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JP4331542B2 - Proteins related to alkane hydroxylation and genes encoding them - Google Patents
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Description

本発明は、アルカン水酸化能を有する微生物由来のアルカン−1−モノオキシゲナーゼ、ルブレドキシンレダクターゼ及び2種類のルブレドキシンの遺伝子及びこれらの遺伝子でコードされたタンパク質、並びにこれらの利用、特に、これら遺伝子で形質転換された微生物によるアルコールの製造方法に関する。   The present invention relates to alkane-1-monooxygenase, rubredoxin reductase and two types of rubredoxin genes derived from microorganisms capable of hydroxylating alkanes, proteins encoded by these genes, and uses thereof, particularly these genes. The present invention relates to a method for producing alcohol using a microorganism transformed with the above.

アルカンは原油中に最も多量に存在する炭化水素であり、多くの植物や藻類によっても生産されている(非特許文献1)。バクテリアによる直鎖アルカンの代謝は、その末端の酸化により行われ、アルコール、アルデヒド、脂肪酸へと代謝される(非特許文献1)。多くのバクテリアが直鎖アルカン代謝能を有することが知られているが、アルカン代謝機構の分子生物学的解析は比較的なされていない。   Alkanes are the most abundant hydrocarbons in crude oil and are also produced by many plants and algae (Non-Patent Document 1). Metabolism of linear alkanes by bacteria is carried out by oxidation of the terminal, and is metabolized to alcohol, aldehyde, and fatty acid (Non-patent Document 1). Many bacteria are known to have the ability to metabolize linear alkanes, but molecular biological analyzes of alkane metabolism mechanisms have not been comparative.

最もよく解析されている直鎖アルカン代謝機構はシュードモナス プチダ(Pseudomonas putida) GPo1のそれである(非特許文献2)。この場合の初発酸化は3つの構成成分からなるアルカン水酸化機構により行われる。その構成成分はノンヘム膜タンパクのアルカン-1-モノオキシゲナーゼ(AlkB)、およびそれとNADHとの間の電子伝達に関与する二つの可溶性タンパク、ルブレドキシン(AlkG)とルブレドキシンレダクターゼ(AlkT)である。グラム陽性のバクテリアについてはロドコッカス(Rhodococcus)属細菌のQ15株と NRRL B-16531株のアルカン水酸化機構について研究されている。両菌株は、少なくとも4つのアルカン-1-モノオキシゲナーゼ遺伝子ホモログ(alkB1, alkB2, alkB3, alkB4)を有している(非特許文献3)。このうちalkB1とalkB2ホモログはアルカン水酸化遺伝子クラスター内に存在しており、それぞれ2つのルブレドキシン遺伝子(rubA1 と rubA2および rubA3 とrubA4)、さらにalkB1 クラスターにおいては, ルブレドキシンレダクターゼ遺伝子(rubB)が存在している(非特許文献3)。   The most well-analyzed mechanism of linear alkane metabolism is that of Pseudomonas putida GPo1 (Non-patent Document 2). In this case, the initial oxidation is performed by an alkane hydroxylation mechanism composed of three components. Its constituents are the non-heme membrane protein alkane-1-monooxygenase (AlkB) and two soluble proteins involved in electron transfer between it and NADH, rubredoxin (AlkG) and rubredoxin reductase (AlkT). Regarding Gram-positive bacteria, the alkane hydroxylation mechanism of Rhodococcus genus bacteria Q15 and NRRL B-16531 has been studied. Both strains have at least four alkane-1-monooxygenase gene homologs (alkB1, alkB2, alkB3, alkB4) (Non-patent Document 3). Among them, alkB1 and alkB2 homologs are present in the alkane hydroxylation gene cluster, each containing two rubredoxin genes (rubA1 and rubA2 and rubA3 and rubA4), and in the alkB1 cluster, there is a rubredoxin reductase gene (rubB). (Non-Patent Document 3).

いくつかのアルカン水酸化機構遺伝子は異種宿主で発現されている。シュードモナス プチダ(Pseudomonas putida) GPo1のアルカン水酸化機構遺伝子を含む約35-kbpのDNA領域が単離され、このDNA領域を導入した大腸菌およびアルカン代謝能の欠損したシュードモナス(Pseudomonas)属細菌は、直鎖アルカンを代謝できることが代謝増殖試験で示されている(非特許文献2)。   Several alkane hydroxylation machinery genes are expressed in heterologous hosts. Pseudomonas putida An approximately 35-kbp DNA region containing the alkane hydroxylation gene of GPo1 has been isolated, and E. coli and Pseudomonas genus bacteria lacking the ability to metabolize alkane are directly It has been shown by metabolic growth tests that it can metabolize chain alkanes (Non-patent Document 2).

さらにこの系を用いてロドコッカス(Rhodococcus)属細菌(非特許文献3), アルカニボラクス ボルクメンシス(Alcanivorax borkumensis) AP1 (非特許文献4)、プラウセレラ ルゴサ(Prauserella rugosa) NRRL B-2295 (非特許文献4)、マイコバクテリウム ツベルクロシス(Mycobacterium tuberculosis )H37Rv (非特許文献4)などのアルカン-1-モノオキシゲナーゼ遺伝子の発現が確認されている。   Furthermore, using this system, Rhodococcus genus bacteria (Non-patent document 3), Alcanivorax borkumensis AP1 (Non-patent document 4), Prauserella rugosa NRRL B-2295 (Non-patent document 4), Expression of alkane-1-monooxygenase genes such as Mycobacterium tuberculosis H37Rv (Non-patent Document 4) has been confirmed.

先の研究におけるほぼ全てのアルカン水酸化活性は、その反応生成物の検出により測定されているわけではなく、菌体の代謝増殖試験により測定されている。すなわち、アルカン水酸化活性は間接的に測定されているだけである。唯一、アルコール脱水素酵素の欠損したシュードモナス プチダ(Pseudomonas putida) PpS81にアルカン水酸化機構遺伝子を含む約29-kbpのDNA領域を導入した菌株を用いて、アルカン水酸化活性による反応生成物が検出されている(非特許文献5、6)。しかしながら、これらのアルカン水酸化機構遺伝子の発現実験は、多くの遺伝子を含む長いDNA領域にコードされる遺伝子産物の性質について研究したにすぎず、アルカン水酸化機構遺伝子について明確に解析されたものではない。   Almost all alkane hydroxylation activities in the previous studies are not measured by detection of the reaction product, but by metabolic growth tests of bacterial cells. That is, alkane hydroxylation activity is only measured indirectly. The only reaction product due to alkane hydroxylation activity was detected using a Pseudomonas putida PpS81 deficient in alcohol dehydrogenase introduced with a DNA region of about 29-kbp containing the alkane hydroxylation mechanism gene. (Non-Patent Documents 5 and 6). However, these alkane hydroxylation mechanism gene expression experiments have only studied the nature of the gene product encoded by a long DNA region containing many genes, and have not been clearly analyzed for alkane hydroxylation mechanism genes. Absent.

試験管内におけるアルカン水酸化活性試験は、大腸菌により発現され精製されたAlkBとAlkG、およびフェレドキシン(ホウレンソウ由来)とによる再構成系により行われている(非特許文献6)。しかし、ここでのアルカン水酸化活性はNADHの共酸化を測定する間接的な方法で測定されており、さらにその反応は基質と酵素の難溶性により強く限定されていると考えられる。   An alkane hydroxylation activity test in a test tube is performed by a reconstitution system using AlkB and AlkG expressed and purified by Escherichia coli, and ferredoxin (derived from spinach) (Non-patent Document 6). However, the alkane hydroxylation activity here is measured by an indirect method of measuring the co-oxidation of NADH, and the reaction is considered to be strongly limited by the poor solubility of the substrate and the enzyme.

一方、バクテリアのアルカン水酸化機構を用いて化学品や医薬品の工業生産を行うことは、大きな注目を浴びている。実際、アルカン水酸化能を有するバクテリアを用いてクメン(非特許文献7)、2,5-ジメチルヘキサン(非特許文献8)、N-(2-ヘキシルアミノ-4-フェニルイミダゾール-1-イル)-アセタミド(非特許文献9)などの炭化水素の微生物変換が報告されている。しかし、これらの微生物変換の分子生物学的解析はほとんどなされていない。   On the other hand, industrial production of chemicals and pharmaceuticals using the bacterial alkane hydroxylation mechanism has attracted much attention. Actually, cumene (Non-patent Document 7), 2,5-dimethylhexane (Non-patent Document 8), N- (2-hexylamino-4-phenylimidazol-1-yl) using bacteria having alkane hydroxylating ability -Microbial conversion of hydrocarbons such as acetamide (Non-patent Document 9) has been reported. However, few molecular biological analyzes of these microbial transformations have been made.

Rehm, H. J., and Reiff, I., Mechanisms and occurrence of microbial oxidation of long chain alkanes. Adv. Biochem. Eng., 19, 175-215 (1981).Rehm, H. J., and Reiff, I., Mechanisms and occurrence of microbial oxidation of long chain alkanes.Adv. Biochem. Eng., 19, 175-215 (1981). Eggink, G., Lageveen, R. G., Altenburg, B., and Witholt, B., Controlled and functional expression of the Pseudomonas oleovorans alkane utilizing system in Pseudomonas putida and Escherichia coli. J. Biol. Chem., 262, 17712-17718 (1987).Eggink, G., Lageveen, RG, Altenburg, B., Witholt, B., Controlled and functional expression of the Pseudomonas oleovorans alkane utilizing system in Pseudomonas putida and Escherichia coli.J. Biol. Chem., 262, 17712-17718 (1987). Whyte, L. G., Smits, T. H. M., Labbe, D., Witholt, B., Geer, C. W., and van Beilen, J. B., Gene cloning and characterization of multiple alkane hydroxylase systems in Rhodococcus strains Q15 and NRRL B-16531. Appl. Environ. Microbiol., 68, 5933-5942 (2002).Whyte, LG, Smits, THM, Labbe, D., Witholt, B., Geer, CW, and van Beilen, JB, Gene cloning and characterization of multiple alkane hydroxylase systems in Rhodococcus strains Q15 and NRRL B-16531. Appl. Environ Microbiol., 68, 5933-5942 (2002). Smits, T. H. M., Balada, S. B., Witholt, B., and van Beilen, J. B., Functional analysis of alkane hydroxylase from gram-negative and gram-positive bacteria. J. Bacterial. 184, 1733-1742 (2002).Smits, T. H. M., Balada, S. B., Witholt, B., and van Beilen, J. B., Functional analysis of alkane hydroxylase from gram-negative and gram-positive bacteria. J. Bacterial. 184, 1733-1742 (2002). Bosetti, A., van Beilen, J. B., Preusting, H., Lageveen, R. G., and Witholt, B., Production of primary aliphatic alcohols with a recombinant Pseudomonas strains. Enzyme Microb. Technol., 14, 702-708 (1992).Bosetti, A., van Beilen, JB, Preusting, H., Lageveen, RG, and Witholt, B., Production of primary aliphatic alcohols with a recombinant Pseudomonas strains.Enzyme Microb. Technol., 14, 702-708 (1992) . van Beilen, J. B., Kingma, J., and Witholt, B., Substrate specificity of the alkane hydroxylase of Pseudomonas oleovorans GPo1. Enzyme Microb. Technol., 16, 904-911 (1994).van Beilen, J. B., Kingma, J., and Witholt, B., Substrate specificity of the alkane hydroxylase of Pseudomonas oleovorans GPo1. Enzyme Microb. Technol., 16, 904-911 (1994). Hou, C. T., Jackson, M., A., Bagby, M. O., and Takagi, M., Microbial oxidation of cumene by octane-grown cells. Appl. Microbiol. Biotechnol., 41, (1994).Hou, C. T., Jackson, M., A., Bagby, M. O., and Takagi, M., Microbial oxidation of cumene by octane-grown cells.Appl.Microbiol. Biotechnol., 41, (1994). Matsui, T., and Furuhashi, K. Asymmetric oxidation of isopropyl moieties of aliphatic and aromatic hydrocarbons by Rhodococcus sp. 11B. Biosci. Biotech. Biochem., 59, (1995).Matsui, T., and Furuhashi, K. Asymmetric oxidation of isopropyl moieties of aliphatic and aromatic hydrocarbons by Rhodococcus sp. 11B. Biosci. Biotech. Biochem., 59, (1995). Mikolasch, A., Hammer, E., and Schauer, F. Synthesis of imidazole-2-yl amino acids by using cells from alkane-oxidizing bacteria. Appl. Environ. Microbiol., 69, 1670-1679 (2003).Mikolasch, A., Hammer, E., and Schauer, F. Synthesis of imidazole-2-yl amino acids by using cells from alkane-oxidizing bacteria.Appl.Environ.Microbiol., 69, 1670-1679 (2003).

