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JP4352877B2 - Method for producing γ-glutamylcysteine - Google Patents
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JP4352877B2 - Method for producing γ-glutamylcysteine - Google Patents

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Description

本発明は、γ−グルタミルシステインを生産する酵母菌株とその培養方法、及び同菌株の菌体を利用した飲食品に関するものである。γ−グルタミルシステインを含む素材及びそれから製造されるシステインを含む素材は、食品分野で有用である。   The present invention relates to a yeast strain that produces γ-glutamylcysteine, a method for culturing the same, and a food and drink using the cells of the strain. A material containing γ-glutamylcysteine and a material containing cysteine produced therefrom are useful in the food field.

システインは、食品の風味改善などを目的に用いられている。システインの製法については蛋白分解法や半合成法などが知られているが、現在主に用いられている方法は蛋白分解法と半合成法である。システインを食品の風味改善に用いることを目的として、システイン含量の高い天然食品素材が求められているが、そのような天然食品素材は従来ほとんど知られていなかった。一方、γ−グルタミルシステインを含む酵母エキスを加熱または酵素処理すれば、システインを高含有する食品素材を得ることが可能であると報告されている(特許文献1)。   Cysteine is used for the purpose of improving the flavor of food. Proteolytic methods and semi-synthetic methods are known as methods for producing cysteine, but the methods currently used mainly are proteolytic methods and semi-synthetic methods. For the purpose of using cysteine for improving the flavor of food, a natural food material having a high cysteine content is required. However, such a natural food material has hardly been known. On the other hand, it has been reported that if a yeast extract containing γ-glutamylcysteine is heated or enzymatically treated, a food material containing a high content of cysteine can be obtained (Patent Document 1).

γ−グルタミルシステインは、γ−グルタミルシステイン合成酵素の働きによりシステインとグルタミン酸を基質にして合成される。また、グルタチオンはグルタチオン合成酵素の働きによりγ−グルタミルシステインとグリシンを基質にして合成される。グルタチオン合成酵素遺伝子を破壊した酵母は、γ−グルタミルシステインを蓄積することが報告されている(非特許文献1)。   γ-glutamylcysteine is synthesized using cysteine and glutamic acid as substrates by the action of γ-glutamylcysteine synthetase. Glutathione is synthesized using γ-glutamylcysteine and glycine as substrates by the action of glutathione synthetase. It has been reported that yeast in which the glutathione synthetase gene is disrupted accumulates γ-glutamylcysteine (Non-patent Document 1).

これまでに、γ−グルタミルシステインを高含有する酵母は、特許文献1、非特許文献1、非特許文献2及び非特許文献3などで報告されている。しかしこれらの報告には、グルタチオン合成酵素遺伝子を破壊または弱化させた酵母を用いてγ−グルタミルシステインを高蓄積させるための培養条件に関する記載はない。   So far, yeasts with a high content of γ-glutamylcysteine have been reported in Patent Document 1, Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, Non-Patent Document 3, and the like. However, these reports do not describe culture conditions for highly accumulating γ-glutamylcysteine using yeast in which the glutathione synthase gene has been disrupted or weakened.

ところで、γ−グルタミルシステインの代謝産物であるグルタチオンを酵母に高蓄積させる培養方法に関する技術が開示されている(特許文献2等)。この報告には、酵母の培養途中にグルタチオンの構成アミノ酸であるシステインを添加するとグルタチオン蓄積量が上昇すると記載されている。その為、グルタチオン合成酵素遺伝子を破壊または弱化させた酵母の培養途中にシステインを添加して培養すればγ−グルタミルシステインを高蓄積できると考えられる。しかしながら、γ−グルタミルシステインを含む素材はシステインを含む素材を製造する目的で有用であるため、システイン含有素材を得る目的でγ−グルタミルシステインを含有する酵母の培養途中にシステインを添加することは、コスト的見地からは非実用的な方法である。   By the way, the technique regarding the culture | cultivation method which accumulates highly the glutathione which is a metabolite of (gamma) -glutamylcysteine in yeast is disclosed (patent document 2 etc.). This report describes that the amount of glutathione accumulated increases when cysteine, which is a constituent amino acid of glutathione, is added during the culture of yeast. Therefore, it is considered that γ-glutamylcysteine can be highly accumulated by adding cysteine during the cultivation of yeast in which the glutathione synthase gene has been disrupted or weakened. However, since a material containing γ-glutamylcysteine is useful for the purpose of producing a material containing cysteine, adding cysteine during the culture of yeast containing γ-glutamylcysteine for the purpose of obtaining a cysteine-containing material is This is impractical from a cost standpoint.

さらに、大竹らは、グルタチオン合成酵素遺伝子が破壊された酵母YL1株の培養途中に3mMのシステインを添加した時の酵母菌体中のγ−グルタミルシステイン含有量を報告している(非特許文献1)。この報告では、YL1株にシステインを添加して培養した場合のγ−グルタミルシステイン蓄積量は0.533%であり、システインを添加しないで培養した場合のγ−グルタミルシステイン含有量0.518%であったと記載されている。この結果からも、グルタチオン合成酵素遺伝子を破壊または弱化させた酵母の培養途中にシステインを添加して培養することは非実用的な方法であると考えられる。   Furthermore, Otake et al. Reported the content of γ-glutamylcysteine in yeast cells when 3 mM cysteine was added during the cultivation of the yeast YL1 strain in which the glutathione synthetase gene was disrupted (Non-patent Document 1). ). This report describes that the amount of γ-glutamylcysteine accumulated when cysteine was added to the YL1 strain and cultured was 0.533%, and the content of γ-glutamylcysteine when cultured without cysteine was 0.518%. ing. Also from this result, it is considered to be an impractical method to add cysteine during the cultivation of yeast in which the glutathione synthase gene has been disrupted or weakened and to culture it.

また、酵母におけるMET25遺伝子の発現量を増大させると菌体内グルタチオン含有量が上昇することが報告されている。さらに、MET25遺伝子の発現量を増大させる方法については変異型MET4遺伝子(非特許文献4、特許文献3)、変異型MET30遺伝子(非特許文献5)を利用する方法等が報告されている。   It has also been reported that increasing the expression level of the MET25 gene in yeast increases the intracellular glutathione content. Furthermore, methods for increasing the expression level of the MET25 gene have been reported such as a method using a mutant MET4 gene (Non-patent Documents 4 and 3), a mutant MET30 gene (Non-patent Document 5), and the like.

MET25遺伝子の発現については、次のように考えられている(非特許文献6、非特許文献7)。MET4産物は、MET25遺伝子に発現に正の因子として働く。通常は、MET4産物は、MET30産物及び他の数種のタンパク質とともにSCFMET30複合体を形成し、ユビキチン化を受け、26Sプロテアソームによるタンパク分解系によりMET30産物とともに分解されるため、MET25遺伝子の発現は抑制されている。一方、SCFMET30複合体の機能が低下すると、MET4産物及びMET30産物は分解を受けず、MET25遺伝子が発現する。   The expression of the MET25 gene is considered as follows (Non-Patent Document 6, Non-Patent Document 7). The MET4 product acts as a positive factor for expression in the MET25 gene. Normally, the MET4 product forms an SCFMET30 complex with the MET30 product and several other proteins, undergoes ubiquitination, and is degraded along with the MET30 product by the 26S proteasome proteolytic system, thus suppressing the expression of the MET25 gene Has been. On the other hand, when the function of the SCFMET30 complex decreases, the MET4 and MET30 products are not degraded and the MET25 gene is expressed.

上記の知見から、γ−グルタミルシステインを高含有する酵母においても、MET25遺伝子の発現量を増大させることにより、γ−グルタミルシステイン含有量が増大することが予測される。   From the above findings, it is predicted that the γ-glutamylcysteine content is increased by increasing the expression level of the MET25 gene even in a yeast containing a high amount of γ-glutamylcysteine.

また、清酒酵母における研究から、清酒酵母をパントテン酸カルシウム欠乏状態で培養すると、その対数増殖期に硫化水素を蓄積するとの報告がある。この報告では、システインからの硫化水素の発生に着目しており、この現象はパントテン酸欠乏状態でより促進されると記載されている。   In addition, studies on sake yeast have reported that when sake yeast is cultured in a deficient state of calcium pantothenate, hydrogen sulfide accumulates in the logarithmic growth phase. This report focuses on the generation of hydrogen sulfide from cysteine, and states that this phenomenon is promoted more in the pantothenic acid deficient state.

国際公開第00/30474号パンフレット(WO 00/30474)International Publication No. 00/30474 Pamphlet (WO 00/30474) 特開昭48-92579号公報JP-A-48-92579 特開平10-33161号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-33161 Otake et al., Agri. Biol. Chem., 54 (12), 3145-3150, 1990Otake et al., Agri. Biol. Chem., 54 (12), 3145-3150, 1990 クリスら、Molecular Biology of the Cell., 8, 1699-1707, 1997Chris et al., Molecular Biology of the Cell., 8, 1699-1707, 1997 Inoue et al., Biochimica et Biophysica Acta, 1395 (1998) 315-320)Inoue et al., Biochimica et Biophysica Acta, 1395 (1998) 315-320) 大村ら FEBS Letters 387(1996) 179-183Omura et al. FEBS Letters 387 (1996) 179-183 DOMINIQUEら、MOLECULAR AND CELLUAR BIOLOGY, Dec 1995 p6526-6534DOMINIQUE et al., MOLECULAR AND CELLUAR BIOLOGY, Dec 1995 p6526-6534 Patton et al.,Genes Dev.12: 692-705, 1998Patton et al., Genes Dev. 12: 692-705, 1998 Rouillon et al., EMBO Journal 19: 282-294, 2000Rouillon et al., EMBO Journal 19: 282-294, 2000

本発明は、上記の技術背景の下に、γ−グルタミルシステイン生産に適した酵母及びそれを用いたγ−グルタミルシステインの製造方法、並びに、同酵母菌株を利用したγ−グルタミルシステイン含有飲食品を提供することを課題とする。   The present invention provides a yeast suitable for γ-glutamylcysteine production, a method for producing γ-glutamylcysteine using the same, and a γ-glutamylcysteine-containing food / beverage product using the yeast strain based on the above technical background. The issue is to provide.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行い、酵母のγ−グルタミルシステインの蓄積量が培養中に一定である必要はなく、集菌直前に必要量のγ−グルタミルシステインを含有していればよいと考えた。そして、γ−グルタミルシステイン産生能を有し、かつパントテン酸を要求する酵母を、その酵母が必要とするパントテン酸を必要最小限度添加して培養し、十分量の菌体含量を得た後、パントテン酸を欠乏した状態で培養す
ることにより、γ−グルタミルシステインの蓄積量が上昇することを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above problems, and it is not necessary that the amount of γ-glutamylcysteine accumulated in yeast is constant during culture. We thought that it should contain. And after cultivating yeast that has γ-glutamylcysteine-producing ability and that requires pantothenic acid with the minimum addition of pantothenic acid required by the yeast to obtain a sufficient cell content, By culturing in a state deficient in pantothenic acid, it was found that the amount of γ-glutamylcysteine accumulated increased, and the present invention was completed.
That is, the present invention is as follows.

