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JPH0226955B2 - - Google Patents
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JPH0226955B2 - - Google Patents

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JPH0226955B2
JPH0226955B2 JP55154706A JP15470680A JPH0226955B2 JP H0226955 B2 JPH0226955 B2 JP H0226955B2 JP 55154706 A JP55154706 A JP 55154706A JP 15470680 A JP15470680 A JP 15470680A JP H0226955 B2 JPH0226955 B2 JP H0226955B2
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JP
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tryptophan
coli
trp
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psc101
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Shuichi Aiba
Tadayuki Imanaka
Hiroshi Tsunekawa
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SANRAKU CO Ltd
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SANRAKU CO Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、アントラニル酸合成酵素(以下A
Saseという)に対するトリプトフアンによるフ
イードバツク阻害が解除されたトリプトフアンオ
ペロンをもつプラスミドを有し、該プラスミドを
遺伝子操作によつて組換えたトリプトフアン生産
性の高い大腸菌の製法に関する。 従来、微生物特に生産性の高い人工変異株を用
いて発酵法によりアミノ酸等が製造されているこ
とは周知のとおりである。しかし、アミノ酸のう
ちトリプトフアンについては、従来の発酵法は生
産性が低く工業的製法はまだ確立されていない。
他方、近時遺伝子工学の発達により、高等動植物
の遺伝子を大腸菌に移入して有用な物質、例えば
インシユリンや生長ホルモン等を発酵技法により
製造することが行われるようになつた。 本発明者らは、遺伝子操作により大腸菌を形質
転換してトリプトフアン合成活性を与えられたト
リプトフアン高生産性の大腸菌を製造することに
成功した。 本発明は下記のとおりである。 (1) 野生型のトリプトフアンオペロンをもつ組換
えプラスミドを宿主大腸菌に移入し、しかる後
この大腸菌を変異処理し、この際宿主大腸菌が
トリプトフアンレプレツサー及びトリプトフア
ナーゼの欠損したものであるときは後記の形質
転換を行わずそのまま、また、宿主大腸菌がそ
うしたものでないときは前記変異処理した大腸
菌から変異型のプラスミドを取出しこれをトリ
プトフアンレプレツサー及びトリプトフアナー
ゼの欠損した別の宿主大腸菌に移入することに
より形質転換を行い、かくしてアントラニル酸
合成酵素に対するトリプトフアンによるフイー
ドバツク阻害が解除されたトリプトフアンオペ
ロンをもつ組換えプラスミドを有し、かつ、ト
リプトフアンレプレツサー及びトリプトフアナ
ーゼの欠損した大腸菌を造成することを特徴と
するトリプトフアン生産性の高い大腸菌の製
法。 (2) 宿主大腸菌が染色体trpE遺伝子の欠失した
大腸菌である特許請求の範囲第1項記載の製
法。 (3) プラスミドがpSC101由来のものである特許
請求の範囲第1項記載の製法。 本発明において変異処理した大腸菌が保持する
ところのトリプトフアンによるA Saseに対す
るフイードバツク阻害が解除されたプラスミドに
ついて説明する。 トリプトフアン合成系の最初の酵素であるA
Saseはトリプトフアンによるフイードバツク阻
害を受けるが、トリプトフアンのアナログであ
る、例えば5−メチルトリプトフアンに耐性の株
のなかにはA Saseに対するトリプトフアンに
よるフイードバツク阻害が解除されたものが含ま
れている。そこで後述するように大腸菌株
Escherichia coli W 3110 trpAE1(pSC101−
trp)すなわち、トリプトフアンオペロンを有す
るプラスミド包含の株を変異手段により変異処理
し、そのうち5−メチルトリプトフアン耐性菌に
ついてトリプトフアンによりA Sase活性が阻
害されない株を選択する。これらのものから抽出
されたプラスミド(例えばpSC101−trp・I15)
は、トリプトフアンによるフイードバツク阻害が
解除されたトリプトフアンオペロンをもつてい
る。本発明で用いられるトリプトフアンオペロン
を有するプラスミド例えばpSC101−trpは、
Genetics第1巻141〜152頁(1977)に記載された
方法により、又はこれを改善した方法により得る
ことができる。 本発明により製造された大腸菌は、前記のプラ
スミドを移入して形質転換を行つた大腸菌であつ
て、トリプトフアンによるフイードバツク阻害が
解除されていると同時に、トリプトフアンレプレ
ツサーが欠損しトリプトフアナーゼも欠損したも
のである。 本発明により製造された大腸菌は、これを栄養
培地、特にアントラニル酸添加培地に、必要によ
りテトラサイクリン系抗生物質を添加して、培養
すると、培養液からそれ自体公知の採取方法によ
つてL−トリプトフアンを高い生産性で採取する
ことができる。この場合における培養及び採取の
方法は、通常の発酵法の場合と同様である。 以下に、本発明について詳述する。 本発明における宿主大腸菌としては、例えば下
記の菌株が使用される。 (1) Escherichia coli W 3110 trp AE1〔AE1〕 (2) Escherichia coli W 3110 trp AE1 trp
Ram 27〔Ram〕 (3) Escherichia coli W 3110 trp AE1 trp R
tna A〔Tna〕 上記Escherichia coli(以下E.coliという)
W3110は、λ非溶原性(λ-)で性因子Fをもた
ない(F-)株であつて、このものはλ溶原性、
性因子FをもつE.coli K−12株に由来する
ATCC27325株である。すなわち、本発明では、
E.coli K12株由来の大腸菌であれば全て宿主菌と
なることができ、さらにトリプトフアン製造を目
的とする場合には、これらの菌にトリプトフアン
オペロンの欠失変異(trp AE1)、トリプトフア
ンレプレツサー欠損変異(trp R)及びトリプト