本発明の目的は、本発明者らが最近新たに分離しアルカン水酸化能を有することを見出した微生物である、ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のアルカン水酸化機構の構成成分全てをコードする遺伝子をクローニングし、かつ各遺伝子によりコードされるタンパク質を特定するとともに、前記遺伝子を大腸菌のような宿主で過不足なく発現し、得られた組換体を用いて微生物変換系を構築して種々のアルカンの水酸化方法を提供することにある。   The object of the present invention is to provide all the components of the alkane hydroxylation mechanism of Gordonia sp.TF6 strain, a microorganism that the present inventors have recently isolated and found to have alkane hydroxylation ability. Cloning the gene to be encoded, specifying the protein encoded by each gene, expressing the gene in a host such as E. coli without excess and deficiency, and constructing a microbial conversion system using the resulting recombinant It is to provide a method for hydroxylating various alkanes.

本発明は、以下の通りである。
[請求項1]
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子。
(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列
[請求項2]
下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子。
(1)配列表の配列番号2に記載の塩基配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼをコードする塩基配列;
(2)配列表の配列番号2に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼをコードする塩基配列;又は
(3)配列表の配列番号2に記載の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼをコードする塩基配列
[請求項3]
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子。
(1)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列
[請求項4]
下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子。
(1)配列表の配列番号4に記載の塩基配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼをコードする塩基配列;
(2)配列表の配列番号4に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼをコードする塩基配列;又は
(3)配列表の配列番号4に記載の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼをコードする塩基配列
[請求項5]
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子。
(1)配列表の配列番号5に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号5に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号5に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列
[請求項
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子。
(1)配列表の配列番号7に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号7に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号7に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列
[請求項
下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子。
(1)配列表の配列番号6に記載の塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列;
(2)配列表の配列番号6に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列;又は
(3)配列表の配列番号6に記載の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列
[請求項
下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子。
(1)配列表の配列番号8に記載の塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列;
(2)配列表の配列番号8に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列;又は
(3)配列表の配列番号8に記載の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列
[請求項9]
ゴルドニア(Gordonia)属に属する微生物に由来する遺伝子である、請求項1〜のいずれか1項に記載の遺伝子。
[請求項10
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質。
(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列
[請求項11
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質。
(1)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列
[請求項12
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質。
(1)配列表の配列番号5に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号5に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号5に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列
[請求項13
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質。
(1)配列表の配列番号7に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号7に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号7に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列
[請求項14
請求項1〜のいずれか1項に記載の遺伝子を含む組み換えベクター。
[請求項15
請求項1〜のいずれか1項に記載の遺伝子または請求項14に記載の組み換えベクターを含む形質転換体。
[請求項16
請求項1または2に記載の遺伝子、請求項3または4に記載の遺伝子、請求項5または6に記載の遺伝子及び請求項7または8に記載の遺伝子を含む形質転換体。
[請求項17
宿主が大腸菌である請求項15または16に記載の形質転換体。
[請求項18
請求項16に記載の形質転換体の存在下で炭素数5〜13の直鎖アルカンまたは炭素数6〜8のシクロアルカンを水酸化させてアルコールを得ることを含む、前記アルコールの製造方法。
[請求項19
請求項15に記載の形質転換体を培養し、培養物から請求項10〜13のいずれか1項に記載のタンパク質を採取することを含む、請求項10〜13のいずれか1項に記載のタンパク質の製造方法。
The present invention is as follows.
[Claim 1]
A gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having alkane-1-monooxygenase activity;
(2) an amino acid sequence having an alkane-1-monooxygenase activity having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing; Or (3) an amino acid sequence having an amino acid sequence having 90 % or more homology to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having alkane-1-monooxygenase activity [Claim 2]
A gene having any of the following base sequences:
(1) a base sequence having the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing and encoding alkane-1-monooxygenase;
(2) a base sequence having a base sequence having deletion, substitution and / or addition of 1 to several bases in the base sequence described in SEQ ID NO: 2 of the sequence listing and encoding alkane-1-monooxygenase; Or (3) a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to the DNA comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, and alkane-1-mono A base sequence encoding oxygenase [Claim 3]
A gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity;
(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity; or ( 3) an amino acid sequence having an amino acid sequence having 90 % or more homology to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity [Claim 4]
A gene having any of the following base sequences:
(1) a nucleotide sequence having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing and encoding rubredoxin reductase;
(2) a base sequence having a base sequence having deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence set forth in SEQ ID NO: 4 of the sequence listing and encoding rubredoxin reductase; or ( 3) It has a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of a base sequence complementary to the DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing, and encodes rubredoxin reductase Base sequence [Claim 5]
A gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing and having a function of rubredoxin;
(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing and having a function of rubredoxin; or (3) An amino acid sequence having an amino acid sequence having 90 % or more homology to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing and having a function of rubredoxin [Claim 6 ]
A gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin;
(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin; or
(3) An amino acid sequence having an amino acid sequence having a homology of 90% or more with respect to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin [Claim 7 ]
A gene having any of the following base sequences:
(1) a nucleotide sequence having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 6 in the sequence listing and encoding rubredoxin;
(2) a nucleotide sequence having a nucleotide sequence having deletion, substitution and / or addition of one to several nucleotides in the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 6 in the sequence listing and encoding rubredoxin; or (3) A base sequence that has a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to the DNA comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 6 in the sequence table and encodes rubredoxin [Claim 8]. ]
A gene having any of the following base sequences:
(1) a nucleotide sequence having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 8 in the sequence listing and encoding rubredoxin;
(2) a nucleotide sequence having a nucleotide sequence having deletion, substitution and / or addition of 1 to several nucleotides in the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 8 of the sequence listing and encoding rubredoxin; or
(3) a base sequence that encodes rubredoxin, having a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to the DNA comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 8 in the Sequence Listing [Claim 9]
The gene according to any one of claims 1 to 8 , which is a gene derived from a microorganism belonging to the genus Gordonia.
[Claim 10 ]
A protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having alkane-1-monooxygenase activity;
(2) an amino acid sequence having an alkane-1-monooxygenase activity having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing; Or (3) an amino acid sequence having an amino acid sequence having 90% or more homology to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having alkane-1-monooxygenase activity [Claim 11 ]
A protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity;
(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids and having rubredoxin reductase activity in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing; or ( 3) An amino acid sequence having an amino acid sequence having 90 % or more homology with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity [Claim 12 ]
A protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing and having a function of rubredoxin;
(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing and having a function of rubredoxin; or (3) An amino acid sequence having an amino acid sequence having 90 % or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing and having a function of rubredoxin [Claim 13 ]
A protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin;
(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin; or
(3) An amino acid sequence having an amino acid sequence having a homology of 90% or more with respect to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin [Claim 14 ]
A recombinant vector comprising the gene according to any one of claims 1 to 9 .
[Claim 15 ]
A transformant comprising the gene according to any one of claims 1 to 9 or the recombinant vector according to claim 14 .
[Claim 16 ]
A transformant comprising the gene according to claim 1 or 2, the gene according to claim 3 or 4, the gene according to claim 5 or 6, and the gene according to claim 7 or 8 .
[Claim 17 ]
The transformant according to claim 15 or 16 , wherein the host is Escherichia coli.
[Claim 18 ]
Claim 16 is hydroxide linear alkanes or cycloalkanes having a carbon number of 6-8 5-13 carbon atoms in the presence of the transformant according to including Rukoto give alcohol, method for producing the alcohol.
[Claim 19 ]
Culturing the transformant according to claim 15, comprising collecting the protein of any one of claims 10 to 13 from the culture, according to any one of claims 10 to 13 A method for producing a protein.

本発明の組換体を用いた微生物変換系を用いれば、これまで解析困難であったバクテリアのアルカン水酸化機構の解析が容易になるばかりか、酵素改変等も可能になる。   By using a microbial conversion system using the recombinant of the present invention, it becomes easy to analyze the alkane hydroxylation mechanism of bacteria, which has been difficult to analyze until now, and enzyme modification and the like are also possible.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明の遺伝子
本発明者らは、新たに分離した微生物である、ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のアルカン水酸化機構の構成成分全てをコードする遺伝子をクローニングした。ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株の取得および菌学的性質についてまず説明する。
Gene of the present invention The present inventors cloned a gene encoding all components of the alkane hydroxylation mechanism of Gordonia sp. TF6 strain, a newly isolated microorganism. First, acquisition and mycological properties of Gordonia sp. TF6 strain will be described.

ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株は神奈川県藤沢市のテニスコートの土壌からn−デカンの資化性を指標にして新たに分離された微生物であり、各種n-アルカン(炭素数5、8、10、12、14、16)の資化性を有している。本菌株は、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに平成15年5月29日付けでゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6として寄託されている(FERM P-19376)。本菌株の分離及び各種n-アルカンの資化性試験には、1% n-アルカンを唯一の炭素源とした液体培地2ml(ネジロ試験管内)を用いた。培養条件は28℃、回転数220rpmで振とうして行った。炭素源以外の培地組成を次に示す。   Gordonia sp. TF6 strain is a newly isolated microorganism from soil of tennis courts in Fujisawa City, Kanagawa Prefecture, using n-decane assimilation as an index. Various n-alkanes (carbon number 5, 8, 10, 12, 14, 16). This strain was deposited as Gordonia sp. TF6 on May 29, 2003 at the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (FERM P-19376). For isolation of this strain and assimilation test of various n-alkanes, 2 ml of liquid medium (in a nero test tube) using 1% n-alkane as the sole carbon source was used. The culture conditions were 28 ° C. and shaking at 220 rpm. The medium composition other than the carbon source is shown below.

(培地組成)
0.1% (NH4)2SO4
0.01% MgSO4・7H2O
0.05% KH2PO4
0.1% K2HPO4
0.5% NaCl
0.1% 微量ミネラル溶液
(微量ミネラル溶液の組成)
0.01% ZnSO4・7H2O
0.03% H3BO3
0.02% CaCl2・6H2O
0.2% FeSO4・7H2O
0.001% CuCl2・2H2O
0.003% Na2MoO4・2H2O
0.002% NiCl2・6H2O
0.003% MnCl2・4H2O
アルカン資化微生物には一般にその資化に関与するアルカン水酸化機構の遺伝子群が存在しているため、本株についても当該遺伝子群のクローニングを行った。
(Medium composition)
0.1% (NH 4 ) 2 SO 4
0.01% MgSO 4・ 7H 2 O
0.05% KH 2 PO 4
0.1% K 2 HPO 4
0.5% NaCl
0.1% trace mineral solution (composition of trace mineral solution)
0.01% ZnSO 4・ 7H 2 O
0.03% H 3 BO 3
0.02% CaCl 2・ 6H 2 O
0.2% FeSO 4・ 7H 2 O
0.001% CuCl 2・ 2H 2 O
0.003% Na 2 MoO 4・ 2H 2 O
0.002% NiCl 2・ 6H 2 O
0.003% MnCl 2・ 4H 2 O
Since alkane-utilizing microorganisms generally have a gene group of the alkane hydroxylation mechanism involved in the assimilation, the gene group was also cloned in this strain.

Figure 0004331542
Figure 0004331542

1. アルカン−1−モノオキシゲナーゼ関連遺伝子
本発明者らは、クローニングしたゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のアルカン水酸化機構の構成成分全てをコードする遺伝子の中から、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ及びそれをコードする遺伝子を取得した。
1. Alkane-1-monooxygenase-related gene The present inventors selected alkane-1-mono from genes encoding all components of the alkane hydroxylation mechanism of the cloned Gordonia sp. TF6 strain. Oxygenase and the gene encoding it were obtained.