(1)γ−グルタミルシステイン生産能を有し、パントテン酸要求性を有し、かつ、パントテン酸量が制限された培地で培養したとき、乾燥酵母菌体当たりのγ−グルタミルシステイン含有量が経時的に上昇する酵母。
(2)細胞内のグルタチオン合成酵素活性が低下又は消失するように改変された(1)に記載の酵母。
(3)MET25遺伝子の発現が脱抑制されるように改変された(1)又は(2)に記載の酵母。
(4)コードされる蛋白質の569位のセリンがセリン以外の他のアミノ酸に置換する変異を有する変異型MET30遺伝子を保持することにより、MET25遺伝子の発現が脱抑制された(3)に記載の酵母。
(5)前記他のアミノ酸がフェニルアラニンである(4)に記載の酵母。
(6)サッカロマイセス属に属する(1)〜(5)のいずれかに記載の酵母。
(7)(1)〜(6)のいずれかに記載の酵母を、十分な量のパントテン酸を含む培地で培養して同酵母を増殖させる工程と、パントテン酸量が制限された培地で培養し、菌体内のγ−グルタミルシステイン含有量を上昇させる工程を含む、γ−グルタミルシステインを蓄積した酵母の製造方法。
(8)(1)〜(6)のいずれかに記載の酵母を好適な条件で培養して得られる培養物、もしくはγ−グルタミルシステインを含む前記培養物の分画物、又は熱処理によってシステインが生成したこれらの培養物もしくは分画物を含む飲食品。
(9)飲食品がアルコール飲料、パン食品、又は発酵食品調味料である(8)記載の飲食品。
(10)(1)〜(6)のいずれかに記載の酵母を好適な条件で培養して得られる培養物を用いて製造された酵母エキス。
(11)(1)〜(6)のいずれかに記載の酵母を好適な条件で培養して得られる培養物もしくはその分画物、又は加熱処理した前記培養物又は分画物を、飲食品原料に混合し、飲食品に加工することを特徴とする、γ−グルタミルシステイン又はシステイン含有飲食品の製造法。
(12)コードされる蛋白質の569位のセリンがフェニルアラニンに置換された変異を有する変異型MET30遺伝子を保持することにより、MET25遺伝子の発現が脱抑制された酵母。
(1) When cultivated in a medium having the ability to produce γ-glutamylcysteine, having pantothenic acid requirement and having a limited amount of pantothenic acid, the content of γ-glutamylcysteine per dry yeast cell Ascending yeast.
(2) The yeast according to (1), modified so that intracellular glutathione synthase activity is reduced or eliminated.
(3) The yeast according to (1) or (2), which is modified so that expression of the MET25 gene is derepressed.
(4) The expression of the MET25 gene is derepressed by retaining a mutant MET30 gene having a mutation in which the serine at position 569 of the encoded protein substitutes for an amino acid other than serine. yeast.
(5) The yeast according to (4), wherein the other amino acid is phenylalanine.
(6) The yeast according to any one of (1) to (5), which belongs to the genus Saccharomyces.
(7) A step of culturing the yeast according to any one of (1) to (6) in a medium containing a sufficient amount of pantothenic acid to proliferate the yeast, and culturing in a medium in which the amount of pantothenic acid is limited And a method for producing yeast having accumulated γ-glutamylcysteine, comprising a step of increasing the content of γ-glutamylcysteine in the microbial cells.
(8) A culture obtained by culturing the yeast according to any one of (1) to (6) under suitable conditions, a fraction of the culture containing γ-glutamylcysteine, or cysteine by heat treatment Food or drink containing these cultures or fractions produced.
(9) The food or drink according to (8), wherein the food or drink is an alcoholic beverage, bread food, or fermented food seasoning.
(10) A yeast extract produced using a culture obtained by culturing the yeast according to any one of (1) to (6) under suitable conditions.
(11) A culture obtained by culturing the yeast according to any one of (1) to (6) or a fraction thereof, or the heat-treated culture or fraction, A method for producing γ-glutamylcysteine or a cysteine-containing food or drink, which is mixed with a raw material and processed into a food or drink.
(12) A yeast in which expression of the MET25 gene is derepressed by retaining a mutant MET30 gene having a mutation in which serine at position 569 of the encoded protein is substituted with phenylalanine.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

<1>本発明の酵母
本発明の酵母は、γ−グルタミルシステイン生産能を有し、かつ、パントテン酸要求性を有する酵母である。本発明の酵母は、好ましくは、パントテン酸量が制限された培地で培養したとき、乾燥酵母菌体当たりのγ−グルタミルシステイン含有量が経時的に上昇する。
<1> Yeast of the Present Invention The yeast of the present invention is a yeast having the ability to produce γ-glutamylcysteine and having pantothenic acid requirement. Preferably, when the yeast of the present invention is cultured in a medium with a limited pantothenic acid content, the γ-glutamylcysteine content per dry yeast cell increases with time.

本発明において、「γ−グルタミルシステイン生産能を有する」とは、酵母野生株よりも多量のγ−グルタミルシステインを菌体内に蓄積することをいい、好ましくは、酵母を十分な量のパントテン酸を含む培地で培養した後、パントテン酸量が制限された培地で培養したとき、乾燥酵母菌体当たり1%以上のγ−グルタミルシステインを蓄積することをいう。より好ましくは、さらに、乾燥酵母菌体当たりのグルタチオン蓄積量が0.1%以下であることをいう。   In the present invention, “having the ability to produce γ-glutamylcysteine” means that a larger amount of γ-glutamylcysteine is accumulated in the microbial cells than the wild yeast strain, and preferably the yeast has a sufficient amount of pantothenic acid. It means that 1% or more of γ-glutamylcysteine is accumulated per dry yeast cell when cultured in a medium with a limited amount of pantothenic acid after culturing in a medium containing the same. More preferably, it means that the amount of glutathione accumulated per dry yeast cell is 0.1% or less.

乾燥酵母菌体当たりのγ−グルタミルシステイン又はグルタチオンの蓄積量は、例えば、105℃で4時間加熱した後の菌体重量に対するγ−グルタミルシステイン又はグルタチオンの含有量(%)をいう。   The accumulated amount of γ-glutamylcysteine or glutathione per dry yeast cell means, for example, the content (%) of γ-glutamylcysteine or glutathione with respect to the cell weight after heating at 105 ° C. for 4 hours.

γ−グルタミルシステイン生産能を有する酵母としては、例えば、細胞内のグルタチオン合成酵素活性が低下又は消失した酵母、もしくは、γ−グルタミルシステイン合成酵素活性が増強されるように改変された酵母、又は、細胞内のグルタチオン合成酵素活性が低下又は消失し、かつ、γ−グルタミルシステイン合成酵素活性が増強されるように改変された酵母が挙げられる。   Examples of yeast having the ability to produce γ-glutamylcysteine include, for example, yeast in which intracellular glutathione synthetase activity has been reduced or eliminated, or yeast modified to enhance γ-glutamylcysteine synthetase activity, or Examples thereof include yeast modified so that intracellular glutathione synthetase activity is reduced or eliminated and γ-glutamylcysteine synthetase activity is enhanced.

細胞内のグルタチオン合成酵素活性が低下又は消失した酵母は、例えば、グルタチオン合成酵素をコードする遺伝子(GSH2)の部分配列を欠失し、正常に機能する酵素を産生しないように改変した遺伝子、又は酵素活性が低下するような変異を有する遺伝子(以下、単に「変異型GSH2遺伝子」という)を含むDNAを用いた遺伝子置換により創製することができる。また、細胞内のグルタチオン合成酵素活性が低下又は消失した酵母は、実施例に記載したのと同様に、野生型酵母を、通常の変異処理、例えばUV照射、あるいはN−メチル−N−ニトロソグアニジン(NTG)、エチルメタンスルホネート(EMS)、亜硝酸、アクリジン等の変異剤による処理によって、取得することもできる。得られた変異株が目的の変異を有していることは、例えばPCR法等により確認することができる。   Yeast in which intracellular glutathione synthetase activity is reduced or eliminated is, for example, a gene that has been modified so that it does not produce a normally functioning enzyme by deleting a partial sequence of the gene encoding glutathione synthetase (GSH2), or It can be created by gene replacement using a DNA containing a gene having a mutation that reduces enzyme activity (hereinafter simply referred to as “mutant GSH2 gene”). Further, in the same manner as described in the examples, the yeast in which intracellular glutathione synthase activity is reduced or eliminated is treated with normal mutation treatment such as UV irradiation or N-methyl-N-nitrosoguanidine. (NTG), ethyl methanesulfonate (EMS), nitrous acid, acridine and other treatments with mutagens can also be obtained. It can be confirmed, for example, by the PCR method, that the obtained mutant has the target mutation.

前記のようなグルタチオン合成酵素活性が低下するような変異としては、例えば、370位のアルギニン残基を終止コドンに変更する変異が挙げられる。   Examples of such a mutation that decreases glutathione synthetase activity include a mutation that changes the arginine residue at position 370 to a stop codon.

また、グルタチオン合成酵素活性が低下する他の変異としては以下の変異が挙げられる(国際公開03/046155号パンフレット参照)。
(1)47位のスレオニン残基をイソロイシン残基に置換する変異。
(2)387位のグリシン残基をアスパラギン酸残基に置換する変異。
(3)54位のプロリン残基がロイシン残基に置換する変異。
上記変異は、単独でも、任意の組合せでもよいが、(1)と(3)の組合せ、及び(2)と(3)の組合せが好ましい。
In addition, other mutations that reduce glutathione synthetase activity include the following mutations (see International Publication No. 03/046155 pamphlet).
(1) A mutation that replaces the threonine residue at position 47 with an isoleucine residue.
(2) A mutation that replaces the glycine residue at position 387 with an aspartic acid residue.
(3) A mutation in which the proline residue at position 54 is replaced with a leucine residue.
The mutations may be used alone or in any combination, but the combination of (1) and (3) and the combination of (2) and (3) are preferable.

グルタチオン合成酵素遺伝子への目的の変異の導入は、合成オリゴヌクレオチドを用いた部位特異的変異法によって行うことができる。   Introduction of the desired mutation into the glutathione synthetase gene can be performed by site-specific mutagenesis using a synthetic oligonucleotide.

