Phe Gln Ser Leu Arg Ile Leu Gly Asn 420 425 430 GCA GCC AAG ACT TTG CGT GAG AAG TGC GTC GTA GGA ATC ACC GCC AAC 1344 Ala Ala Lys Thr Leu Arg Glu Lys Cys Val Val Gly Ile Thr Ala Asn 435 440 445 GCT GAT GTT TGC CGT GCT TAC GTT GAT AAC TCC ATT GGC ATT ATC ACT 1392 Ala Asp Val Cys Arg Ala Tyr Val Asp Asn Ser Ile Gly Ile Ile Thr 450 455 460 TAC CTG AAC CCA TTC CTG GGC CAC GAC ATT GGA GAT CAG ATC GGT AAG 1440 Tyr Leu Asn Pro Phe Leu Gly His Asp Ile Gly Asp Gln Ile Gly Lys 465 470 475 480 GAA GCA GCC GAA ACT GGT CGA CCA GTG CGT GAA CTC ATC CTG GAA AAG 1488 Glu Ala Ala Glu Thr Gly Arg Pro Val Arg Glu Leu Ile Leu Glu Lys 485 490 495 AAG CTC ATG GAT GAA AAG ACG CTC GAG GCA GTC CTA TCC AAG GAG AAC 1536 Lys Leu Met Asp Glu Lys Thr Leu Glu Ala Val Leu Ser Lys Glu Asn 500 505 510 CTC ATG CAC CCA ATG TTC CGC GGA AGG CTC TAC TTG GAG AAC TAA 1581 Leu Met His Pro Met Phe Arg Gly Arg Leu Tyr Leu Glu Asn 515 520 525
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のアスパルターゼをコードする遺伝子
を含むDNA断片の制限酵素による切断点地図。
【図2】 大きさが約2.4kbの本発明DNA断片の
塩基配列決定のための戦略図。
【図3】 本発明のプラスミドpCRY30−AspBの
制限酵素切断点地図。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI (C12N 15/09 ZNA C12R 1:13) (C12P 13/20 C12R 1:13) (72)発明者 湯川 英明 茨城県稲敷郡阿見町中央8丁目3番1号 三菱油化株式会社筑波総合研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 15/00 - 15/90 C12N 1/00 - 1/38 C12P 13/00 - 13/24 BIOSIS(DIALOG) GenBank/EMBL/DDBJ(G ENETYX) WPI(DIALOG)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次のDNA塩基配列を有するか、或いは
    アスパルターゼ(EC.4.3.1.1)をコードする機能
    を損なわない範囲で該塩基配列の一部が置換、削除、挿
    入又は転移されているアスパルターゼをコードする遺伝
    子DNA。
  2. 【請求項2】 次のアミノ酸配列で表されるアスパルタ
    ーゼ(EC.4.3.1.1)コードする遺伝子DNA。 Met Ser Lys Thr Ser Asn Lys Ser Ser Ala Asp Ser Lys Asn Asp Ala 1 5 10 15 Lys Ala Glu Asp Ile Val Asn Gly Glu Asn Gln Ile Ala Thr Asn Glu 20 25 30 Ser Gln Ser Ser Asp Ser Ala Ala Val Ser Glu Arg Val Val Glu Pro 35 40 45 Lys Thr Thr Val Gln Lys Lys Phe Arg Ile Glu Ser Asp Leu Leu Gly 50 55 60 Glu Leu Gln Ile Pro Ser His Ala Tyr Tyr Gly Val His Thr Leu Arg 65 70 75 80 Ala Val Asp Asn Phe Gln Ile Ser Arg Thr Thr Ile Asn His Val Pro 85 90 95 Asp Phe Ile Arg Gly Met Val Gln Val Lys Lys Ala Ala Ala Leu Ala 100 105 110 Asn Arg Arg Leu His Thr Leu Pro Ala Gln Lys Ala Glu Ala Ile Val 115 120 125 Trp Ala Cys Asp Gln Ile Leu Ile Glu Gly Arg Cys Met Asp Gln Phe 130 135 