即ち、本発明の遺伝子は、下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子である。
(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列
本発明の遺伝子の具体例としては、下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子を挙げられる。
(1)配列表の配列番号2に記載の塩基配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼをコードする塩基配列;
(2)配列表の配列番号2に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼをコードする塩基配列;又は
(3)配列表の配列番号2に記載の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼをコードする塩基配列
本発明において「アルカン−1−モノオキシゲナーゼ」とは、直鎖アルカンの末端を酸化する酵素であり、「アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性」とは、直鎖アルカンの末端を酸化する酵素活性を意味する。
That is, the gene of the present invention is a gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having alkane-1-monooxygenase activity;
(2) an amino acid sequence having an alkane-1-monooxygenase activity having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing; Or (3) an amino acid sequence having an amino acid sequence having 80% or more homology to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having alkane-1-monooxygenase activity Specific examples of the gene of the present invention As such, a gene having any of the following base sequences can be mentioned.
(1) a base sequence having the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing and encoding alkane-1-monooxygenase;
(2) a base sequence having a base sequence having deletion, substitution and / or addition of 1 to several bases in the base sequence described in SEQ ID NO: 2 of the sequence listing and encoding alkane-1-monooxygenase; Or (3) a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to the DNA comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, and alkane-1-mono Base sequence encoding oxygenase In the present invention, “alkane-1-monooxygenase” is an enzyme that oxidizes the end of a linear alkane, and “alkane-1-monooxygenase activity” refers to the end of a linear alkane. It means the enzyme activity that oxidizes.

アルカン−1−モノオキシゲナーゼ関連遺伝子の説明における「1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列」における「1から数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、1から20個、好ましくは1から10個、より好ましくは1から7個、さらに好ましくは1から5個、特に好ましくは1から3個程度を意味する。   The range of “1 to several” in “amino acid sequence having 1 to several amino acid deletions, substitutions and / or additions” in the description of alkane-1-monooxygenase-related genes is not particularly limited. It means 1 to 20, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7, more preferably 1 to 5, particularly preferably about 1 to 3.

アルカン−1−モノオキシゲナーゼ関連遺伝子の説明における「配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して80%以上の相同性を有するアミノ酸配列」における相同性は、80%以上であれば特に限定されないが、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%、特に好ましくは98%以上である。
アルカン−1−モノオキシゲナーゼ関連遺伝子の説明における「1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列」における「1から数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、1から60個、好ましくは1から30個、より好ましくは1から20個、さらに好ましくは1から10個、特に好ましくは1から5個程度を意味する。
The homology in the “amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing” in the explanation of alkane-1-monooxygenase-related genes is particularly limited as long as it is 80% or more. However, it is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95%, particularly preferably 98% or more.
The range of “1 to several” in the “base sequence having deletion, substitution and / or addition of one to several bases” in the description of alkane-1-monooxygenase-related genes is not particularly limited. It means 1 to 60, preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, further preferably 1 to 10, particularly preferably about 1 to 5.

アルカン−1−モノオキシゲナーゼ関連遺伝子の説明における「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする」とは、DNAをプローブとして使用し、コロニーハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法、あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより得られるDNAの塩基配列を意味る。
In the description of alkane-1-monooxygenase-related genes, “hybridizes under stringent conditions” means using DNA as a probe, colony hybridization method, plaque hybridization method, Southern blot hybridization method, etc. that means the nucleotide sequence of the obtained DNA by the use.

ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAとしては、プローブとして使用するDNAの塩基配列と一定以上の相同性を有するDNAが挙げられ、90%以上、さらに好ましくは93%以上、特に好ましくは95%以上、最も好ましくは98%以上の相同性を有するDNAが挙げられる。
Examples of DNA that hybridizes under stringent conditions include DNA having a certain degree of homology with the base sequence of DNA used as a probe , 90 % or more, more preferably 93% or more, and particularly preferably 95%. %, Most preferably 98% or more homologous DNA.

本発明のアルカン−1−モノオキシゲナーゼ関連遺伝子の取得方法は特に限定されない。本明細書中の配列表の配列番号1に記載したアミノ酸配列及び配列番号2に記載した塩基配列の情報に基づいて適当なプローブやプライマーを調製し、それらを用いてゴルドニア(Gordonia)属に属する微生物のDNAライブラリーをスクリーニングすることにより本発明のアルカン−1−モノオキシゲナーゼ関連遺伝子を単離することができる。DNAライブラリーは、本発明のアルカン−1−モノオキシゲナーゼ関連遺伝子を発現している微生物から常法により作製することができる。   The method for obtaining the alkane-1-monooxygenase-related gene of the present invention is not particularly limited. Appropriate probes and primers are prepared based on the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing in this specification, and they are used to belong to the genus Gordonia. The alkane-1-monooxygenase-related gene of the present invention can be isolated by screening a microbial DNA library. A DNA library can be prepared by a conventional method from a microorganism expressing the alkane-1-monooxygenase-related gene of the present invention.

PCR法により本発明のアルカン−1−モノオキシゲナーゼ関連遺伝子を取得することもできる。上記した微生物由来のDNAライブラリーを鋳型として使用し、配列番号2に記載した塩基配列を増幅できるように設計した1対のプライマーを用いてPCRを行う。PCRの反応条件は適宜設定することができ、例えば、94℃で30秒間(変性)、55℃で30秒〜1分間(アニーリング)、72℃で2分間(伸長)からなる反応工程を1サイクルとして、例えば30サイクル行った後、72℃で7分間反応させる条件などを挙げることができる。次いで、増幅されたDNA断片を、大腸菌等の宿主で増幅可能な適切なベクター中にクローニングすることができる。   The alkane-1-monooxygenase-related gene of the present invention can also be obtained by PCR. PCR is carried out using a pair of primers designed so as to amplify the base sequence described in SEQ ID NO: 2 using the above-described microorganism-derived DNA library as a template. PCR reaction conditions can be set as appropriate. For example, one cycle of a reaction step consisting of 94 ° C. for 30 seconds (denaturation), 55 ° C. for 30 seconds to 1 minute (annealing), and 72 ° C. for 2 minutes (extension) For example, after 30 cycles, a condition of reacting at 72 ° C. for 7 minutes can be exemplified. The amplified DNA fragment can then be cloned into a suitable vector that can be amplified in a host such as E. coli.

上記したプローブ又はプライマーの調製、DNAライブラリーの構築、DNAライブラリーのスクリーニング、並びに目的遺伝子のクローニングなどの操作は当業者に既知であり、例えば、Molecular Cloning: A laboratory Mannual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY.,1989(以下、モレキュラークローニング第2版と略す)、Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1〜38, John Wiley & Sons (1987-1997)(以下、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジーと略す)等に記載の方法に準じて行うことができる。 Preparation of the probes or primers, construction of a DNA library, screening of DNA libraries, as well as operations such as cloning the gene of interest are known to those skilled in the art, for example, Molecular Cloning: A laboratory Mannual, 2 nd Ed,. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY., 1989 (hereinafter abbreviated as Molecular Cloning 2nd Edition), Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1-38, John Wiley & Sons (1987-1997) Protocols in Molecular Biology) and the like.

また、配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子;並びに配列表の配列番号2に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼをコードする塩基配列を有する遺伝子(以下、これらの遺伝子を変異遺伝子と称する)については、配列番号1に記載のアミノ酸配列および配列番号2に記載の塩基配列の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法又は突然変異誘発などの当業者に既知の任意の方法で作製することができる。   Moreover, it has an amino acid sequence having deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, and encodes a protein having alkane-1-monooxygenase activity. A base sequence encoding a alkane-1-monooxygenase having a base sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing Regarding the genes possessed (hereinafter referred to as “mutant genes”), chemical synthesis, genetic engineering techniques or mutations based on the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and the base sequence information set forth in SEQ ID NO: 2 It can be made by any method known to those skilled in the art, such as induction.

例えば、配列表の配列番号2に記載の塩基配列を有するDNAに対し、変異原となる薬剤と接触作用させる方法、紫外線を照射する方法、遺伝子工学的手法等を用いて行うことができる。遺伝子工学的手法の一つである部位特異的変異誘発法は特定の位置に特定の変異を導入できる手法であることから有用であり、モレキュラークローニング第2版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に記載の方法に準じて行うことができる。   For example, it can be carried out using a method of bringing a DNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the Sequence Listing into contact with a drug that becomes a mutagen, a method of irradiating with ultraviolet rays, a genetic engineering method, or the like. Site-directed mutagenesis, which is one of the genetic engineering methods, is useful because it can introduce a specific mutation at a specific position. Molecular cloning 2nd edition, Current Protocols in Molecular. It can be performed according to the method described in biology and the like.

2. ルブレドキシンレダクターゼ関連遺伝子
本発明者らは、クローニングしたゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のアルカン水酸化機構の構成成分全てをコードする遺伝子の中から、ルブレドキシンレダクターゼ及びそれをコードする遺伝子を取得した。
2. Genes associated with rubredoxin reductase The present inventors selected rubredoxin reductase and its gene from among genes encoding all components of the alkane hydroxylation mechanism of the cloned Gordonia sp. TF6 strain. The encoding gene was obtained.

即ち、本発明の遺伝子は、下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子である。
(1)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列に対して50%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列
That is, the gene of the present invention is a gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity;
(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity; or ( 3) An amino acid sequence having an amino acid sequence having 50% or more homology with the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity

本発明の遺伝子の具体例としては、下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子を挙げることができる。
(1)配列表の配列番号4に記載の塩基配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼをコードする塩基配列;
(2)配列表の配列番号4に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼをコードする塩基配列;又は
(3)配列表の配列番号4に記載の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼをコードする塩基配列
Specific examples of the gene of the present invention include genes having any of the following base sequences.
(1) a nucleotide sequence having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing and encoding rubredoxin reductase;
(2) a base sequence having a base sequence having deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence set forth in SEQ ID NO: 4 of the sequence listing and encoding rubredoxin reductase; or ( 3) It has a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of a base sequence complementary to the DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing, and encodes rubredoxin reductase Base sequence

本発明において「ルブレドキシンレダクターゼ」とは、ルブレドキシンを還元する酵素であり、「ルブレドキシンレダクターゼ活性」とは、ルブレドキシンを還元する酵素活性を意味する。   In the present invention, “rubredoxin reductase” is an enzyme that reduces rubredoxin, and “rubredoxin reductase activity” means an enzyme activity that reduces rubredoxin.

ルブレドキシンレダクターゼ関連遺伝子の説明における「1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列」における「1から数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、1から20個、好ましくは1から10個、より好ましくは1から7個、さらに好ましくは1から5個、特に好ましくは1から3個程度を意味する。   The range of “1 to several” in the “amino acid sequence having 1 to several amino acid deletions, substitutions and / or additions” in the description of the rubredoxin reductase-related gene is not particularly limited. It means 20, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7, further preferably 1 to 5, and particularly preferably about 1 to 3.

ルブレドキシンレダクターゼ関連遺伝子の説明における「配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列に対して50%以上の相同性を有するアミノ酸配列」における相同性は、50%以上であれば特に限定されないが、好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上である。   The homology in the “amino acid sequence having 50% or more homology to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 3 in the Sequence Listing” in the description of the gene related to rubredoxin reductase is not particularly limited as long as it is 50% or more. , Preferably 70% or more, more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more.

ルブレドキシンレダクターゼ関連遺伝子の説明における「1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列」における「1から数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、1から60個、好ましくは1から30個、より好ましくは1から20個、さらに好ましくは1から10個、特に好ましくは1から5個程度を意味する。   The range of “1 to several” in the “base sequence having deletion, substitution and / or addition of 1 to several bases” in the description of the gene related to rubredoxin reductase is not particularly limited. It means 60, preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, still more preferably 1 to 10, particularly preferably about 1 to 5.