前記遺伝子置換は、以下のようにして行うことができる。変異型GSH2遺伝子を含む組換えDNAで酵母を形質転換し、変異型GSH2遺伝子と染色体上のGSH2遺伝子との間で組換えを起こさせる。その際、組換えDNAには、宿主の栄養要求性等の形質にしたがって、マーカー遺伝子を含ませておくと操作がしやすい。また、前記組換えDNAは、制限酵素で切断する等により直鎖状にし、さらに、酵母で機能する複製制御領域を除いておくと、染色体に組換えDNAが組み込まれた株を効率よく取得することができる。   The gene replacement can be performed as follows. Yeast is transformed with a recombinant DNA containing the mutant GSH2 gene, and recombination occurs between the mutant GSH2 gene and the GSH2 gene on the chromosome. At this time, the recombinant DNA can be easily manipulated by including a marker gene in accordance with a trait such as auxotrophy of the host. In addition, if the recombinant DNA is linearized by cutting with a restriction enzyme or the like, and if the replication control region functioning in yeast is removed, a strain in which the recombinant DNA is incorporated into the chromosome can be efficiently obtained. be able to.

酵母の形質転換は、プロトプラスト法、KU法、KUR法、エレクトロポレーション法等、通常酵母の形質転換に用いられる方法を採用することができる。
上記のようにして染色体に組換えDNAが組み込まれた株は、変異型GSH2遺伝子と染色体上にもともと存在するGSH2遺伝子との組換えを起こし、野生型GSH2遺伝子と変異型GSH2遺伝子との融合遺伝子2個が組換えDNAの他の部分(ベクター部分及びマーカー遺伝子)を挟んだ状態で染色体に挿入されている。
For transformation of yeast, methods usually used for transformation of yeast, such as protoplast method, KU method, KUR method, electroporation method, etc. can be employed.
A strain in which recombinant DNA is integrated into the chromosome as described above causes recombination between the mutant GSH2 gene and the GSH2 gene originally present on the chromosome, and a fusion gene of the wild-type GSH2 gene and the mutant GSH2 gene. Two of them are inserted into the chromosome with the other part of the recombinant DNA (vector part and marker gene) in between.

融合遺伝子2個のうち、変異型GSH2遺伝子のみを残すために、2個のGSH2遺伝子の組換
えにより1コピーのGSH2遺伝子を、ベクター部分(マーカー遺伝子を含む)とともに染色体DNAから脱落させる。その際、野生型GSH2遺伝子が染色体DNA上に残され、変異型GSH2遺伝子が切り出される場合と、反対に変異型GSH2遺伝子が染色体DNA上に残され、野生型GSH2遺伝子が切り出される場合がある。いずれの場合もマーカー遺伝子が脱落するので、2回目の組換えが生じたことは、マーカー遺伝子に対応する表現形質によって確認することができる。また、目的とする遺伝子置換株は、PCRによりGSH2遺伝子を増幅し、その構造を調べることによって、選択することができる。
In order to leave only the mutant GSH2 gene out of the two fusion genes, one copy of the GSH2 gene is dropped from the chromosomal DNA together with the vector portion (including the marker gene) by recombination of the two GSH2 genes. At that time, the wild-type GSH2 gene is left on the chromosomal DNA and the mutant GSH2 gene is excised, whereas the mutant-type GSH2 gene is left on the chromosomal DNA and the wild-type GSH2 gene is excised. In any case, since the marker gene is lost, the occurrence of the second recombination can be confirmed by the phenotype corresponding to the marker gene. The target gene replacement strain can be selected by amplifying the GSH2 gene by PCR and examining its structure.

尚、遺伝子置換に用いる変異型GSH2遺伝子は、グルタチオン合成酵素タンパク質全長をコードするものであってもよいが、欠失部位を含む限り、タンパク質の一部をコードする遺伝子断片であってもよい。   The mutant GSH2 gene used for gene replacement may encode the full length glutathione synthetase protein, but may also be a gene fragment encoding a part of the protein as long as the deletion site is included.

サッカロマイセス・セレビシエのグルタチオン合成酵素遺伝子(GSH2)は塩基配列が報告されており(Inoue et al., Biochim. Biophys. Acta, 1395 (1998) 315-320、GenBank
accession Y13804、配列番号1)、同塩基配列に基づいて作製したオリゴヌクレオチドをプライマーとするPCRにより、サッカロマイセス・セレビシエ染色体DNAから取得することができる。また、導入する遺伝子は、サッカロマイセス属以外の微生物に由来する遺伝子を用いることができる。
The nucleotide sequence of Saccharomyces cerevisiae glutathione synthase gene (GSH2) has been reported (Inoue et al., Biochim. Biophys. Acta, 1395 (1998) 315-320, GenBank).
accession Y13804, SEQ ID NO: 1), can be obtained from Saccharomyces cerevisiae chromosomal DNA by PCR using an oligonucleotide prepared based on the base sequence as a primer. Moreover, as the gene to be introduced, a gene derived from a microorganism other than the genus Saccharomyces can be used.

本発明に用いる変異型GSH2遺伝子は、前記47位、387位、54位の変異以外に、配列番号2に示すアミノ酸配列において、1又は数箇所の位置における1又は数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入又は付加を含むアミノ酸配列を有するGSH2産物をコードするものであってもよい。ここで、「数個」とは、アミノ酸残基のタンパク質の立体構造における位置や種類によっても異なるが、具体的には例えば、前記「数個」は、2〜10個、好ましくは、2〜6個、より好ましくは2〜3個である。あるいは、変異型GSH2遺伝子は、GSH2産物のアミノ酸配列全体に対し、30〜40%以上、好ましくは55〜65%以上の相同性を有するタンパク質をコードするDNAであってもよい。   In addition to the mutations at positions 47, 387, and 54, the mutant GSH2 gene used in the present invention includes substitution or deletion of one or several amino acids at one or several positions in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. It may encode a GSH2 product having an amino acid sequence that includes deletions, insertions or additions. Here, “several” differs depending on the position and type of the amino acid residue in the three-dimensional structure of the protein. Specifically, for example, the “several” is 2 to 10, preferably 2 to Six, more preferably 2-3. Alternatively, the mutant GSH2 gene may be DNA encoding a protein having a homology of 30 to 40% or more, preferably 55 to 65% or more with respect to the entire amino acid sequence of the GSH2 product.

また、上記のような塩基の置換、欠失、挿入、付加、又は逆位等には、GSH2遺伝子を保持する微生物の個体差、種や属の違いに基づく場合などの天然に生じる変異(mutant又はvariant)も含まれる。   In addition, the above-mentioned base substitution, deletion, insertion, addition, or inversion is a naturally occurring mutation (mutant) based on individual differences of microorganisms holding the GSH2 gene, differences in species or genera, etc. Or variant).

尚、GSH2遺伝子を破壊する場合は、遺伝子置換に用いる変異型GSH2遺伝子は必ずしも全長を含む必要はなく、遺伝子破壊を起こすのに必要な長さを有していればよい。また、GSH2遺伝子の取得に用いる微生物は、同遺伝子が、遺伝子破壊株の創製に用いる微生物の相同遺伝子と相同組換えを起こす程度の相同性を有していれば特に制限されない。   When the GSH2 gene is to be disrupted, the mutant GSH2 gene used for gene replacement does not necessarily need to contain the entire length, and may have a length necessary to cause gene disruption. The microorganism used for obtaining the GSH2 gene is not particularly limited as long as the gene has homology to the extent that homologous recombination occurs with the homologous gene of the microorganism used to create the gene disruption strain.

前記サッカロマイセス・セレビシエのGSH2遺伝子と相同組換えを起こし得るDNAとしては具体的には、配列番号1に示す塩基配列を有するDNAと、例えば70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上の相同性を有するDNAが挙げられる。より具体的には、配列番号1に示す塩基配列を有するDNAと、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAが挙げられる。ストリンジェントな条件としては、60℃、1×SSC,0.1%SDS、好ましくは、0.1×SSC、0.1%SDSに相当する塩濃度で洗浄が行われる条件が挙げられる。   Specifically, the DNA capable of undergoing homologous recombination with the GSH2 gene of Saccharomyces cerevisiae is, for example, 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90%, with DNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1. Examples thereof include DNA having the above homology. More specifically, a DNA that hybridizes with a DNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 under stringent conditions can be mentioned. The stringent conditions include conditions under which washing is performed at a salt concentration corresponding to 60 ° C., 1 × SSC, 0.1% SDS, preferably 0.1 × SSC, 0.1% SDS.

また、グルタチオン合成酵素活性が低下又は消失した酵母は、実施例に記載したのと同様に、野生型酵母を、通常の変異処理、例えばUV照射、あるいはN−メチル−N−ニトロソグアニジン(NTG)、エチルメタンスルホネート(EMS)、亜硝酸、アクリジン等の変異剤による処理によって、取得することもできる。   In addition, the yeast in which glutathione synthetase activity is reduced or eliminated is treated with a normal mutation treatment such as UV irradiation or N-methyl-N-nitrosoguanidine (NTG), as described in the Examples. It can also be obtained by treatment with a mutagen such as ethyl methanesulfonate (EMS), nitrous acid or acridine.

また、酵母細胞内のγ−グルタミルシステイン合成酵素活性を増強する方法としては、同酵素遺伝子(例えば、Saccharomyces cerevisiaeのγ−グルタミルシステイン合成酵素遺伝子: GenBank Accession No. D90220)を挿入したプラスミドで酵母を形質転換し、同遺伝子の細胞内のコピー数を高めるか、染色体上のγ−グルタミルシステイン合成酵素遺伝子のプロモーターを強転写プロモーターで置換する方法(大竹康之ら、バイオサイエンスとインダストリー、第50巻第10号、第989〜994頁、1992年)が挙げられる。   In addition, as a method for enhancing the γ-glutamylcysteine synthetase activity in yeast cells, yeast with a plasmid into which the same enzyme gene (for example, γ-glutamylcysteine synthetase gene of Saccharomyces cerevisiae: GenBank Accession No. D90220) is inserted is used. Transform and increase the intracellular copy number of the gene, or replace the promoter of the γ-glutamylcysteine synthase gene on the chromosome with a strong transcription promoter (Yasuyuki Otake et al., Bioscience and Industry, Vol. 50, Vol. No. 10, pages 989-994, 1992).

細胞内のγ−グルタミルシステイン合成酵素活性及びグルタチオン合成酵素性は、それぞれ、Jacksonの方法(Jackson, R.C., Biochem. J., 111, 309 (1969))、及びGushimaらの方法(Gushima, T. et al., J. Appl. Biochem., 5, 210 (1983))によって測定することができる。   The intracellular γ-glutamylcysteine synthetase activity and glutathione synthetase activity were determined by the method of Jackson (Jackson, RC, Biochem. J., 111, 309 (1969)) and the method of Gushima et al. (Gushima, T. et al., J. Appl. Biochem., 5, 210 (1983)).