フアナーゼ欠損変異(trp A)性を付与された大
腸菌が好適に用いられる。 次に、上記3種の菌株について宿主大腸菌とし
て所持すべき特性を述べる。 trp AE1(トリプトフアンオペロンの欠失変異) 大腸菌のトリプトフアンオペロンは染色体上で
ton B遺伝子と隣接しているが、ton Bはフアー
ジT1が大腸菌に吸着する際に必要なものである
から、ton Bに変異が起るとフアージT1は吸着
できない。したがつて、大腸菌はton Bに変異が
起ることによつてT1フアージに耐性(T1 r)とな
る。 紫外線(UV)照射して得られたT1フアージ耐
性変異株(T1 r)についてトリプトフアン要求性
を検定するとT1 r、Trp-となつた株の大部分は染
色体上のton Bからトリプトフアンオペロンにか
けてのDNA断片が一部又は全部欠失したもので
あつた。これらの変異処理及び確認方法について
は、例えばGenetics第49巻267〜278頁(1964)に
詳しく記述されている。 trp Ram27、trp R(トリプトフアンレプレツサ
ー変異) トリプトフアンレプレツサーの変異株は、トリ
プトフアンのアナログ(例えば、5−メチルトリ
プトフアン、6−メチルトリプトフアン等)に対
する耐性で1次選択を行う。このアナログ耐性株
には (1) レプレツシヨン(repression)が解除された
もの (2) フイードバツク インヒビジヨン
(feedback inhibition)が解除されたもの (3) 膜構造の変化により、アナログを細胞内に取
り込めないもの 等が考えられる。そこでアナログ耐性株をトリプ
トフアンを含む培地(野生株ではレプレツシヨン
のためトリプトフアン合成系酵素は、ほとんど生
産されない条件)で培養しても、トリプトフアン
合成系酵素が構成的に生産されていれば、レプレ
ツシヨンが解除されていることになる。レプレツ
サーの欠損か、オペレーター変異によるものかに
ついては、フアージPIKc(大腸菌の普遍形質導入
フアージ)による形質導入でこのアナログ耐性の
形質がthr(threonine要求性)遺伝子と連鎖して
いるか、trp(tryptophan要求性)遺伝子と連鎖し
ているかを調べ、thrと連鎖していればレプレツ
サー変異が生起していることが確認でき本発明に
用いることができる。 なお、trp Ram27は、トリプトフアンレプレ
ツサー欠損のナンセンス変異、trp Rは、同ミス
センス変異である。詳しくは、J.Mol.Biol.第44
巻185〜193頁(1969)、Genetics第52巻1303〜
1316頁(1965)等を参照されたい。 tna A(トリプトフアナーゼ欠損変異) 野生の大腸菌は、トリプトフアン分解酵素(ト
リプトフアナーゼ)活性をもつため単一炭素源と
して、トリプトフアンを利用して増殖することが
できる(トリプトフアン→インドール+ピルビン
酸+NH3)が、トリプトフアナーゼ欠損株は、
トリプトフアンを単一炭素源としては増殖できな
い。この生理を利用してトリプトフアナーゼ欠損
株を分離することができる。例えば、UV照射、
N−メチル−N′−ニトロ−N−ニトロソグアニ
ジン(NTG)又は、エチル−メタン−スルフオ
ネート(EMS)などで変異処理し、グルコース
を炭素源とする最少寒天培地上でコロニーを形成
させる。これをトリプトフアンを単一炭素源とす
る最少寒天培地上にレプリカして炭素源がグルコ
ースのときには増殖するが、トリプトフアンのと
きには増殖できない株を選択する。トリプトフア
ナーゼ活性がないことは、L−ブロスで培養した
培養液にインドール試薬〔トリプトフアン合成酵
素(T Sase)活性測定に用いるものと同一;
インドールに対する呈色反応〕を加え、インドー
ルに特異的な赤色が生じないことで確認する。例
えば、J.Bacteriology 第89巻 680〜686頁
(1965)を参照されたい。 E.coli W3110 trpAE1 trpR tnaA株の取得は、
上述の方法を組み合せることによつて可能である
が、具体的には次の手順で実施できる。 (1) E.coli W3110 cysB株にtrpR変異をつける。 (2) E.coli W3110 trpAE1株からのPIKc溶菌液
でcysB trpR株を形質導入してW3110trpAE1
trpR株を得る。 (3) (2)にtnaA変異を加える。 以下において、プラスミド例えばpSC101−
trp・I5又はpSC101−trp・I15により形質添加し
て得られた株のトリプトフアン合成酵素(T
Sase)及びアントラニル酸合成酵素(A Sase)
の活性を第1表に、トリプトフアンによるA
Sase活性の阻害率を第2表に、並びに、トリプ
トフアンの生産性を第3表に示す。
The present invention relates to anthranilate synthase (hereinafter referred to as A
The present invention relates to a method for producing Escherichia coli with high tryptophan productivity, which has a plasmid containing a tryptophan operon in which the feedback inhibition by tryptophan for (referred to as Sase) has been removed, and has been recombined with this plasmid by genetic manipulation. It is well known that amino acids and the like have been conventionally produced by fermentation using microorganisms, particularly artificial mutant strains with high productivity. However, for tryptophan among amino acids, conventional fermentation methods have low productivity and an industrial production method has not yet been established.