ルブレドキシンレダクターゼ関連遺伝子の説明における「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする」とは、DNAをプローブとして使用し、コロニーハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法、あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより得られるDNAの塩基配列を意味る。
“Hybridize under stringent conditions” in the description of rubredoxin reductase-related genes means using DNA as a probe and using colony hybridization, plaque hybridization, Southern blot hybridization, etc. that means the nucleotide sequence of the resulting DNA by.

ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAとしては、プローブとして使用するDNAの塩基配列と一定以上の相同性を有するDNAが挙げられ、90%以上、さらに好ましくは93%以上、特に好ましくは95%以上、最も好ましくは98%以上の相同性を有するDNAが挙げられる。
Examples of DNA that hybridizes under stringent conditions include DNA having a certain degree of homology with the base sequence of DNA used as a probe , 90 % or more, more preferably 93% or more, and particularly preferably 95%. %, Most preferably 98% or more homologous DNA.

本発明のルブレドキシンレダクターゼ関連遺伝子の取得方法は特に限定されない。本明細書中の配列表の配列番号3に記載したアミノ酸配列及び配列番号4に記載した塩基配列の情報に基づいて適当なプローブやプライマーを調製し、それらを用いてゴルドニア(Gordonia) 属に属する微生物のDNAライブラリーをスクリーニングすることにより本発明のルブレドキシンレダクターゼ関連遺伝子を単離することができる。DNAライブラリーは、本発明のルブレドキシンレダクターゼ関連遺伝子を発現している微生物から常法により作製することができる。   The method for obtaining the rubredoxin reductase-related gene of the present invention is not particularly limited. Appropriate probes and primers are prepared based on the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 4 and are used to belong to the genus Gordonia. The rubredoxin reductase-related gene of the present invention can be isolated by screening a microbial DNA library. The DNA library can be prepared by a conventional method from a microorganism expressing the rubredoxin reductase-related gene of the present invention.

PCR法により本発明のルブレドキシンレダクターゼ関連遺伝子を取得することもできる。上記した微生物由来のDNAライブラリーを鋳型として使用し、配列番号4に記載した塩基配列を増幅できるように設計した1対のプライマーを用いてPCRを行う。PCRの反応条件は適宜設定することができ、例えば、94℃で30秒間(変性)、55℃で30秒〜1分間(アニーリング)、72℃で2分間(伸長)からなる反応工程を1サイクルとして、例えば30サイクル行った後、72℃で7分間反応させる条件などを挙げることができる。次いで、増幅されたDNA断片を、大腸菌等の宿主で増幅可能な適切なベクター中にクローニングすることができる。   The rubredoxin reductase-related gene of the present invention can also be obtained by PCR. Using the above-described DNA library derived from a microorganism as a template, PCR is carried out using a pair of primers designed so that the base sequence described in SEQ ID NO: 4 can be amplified. PCR reaction conditions can be set as appropriate. For example, one cycle of a reaction step consisting of 94 ° C. for 30 seconds (denaturation), 55 ° C. for 30 seconds to 1 minute (annealing), and 72 ° C. for 2 minutes (extension) For example, after 30 cycles, a condition of reacting at 72 ° C. for 7 minutes can be exemplified. The amplified DNA fragment can then be cloned into a suitable vector that can be amplified in a host such as E. coli.

上記したプローブ又はプライマーの調製、DNAライブラリーの構築、DNAライブラリーのスクリーニング、並びに目的遺伝子のクローニングなどの操作は当業者に既知であり、例えば、Molecular Cloning: A laboratory Mannual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY.,1989(以下、モレキュラークローニング第2版と略す)、Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1〜38, John Wiley & Sons (1987-1997)(以下、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジーと略す)等に記載の方法に準じて行うことができる。 Preparation of the probes or primers, construction of a DNA library, screening of DNA libraries, as well as operations such as cloning the gene of interest are known to those skilled in the art, for example, Molecular Cloning: A laboratory Mannual, 2 nd Ed,. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY., 1989 (hereinafter abbreviated as Molecular Cloning 2nd Edition), Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1-38, John Wiley & Sons (1987-1997) Protocols in Molecular Biology) and the like.

また、配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子;並びに配列表の配列番号4に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼをコードする塩基配列を有する遺伝子(以下、これらの遺伝子を変異遺伝子と称する)については、配列番号3に記載のアミノ酸配列および塩基配列の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法又は突然変異誘発などの当業者に既知の任意の方法で作製することができる。   A gene encoding a protein having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 of the Sequence Listing and having rubredoxin reductase activity; And a gene having a base sequence having a deletion, substitution and / or addition of 1 to several bases in the base sequence set forth in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing and having a base sequence encoding rubredoxin reductase (hereinafter referred to as a gene sequence) These genes are referred to as mutant genes). Based on the amino acid sequence and nucleotide sequence information set forth in SEQ ID NO: 3, any gene known to those skilled in the art such as chemical synthesis, genetic engineering techniques or mutagenesis can be used. Can be produced by a method.

例えば、配列表の配列番号4に記載の塩基配列を有するDNAに対し、変異原となる薬剤と接触作用させる方法、紫外線を照射する方法、遺伝子工学的手法等を用いて行うことができる。遺伝子工学的手法の一つである部位特異的変異誘発法は特定の位置に特定の変異を導入できる手法であることから有用であり、モレキュラークローニング第2版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に記載の方法に準じて行うことができる。   For example, it can be carried out using a method of contacting a DNA having the base sequence described in SEQ ID NO: 4 of the sequence listing with a drug that becomes a mutagen, a method of irradiating ultraviolet rays, a genetic engineering method, or the like. Site-directed mutagenesis, which is one of the genetic engineering methods, is useful because it can introduce a specific mutation at a specific position. Molecular cloning 2nd edition, Current Protocols in Molecular. It can be performed according to the method described in biology and the like.

3. ルブレドキシン関連遺伝子
本発明者らは、クローニングしたゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のアルカン水酸化機構の構成成分全てをコードする遺伝子の中から、ルブレドキシン及びそれをコードする遺伝子を取得した。
3. Genes associated with rubredoxin The present inventors obtained rubredoxin and the gene encoding it from among the genes encoding all components of the alkane hydroxylation mechanism of the cloned Gordonia sp. TF6 strain. .

即ち、本発明の遺伝子は、下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子である。
(1)配列表の配列番号5または7に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号5または7に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号5または7に記載のアミノ酸配列に対して85%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列
That is, the gene of the present invention is a gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 or 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin;
(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 or 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin; or ( 3) An amino acid sequence having an amino acid sequence having a homology of 85% or more to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 5 or 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin

本発明の遺伝子の具体例としては、 下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子を挙げることができる。
(1)配列表の配列番号6または8に記載の塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列;
(2)配列表の配列番号6または8に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列;又は
(3)配列表の配列番号6または8に記載の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列
Specific examples of the gene of the present invention include genes having any of the following base sequences.
(1) a nucleotide sequence having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 6 or 8 in the sequence listing and encoding rubredoxin;
(2) a base sequence having a base sequence having deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence set forth in SEQ ID NO: 6 or 8 of the sequence listing and encoding rubredoxin; or (3 ) A nucleotide sequence having a nucleotide sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a nucleotide sequence complementary to the DNA comprising the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 6 or 8 in the sequence listing, and encoding rubredoxin

本発明において「ルブレドキシン」とは、ルブレドキシンレダクターゼからの電子をアルカン−1−モノオキシゲナーゼへ伝達するタンパク質であり、「ルブレドキシンの機能」とは、ルブレドキシンレダクターゼからの電子をアルカン−1−モノオキシゲナーゼへ伝達するタンパク質機能を意味する。   In the present invention, “rubredoxin” refers to a protein that transfers electrons from rubredoxin reductase to alkane-1-monooxygenase, and “function of rubredoxin” refers to electrons from rubredoxin reductase as alkane-1- It means the protein function that is transmitted to monooxygenase.

ルブレドキシン関連遺伝子の説明における「1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列」における「1から数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、1から5個、特に好ましくは1から3個程度を意味する。
The range of “1 to several” in the “amino acid sequence having 1 to several amino acid deletions, substitutions and / or additions” in the description of rubredoxin-related genes is not particularly limited, but for example , 1 to 5, Particularly preferably, it means about 1 to 3.

ルブレドキシン関連遺伝子の説明における「配列表の配列番号5または7に記載のアミノ酸配列に対して85%以上の相同性を有するアミノ酸配列」における相同性は、85%以上であれば特に限定されないが、より好ましくは90%以上、特に好ましくは95%以上である。   The homology in the “amino acid sequence having 85% or more homology to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 5 or 7 of the sequence listing” in the description of the rubredoxin-related gene is not particularly limited as long as it is 85% or more. More preferably, it is 90% or more, and particularly preferably 95% or more.

ルブレドキシン関連遺伝子の説明における「1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列」における「1から数個」の範囲は特には限定されないが、例えば、1から10個、特に好ましくは1から5個程度を意味する。
The range of “1 to several” in the “base sequence having deletion, substitution and / or addition of 1 to several bases” in the description of rubredoxin-related genes is not particularly limited, but for example , 1 to 10, Particularly preferably, it means about 1 to 5.

ルブレドキシン関連遺伝子の説明における「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする」とは、DNAをプローブとして使用し、コロニーハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法、あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等を用いることにより得られるDNAの塩基配列を意味る。
“Hybridize under stringent conditions” in the description of rubredoxin-related genes is obtained by using DNA as a probe and using a colony hybridization method, plaque hybridization method, Southern blot hybridization method, or the like. that means the base sequence of DNA.

ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAとしては、プローブとして使用するDNAの塩基配列と一定以上の相同性を有するDNAが挙げられ、90%以上、さらに好ましくは93%以上、特に好ましくは95%以上、最も好ましくは98%以上の相同性を有するDNAが挙げられる。 Examples of DNA that hybridizes under stringent conditions include DNA having a certain degree of homology with the base sequence of DNA used as a probe , 90 % or more, more preferably 93% or more, and particularly preferably 95%. %, Most preferably 98% or more homologous DNA.

本発明のルブレドキシン関連遺伝子の取得方法は特に限定されない。本明細書中の配列表の配列番号5または7に記載したアミノ酸配列及び配列番号6または8に記載した塩基配列の情報に基づいて適当なプローブやプライマーを調製し、それらを用いてゴルドニア(Gordonia) 属に属する微生物のDNAライブラリーをスクリーニングすることにより本発明のルブレドキシン関連遺伝子を単離することができる。DNAライブラリーは、本発明のルブレドキシン関連遺伝子を発現している微生物から常法により作製することができる。   The method for obtaining the rubredoxin-related gene of the present invention is not particularly limited. Appropriate probes and primers are prepared based on the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 or 7 and the nucleotide sequence information set forth in SEQ ID NO: 6 or 8 in the sequence listing in this specification, and Gordonia (Gordonia) is prepared using them. ) The rubredoxin-related gene of the present invention can be isolated by screening a DNA library of microorganisms belonging to the genus. A DNA library can be prepared by a conventional method from a microorganism expressing the rubredoxin-related gene of the present invention.

PCR法により本発明のルブレドキシン関連遺伝子を取得することもできる。上記した微生物由来のDNAライブラリーを鋳型として使用し、配列番号6または8に記載した塩基配列を増幅できるように設計した1対のプライマーを用いてPCRを行う。PCRの反応条件は適宜設定することができ、例えば、94℃で30秒間(変性)、55℃で30秒〜1分間(アニーリング)、72℃で2分間(伸長)からなる反応工程を1サイクルとして、例えば30サイクル行った後、72℃で7分間反応させる条件などを挙げることができる。次いで、増幅されたDNA断片を、大腸菌等の宿主で増幅可能な適切なベクター中にクローニングすることができる。   The rubredoxin-related gene of the present invention can also be obtained by PCR. PCR is performed using a pair of primers designed to amplify the base sequence described in SEQ ID NO: 6 or 8, using the above-described DNA library derived from microorganisms as a template. PCR reaction conditions can be set as appropriate. For example, one cycle of a reaction step consisting of 94 ° C. for 30 seconds (denaturation), 55 ° C. for 30 seconds to 1 minute (annealing), and 72 ° C. for 2 minutes (extension) For example, after 30 cycles, a condition of reacting at 72 ° C. for 7 minutes can be exemplified. The amplified DNA fragment can then be cloned into a suitable vector that can be amplified in a host such as E. coli.