本発明の酵母は、上記のようなγ−グルタミルシステイン生産能を有し、かつ、パントテン酸要求性を有する。本発明において「パントテン酸要求性」とは、酵母の非改変株、例えば野生株が増殖できるのに必要なパントテン酸の濃度よりも高い濃度のパントテン酸を増殖に必要とすることをいう。   The yeast of the present invention has the ability to produce γ-glutamylcysteine as described above, and has pantothenic acid requirement. In the present invention, “pantothenic acid requirement” means that a higher concentration of pantothenic acid is required for growth than the concentration of pantothenic acid required for growth of an unmodified strain of yeast, for example, a wild strain.

パントテン酸要求性を有する酵母変異株は、変異処理を行った酵母を、パントテン酸を含む培地及び含まない培地にレプリカし、パントテン酸を含まない培地でコロニーを形成せず、パントテン酸を含む培地でコロニーを形成する株を選択することによって、取得することができる。また、変異処理を行った酵母をパントテン酸を含まず、かつ、増殖する細胞に選択的に作用する抗生物質、例えばナイスタチンを添加した培地で培養することによって、パントテン酸要求性株を濃縮することができる。   A yeast mutant having pantothenic acid requirement is a medium containing pantothenic acid, in which the mutant yeast is replicated on a medium containing pantothenic acid and a medium containing no pantothenic acid, and no colonies are formed on the medium containing no pantothenic acid. Can be obtained by selecting a strain that forms a colony. Also, pantothenic acid-requiring strains can be concentrated by culturing the mutated yeast in a medium that does not contain pantothenic acid and that has an additive that selectively acts on proliferating cells, such as nystatin. Can do.

上記パントテン酸を含まない培地としては、具体的には下記の組成を有する培地が挙げられる。また、パントテン酸を含む培地としては、前記培地にパントテン酸塩を、0.1〜10mg/L、例えば0.4mg/L添加した培地が挙げられる。パントテン酸塩としては、パントテン酸カルシウムが挙げられる。また、固体培地の場合は、適当量の寒天を含む。   Specific examples of the medium not containing pantothenic acid include a medium having the following composition. Moreover, as a culture medium containing pantothenic acid, the culture medium which added the pantothenate to 0.1-10 mg / L, for example, 0.4 mg / L to the said culture medium is mentioned. An example of pantothenate is calcium pantothenate. In the case of a solid medium, it contains an appropriate amount of agar.

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上記のような性質を有する本発明の酵母は、十分な量のパントテン酸を含む培地で増殖することができ、かつ、パントテン酸量が制限された培地で培養したとき、乾燥酵母菌体当たりのγ−グルタミルシステイン含有量が経時的に上昇する。「十分な量のパントテン酸」とは、対数増殖期にある酵母が増殖することができるような量を意味する。この量は、通常は、0.1mg/L以上、好ましくは0.4mg/L以上である。また、パントテン酸量の上限は特に制限されないが、通常は、10mg/L以上であると過剰である。従って、パントテン酸量は通常、0.1〜10mg/Lである。   The yeast of the present invention having the above properties can be grown in a medium containing a sufficient amount of pantothenic acid, and when cultured in a medium with a limited amount of pantothenic acid, The γ-glutamylcysteine content increases with time. By “sufficient pantothenic acid” is meant an amount that allows yeast in logarithmic growth to grow. This amount is usually 0.1 mg / L or more, preferably 0.4 mg / L or more. The upper limit of the pantothenic acid amount is not particularly limited, but is usually excessive when the amount is 10 mg / L or more. Therefore, the amount of pantothenic acid is usually 0.1 to 10 mg / L.

一方、「パントテン酸量が制限された」とは、十分な量のパントテン酸を含むときに対数増殖期にある酵母であっても、増殖できないか、増殖速度が低下するような量に培地中のパントテン酸量が制限されたことを意味する。この量は、通常は、0.1mg/L以下、好ましくは0.01mg/L以下である。尚、パントテン酸量が0mg/Lでもかまわない。   On the other hand, “the amount of pantothenic acid is limited” means that even if yeast containing a sufficient amount of pantothenic acid is in the logarithmic growth phase, it cannot grow or the growth rate decreases in the medium. This means that the amount of pantothenic acid was limited. This amount is usually 0.1 mg / L or less, preferably 0.01 mg / L or less. The pantothenic acid amount may be 0 mg / L.

本発明において、「γ−グルタミルシステイン含有量が経時的に上昇する」とは、本発明の酵母を十分な量のパントテン酸を含む培地で増殖させた後、パントテン酸量が制限された培地に移して培養したとき、培地交換時での乾燥酵母菌体当たりのγ−グルタミルシステイン含有量に対し、培地交換後のγ−グルタミルシステイン含有量の最大値が好ましくは1.5倍以上、より好ましくは1.8倍以上、特に好ましくは2倍以上になることをいう。   In the present invention, “γ-glutamylcysteine content increases with time” means that the yeast of the present invention is grown in a medium containing a sufficient amount of pantothenic acid, and then the medium has a limited amount of pantothenic acid. When transferred and cultured, the maximum value of the γ-glutamylcysteine content after the medium exchange is preferably 1.5 times or more, more preferably, relative to the γ-glutamylcysteine content per dry yeast cell at the time of the medium exchange Means 1.8 times or more, particularly preferably 2 times or more.

本発明の酵母は、MET25遺伝子の発現が脱抑制されるように改変されていてもよい。MET25遺伝子の発現が脱抑制されたとは、DOMINIQUEらの報告(MOLLECULAR AND CELLUAR BIOLOGY Dec, 1995, p6526-6534)に記載された条件において、MET25遺伝子の発現量がメチオニンにより抑制されないことを意味する。   The yeast of the present invention may be modified so that the expression of the MET25 gene is derepressed. The expression of MET25 gene being derepressed means that the expression level of MET25 gene is not suppressed by methionine under the conditions described in the report of DOMINIQUE et al. (MOLLECULAR AND CELLUAR BIOLOGY Dec, 1995, p6526-6534).

MET25遺伝子の発現を脱抑制させる方法として具体的には、例えば、コードされる蛋白質の569位のセリンがセリン以外の他のアミノ酸に置換する変異を有する変異型MET30
遺伝子を酵母に保持させる方法が挙げられる。前記他のアミノ酸としてはフェニルアラニンが挙げられる。このような性質を有する酵母は、後記実施例に示すように酵母を変異処理することによって取得することができるが、必要な変異が特定されたので、同変異を有する酵母は遺伝子工学的手法によって容易、かつ、確実に取得することができる。例えば、MET25遺伝子の発現が脱抑制された酵母は、上記変異を有する変異型MET30遺伝子を用いた遺伝子置換により創製することができる。遺伝子置換は、上記のGSH2遺伝子と同様にして行うことができる。また、変異型MET30遺伝子を保持する酵母は、同遺伝子を挿入したプラスミドで酵母を形質転換し、同遺伝子の細胞内のコピー数を高めることによっても創製することができる。さらに、変異型MET30遺伝子を保持する酵母は、実施例に記載したのと同様に、野生型酵母を、通常の変異処理、例えばUV照射、あるいはN−メチル−N−ニトロソグアニジン(NTG)、エチルメタンスルホネート(EMS)、亜硝酸、アクリジン等の変異剤による処理によって、取得することもできる。得られた変異株が目的の変異を有していることは、例えばPCR法等により確認することができる。なお、上記の、コードされる蛋白質の569位のセリンがフェニルアラニンに置換する変異を有する変異型MET30遺伝子を保持する酵母は、グルタチオンの生産にも使用することができる。
As a method for derepressing the expression of the MET25 gene, specifically, for example, a mutant MET30 having a mutation in which serine at position 569 of the encoded protein is substituted with an amino acid other than serine
The method of making a gene hold | maintain in yeast is mentioned. Examples of the other amino acid include phenylalanine. Yeast having such properties can be obtained by mutation treatment of yeast as shown in the examples below, but since necessary mutations have been identified, yeast having the same mutations can be obtained by genetic engineering techniques. It can be acquired easily and reliably. For example, a yeast in which the expression of the MET25 gene is derepressed can be created by gene replacement using a mutant MET30 gene having the above mutation. Gene replacement can be performed in the same manner as the GSH2 gene described above. In addition, a yeast carrying a mutant MET30 gene can also be created by transforming the yeast with a plasmid into which the gene has been inserted and increasing the number of copies of the gene in the cell. Furthermore, the yeast carrying the mutant MET30 gene can be obtained by using wild-type yeast, as described in the Examples, by performing normal mutation treatment such as UV irradiation, N-methyl-N-nitrosoguanidine (NTG), ethyl It can also be obtained by treatment with a mutating agent such as methanesulfonate (EMS), nitrous acid, or acridine. It can be confirmed, for example, by the PCR method, that the obtained mutant has the target mutation. The yeast having the mutant MET30 gene having a mutation in which the serine at position 569 of the encoded protein is substituted with phenylalanine can also be used for the production of glutathione.

本発明において、MET30遺伝子とは、MET4産物及び他の数種のタンパク質とともにSCFMET30複合体を形成し、MET25遺伝子の発現に関与するタンパク質をコードする遺伝子であり、例えば、配列番号3に示す塩基配列を有するサッカロマイセス・セレビシエ由来のMET30遺伝子、及びそのホモログが挙げられる。前記ホモログとしては、例えば配列番号3に記載の塩基配列を有するDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAが挙げられる。ここでいう「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。この条件を明確に数値化することは困難であるが、一例を示せば、相同性が高いDNA同士、例えば50%以上の相同性を有するDNA同士がハイブリダイズし、それより相同性が低いDNA同士がハイブリダイズしない条件、あるいは通常のサザンハイブリダイゼーションの洗いの条件である60℃、1×SSC,0.1%SDS、好ましくは、0.1×SSC、0.1%SDSに相当する塩濃度でハイブリダイズする条件が挙げられる。   In the present invention, the MET30 gene is a gene that forms a SCFMET30 complex together with the MET4 product and several other proteins and encodes a protein involved in the expression of the MET25 gene. For example, the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 And the MET30 gene derived from Saccharomyces cerevisiae, and homologs thereof. Examples of the homolog include DNA that hybridizes with a DNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 under stringent conditions. The “stringent conditions” referred to herein are conditions under which so-called specific hybrids are formed and non-specific hybrids are not formed. Although it is difficult to quantify these conditions clearly, for example, DNAs with high homology, for example, DNAs having 50% or more homology hybridize and DNA with lower homology than that. A salt corresponding to 60 ° C., 1 × SSC, 0.1% SDS, preferably 0.1 × SSC, 0.1% SDS, which does not hybridize with each other, or is a condition for washing of ordinary Southern hybridization Conditions for hybridizing at a concentration are mentioned.