140 Pro Ile Asp Val Phe Gln Gly Gly Ala Gly Thr Ser Leu Asn Met Asn 145 150 155 160 Thr Asn Glu Val Val Ala Asn Leu Ala Leu Glu Phe Leu Gly His Glu 165 170 175 Lys Gly Glu Tyr His Ile Leu His Pro Met Asp Asp Val Asn Met Ser 180 185 190 Gln Ser Thr Asn Asp Ser Tyr Pro Thr Gly Phe Arg Leu Gly Ile Tyr 195 200 205 Ala Gly Leu Gln Thr Leu Ile Ala Glu Ile Asp Glu Leu Gln Val Ala 210 215 220 Phe Arg His Lys Gly Asn Glu Phe Val Asp Ile Ile Lys Met Gly Arg 225 230 235 240 Thr Gln Leu Gln Asp Ala Val Pro Met Ser Leu Gly Glu Glu Phe Arg 245 250 255 Ala Phe Ala His Asn Leu Ala Glu Glu Gln Thr Val Leu Arg Glu Ala 260 265 270 Ala Asn Arg Leu Leu Glu Val Asn Leu Gly Ala Thr Ala Ile Gly Thr 275 280 285 Gly Val Asn Thr Pro Ala Gly Tyr Arg His Gln Val Val Ala Ala Leu 290 295 300 Ser Glu Val Thr Gly Leu Glu Leu Lys Ser Ala Arg Asp Leu Ile Glu 305 310 315 320 Ala Thr Ser Asp Thr Gly Ala Tyr Val His Ala His Ser Ala Ile Lys 325 330 335 Arg Ala Ala Met Lys Leu Ser Lys Ile Cys Asn Asp Leu Arg Leu Leu 340 345 350 Ser Ser Gly Pro Arg Ala Gly Leu Asn Glu Ile Asn Leu Pro Pro Arg 355 360 365 Gln Ala Gly Ser Ser Ile Met Pro Ala Lys Val Asn Pro Val Ile Pro 370 375 380 Glu Val Val Asn Gln Val Cys Phe Lys Val Phe Gly Asn Asp Leu Thr 385 390 395 400 Val Thr Met Ala Ala Glu Ala Gly Gln Leu Gln Leu Asn Val Met Glu 405 410 415 Pro Val Ile Gly Glu Ser Leu Phe Gln Ser Leu Arg Ile Leu Gly Asn 420 425 430 Ala Ala Lys Thr Leu Arg Glu Lys Cys Val Val Gly Ile Thr Ala Asn 435 440 445 Ala Asp Val Cys Arg Ala Tyr Val Asp Asn Ser Ile Gly Ile Ile Thr 450 455 460 Tyr Leu Asn Pro Phe Leu Gly His Asp Ile Gly Asp Gln Ile Gly Lys 465 470 475 480 Glu Ala Ala Glu Thr Gly Arg Pro Val Arg Glu Leu Ile Leu Glu Lys 485 490 495 Lys Leu Met Asp Glu Lys Thr Leu Glu Ala Val Leu Ser Lys Glu Asn 500 505 510 Leu Met His Pro Met Phe Arg Gly Arg Leu Tyr Leu Glu Asn 515 520 525
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の遺伝子DNAが
    導入された組換えプラスミド。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2に記載の遺伝子DNA
    と、コリネ型細菌内で複製増殖機能を司る遺伝子を含む
    DNAを保有する組換えプラスミド。
  5. 【請求項5】 請求項3又は4に記載の組換えプラスミ
    ドで形質転換されたコリネ型細菌。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載のコリネ型細菌の培養菌
    体又は菌体処理物の存在下に、フマール酸またはその塩
    と、アンモニアまたはアンモニウム塩を反応せしめるこ
    とを特徴とするL−アスパラギン酸の製造法。
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