上記したプローブ又はプライマーの調製、DNAライブラリーの構築、DNAライブラリーのスクリーニング、並びに目的遺伝子のクローニングなどの操作は当業者に既知であり、例えば、Molecular Cloning: A laboratory Mannual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY.,1989(以下、モレキュラークローニング第2版と略す)、Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1〜38, John Wiley & Sons (1987-1997)(以下、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジーと略す)等に記載の方法に準じて行うことができる。 Preparation of the probes or primers, construction of a DNA library, screening of DNA libraries, as well as operations such as cloning the gene of interest are known to those skilled in the art, for example, Molecular Cloning: A laboratory Mannual, 2 nd Ed,. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY., 1989 (hereinafter abbreviated as Molecular Cloning 2nd Edition), Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1-38, John Wiley & Sons (1987-1997) Protocols in Molecular Biology) and the like.

また、配列表の配列番号5または7に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するタンパク質をコードする遺伝子;並びに配列表の配列番号6または8に塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列を有する遺伝子(以下、これらの遺伝子を変異遺伝子と称する)については、配列番号5または7に記載のアミノ酸配列および塩基配列の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法又は突然変異誘発などの当業者に既知の任意の方法で作製することができる。   A gene encoding a protein having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 or 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin; And a gene having a base sequence having a deletion, substitution and / or addition of 1 to several bases in the base sequence in SEQ ID NO: 6 or 8 in the sequence listing and having a base sequence encoding rubredoxin (hereinafter, these For the gene), any method known to those skilled in the art, such as chemical synthesis, genetic engineering techniques or mutagenesis, based on the amino acid sequence and nucleotide sequence information set forth in SEQ ID NO: 5 or 7 Can be produced.

例えば、配列表の配列番号6または8に記載の塩基配列を有するDNAに対し、変異原となる薬剤と接触作用させる方法、紫外線を照射する方法、遺伝子工学的手法等を用いて行うことができる。遺伝子工学的手法の一つである部位特異的変異誘発法は特定の位置に特定の変異を導入できる手法であることから有用であり、モレキュラークローニング第2版、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー等に記載の方法に準じて行うことができる。   For example, it can be carried out using a method of contacting a DNA having the base sequence set forth in SEQ ID NO: 6 or 8 in the sequence listing with a mutagen agent, a method of irradiating ultraviolet light, a genetic engineering method, or the like. . Site-directed mutagenesis, which is one of the genetic engineering methods, is useful because it can introduce a specific mutation at a specific position. Molecular cloning 2nd edition, Current Protocols in Molecular. It can be performed according to the method described in biology and the like.

本発明のタンパク質
本発明のタンパク質は、下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質である。
1−(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;
1−(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;又は
1−(3)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列
2−(1)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列;
2−(2)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列;又は
2−(3)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列に対して50%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列
3−(1)配列表の配列番号5または7に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;
3−(2)配列表の配列番号5または7に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;又は
3−(3)配列表の配列番号5または7に記載のアミノ酸配列に対して85%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列
Protein of the present invention The protein of the present invention is a protein having any of the following amino acid sequences.
1- (1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having alkane-1-monooxygenase activity;
1- (2) Amino acid having an alkane-1-monooxygenase activity having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing Or 1- (3) amino acid sequence 2- (3) having an amino acid sequence having 80% or more homology to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having alkane-1-monooxygenase activity 1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity;
2- (2) An amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity; Or 2- (3) amino acid sequence having an amino acid sequence having 50% or more homology to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity 3- (1) sequence listing An amino acid sequence having the function of rubredoxin, having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 or 7;
3- (2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 or 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin; Or 3- (3) an amino acid sequence having an amino acid sequence having 85% or more homology to the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 or 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin

本発明のタンパク質はアルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するタンパク質、またはルブレドキシンの機能を有するタンパク質である。アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するタンパク質の存在下では、直鎖アルカンの末端を酸化することができる。ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するタンパク質の存在下では、ルブレドキシンを還元することができる。ルブレドキシンの機能を有するタンパク質の存在下では、ルブレドキシンレダクターゼからの電子をアルカン−1−モノオキシゲナーゼへ伝達することができる。   The protein of the present invention is a protein having alkane-1-monooxygenase activity, a protein having rubredoxin reductase activity, or a protein having the function of rubredoxin. In the presence of a protein having alkane-1-monooxygenase activity, the end of a linear alkane can be oxidized. In the presence of a protein having rubredoxin reductase activity, rubredoxin can be reduced. In the presence of a protein having the function of rubredoxin, electrons from rubredoxin reductase can be transferred to alkane-1-monooxygenase.

本発明のタンパク質の取得方法は特に制限されず、化学合成により合成したタンパク質でもよいし、遺伝子組み換え技術により作製した組み換えタンパク質でもよい。   The method for obtaining the protein of the present invention is not particularly limited, and may be a protein synthesized by chemical synthesis or a recombinant protein produced by a gene recombination technique.

組み換えタンパク質を作製する場合には、先ず、本明細書の上記に記載した当該タンパク質をコードする遺伝子(DNA)を取得する。このDNAを適当な発現系に導入することにより、本発明のタンパク質を産生することができる。発現系でのタンパク質の発現については本明細書中後記する。   When producing a recombinant protein, first, a gene (DNA) encoding the protein described above in this specification is obtained. By introducing this DNA into an appropriate expression system, the protein of the present invention can be produced. The expression of the protein in the expression system will be described later in this specification.

本発明の組み換えベクター
本発明の遺伝子は適当なベクター中に挿入して使用することができる。本発明で用いるベクターの種類は特に限定されず、例えば、自立的に複製するベクター(例えばプラスミド等)でもよいし、あるいは、宿主細胞に導入された際に宿主細胞のゲノムに組み込まれ、組み込まれた染色体と共に複製されるものであってもよい。
Recombinant vector of the present invention The gene of the present invention can be used by inserting it into an appropriate vector. The type of vector used in the present invention is not particularly limited. For example, the vector may be a self-replicating vector (for example, a plasmid), or may be integrated into the host cell genome when introduced into the host cell. It may be replicated together with other chromosomes.

好ましくは、本発明で用いるベクターは発現ベクターである。発現ベクターにおいて本発明の遺伝子は、転写に必要な要素(例えば、プロモーター等)が機能的に連結されている。プロモーターは宿主細胞において転写活性を示すDNA配列であり、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。   Preferably, the vector used in the present invention is an expression vector. In the expression vector, the gene of the present invention is functionally linked to elements necessary for transcription (for example, a promoter and the like). A promoter is a DNA sequence that exhibits transcriptional activity in a host cell, and can be appropriately selected according to the type of host.

細菌細胞で作動可能なプロモーターとしては、バチルス・ステアロテルモフィルス・マルトジェニック・アミラーゼ遺伝子(Bacillus stearothermophilus maltogenic amylase gene)、バチルス・リケニホルミス・α−アミラーゼ遺伝子(Bacillus licheniformis alpha-amylase gene)、バチルス・アミロリケファチエンス・BANアミラーゼ遺伝子(Bacillus amyloliquefaciens BAN amylase gene)、バチルス・サブチリス・アルカリプロテアーゼ遺伝子(Bacillus subtilis alkaline protease gene)もしくはバチルス・プミルス・キシロシダーゼ遺伝子(Bacillus pumilus xylosidase gene)の各プロモーター、またはファージ・ラムダのPR若しくはPLプロモーター、大腸菌の lac、trp若しくはtacプロモーターなどが挙げられる。 Promoters that can operate in bacterial cells include the Bacillus stearothermophilus maltogenic amylase gene, the Bacillus licheniformis alpha-amylase gene, and the Bacillus amylo gene. Bacillus amyloliquefaciens BAN amylase gene, Bacillus subtilis alkaline protease gene or Bacillus pumilus xylosidase gene promoter, or phage lambda P R or P L promoters, lac of E.coli, such as trp or tac promoter.

哺乳動物細胞で作動可能なプロモーターの例としては、SV40プロモーター、MT−1(メタロチオネイン遺伝子)プロモーター、またはアデノウイルス2主後期プロモーターなどがある。昆虫細胞で作動可能なプロモーターの例としては、ポリヘドリンプロモーター、P10プロモーター、オートグラファ・カリホルニカ・ポリヘドロシス塩基性タンパクプロモーター、バキュウロウイルス即時型初期遺伝子1プロモーター、またはバキュウロウイルス39K遅延型初期遺伝子プロモーター等がある。酵母宿主細胞で作動可能なプロモーターの例としては、酵母解糖系遺伝子由来のプロモーター、アルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子プロモーター、TPI1プロモーター、ADH2-4cプロモーターなどが挙げられる。糸状菌細胞で作動可能なプロモーターの例としては、ADH3プロモーターまたはtpiAプロモーターなどがある。   Examples of promoters that can operate in mammalian cells include the SV40 promoter, the MT-1 (metallothionein gene) promoter, or the adenovirus 2 major late promoter. Examples of promoters operable in insect cells include polyhedrin promoter, P10 promoter, autographa caliornica polyhedrossis basic protein promoter, baculovirus immediate early gene 1 promoter, or baculovirus 39K delayed early gene There are promoters. Examples of promoters that can operate in yeast host cells include promoters derived from yeast glycolytic genes, alcohol dehydrogenase gene promoters, TPI1 promoters, ADH2-4c promoters, and the like. Examples of promoters that can operate in filamentous fungal cells include the ADH3 promoter or the tpiA promoter.

また、本発明の遺伝子は必要に応じて、適切なターミネーターに機能的に結合されてもよい。本発明の組み換えベクターは更に、ポリアデニレーションシグナル(例えばSV40またはアデノウイルス5E1b領域由来のもの)、転写エンハンサー配列(例えばSV40エンハンサー)などの要素を有していてもよい。   Moreover, the gene of the present invention may be operably linked to an appropriate terminator as necessary. The recombinant vector of the present invention may further have elements such as a polyadenylation signal (for example, derived from SV40 or adenovirus 5E1b region), a transcription enhancer sequence (for example, SV40 enhancer) and the like.

本発明の組み換えベクターは更に、該ベクターが宿主細胞内で複製することを可能にするDNA配列を具備してもよく、その一例としてはSV40複製起点(宿主細胞が哺乳類細胞のとき)が挙げられる。   The recombinant vector of the present invention may further comprise a DNA sequence that allows the vector to replicate in the host cell, an example of which is the SV40 origin of replication (when the host cell is a mammalian cell). .

本発明の組み換えベクターはさらに選択マーカーを含有してもよい。選択マーカーとしては、例えば、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)またはシゾサッカロマイセス・ポンベTPI遺伝子等のようなその補体が宿主細胞に欠けている遺伝子、または例えばアンピシリン、カナマイシン、テトラサイクリン、クロラムフェニコール、ネオマイシン若しくはヒグロマイシンのような薬剤に対する耐性遺伝子を挙げることができる。本発明の遺伝子、プロモーター、および所望によりターミネーターおよび/または分泌シグナル配列をそれぞれ連結し、これらを適切なベクターに挿入する方法は当業者に周知である。   The recombinant vector of the present invention may further contain a selection marker. Selectable markers include, for example, genes that lack their complement in host cells such as dihydrofolate reductase (DHFR) or Schizosaccharomyces pombe TPI genes, or such as ampicillin, kanamycin, tetracycline, chloramphenicol, Mention may be made of resistance genes for drugs such as neomycin or hygromycin. Methods for linking the gene of the present invention, promoter, and optionally a terminator and / or secretory signal sequence, respectively, and inserting them into a suitable vector are well known to those skilled in the art.

本発明の形質転換体及びそれを用いた組み換えタンパク質の製造
本発明の遺伝子又は組み換えベクターを適当な宿主に導入することによって形質転換体を作製することができる。
Production of transformant of the present invention and recombinant protein using the transformant A transformant can be produced by introducing the gene or recombinant vector of the present invention into a suitable host.