「569位のセリン」とは、配列番号4に示すMET30産物のアミノ酸配列において、569位に位置するセリン残基を意味する。また、アミノ酸配列におけるあるアミノ酸残基の位置は、その位置よりも上流側における配列中のアミノ酸残基の挿入、欠失等によって変化し得る。本発明において、「569位のセリン」とは、このように、アミノ酸配列中の絶対的位置が変わった場合であっても、配列番号4に示すアミノ酸配列における569位のセリン残基に相当するアミノ酸残基を含む。   “Serine at position 569” means a serine residue located at position 569 in the amino acid sequence of the MET30 product shown in SEQ ID NO: 4. In addition, the position of a certain amino acid residue in the amino acid sequence can be changed by insertion or deletion of the amino acid residue in the sequence upstream of the position. In the present invention, “serine at position 569” corresponds to the serine residue at position 569 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 even when the absolute position in the amino acid sequence is changed as described above. Contains amino acid residues.

本発明に用いる変異型MET30遺伝子は、配列番号4に示すアミノ酸配列において、569位のセリンがセリン以外の他のアミノ酸に置換したアミノ酸配列を有するタンパク質と同等の機能を有するタンパク質をコードする保存的バリアント(conservative variant)、すなわち569位以外の1又は数箇所の位置における1又は数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入又は付加を含むアミノ酸配列を有するMET30産物をコードするものであってもよい。ここで、「数個」とは、アミノ酸残基のタンパク質の立体構造における位置や種類によっても異なるが、具体的には例えば、前記「数個」は、2〜10個、好ましくは、2〜6個、より好ましくは2〜3個である。あるいは、変異型MET30遺伝子は、MET30産物のアミノ酸配列全体に対し、30から40%以上、好ましくは55〜65%以上の相同性を有するタンパク質をコードするDNAであってもよい。   The mutant MET30 gene used in the present invention is a conservative encoding a protein having a function equivalent to that of a protein having an amino acid sequence in which the serine at position 569 is substituted with another amino acid other than serine in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4. May encode a conservative variant, ie, a MET30 product having an amino acid sequence that includes substitution, deletion, insertion or addition of one or several amino acids at one or several positions other than position 569 . Here, “several” differs depending on the position and type of the amino acid residue in the three-dimensional structure of the protein. Specifically, for example, the “several” is 2 to 10, preferably 2 to Six, more preferably 2-3. Alternatively, the mutant MET30 gene may be a DNA encoding a protein having a homology of 30 to 40% or more, preferably 55 to 65% or more with respect to the entire amino acid sequence of the MET30 product.

また、上記のような塩基の置換、欠失、挿入、付加、又は逆位等には、MET30遺伝子を保持する微生物の個体差、種や属の違いに基づく場合などの天然に生じる変異(mutant又はvariant)も含まれる。   In addition, the above-mentioned base substitution, deletion, insertion, addition, or inversion is a naturally occurring mutation (mutant) based on individual differences in microorganisms holding the MET30 gene, differences in species or genera, etc. Or variant).

本発明の酵母としては、γ−グルタミルシステインを生産することができるものであれば特に制限されないが、具体的にはサッカロマイセス・セレビシエ等のサッカロマイセス属、キャンディダ・ユティリス等のキャンディダ属、シゾサッカロマイセス・ポンベ等のシゾサッカロマイセス属等に属する酵母が挙げられる。また、本発明の酵母菌株は、1倍体でもよいが、2倍性またはそれ以上の倍数性を有することが、生育が良好である点で好ましい。   The yeast of the present invention is not particularly limited as long as it can produce γ-glutamylcysteine, and specifically, Saccharomyces genus such as Saccharomyces cerevisiae, Candida genus such as Candida utilis, Shizo Examples include yeast belonging to the genus Schizosaccharomyces such as Saccharomyces pombe. In addition, the yeast strain of the present invention may be haploid, but preferably has diploidity or higher ploidy in terms of good growth.

2倍性またはそれ以上の倍数性を有する酵母は、それらを変異処理しγ−グルタミルシステインを産生する株を選択すること、或いはγ−グルタミルシステイン産生株の育種に用いた1倍体酵母と、野生型酵母の1倍体を接合させ、得られた2倍体酵母を胞子形成させることにより、グルタチオン合成酵素活性が弱化し、γ−グルタミルシステインを産生する株を選択し、相異なる接合型を有するγ−グルタミルシステイン産生1倍体酵母2株を接合させることによって、取得することができる。同様にして、3倍性又はそれ以上の倍数性を有する酵母を取得することができる。   Yeast having double or higher ploidy is selected from a strain that mutates them to produce γ-glutamylcysteine, or a haploid yeast used for breeding a γ-glutamylcysteine producing strain, By joining a haploid of wild-type yeast and sporulating the resulting diploid yeast, a strain that weakens glutathione synthase activity and produces γ-glutamylcysteine is selected, and a different zygote is selected. It can be obtained by joining two γ-glutamylcysteine-producing haploid yeast strains. Similarly, a yeast having triploidy or higher ploidy can be obtained.

上記のような酵母の育種、改変に関する操作は、「化学と生物 実験ライン31 酵母の実験技術」初版 廣川書店;「バイオマニュアルシリーズ10 酵母による遺伝子実験法」初版、羊土社、「METHODS in YEAST GENETICS 2000 Edition」Cold Spring Harbor Laboratory Press等に記載されている。   The operations related to the breeding and modification of yeast as described above are as follows: “Chemistry and Biology Experiment 31 Yeast Experiment Techniques” First Edition Sasakawa Shoten; “Biomanual Series 10 Genetic Experiment Method Using Yeast” First Edition, Yodosha, “METHODS in YEAST GENETICS 2000 Edition "Cold Spring Harbor Laboratory Press etc.

<2>本発明の酵母の利用
本発明の酵母を、十分な量のパントテン酸を含む培地で培養して同酵母を増殖させた後、パントテン酸量が制限された培地で培養し、菌体内のγ−グルタミルシステイン含有量を上昇させることにより、γ−グルタミルシステインが蓄積した酵母を製造することができる。
<2> Utilization of Yeast of the Present Invention After the yeast of the present invention is cultured in a medium containing a sufficient amount of pantothenic acid to grow the yeast, the yeast is cultured in a medium in which the amount of pantothenic acid is limited. By increasing the content of γ-glutamylcysteine, yeast in which γ-glutamylcysteine is accumulated can be produced.

好ましくは、前記パントテン酸の「十分な量」は、予め一定量の酵母菌体を得るのに必要なパントテン酸要求量を実験的に測定し、目的の量の菌体を得るために必要なパントテン酸量を算出することによって、決定することができる。   Preferably, the “sufficient amount” of the pantothenic acid is necessary in order to experimentally measure the pantothenic acid requirement necessary for obtaining a certain amount of yeast cells in advance and obtain a target amount of cells. It can be determined by calculating the amount of pantothenic acid.

酵母を増殖させる工程では、パントテン酸は初発培地に全量添加してもよいし、分割添加してもよい。使用する培地及び培養条件は、パントテン酸量を制御できるものであれば特に制限されず、通常の酵母エキスの製造等に用いられる培地及び条件を採用することができる。   In the step of growing yeast, pantothenic acid may be added to the initial culture medium in whole or in divided portions. The medium and culture conditions to be used are not particularly limited as long as the amount of pantothenic acid can be controlled, and the medium and conditions used for production of normal yeast extract and the like can be adopted.

本発明の酵母の好ましい態様として、低下したグルタチオン合成酵素活性を有する酵母は、グルタチオンを含まない培地でも良好に生育することができるので、通常、工業的に用いられる培地を用いることができる。尚、必要に応じて、用いる酵母の形質にしたがって必要な栄養素を培地に添加する。   As a preferred embodiment of the yeast of the present invention, a yeast having reduced glutathione synthetase activity can grow well even in a medium not containing glutathione, and therefore, an industrially used medium can be used. If necessary, necessary nutrients are added to the medium according to the characteristics of the yeast to be used.

十分な量の酵母菌体が得られたら、パントテン酸量が制限された培地で培養する。パントテン酸の量を制限する方法としては、十分な量のパントテン酸を含む培地で酵母を培養した培養液又は酵母菌体を、制限された量のパントテン酸を含むか、又はパントテン酸を含まない培地に移す方法が挙げられる。また、培地交換によらずに、パントテン酸の分割添加を停止することによっても、パントテン酸量を制限することができる。パントテン酸量を制限する時期は、対数増殖期に行うことが好ましい。例えば、パン酵母では、対数増殖期又は定常期まで培養した培養液を、2%となるように栄養培地に接種し、30℃で8〜16時間、振とう培養すれば、対数増殖期の菌体が得られる。   When a sufficient amount of yeast is obtained, the cells are cultured in a medium with a limited amount of pantothenic acid. As a method for limiting the amount of pantothenic acid, a culture solution or yeast cells cultured in a medium containing a sufficient amount of pantothenic acid may contain a limited amount of pantothenic acid or may not contain pantothenic acid. The method of transferring to a culture medium is mentioned. In addition, the pantothenic acid amount can be limited by stopping the divided addition of pantothenic acid without replacing the medium. The period for limiting the amount of pantothenic acid is preferably performed in the logarithmic growth phase. For example, in baker's yeast, if the culture medium cultured until the logarithmic growth phase or the stationary phase is inoculated into a nutrient medium so as to be 2% and cultured at 30 ° C. for 8 to 16 hours with shaking, the bacteria in the logarithmic growth phase can be obtained. The body is obtained.

パントテン酸量が制限された培地で培養する間に、酵母菌体内のγ−グルタミルシステインの蓄積量は経時的に上昇する。目的とする蓄積量に達したら、培養を終了する。通常は、好適な条件下では、培養時間は10〜30時間、好ましくは15〜27時間である。   During the cultivation in a medium with a limited pantothenic acid amount, the amount of γ-glutamylcysteine accumulated in the yeast cells increases with time. When the target accumulation amount is reached, the culture is terminated. Usually, under suitable conditions, the culture time is 10 to 30 hours, preferably 15 to 27 hours.

上記のようにして得られる培養物又はその分画物は、γ−グルタミルシステインを含有する。培養物は、酵母菌体を含む培養液であってもよいし、それから採取された酵母菌体、菌体破砕物、又は菌体抽出物(酵母エキス)であってもよい。菌体破砕物又は酵母エキスから、γ−グルタミルシステインを含む画分を得てもよい。   The culture obtained as described above or a fraction thereof contains γ-glutamylcysteine. The culture may be a culture solution containing yeast cells, or may be a yeast cell, a crushed cell, or a cell extract (yeast extract) collected therefrom. A fraction containing γ-glutamylcysteine may be obtained from the crushed cell or yeast extract.