本発明の遺伝子または組み換えベクターを導入される宿主細胞は、本発明の遺伝子を発現できれば任意の細胞でよく、細菌、酵母、真菌および高等真核細胞等が挙げられる。   The host cell into which the gene of the present invention or the recombinant vector is introduced may be any cell as long as it can express the gene of the present invention, and examples thereof include bacteria, yeast, fungi and higher eukaryotic cells.

細菌細胞の例としては、バチルスまたはストレプトマイセス等のグラム陽性菌又は大腸菌等のグラム陰性菌が挙げられる。これら細菌の形質転換は、プロトプラスト法、または公知の方法でコンピテント細胞を用いることにより行えばよい。   Examples of bacterial cells include Gram positive bacteria such as Bacillus or Streptomyces or Gram negative bacteria such as E. coli. Transformation of these bacteria may be performed by using competent cells by a protoplast method or a known method.

哺乳類細胞の例としては、HEK293細胞、HeLa細胞、COS細胞、BHK細胞、CHL細胞またはCHO細胞等が挙げられる。哺乳類細胞を形質転換し、該細胞に導入されたDNA配列を発現させる方法も公知であり、例えば、エレクトロポーレーション法、リン酸カルシウム法、リポフェクション法等を用いることができる。   Examples of mammalian cells include HEK293 cells, HeLa cells, COS cells, BHK cells, CHL cells, or CHO cells. Methods for transforming mammalian cells and expressing DNA sequences introduced into the cells are also known, and for example, electroporation method, calcium phosphate method, lipofection method and the like can be used.

酵母細胞の例としては、サッカロマイセスまたはシゾサッカロマイセスに属する細胞が挙げられ、例えば、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)またはサッカロマイセス・クルイベリ(Saccharomyces kluyveri)等が挙げられる。酵母宿主への組み換えベクターの導入方法としては、例えば、エレクトロポレーション法、スフェロブラスト法、酢酸リチウム法等を挙げることができる。   Examples of yeast cells include cells belonging to Saccharomyces or Schizosaccharomyces, and examples include Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces kluyveri. Examples of the method for introducing a recombinant vector into a yeast host include an electroporation method, a spheroblast method, and a lithium acetate method.

他の真菌細胞の例は、糸状菌、例えばアスペルギルス、ニューロスポラ、フザリウム、またはトリコデルマに属する細胞である。宿主細胞として糸状菌を用いる場合、DNA構築物を宿主染色体に組み込んで組換え宿主細胞を得ることにより形質転換を行うことができる。DNA構築物の宿主染色体への組み込みは、公知の方法に従い、例えば相同組換えまたは異種組換えにより行うことができる。   Examples of other fungal cells are cells belonging to filamentous fungi such as Aspergillus, Neurospora, Fusarium, or Trichoderma. When filamentous fungi are used as host cells, transformation can be performed by integrating the DNA construct into the host chromosome to obtain a recombinant host cell. Integration of the DNA construct into the host chromosome can be performed according to known methods, for example, by homologous recombination or heterologous recombination.

昆虫細胞を宿主として用いる場合には、組換え遺伝子導入ベクターおよびバキュロウイルスを昆虫細胞に共導入して昆虫細胞培養上清中に組換えウイルスを得た後、さらに組換えウイルスを昆虫細胞に感染させ、タンパク質を発現させることができる(例えば、Baculovirus Expression Vectors, A Laboratory Manua1;及びカレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー、Bio/Technology, 6, 47(1988)等に記載)。   When insect cells are used as the host, the recombinant gene transfer vector and baculovirus are co-introduced into the insect cells to obtain the recombinant virus in the insect cell culture supernatant, and then the recombinant virus is further infected with the insect cells. And protein can be expressed (for example, as described in Baculovirus Expression Vectors, A Laboratory Manua1; and Current Protocols in Molecular Biology, Bio / Technology, 6, 47 (1988), etc.).

バキュロウイルスとしては、例えば、ヨトウガ科昆虫に感染するウイルスであるアウトグラファ・カリフォルニカ・ヌクレアー・ポリヘドロシス・ウイルス(Autographa californica nuclear polyhedrosis virus)等を用いることができる。   As the baculovirus, for example, Autographa californica nuclear polyhedrosis virus, which is a virus that infects Coleoptera insects, can be used.

昆虫細胞としては、Spodoptera frugiperdaの卵巣細胞であるSf9、Sf21〔バキュロウイルス・エクスプレッション・ベクターズ、ア・ラボラトリー・マニュアル、ダブリュー・エイチ・フリーマン・アンド・カンパニー(W. H. Freeman and Company)、ニューヨーク(New York)、(1992)〕、Trichoplusia niの卵巣細胞であるHighFive(インビトロジェン社製)等を用いることができる。   Insect cells include Sf9, Sf21 (Baculovirus Expression Vectors, A Laboratory Manual, WH Freeman and Company), New York, Spodoptera frugiperda ovarian cells (1992)], HighFive (manufactured by Invitrogen), which is an ovary cell of Trichoplusia ni, can be used.

組換えウイルスを調製するための、昆虫細胞への組換え遺伝子導入ベクターと上記バキュロウイルスの共導入方法としては、例えば、リン酸カルシウム法又はリポフェクション法等を挙げることができる。   Examples of the method for co-introducing a recombinant gene introduction vector into insect cells and the baculovirus for preparing a recombinant virus include the calcium phosphate method and the lipofection method.

上記の形質転換体は、導入された遺伝子の発現を可能にする条件下で適切な栄養培地中で培養する。形質転換体の培養物から、本発明のタンパク質を単離精製するには、通常のタンパク質の単離、精製法を用いればよい。   The transformant is cultured in an appropriate nutrient medium under conditions that allow expression of the introduced gene. In order to isolate and purify the protein of the present invention from the culture of the transformant, ordinary protein isolation and purification methods may be used.

例えば、本発明のタンパク質が、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、細胞を遠心分離により回収し水系緩衝液に懸濁後、超音波破砕機等により細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られた上清から、通常のタンパク質の単離精製法、即ち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(DEAE)セファロース等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、SP-Sepharose FF(アマシャムバイオサイエンス社製)等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィ一法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の手法を単独あるいは組み合わせて用い、精製標品を得ることができる。   For example, when the protein of the present invention is expressed in a dissolved state in the cell, after the culture is completed, the cell is collected by centrifugation, suspended in an aqueous buffer, and then disrupted by an ultrasonic crusher or the like. A cell-free extract is obtained. From the supernatant obtained by centrifuging the cell-free extract, an ordinary protein isolation and purification method, that is, a solvent extraction method, a salting-out method using ammonium sulfate, a desalting method, a precipitation method using an organic solvent, Anion exchange chromatography using a resin such as diethylaminoethyl (DEAE) Sepharose, cation exchange chromatography using a resin such as SP-Sepharose FF (Amersham Biosciences), butyl sepharose, phenyl sepharose, etc. Purified samples using methods such as hydrophobic chromatography using resins, gel filtration using molecular sieves, affinity chromatography, chromatofocusing, and electrophoretic methods such as isoelectric focusing alone or in combination Can be obtained.

アルコールの製造方法
本発明は、アルカン-1-モノオキシゲナーゼ、二つのルブレドキシン及びルブレドキシンレダクターゼの全ての遺伝子を1つの宿主に導入した形質転換体を用い、この形質転換体の存在下でアルカンを水酸化させることを含む、アルコールの製造方法を包含する。
アルカン-1-モノオキシゲナーゼ、二つのルブレドキシン及びルブレドキシンレダクターゼの全ての遺伝子を1つの宿主に導入した形質転換体は、前述の本発明のアルカン-1-モノオキシゲナーゼ関連遺伝子、二つのルブレドキシン関連遺伝子及びルブレドキシンレダクターゼ関連遺伝子を、例えば、大腸菌、枯草菌、放線菌等の宿主に常法によって導入することで得ることができる。
Method for Producing Alcohol The present invention uses a transformant in which all genes of alkane-1-monooxygenase, two rubredoxins and rubredoxin reductase are introduced into one host, and in the presence of this transformant, alkane is used. It includes a method for producing alcohol, which comprises hydroxylating.
The transformant in which all genes of alkane-1-monooxygenase, two rubredoxins and rubredoxin reductase were introduced into one host is the aforementioned alkane-1-monooxygenase-related gene of the present invention, two rubredoxin-related genes. And a rubredoxin reductase-related gene can be obtained by introducing the gene into a host such as Escherichia coli, Bacillus subtilis, actinomycetes or the like by a conventional method.

より具体的には、以下のように上記形質転換体は得ることができる。
例えば、エレクトロポレーション法は以下のように行うことができる。
外来遺伝子が挿入されたプラスミドをコンピテント細胞の懸濁液に加え、この懸濁液をエレクトロポレーション法専用のキュベットに入れ、そのキュベットに高電圧の電気パルスをかける。その後SOC培地で培養し、平板寒天培地上で形質転換体を単離する。
得られた形質転換体の存在下でアルカンを水酸化させる。
More specifically, the transformant can be obtained as follows.
For example, the electroporation method can be performed as follows.
The plasmid into which the foreign gene has been inserted is added to a suspension of competent cells, this suspension is placed in a cuvette dedicated to the electroporation method, and a high voltage electric pulse is applied to the cuvette. Thereafter, the cells are cultured in an SOC medium, and the transformant is isolated on a plate agar medium.
The alkane is hydroxylated in the presence of the resulting transformant.

本発明の形質転換体で水酸化できるアルカンは、炭素数5〜13、好ましくは炭素数6〜10の直鎖状のアルカンであるか、または、シクロアルカンであることもでき、シクロアルカンは、例えば、炭素数6〜8のシクロアルカンであることができる。直鎖状アルカンの例としては、例えば、n-ヘキサン(1-ヘキサノール)、n-ヘプタン(1-ヘプタノール)、n-オクタン (1-オクタノール)、n-ノナン(1-ノナノール)、n-デカン(1-デカノール)等を挙げることができる。シクロアルカンとしては、例えば、シクロヘキサン(シクロヘキサノール)等、を挙げることができる。尚、括弧内は水酸化生成物であるアルコールである。
形質転換体の存在下でアルカンを水酸化させる条件は、以下の通りである。
The alkane that can be hydroxylated by the transformant of the present invention is a linear alkane having 5 to 13 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms, or can be a cycloalkane. For example, it can be a cycloalkane having 6 to 8 carbon atoms. Examples of linear alkanes include, for example, n-hexane (1-hexanol), n-heptane (1-heptanol), n-octane (1-octanol), n-nonane (1-nonanol), n-decane. (1-decanol) and the like. Examples of the cycloalkane include cyclohexane (cyclohexanol). In the parentheses are alcohols that are hydroxylated products.
The conditions for hydroxylating alkane in the presence of the transformant are as follows.

まず形質転換体中のアルカン水酸化機構の遺伝子群をIPTG等の誘導物質により菌体内で発現させる。この当該酵素が発現した菌体を基質であるアルカンと反応させる。アルカンとの反応温度は、形質転換体の至適温度を考慮して、適宜決定できる。また、アルカンとの反応時間も、アルカンのアルコールへの変換率(反応の進行度合い)等を考慮して、適宜決定することができる。さらに、アルカンとの反応は、バッチ式でも連続式でも、いずれの形式でも実施することができる。アルカンとの反応には、アルカン水酸化活性に必要なFeをさらに添加しておくことが好ましい。   First, the gene group of the alkane hydroxylation mechanism in the transformant is expressed in the microbial cells by an inducer such as IPTG. The bacterial cells expressing the enzyme are reacted with alkane as a substrate. The reaction temperature with alkane can be appropriately determined in consideration of the optimum temperature of the transformant. Also, the reaction time with the alkane can be appropriately determined in consideration of the conversion rate of the alkane to the alcohol (degree of reaction progress) and the like. Furthermore, the reaction with the alkane can be carried out either in batch mode or continuous mode. For the reaction with alkane, it is preferable to further add Fe necessary for alkane hydroxylation activity.

生成したアルコールの単離及び精製は、例えば、溶媒抽出法及び蒸留法により行うことができる。但し、溶媒抽出法及び蒸留法に限定される意図はない。溶媒抽出法及び蒸留法は、例えば、以下のようにして行うことができる。反応液に酢酸エチルやアルカン等の有機溶媒を加えて攪拌し、アルコールを抽出する。このとき、反応液に塩類(塩化ナトリウム等)や酸類(塩酸等)を加えて反応液のイオン強度を高めるとアルコールの有機溶媒への抽出率が向上するこので好ましい。その後、用いた溶媒とアルコールの沸点の差を利用して蒸留し、目的のアルコールを精製することができる。   Isolation and purification of the produced alcohol can be performed by, for example, a solvent extraction method and a distillation method. However, there is no intention to be limited to the solvent extraction method and the distillation method. The solvent extraction method and the distillation method can be performed, for example, as follows. An organic solvent such as ethyl acetate or alkane is added to the reaction solution and stirred to extract the alcohol. At this time, it is preferable to add salts (such as sodium chloride) or acids (such as hydrochloric acid) to the reaction solution to increase the ionic strength of the reaction solution, because the extraction rate of alcohol into an organic solvent is improved. Thereafter, the target alcohol can be purified by distillation using the difference between the boiling points of the solvent used and the alcohol.

以下の実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[実施例]
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例1
ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のアルカン水酸化機構をコードする遺伝子のクローニング
ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株(FERM P-19376)をL-brothを用いて28℃で3日間培養し、染色体DNAをISOPLANT (NIPPON GENE)を用いて調製した。次にTheo. H. M.らの方法 (Smits, T. H. M., Rothlissberger, M., Witholt, B., and van Beilen, J. B., Molecular screening for alkane hydroxylase genes in gram-negative and gram-positive strains. Environ. Microbiol. 1, 307-317 (1999)) に従い、TS2S primerとDeg1RE primerを作製した(表2)。これらとLA Taq (TaKaRa)を用い、TF6株のgenome DNAをテンプレートにして、PCR反応を行った。反応条件は98℃ 20 sec., 40℃ 1 min., 68℃ 1 min.の25cycleで行った。この結果、約550 bpのDNA断片が増幅した。これをシークエンスした結果、ここに存在する遺伝子のコードする蛋白質は、alkB2のコードするアルカン-1-モノオキシゲナーゼに相同性を有していた。そこでこの遺伝子断片の周辺領域を取得し、シークエンスするために、Inverse PCRを行った(Ochman, H., Gerber, A.S., and Hartl, D.L. Genetic applications of an inverse polymerase chain reaction. Genetics, 120, 621-623 (1988))。TF6株の染色体DNAを制限酵素SalIあるいはBamHIで消化し、それぞれT4 DNA ligase を用いて自己連結反応を行った。これをテンプレートDNAとして、約550 bpのDNA断片の塩基配列から作製したプライマーInv1 primerとInv2 primer (表2)とを用いてPCRを行った。反応条件は98℃ 20 sec., 68℃ 4 min.の30cycleで行った。これらのPCR産物をpT7 Blue T-vector (Novagen)に連結してDNAシークエンスを行った。
[Example]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
Example 1
Cloning of the gene encoding the alkane hydroxylation mechanism of Gordonia sp. TF6 strain Gordonia sp. TF6 strain (FERM P-19376) was cultured at 28 ° C for 3 days using L-broth Chromosomal DNA was prepared using ISOPLANT (NIPPON GENE). Next, Theo.HM et al. (Smits, THM, Rothlissberger, M., Witholt, B., and van Beilen, JB, Molecular screening for alkane hydroxylase genes in gram-negative and gram-positive strains.Environ. Microbiol. 1 , 307-317 (1999)), TS2S primer and Deg1RE primer were prepared (Table 2). Using these and LA Taq (TaKaRa), PCR reaction was performed using TF6 strain genomic DNA as a template. The reaction conditions were 25 cycles of 98 ° C 20 sec., 40 ° C 1 min., 68 ° C 1 min. As a result, a DNA fragment of about 550 bp was amplified. As a result of sequencing, the protein encoded by the gene present here was homologous to the alkane-1-monooxygenase encoded by alkB2. Therefore, Inverse PCR was performed to obtain and sequence the peripheral region of this gene fragment (Ochman, H., Gerber, AS, and Hartl, DL Genetic applications of an inverse polymerase chain reaction. Genetics, 120, 621- 623 (1988)). The chromosomal DNA of TF6 strain was digested with restriction enzymes SalI or BamHI, and self-ligation reaction was performed using T4 DNA ligase, respectively. Using this as a template DNA, PCR was performed using primers Inv1 primer and Inv2 primer (Table 2) prepared from the base sequence of a DNA fragment of about 550 bp. The reaction conditions were 98 ° C for 20 sec. And 68 ° C for 4 min. For 30 cycles. These PCR products were ligated to pT7 Blue T-vector (Novagen) for DNA sequencing.

ここで明らかになったDNA約2 Kbpのさらに周辺領域をシークエンスするために、再度Inverse PCRを行った。TF6株の染色体DNAを制限酵素MluIで消化し、自己連結反応を行ったものをテンプレートDNAとして、プライマーInv3 primerとInv4 primer (表2)とを用いてPCRを行った。反応条件は98℃ 20 sec., 68℃ 3 min.の30cycleで行った。これらのPCR産物をpT7 Blue T-vectorに連結してDNAシークエンスを行った。   In order to further sequence the peripheral region of about 2 Kbp of DNA revealed here, Inverse PCR was performed again. PCR was performed using primers Inv3 primer and Inv4 primer (Table 2), using TF6 strain chromosomal DNA digested with restriction enzyme MluI and subjected to self-ligation as template DNA. The reaction conditions were 98 ° C 20 sec., 68 ° C 3 min., 30 cycles. These PCR products were ligated to pT7 Blue T-vector for DNA sequencing.

ここで明らかになったDNA配列3491bpを図1に示した。このDNA断片上にはRhodococcus erythropolis NRRL B-16531に高い相同性を示すアルカン水酸化機構、alkB2, rubA3, rubA4, rubBが存在していた (表3)。これらの遺伝子はクラスターを成し、alkB2の上流に存在するプロモーターによって転写されるものと考えられる。   The DNA sequence 3491 bp revealed here is shown in FIG. Alkane hydroxylation mechanism, alkB2, rubA3, rubA4, and rubB, showing high homology to Rhodococcus erythropolis NRRL B-16531 were present on this DNA fragment (Table 3). These genes are clustered and are thought to be transcribed by a promoter located upstream of alkB2.

Figure 0004331542
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実施例2
ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のアルカン水酸化機構をコードする遺伝子の発現およびn-オクタンの微生物変換
クローニングしたゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のアルカン水酸化機構の構成成分をコードする遺伝子群、alkB2, rubA3, rubA4, rubBを大腸菌で発現させることを試みた。発現プラスミドpAL526、 pAL520、 pAL501、 pAL502、 pAL503及びpAL026を構築し(表4)、これらとpTrcHisAをそれぞれE.coli TOP10 (Invitrogen)に導入した。これらの株それぞれをアンピシリンナトリウム (100 μg/ml) を含むL-培地を用いて28℃で17時間培養し、この培養液1 mlをアンピシリンナトリウム (100 μg/ml)を含む50 ml L-培地(250 ml三角フラスコ入り)に植菌した。28℃で3時間培養した後、isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) (終濃度 0.1 mM)を添加してさらに5時間培養した。菌体を集菌し、0.2M リン酸緩衝液 (pH7.0) 3 mlを加え懸濁したものを菌体懸濁液とした。
Example 2
Expression of the gene encoding the alkane hydroxylation mechanism of Gordonia sp. TF6 strain and microbial conversion of n-octane. Codes the components of the alkane hydroxylation mechanism of the cloned Gordonia sp. TF6 strain. We tried to express alkB2, rubA3, rubA4 and rubB in E. coli. Expression plasmids pAL526, pAL520, pAL501, pAL502, pAL503, and pAL026 were constructed (Table 4), and these and pTrcHisA were introduced into E. coli TOP10 (Invitrogen). Each of these strains was cultured in L-medium containing ampicillin sodium (100 μg / ml) at 28 ° C for 17 hours, and 1 ml of this culture was added to 50 ml L-medium containing ampicillin sodium (100 μg / ml). Inoculated into a 250 ml Erlenmeyer flask. After culturing at 28 ° C. for 3 hours, isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) (final concentration 0.1 mM) was added and further cultured for 5 hours. The bacterial cells were collected and suspended by adding 3 ml of 0.2M phosphate buffer (pH 7.0).

Figure 0004331542
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菌体懸濁液1.5 mlに10%グリセロール溶液100 μl、100 mg/ml FeSO4.7H2O 1.5μl、100 mM IPTG 1.5μl、50 mg/ml アンピシリンナトリウム1.5μl、およびn-オクタン500 μlを加え、遠沈管にて28℃で19時間振とう培養した。2N HCl 300 μlとn-オクタン500 μlを加え、28℃で10分間振とうした後、28℃、3,500rpmで遠心分離した上清をGas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)で分析した。使用した装置はPerkin Elmer社製のTurbomass Gold型GC-MS装置であり、その操作条件は以下の通りである。反応産物(アルコール類)はその保持時間及び質量スペクトルを市販標準品と比較し、それらの一致度から同定した。
カラム:TC-WAX(GL Sciences社製キャピラリーカラム、内径0.25mm、長さ30m、膜厚0.25μm)
キャリアガス:ヘリウム(20mL/分で、19:1のスプリット)
カラム温度:5℃/分で120℃から160℃、10℃/分で180℃、180℃で7分、10℃/分で230℃、230℃で3分
インジェクター温度:260℃
ディテクター温度:250℃
試料注入量:1μl
Cell suspension 1.5 ml of 10% glycerol solution 100 μl, 100 mg / ml FeSO 4 .7H 2 O 1.5μl, 100 mM IPTG 1.5μl, 50 mg / ml sodium ampicillin 1.5 [mu] l, and n- octane 500 [mu] l In addition, the cells were cultured with shaking in a centrifuge tube at 28 ° C. for 19 hours. After adding 300 μl of 2N HCl and 500 μl of n-octane and shaking for 10 minutes at 28 ° C., the supernatant centrifuged at 28 ° C. and 3,500 rpm was analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The apparatus used was a Turbomass Gold GC-MS apparatus manufactured by Perkin Elmer, and the operating conditions were as follows. The reaction products (alcohols) were identified from their coincidence by comparing their retention times and mass spectra with commercial standards.
Column: TC-WAX (GL Sciences capillary column, inner diameter 0.25 mm, length 30 m, film thickness 0.25 μm)
Carrier gas: Helium (20 mL / min, 19: 1 split)
Column temperature: 120 ° C to 160 ° C at 5 ° C / min, 180 ° C at 10 ° C / min, 7 min at 180 ° C, 230 ° C at 10 ° C / min, 3 min at 230 ° C Injector temperature: 260 ° C
Detector temperature: 250 ℃
Sample injection volume: 1 μl

なお、反応産物の定量はGC-MSと同様の条件でShimadzu社製のGC-17A型GC装置を用いて行った(検出器は水素炎イオン化検出器を使用)。その結果を図2に示した。E.coli TOP10 pAL526株はn-オクタンを1-オクタノールに変換した。プラスミドとしてpAL526を用いて形質転換した大腸菌TOP10の、n-オクタンの1-オクタノールへの変換を100とした場合の、プラスミドpAL520、プラスミドpAL501、プラスミドpAL502、プラスミドpAL503、またはプラスミドpAL503を用いて形質転換した大腸菌TOP10の相対的な変換能を示す。図中の矢印は、アルカンヒドロキシラーゼ系のORFを示す。太線は各プラスミドが有するDNA領域を示す。各×は、表4に示すように、Cysを停止コドンに変更したポイントを示す。
片方のルブレドキシンを破壊した場合(pAL501、pAL502)のn-オクタン変換活性は、両方を有している場合(pAL526)の1/5程度になった。また、両方のルブレドキシンを破壊した場合(pAL503)は、当該変換活性はほとんど検出できなかった。一方、ルブレドキシンレダクターゼを破壊した場合(pAL520)はその変換活性はほとんど減少しなかった。これは大腸菌の有するレダクターゼが非特異的に機能しているためと考えられる。
The quantification of the reaction product was carried out using a GC-17A GC apparatus manufactured by Shimadzu under the same conditions as GC-MS (a detector using a hydrogen flame ionization detector). The results are shown in FIG. E. coli TOP10 pAL526 strain converted n-octane to 1-octanol. Transformation of E. coli TOP10 transformed with pAL526 as a plasmid using plasmid pAL520, plasmid pAL501, plasmid pAL502, plasmid pAL503, or plasmid pAL503, where n-octane is converted to 1-octanol as 100 The relative conversion ability of E. coli TOP10 is shown. The arrow in the figure indicates the alkane hydroxylase ORF. A bold line shows the DNA region which each plasmid has. As shown in Table 4, each x represents a point where Cys is changed to a stop codon.
When one of the rubredoxins was destroyed (pAL501, pAL502), the n-octane conversion activity was about 1/5 that of the case of having both (pAL526). Moreover, when both rubredoxins were destroyed (pAL503), the conversion activity was hardly detectable. On the other hand, when rubredoxin reductase was destroyed (pAL520), the conversion activity was hardly reduced. This is probably because the reductase of E. coli functions nonspecifically.