上記γ−グルタミルシステインを含む培養物又はその分画物を加熱することにより、γ−グルタミルシステインからシステインを遊離させることができる。
酵母エキス等の調製は、通常の酵母エキスの調製と同様にして行えばよい。酵母エキスは、酵母菌体を熱水抽出したものを処理したものでもよいし、酵母菌体を消化したものを処理したものでもよい。
Cysteine can be released from γ-glutamylcysteine by heating the culture containing γ-glutamylcysteine or a fraction thereof.
Preparation of yeast extract and the like may be performed in the same manner as normal yeast extract preparation. The yeast extract may be one obtained by treating a yeast cell extracted with hot water, or one obtained by digesting a yeast cell.

上記γ−グルタミルシステイン又はシステインを含む培養物又はその分画物は、飲食品の製造に用いることができる。飲食品としては、アルコール飲料、パン食品、又は発酵食品調味料が挙げられる。熱処理によるγ−グルタミルシステインからシステインの生成は、飲食品の製造中、又は製造の後に行われてもよい。   The culture containing γ-glutamylcysteine or cysteine or a fraction thereof can be used for the production of food and drink. Examples of the food and drink include alcoholic beverages, bread foods, and fermented food seasonings. Production of cysteine from γ-glutamylcysteine by heat treatment may be performed during or after the production of the food or drink.

上記飲食品は、γ−グルタミルシステイン又はシステインを含む培養物又はその分画物を、飲食品原料に混合し、飲食品に加工することによって製造される。本発明の飲食品は、前記培養物又は分画物を使用すること以外は、通常の飲食品と同様の原料を用い、同様の方法によって製造することができる。このような原料としては、例えばアルコール飲料では、米、大麦、コーンスターチ等、パン食品では小麦粉、砂糖、食塩、バター、発酵用酵母菌等が、発酵食品調味料では大豆、小麦等が挙げられる。   The said food / beverage products are manufactured by mixing the culture containing γ-glutamylcysteine or cysteine, or its fraction with the raw material for food / beverage products, and processing it into food / beverage products. The food / beverage products of this invention can be manufactured by the same method using the raw material similar to normal food / beverage products except using the said culture or fraction. Examples of such raw materials include rice, barley and corn starch for alcoholic beverages, flour, sugar, salt, butter, yeast for fermentation, etc. for bread foods, and soybeans, wheat, etc. for fermented food seasonings.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

[実施例1]
<1>グルタチオン合成酵素活性が低下した酵母の取得
食品用途に用いられる市販の2倍体のサッカロマイセス・セレビシエを常法にしたがい胞子形成させた。形成した胞子からランダムスポア法により1倍体酵母YN0001株(MATα)を取得した。YN0001株をEMSにより変異処理し、グルタチオン含有量が低下した変異株YN0002株(MATα)を取得した。4分子解析により、YN0002株のGSH2遺伝子が変異していることを確認した。具体的には、コードされるタンパク質の387番目のグリシン残基がアスパラギン酸残基に置換されていた。また、グルタチオン含有量が低下した変異株YN0003株(MATa)も取得した。
[Example 1]
<1> Acquisition of Yeast with Reduced Glutathione Synthase Activity A commercially available diploid Saccharomyces cerevisiae used for food applications was sporulated according to a conventional method. A haploid yeast strain YN0001 (MATα) was obtained from the formed spores by a random spore method. The YN0001 strain was mutated by EMS to obtain a mutant strain YN0002 (MATα) having a reduced glutathione content. A four-molecule analysis confirmed that the GSH2 gene of the YN0002 strain was mutated. Specifically, the 387th glycine residue of the encoded protein was replaced with an aspartic acid residue. In addition, a mutant YN0003 strain (MATa) having a reduced glutathione content was also obtained.

尚、前記変異処理は、死滅率が90%になるような条件で行なった。YN0001株を50mlのYPD培地で30℃で1日間振とう培養し、酵母菌体を集菌した。酵母菌体を0.2Mリン酸ナトリウムバッファー(pH7.5)で3回洗浄した。酵母菌体を0.2Mリン酸ナトリウムバッファー(pH7.5)9.2ml、40% D-グルコース0.5ml、EMS 0.3ml(ナカライテスク社Code155-19)を含む溶液に懸濁し、30℃で90分間振とう培養した。この懸濁液に、10%チオ硫酸ナトリウム(フィルター滅菌)を10ml加え、10分間室温に放置して変異剤を中和した。酵母菌体を集菌し、0.2Mリン酸ナトリウムバッファー(pH7.5)で洗浄した。   The mutation treatment was performed under such conditions that the death rate was 90%. The YN0001 strain was cultured with shaking in 50 ml of YPD medium at 30 ° C. for 1 day to collect yeast cells. The yeast cells were washed 3 times with 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 7.5). Suspend the yeast cells in a solution containing 9.2 ml of 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 7.5), 0.5 ml of 40% D-glucose and 0.3 ml of EMS (Nacalai Tesque Code155-19), and shake at 90 ° C for 90 minutes. Cultured at last. To this suspension, 10 ml of 10% sodium thiosulfate (filter sterilized) was added and left at room temperature for 10 minutes to neutralize the mutagen. Yeast cells were collected and washed with 0.2 M sodium phosphate buffer (pH 7.5).

前記YN0001株とYN0002株を各々YPD培地に植菌し、30℃で振とう培養した。培養産物をSD培地に2%植菌し、30℃で振とう培養した。対数増殖期における菌体内グルタチオン含有
量を測定した。その結果、YN0001株のグルタチオン含有量は0.52%であった。一方、YN0002株のグルタチオン含有量は0.006%以下であった。
The YN0001 and YN0002 strains were each inoculated into a YPD medium and cultured at 30 ° C. with shaking. The culture product was inoculated 2% in SD medium and cultured with shaking at 30 ° C. The intracellular glutathione content in the logarithmic growth phase was measured. As a result, the glutathione content of the YN0001 strain was 0.52%. On the other hand, the glutathione content of the YN0002 strain was 0.006% or less.

<2>MET30遺伝子変異株の取得
前記1倍体酵母YN0001株(MATα)を、前記と同様にしてEMSにて変異処理し、MET25遺伝子の発現がメチオニンによって抑制されない変異株AJ14819株(MATα)を取得した。本菌株は、プライベートナンバーAJ14819が付与され、2002年9月 11 日付けで独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センター(〒305-8566 日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に寄託され、受託番号FERM P-19007が付与されている。さらに、同菌株は平成15年10月1日にブダペスト条約に基く国際寄託に移管され、受託番号FERM BP-08502が付与されている。なお、MET25遺伝子の発現がメチオニンによって抑制されるか否かは、セレンを含む培地での生育の有無によって判別することもできる(DOMINIQUEら、MOLLECULAR AND CELLUAR BIOLOGY Dec, 1995, p6526-6534)。
<2> Acquisition of MET30 gene mutant strain The haploid yeast YN0001 strain (MATα) is mutated with EMS in the same manner as described above, and the mutant AJ14819 strain (MATα) in which the expression of the MET25 gene is not suppressed by methionine is obtained. I got it. This strain has been assigned a private number AJ14819. The National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Deposit Center (September 11, 1st East, 1-chome, Tsukuba, Ibaraki, 305-8566, Japan) ) And assigned the accession number FERM P-19007. Furthermore, this strain was transferred to an international deposit based on the Budapest Treaty on October 1, 2003, and assigned the accession number FERM BP-08502. Whether MET25 gene expression is suppressed by methionine can also be determined by the presence or absence of growth in a medium containing selenium (DOMINIQUE et al., MOLLECULAR AND CELLUAR BIOLOGY Dec, 1995, p6526-6534).

具体的には、以下のようにして変異株の選択を行った。変異処理を行なった酵母をYPD寒天培地にスプレッドした。スプレッドは寒天培地に生育してくる酵母が100株前後になるように行なった。YPD培地に生育してきた酵母をセレンを含む培地とセレンを含まない培地(前記DOMINIQUEらに記載の寒天培地)にレプリカした。セレンを含む培地では生育しないが、セレンを含まない培地で生育する酵母菌株を選択した。   Specifically, the mutant strain was selected as follows. The yeast subjected to the mutation treatment was spread on a YPD agar medium. The spread was performed so that the yeast growing on the agar medium was about 100 strains. The yeast grown on the YPD medium was replicated on a medium containing selenium and a medium containing no selenium (an agar medium described in DOMINIQUE et al.). A yeast strain that did not grow on a medium containing selenium but grew on a medium containing no selenium was selected.

選択した酵母のMET25遺伝子発現量が上昇している事を以下のようにして確認した。選択した酵母菌株及びYN0001株をSD培地で培養し、その対数増殖期に集菌した。菌体内に含まれるRNAを回収し、RNA中に含まれるMET25遺伝子の転写産物の量を内部標準としてACT1遺伝子を用いて定量した。定量は、定量PCRであるPCR5700(Applied Biosystems社)を用い、TaqMan One-Step RT-PCRキット(Applied Biosystems社)を用いて行なった。TaqMan
Probe(Applied Biosystems社)に、ACT1-986T(配列番号5)及びMET25-1077T(配列番号6)を用い、ACT1及びMET25遺伝子の増幅用にACT1-963F(配列番号7)とACT1-1039R(配列番号8)、及びMET251056F(配列番号9)とMET25-1134R(配列番号10)を用いた(以上、Applied Biosystems社)。このようにして、MET25遺伝子の発現量がYN0001株よりも2倍以上に上昇した酵母AJ14819株を取得した。
It was confirmed as follows that the MET25 gene expression level of the selected yeast was increased. The selected yeast strain and YN0001 strain were cultured in SD medium and collected in the logarithmic growth phase. The RNA contained in the microbial cells was collected, and the amount of the MET25 gene transcript contained in the RNA was quantified using the ACT1 gene as an internal standard. Quantification was performed using PCR5700 (Applied Biosystems), which is quantitative PCR, and using the TaqMan One-Step RT-PCR kit (Applied Biosystems). TaqMan
Using ACT1-986T (SEQ ID NO: 5) and MET25-1077T (SEQ ID NO: 6) for Probe (Applied Biosystems), ACT1-963F (SEQ ID NO: 7) and ACT1-1039R (sequence) for amplification of ACT1 and MET25 genes No. 8), and MET251056F (SEQ ID NO: 9) and MET25-1134R (SEQ ID NO: 10) were used (Applied Biosystems). Thus, the yeast AJ14819 strain in which the expression level of the MET25 gene was increased more than twice that of the YN0001 strain was obtained.

このようにして取得したAJ14819株の変異遺伝子を4分子解析により特定し、その遺伝子の配列を調べたところ、MET30遺伝子がコードするタンパク質の569位のセリン残基がフェニルアラニン残基に変異していた。このようにしてMET25遺伝子の発現がメチオニンによって抑制されない酵母AJ14819株を取得した。   The mutant gene of the AJ14819 strain obtained in this way was identified by four-molecule analysis and the sequence of the gene was examined. As a result, the serine residue at position 569 of the protein encoded by the MET30 gene was mutated to a phenylalanine residue. . Thus, the yeast AJ14819 strain in which the expression of the MET25 gene was not suppressed by methionine was obtained.

<3>パントテン酸カルシウム要求性を有する酵母の取得
前記1倍体酵母YN0001株(MATα)を、前記と同様にしてEMSにて変異処理した。変異処理した酵母からパントテン酸カルシウム要求性酵母を取得するために、パントテン酸カルシウムを含まず、かつ、ナイスタチン(10μg/ml)を添加した培地で前記酵母を30℃で2時間培養し、培養液をYPD寒天培地にスプレッドした。生育してきた変異酵母をパントテン酸カルシウムを含まない寒天培地とパントテン酸カルシウムを含む寒天培地(各々前記表1に示す組成を有する)にレプリカし、前者の寒天培地では生育できないが、後者の寒天培地では生育できる酵母を選択した。このようにして、パントテン酸カルシウムを要求する酵母Pa0001株(MATa)を取得した。
<3> Acquisition of Yeast Having Calcium Pantothenate Requirement The haploid yeast strain YN0001 (MATα) was mutated with EMS as described above. In order to obtain a yeast that requires calcium pantothenate from the mutant-treated yeast, the yeast is cultured at 30 ° C. for 2 hours in a medium not containing calcium pantothenate and supplemented with nystatin (10 μg / ml). Was spread on YPD agar medium. The mutant yeast thus grown is replicated on an agar medium not containing calcium pantothenate and an agar medium containing calcium pantothenate (each having the composition shown in Table 1 above) and cannot grow on the former agar medium, but the latter agar medium Then, yeast that can grow was selected. In this way, a yeast strain Pa0001 (MATa) requiring calcium pantothenate was obtained.

<4>変異型GSH2遺伝子及び変異型MET30遺伝子を有し、かつ、パントテン酸カルシウム要求性を有する酵母(GMP株;Diploid gsh2 met30 pa-)の取得
常法に従い、AJ14819株とPa0001株を接合させ、2倍体を取得した。取得した2倍体を胞子形成させ、ランダムスポア法により、変異型MET30遺伝子を有し、パントテン酸カル
シウム要求性を示す1倍体酵母MP株(MATa)を取得した。次に、YN0002株とMP株を接合させ2倍体を取得した。取得した2倍体を胞子形成させ、ランダムスポア法により、変異型GSH2遺伝子、変異型MET30遺伝子を有し、パントテン酸カルシウム要求性を示す1倍体酵母GMP-1(MATα)、GMP-2(MATa)株を取得した。GMP-1株とGMP-2株を接合させ、2倍体酵母GMP株を取得した。
<4> Acquisition of a yeast (GMP strain; Diploid gsh2 met30 pa-) having a mutant GSH2 gene and a mutant MET30 gene and having a requirement for calcium pantothenate According to a conventional method, AJ14819 strain and Pa0001 strain are joined. A diploid was obtained. The obtained diploid was sporulated, and a haploid yeast MP strain (MATa) having a mutant MET30 gene and showing calcium pantothenate requirement was obtained by the random spore method. Next, YN0002 strain and MP strain were joined to obtain a diploid. The obtained diploid is sporulated, and the haploid yeast GMP-1 (MATα), GMP-2 (having a mutant GSH2 gene and a mutant MET30 gene and exhibiting calcium pantothenate requirement by a random spore method MATa) stock was acquired. GMP-1 and GMP-2 strains were joined to obtain a diploid yeast GMP strain.

<5>GMP株を用いたγ−グルタミルシステインの製造
GMP株をYPD培地(試験管4ml)に植菌し、30℃で1日振とう培養した。培養液をパントテン酸カルシウム0.4mg/dlを含む培地に植菌し、30℃で振とう培養した。対数増殖期に培地を採取し、菌体濃度(乾燥酵母重量)が60mg/dlになるように、パントテン酸カルシウムを含まない培地、及び0.4mg/Lのパントテン酸カルシウムを含む培地(前記表1)に、それぞれ添加し、培養を行った。乾燥酵母菌体あたりのγ−グルタミルシステイン含有量を経時的に測定した。結果を図1に示す。パントテン酸カルシウム濃度が低い培地で培養した場合は、高濃度で含む培地で培養した場合に比べて、γ−グルタミルシステイン含有量が経時的に増加した。
<5> Production of γ-glutamylcysteine using GMP strain
The GMP strain was inoculated into YPD medium (4 ml of test tube) and cultured with shaking at 30 ° C. for 1 day. The culture solution was inoculated into a medium containing 0.4 mg / dl of calcium pantothenate and cultured with shaking at 30 ° C. A medium is collected in the logarithmic growth phase, and a medium containing no calcium pantothenate and a medium containing 0.4 mg / L calcium pantothenate so that the bacterial cell concentration (weight of dry yeast) is 60 mg / dl (see Table 1 above). ), And cultured. The γ-glutamylcysteine content per dry yeast cell was measured over time. The results are shown in FIG. When cultured in a medium with a low calcium pantothenate concentration, the γ-glutamylcysteine content increased with time compared to when cultured in a medium with a high concentration.

以上の結果より、GMP株のγ−グルタミルシステイン含有量が、パントテン酸カルシウムの不足により上昇することが示された。   From the above results, it was shown that the γ-glutamylcysteine content of the GMP strain was increased due to the lack of calcium pantothenate.

[比較例1] 変異型GSH2遺伝子及び変異型MET30遺伝子を有する酵母の取得
常法に従い、前記MET30遺伝子変異株AJ14819株と、市販の酵母から得た1倍体酵母Pa0001株を接合させ、2倍体を取得した。この2倍体を胞子形成させ、ランダムスポア法により、変異型MET30遺伝子を有する、1倍体酵母M株(MATa)を取得した。次に、このM株と、前記GSH2遺伝子変異株YN0002株を接合させ2倍体を取得した。この2倍体を胞子形成させ、ランダムスポア法により、変異型GSH2遺伝子及び変異型MET30遺伝子を有する1倍体酵母GM-1株(MATα)、GM-2株(MATa)を取得した。GM-1株とGM-2株を接合させ、2倍体酵母GM株を取得した。
[Comparative Example 1] Obtaining a yeast having a mutant GSH2 gene and a mutant MET30 gene According to a conventional method, the MET30 gene mutant AJ14819 is joined to a haploid yeast Pa0001 strain obtained from a commercially available yeast to double Acquired the body. This diploid was sporulated, and a haploid yeast strain M (MATa) having a mutant MET30 gene was obtained by the random spore method. Next, the M strain and the GSH2 gene mutant YN0002 were joined to obtain a diploid. The diploid was sporulated, and haploid yeast GM-1 strains (MATα) and GM-2 strains (MATa) having mutant GSH2 gene and mutant MET30 gene were obtained by random spore method. The GM-1 strain and the GM-2 strain were joined to obtain a diploid yeast GM strain.

[実施例2] GMP株及びGM株によるγ−グルタミルシステインの製造
GM株及びGMP株を各々YPD培地に植菌し、30℃で振とう培養した。培養液をパントテン酸カルシウム0.4mg/dlを含む培地に植菌し、30℃で振とう培養した。対数増殖期に集菌し、菌体濃度(乾燥酵母重量)が60mg/dlになるように、パントテン酸カルシウムを含まない培地に植菌した。30℃で振とう培養し、乾燥酵母菌体当たりのγ−グルタミルシステイン含有量を経時的に測定した。結果を図2に示す。
[Example 2] Production of γ-glutamylcysteine by GMP strain and GM strain
The GM strain and GMP strain were each inoculated into YPD medium and cultured with shaking at 30 ° C. The culture solution was inoculated into a medium containing 0.4 mg / dl of calcium pantothenate and cultured with shaking at 30 ° C. The cells were collected in the logarithmic growth phase and inoculated into a medium containing no calcium pantothenate so that the cell concentration (dry yeast weight) was 60 mg / dl. After shaking culture at 30 ° C., the γ-glutamylcysteine content per dry yeast cell was measured over time. The results are shown in FIG.

その結果、GMP株では、パントテン酸カルウシウムを欠乏させた状態で培養を継続するに従い、乾燥酵母菌体あたりのγ−グルタミルシスイテン含有量が上昇することが示された。   As a result, it was shown that in the GMP strain, the γ-glutamyl cisiten content per dry yeast cell was increased as the culture was continued in a state in which calbutium pantothenate was deficient.

[実施例3]
次に、GMP株のグルタチオン合成酵素活性を更に低下させた場合の影響を検討した。
[Example 3]
Next, the effect of further reducing the glutathione synthetase activity of the GMP strain was examined.

<6>グルタチオン合成酵素遺伝子破壊カセットの作成
まず、グルタチオン合成酵素遺伝子破壊カセットを以下のようにして作成した。
Kpn Iで切断したpAUR123ベクター(宝酒造 code3602)を鋳型として、GSH2-AUR1-C-F(配列番号11)とGSH2-AUR1-C-R(配列番号12)をプライマーに用いてPCRを行った。PCR産物はAUR1-C遺伝子の両端にGSH2遺伝子のORFのN末端側配列及びGSH2遺伝子のORFのC末端側配列を含むため、同産物を用いて、グルタチオン合成酵素遺伝子を破壊することが可能である。PCRの条件は以下の通りである。
<6> Preparation of glutathione synthetase gene disruption cassette First, a glutathione synthetase gene disruption cassette was prepared as follows.
PCR was carried out using GSH2-AUR1-CF (SEQ ID NO: 11) and GSH2-AUR1-CR (SEQ ID NO: 12) as primers using the pAUR123 vector (Takara Shuzo code3602) cut with Kpn I as a template. Since the PCR product contains the N-terminal sequence of the ORF of the GSH2 gene and the C-terminal sequence of the ORF of the GSH2 gene at both ends of the AUR1-C gene, it is possible to destroy the glutathione synthase gene using this product. is there. PCR conditions are as follows.