実施例3
ゴルドニア・エスピー(Gordonia sp.) TF6株のアルカン水酸化機構発現大腸菌を用いた各種アルカンの微生物変換。
ゴルドニア(Gordonia) sp. TF6株のアルカン水酸化機構を発現させた菌体懸濁液を前項と同様に調製し、この菌体懸濁液1.5 mlに10%グリセロール溶液100 μl、100 mg/ml FeSO4・7H2O 1.5μl、100 mM IPTG 1.5μl、50 mg/ml アンピシリンナトリウム1.5μl、および各種アルカン500 μlを加え、遠沈管にて28℃で19時間振とう培養した。2N HCl 300 μlと各種アルカン500 μlを加え、28℃で10分間振とうした後、28℃、3,500rpmで遠心分離した上清を前述の実施例2に準じてGC-MS及びGCで分析した。この結果を表5に示した。E.coli TOP10 pAL526株は炭素数5から炭素数13の直鎖アルカン、シクロヘキサン、シクロオクタンをそれぞれ対応するアルコールに変換した。一方、ネガティブコントロールのE.coli TOP10 pTrcHisA株を用いた微生物変換反応では、全てのアルカノールは検出されなかった。
Example 3
Microbial transformation of various alkanes using Escherichia coli expressing alkane hydroxylation mechanism of Gordonia sp. TF6 strain.
A cell suspension expressing the alkane hydroxylation mechanism of Gordonia sp. TF6 strain was prepared in the same manner as in the previous section, and 100 μl of 10% glycerol solution, 100 mg / ml was added to 1.5 ml of this cell suspension. FeSO 4 · 7H 2 O 1.5 μl, 100 mM IPTG 1.5 μl, 50 mg / ml ampicillin sodium 1.5 μl, and various alkanes 500 μl were added, and cultured with shaking in a centrifuge tube at 28 ° C. for 19 hours. After adding 300 μl of 2N HCl and 500 μl of various alkanes, shaking at 28 ° C. for 10 minutes, the supernatant centrifuged at 28 ° C. and 3,500 rpm was analyzed by GC-MS and GC according to Example 2 described above. . The results are shown in Table 5. The E.coli TOP10 pAL526 strain was converted from linear alkanes having 5 to 13 carbon atoms, cyclohexane and cyclooctane to the corresponding alcohols. On the other hand, not all alkanols were detected in the microbial conversion reaction using the negative control E. coli TOP10 pTrcHisA strain.

Figure 0004331542
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実施例1において明らかになったDNA配列(3491bp)を示す。2 shows the DNA sequence (3491 bp) revealed in Example 1. 実施例1において明らかになったDNA配列(3491bp)を示す。2 shows the DNA sequence (3491 bp) revealed in Example 1. 実施例1において明らかになったDNA配列(3491bp)を示す。2 shows the DNA sequence (3491 bp) revealed in Example 1. 実施例1において明らかになったDNA配列(3491bp)を示す。2 shows the DNA sequence (3491 bp) revealed in Example 1. 実施例1において明らかになったDNA配列(3491bp)を示す。2 shows the DNA sequence (3491 bp) revealed in Example 1. 実施例2で行ったGC-MSの結果を示す。プラスミドとしてpAL526を用いて形質転換した大腸菌TOP10の、n-オクタンの1-オクタノールへの変換能を100とした場合の、プラスミドpAL520、プラスミドpAL501、プラスミドpAL502、プラスミドpAL503、またはプラスミドpAL503を用いて形質転換した大腸菌TOP10の相対的な変換能を示す。The result of GC-MS performed in Example 2 is shown. Escherichia coli TOP10 transformed with pAL526 as a plasmid is transformed with plasmid pAL520, plasmid pAL501, plasmid pAL502, plasmid pAL503, or plasmid pAL503 when the conversion ability of n-octane to 1-octanol is defined as 100. The relative conversion ability of transformed E. coli TOP10 is shown.

Claims (19)

下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子。
(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列
A gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having alkane-1-monooxygenase activity;
(2) an amino acid sequence having an alkane-1-monooxygenase activity having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing; Or (3) an amino acid sequence having an amino acid sequence having 90 % or more homology to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having alkane-1-monooxygenase activity
下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子。
(1)配列表の配列番号2に記載の塩基配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼをコードする塩基配列;
(2)配列表の配列番号2に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼをコードする塩基配列;又は
(3)配列表の配列番号2に記載の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼをコードする塩基配列
A gene having any of the following base sequences:
(1) a base sequence having the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing and encoding alkane-1-monooxygenase;
(2) a base sequence having a base sequence having deletion, substitution and / or addition of 1 to several bases in the base sequence described in SEQ ID NO: 2 of the sequence listing and encoding alkane-1-monooxygenase; Or (3) a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to the DNA comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, and alkane-1-mono Base sequence encoding oxygenase
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子。
(1)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列
A gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity;
(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity; or ( 3) An amino acid sequence having an amino acid sequence having 90 % or more homology with the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity
下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子。
(1)配列表の配列番号4に記載の塩基配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼをコードする塩基配列;
(2)配列表の配列番号4に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼをコードする塩基配列;又は
(3)配列表の配列番号4に記載の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼをコードする塩基配列
A gene having any of the following base sequences:
(1) a nucleotide sequence having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing and encoding rubredoxin reductase;
(2) a base sequence having a base sequence having deletion, substitution and / or addition of one to several bases in the base sequence set forth in SEQ ID NO: 4 of the sequence listing and encoding rubredoxin reductase; or ( 3) It has a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of a base sequence complementary to the DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing, and encodes rubredoxin reductase Base sequence
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子。
(1)配列表の配列番号5に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号5に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号5に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列
A gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing and having a function of rubredoxin;
(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing and having a function of rubredoxin; or (3) An amino acid sequence having an amino acid sequence having 90 % or more homology with the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing and having a function of rubredoxin
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子。A gene encoding a protein having any of the following amino acid sequences.
(1)配列表の配列番号7に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin;
(2)配列表の配列番号7に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;又は(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin; or
(3)配列表の配列番号7に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列(3) An amino acid sequence having an amino acid sequence having 90% or more homology to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin
下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子。
(1)配列表の配列番号6に記載の塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列;
(2)配列表の配列番号6に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列;又は
(3)配列表の配列番号6に記載の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列
A gene having any of the following base sequences:
(1) a nucleotide sequence having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 6 in the sequence listing and encoding rubredoxin;
(2) a nucleotide sequence having a nucleotide sequence having deletion, substitution and / or addition of one to several nucleotides in the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 6 in the sequence listing and encoding rubredoxin; or (3) A base sequence that encodes rubredoxin, having a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to the DNA comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 6 in the sequence listing
下記の何れかの塩基配列を有する遺伝子。A gene having any of the following base sequences:
(1)配列表の配列番号8に記載の塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列;(1) a nucleotide sequence having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 8 in the sequence listing and encoding rubredoxin;
(2)配列表の配列番号8に記載の塩基配列において1から数個の塩基の欠失、置換及び/又は付加を有する塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列;又は(2) a nucleotide sequence having a nucleotide sequence having deletion, substitution and / or addition of 1 to several nucleotides in the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 8 of the sequence listing and encoding rubredoxin; or
(3)配列表の配列番号8に記載の塩基配列からなるDNAに対して相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有し、ルブレドキシンをコードする塩基配列(3) a base sequence that encodes rubredoxin, having a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a base sequence complementary to the DNA comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 8 in the Sequence Listing
ゴルドニア(Gordonia)属に属する微生物に由来する遺伝子である、請求項1〜のいずれか1項に記載の遺伝子。 The gene according to any one of claims 1 to 8 , which is a gene derived from a microorganism belonging to the genus Gordonia. 下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質。
(1)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、アルカン−1−モノオキシゲナーゼ活性を有するアミノ酸配列
A protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having alkane-1-monooxygenase activity;
(2) an amino acid sequence having an alkane-1-monooxygenase activity having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing; Or (3) an amino acid sequence having an amino acid sequence having 90% or more homology to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and having alkane-1-monooxygenase activity
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質。
(1)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号3に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンレダクターゼ活性を有するアミノ酸配列
A protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity;
(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity; or ( 3) An amino acid sequence having an amino acid sequence having 90 % or more homology with the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having rubredoxin reductase activity
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質。
(1)配列表の配列番号5に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;
(2)配列表の配列番号5に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;又は
(3)配列表の配列番号5に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列
A protein having any of the following amino acid sequences.
(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing and having a function of rubredoxin;
(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing and having a function of rubredoxin; or (3) An amino acid sequence having an amino acid sequence having 90 % or more homology with the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 5 in the sequence listing and having a function of rubredoxin
下記の何れかのアミノ酸配列を有するタンパク質。A protein having any of the following amino acid sequences.
(1)配列表の配列番号7に記載のアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;(1) an amino acid sequence having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin;
(2)配列表の配列番号7に記載のアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換及び/又は付加を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列;又は(2) an amino acid sequence having an amino acid sequence having a deletion, substitution and / or addition of one to several amino acids in the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin; or
(3)配列表の配列番号7に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、ルブレドキシンの機能を有するアミノ酸配列(3) An amino acid sequence having an amino acid sequence having 90% or more homology to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 7 in the sequence listing and having a function of rubredoxin
請求項1〜のいずれか1項に記載の遺伝子を含む組み換えベクター。 A recombinant vector comprising the gene according to any one of claims 1 to 9 . 請求項1〜のいずれか1項に記載の遺伝子または請求項14に記載の組み換えベクターを含む形質転換体。 A transformant comprising the gene according to any one of claims 1 to 9 or the recombinant vector according to claim 14 . 請求項1または2に記載の遺伝子、請求項3または4に記載の遺伝子、請求項5または6に記載の遺伝子及び請求項7または8に記載の遺伝子を含む形質転換体。 A transformant comprising the gene according to claim 1 or 2, the gene according to claim 3 or 4, the gene according to claim 5 or 6, and the gene according to claim 7 or 8 . 宿主が大腸菌である請求項15または16に記載の形質転換体。 The transformant according to claim 15 or 16 , wherein the host is Escherichia coli. 請求項16に記載の形質転換体の存在下で炭素数5〜13の直鎖アルカンまたは炭素数6〜8のシクロアルカンを水酸化させてアルコールを得ることを含む、前記アルコールの製造方法。 Claim 16 is hydroxide linear alkanes or cycloalkanes having a carbon number of 6-8 5-13 carbon atoms in the presence of the transformant according to including Rukoto give alcohol, method for producing the alcohol. 請求項15に記載の形質転換体を培養し、培養物から請求項10〜13のいずれか1項に記載のタンパク質を採取することを含む、請求項10〜13のいずれか1項に記載のタンパク質の製造方法。 Culturing the transformant according to claim 15, comprising collecting the protein of any one of claims 10 to 13 from the culture, according to any one of claims 10 to 13 A method for producing a protein.
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