Kpn Iで切断したpAUR123 1μl
10×PCR Buffer 5μl
dNTP 4μl
10pmol/μl GSH2-AUR1-C-Fプライマー 1μl
10pmol/μl GSH2-AUR1-C-Rプライマー 1μl
KOD Dash DNA polymerase 0.5μl
MilliQ 37.5μl
Total 50μl

94℃2min ×1cycle→94℃40sec、54℃40sec、74℃1min ×30cycles →4℃ ∞
(KOD Dash はTOYOBO 製 codeLDP-101)
1 μl of pAUR123 cut with Kpn I
10 × PCR Buffer 5 μl
dNTP 4μl
10 pmol/μl GSH2-AUR1-CF primer 1μl
10 pmol/μl GSH2-AUR1-CR primer 1μl
KOD Dash DNA polymerase 0.5μl
MilliQ 37.5μl
Total 50μl

94 ℃ 2min × 1cycle → 94 ℃ 40sec 、 54 ℃ 40sec 、 74 ℃ 1min × 30cycles → 4 ℃ ∞
(KOD Dash is codeLDP-101 made by TOYOBO)

<7>AJ14861株の取得
上記のようにして作製したグルタチオン合成酵素遺伝子破壊カセットを用いて、以下のようにしてGMP株のグルタチオン合成酵素遺伝子の破壊を試みた。即ち、GMP株をYPD培地で培養し、その対数増殖期に集菌した。1Mソルビトール溶液で2回洗浄した菌体を、以下の組成の溶液に懸濁し、5℃で1時間放置した。
組成: 0.1 M LiCl
10 mM DTT
10 mM Tris-HCl(pH7.5)
1 mM EDTA
<7> Acquisition of AJ14861 strain Using the glutathione synthetase gene disruption cassette prepared as described above, an attempt was made to disrupt the glutathione synthetase gene of the GMP strain as follows. That is, the GMP strain was cultured in a YPD medium and collected in the logarithmic growth phase. The cells washed twice with 1M sorbitol solution were suspended in a solution having the following composition and left at 5 ° C. for 1 hour.
Composition: 0.1 M LiCl
10 mM DTT
10 mM Tris-HCl (pH 7.5)
1 mM EDTA

その後、1Mソルビトール溶液で2回洗浄した。このようにして調整した菌体に上述のようにして作製したPCR産物を混合し、エレクトロポレーションを行った。(「バイオマニュアルシリーズ10 酵母による遺伝子実験法」初版、羊土社)その後、混合物をYPD培地に植菌し、30℃で16時間振とう培養した。培養産物を、選択マーカーであるオーレオバシジンA(宝酒造 code9000)を0.2μg/ml含有するYPD寒天培地にスプレッドし3日間30℃で培養した。(GMP株のオーレオバシジンAに対する最小生育阻止濃度は0.05μg/ml)生育してきたコロニーを0.2μg/mlのオーレオバシジンAを含有するYPD寒天培地に塗布し、オーレオバシジンAに対する耐性能が獲得されているコロニーを選抜した。このようにして、AJ14861株を取得した。なお、本株は、プライベートナンバーAJ14861が付与され、2003年11月19日付けで、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(〒305-8566
日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)に、ブダペスト条約に基いて国際寄託されており、受託番号FERM BP-08553が付与されている。
Then, it was washed twice with 1M sorbitol solution. The thus prepared bacterial cells were mixed with the PCR product prepared as described above and electroporated. ("Bio Manual Series 10 Genetic Experiment Method Using Yeast", First Edition, Yodosha) Thereafter, the mixture was inoculated into YPD medium and cultured with shaking at 30 ° C for 16 hours. The culture product was spread on a YPD agar medium containing 0.2 μg / ml of aureobasidin A (Takara Shuzo code9000), which is a selection marker, and cultured at 30 ° C. for 3 days. (Minimum growth inhibitory concentration of GMP strain against aureobasidin A is 0.05μg / ml) The grown colonies were applied to YPD agar medium containing 0.2μg / ml aureobasidin A and resistant to aureobasidin A Selected colonies with. In this way, AJ14861 strain was obtained. This share has been assigned a private number AJ14861. As of November 19, 2003, the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Deposit Center (305-8566)
It has been deposited internationally under the Budapest Treaty at Tsukuba City, Ibaraki Prefecture, Japan, 1-chome, 1-Chuo 6), and has been assigned the deposit number FERM BP-08553.

<8>AJ14861株を用いたγ−グルタミルシステインの製造
AJ14861株をYPD培地(試験管4ml)に植菌し、30℃で1日振とう培養した。培養液をパントテン酸カルシウム0.4mg/dlを含む培地に植菌し、30℃で振とう培養した。対数増殖期に培地を採取し、菌体濃度(乾燥酵母重量)が60mg/dlになるように、パントテン酸カルシウムを含まない培地、及び0.4mg/Lのパントテン酸カルシウムを含む培地(前記表1)に、それぞれ添加し、培養を行った。乾燥酵母菌体あたりのγ−グルタミルシステイン含有量を経時的に測定した。結果を図3に示す。パントテン酸カルシウム濃度が低い培地で培養した場合は、高濃度で含む培地で培養した場合に比べて、γ−グルタミルシステイン含有量が経時的に増加した。
<8> Production of γ-glutamylcysteine using AJ14861 strain
AJ14861 strain was inoculated into YPD medium (4 ml of test tube) and cultured with shaking at 30 ° C. for 1 day. The culture solution was inoculated into a medium containing 0.4 mg / dl of calcium pantothenate and cultured with shaking at 30 ° C. A medium is collected in the logarithmic growth phase, and a medium containing no calcium pantothenate and a medium containing 0.4 mg / L calcium pantothenate so that the bacterial cell concentration (weight of dry yeast) is 60 mg / dl (see Table 1 above). ), And cultured. The γ-glutamylcysteine content per dry yeast cell was measured over time. The results are shown in Figure 3. When cultured in a medium with a low calcium pantothenate concentration, the γ-glutamylcysteine content increased with time compared to when cultured in a medium with a high concentration.

以上の結果より、AJ14861株のγ−グルタミルシステイン含有量が、パントテン酸カルシウムの不足により上昇することが示された。   From the above results, it was shown that the γ-glutamylcysteine content of the AJ14861 strain increases due to the lack of calcium pantothenate.

本発明により、グルタチオン合成酵素活性が低下又は消失し、MET25遺伝子の発現が脱抑制され、パントテン酸要求性を示す酵母が提供される。本発明の酵母を、好適な条件で培養することにより、γ−グルタミルシステインを高含有する酵母培養液が提供される。本発明の酵母及び酵母培養液は、γ−グルタミルシステイン含有飲食品又はシステイン含有飲食品の製造に利用することができる。   According to the present invention, a yeast exhibiting pantothenic acid requirement is provided in which glutathione synthetase activity is reduced or eliminated, MET25 gene expression is derepressed. By culturing the yeast of the present invention under suitable conditions, a yeast culture solution containing a high amount of γ-glutamylcysteine is provided. The yeast and yeast culture solution of this invention can be utilized for manufacture of (gamma) -glutamylcysteine containing food / beverage products or cysteine containing food / beverage products.

本発明の酵母(GMP株)を、パントテン酸カルシウム(PaCa)を添加又は添加しない培地で培養したときの、菌体内γ−グルタミルシステイン含有量の経時的変化を示す図。The figure which shows the time-dependent change of γ-glutamylcysteine content in a cell when the yeast (GMP strain) of the present invention is cultured in a medium with or without calcium pantothenate (PaCa) added. GM株及びGMP株のγ−グルタミルシステイン含有量の比較を示す図。The figure which shows the comparison of (gamma) -glutamylcysteine content of GM strain and GMP strain. 本発明の酵母(AJ14861株)を、パントテン酸カルシウムを添加又は添加しない培地で培養したときの、菌体内γ−グルタミルシステイン含有量の経時的変化を示す図。The figure which shows a time-dependent change of γ-glutamylcysteine content in a cell when the yeast (AJ14861 strain) of the present invention is cultured in a medium with or without calcium pantothenate added.

Claims (8)

γ−グルタミルシステイン生産能を有し、パントテン酸要求性を有し、かつ、パントテン酸量が制限された培地で培養したとき、乾燥酵母菌体当たりのγ−グルタミルシステイン含有量が経時的に上昇する酵母であって、細胞内のグルタチオン合成酵素活性が、グルタチオン合成酵素をコードする遺伝子の破壊または変異により、低下又は消失するように改変され、MET25遺伝子の発現が脱抑制されるように改変された酵母When cultivated in a medium that has the ability to produce γ-glutamylcysteine, has pantothenic acid requirement, and has a limited amount of pantothenic acid, the content of γ-glutamylcysteine per dry yeast cell increases over time The glutathione synthetase activity in the cell is modified so that it decreases or disappears by disruption or mutation of the gene encoding glutathione synthetase, and the expression of the MET25 gene is modified to be derepressed. Yeast . コードされる蛋白質の569位のセリンがフェニルアラニンに置換する変異を有する変異型MET30遺伝子を保持することにより、MET25遺伝子の発現が脱抑制された請求項に記載の酵母。 The yeast according to claim 1 , wherein expression of the MET25 gene is derepressed by retaining a mutant MET30 gene having a mutation in which serine at position 569 of the encoded protein substitutes phenylalanine . サッカロマイセス属に属する請求項1または2に記載の酵母。 The yeast according to claim 1 or 2 , which belongs to the genus Saccharomyces. 請求項1〜のいずれか一項に記載の酵母を、十分な量のパントテン酸を含む培地で培養して同酵母を増殖させる工程と、パントテン酸量が制限された培地で培養し、菌体内のγ−グルタミルシステイン含有量を上昇させる工程を含む、γ−グルタミルシステインを蓄積した酵母の製造方法。 A step of culturing the yeast according to any one of claims 1 to 3 in a medium containing a sufficient amount of pantothenic acid to proliferate the yeast, and culturing the yeast in a medium with a limited amount of pantothenic acid, The manufacturing method of the yeast which accumulate | stored (gamma) -glutamylcysteine including the process of raising (gamma) -glutamylcysteine content in a body. 請求項1〜のいずれか一項に記載の酵母を好適な条件で培養して得られる培養物、もしくはγ−グルタミルシステインを含む前記培養物の分画物、又は熱処理によってシステインが生成したこれらの培養物もしくは分画物を含む飲食品。 A culture obtained by culturing the yeast according to any one of claims 1 to 3 under suitable conditions, a fraction of the culture containing γ-glutamylcysteine, or a cysteine produced by heat treatment Food or drink containing a culture or fraction of 飲食品がアルコール飲料、パン食品、又は発酵食品調味料である請求項記載の飲食品。 The food or drink according to claim 5 , wherein the food or drink is an alcoholic beverage, a bread food, or a fermented food seasoning. 請求項1〜のいずれか一項に記載の酵母を好適な条件で培養して得られる培養物を用いて製造された酵母エキス。 The yeast extract manufactured using the culture obtained by culture | cultivating the yeast as described in any one of Claims 1-3 on suitable conditions. 請求項1〜のいずれか一項に記載の酵母を好適な条件で培養して得られる培養物もしくはその分画物、又は加熱処理した前記培養物又は分画物を、飲食品原料に混合し、飲食品に加工することを特徴とする、γ−グルタミルシステイン又はシステイン含有飲食品の製造法。 A culture obtained by culturing the yeast according to any one of claims 1 to 3 under suitable conditions, or a fraction thereof, or the heat-treated culture or fraction is mixed with a food or drink raw material. And a process for producing γ-glutamylcysteine or a cysteine-containing food or drink, which is processed into a food or drink.
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