On the other hand, with the recent development of genetic engineering, it has become possible to transfer genes from higher animals and plants into Escherichia coli to produce useful substances, such as insulin and growth hormones, by fermentation techniques. The present inventors succeeded in producing highly tryptophan-producing E. coli that was endowed with tryptophan synthesis activity by transforming E. coli through genetic manipulation. The present invention is as follows. (1) A recombinant plasmid containing a wild-type tryptophan operon is transferred into a host E. coli, and then this E. coli is subjected to mutation treatment, and at this time, the host E. coli is deficient in tryptophan repressor and tryptophanase. If this is the case, the transformation described below is not performed and the host E. coli is not transformed, and if the host E. coli is not such a type, a mutant plasmid is taken from the mutated E. coli and this is transformed into a cell that is deficient in tryptophan repressor and tryptophanase. Transformation is performed by transferring to another host E. coli, and thus the recombinant plasmid has a tryptophan operon in which the tryptophan feedback inhibition of anthranilate synthase has been released, and the tryptophan repressor and A method for producing Escherichia coli with high tryptophan production, which comprises producing Escherichia coli lacking tryptophanase. (2) The production method according to claim 1, wherein the host E. coli is E. coli in which the chromosomal trpE gene has been deleted. (3) The production method according to claim 1, wherein the plasmid is derived from pSC101. In the present invention, a plasmid in which feedback inhibition of A Sase by tryptophan, which is carried by E. coli subjected to mutation treatment, is released will be described. A, the first enzyme in the tryptophan synthesis system
Sase is subject to feedback inhibition by tryptophan, but strains resistant to tryptophan analogues such as 5-methyltryptophan include those in which the feedback inhibition of tryptophan against A Sase is released. Therefore, as described later, E. coli strains
Escherichia coli W 3110 trpAE1 (pSC101−
(trp) That is, a strain containing a plasmid having a tryptophan operon is subjected to mutation treatment by mutation means, and among them, a strain whose A Sase activity is not inhibited by tryptophan is selected for 5-methyltryptophan-resistant bacteria. Plasmids extracted from these (e.g. pSC101-trp・I15)
has a tryptophan operon whose feedback inhibition by tryptophan has been released. The plasmid containing the tryptophan operon used in the present invention, for example, pSC101-trp,
It can be obtained by the method described in Genetics, Vol. 1, pp. 141-152 (1977), or by an improved method thereof. The E. coli produced by the present invention is E. coli that has been transformed by transferring the above-mentioned plasmid, and at the same time, the feedback inhibition by tryptophan has been released, and at the same time, the tryptophan repressor is deleted and the tryptophanase is also missing. When the Escherichia coli produced according to the present invention is cultured in a nutrient medium, particularly an anthranilic acid-supplemented medium, with the addition of a tetracycline antibiotic if necessary, L-tryptophan is collected from the culture solution by a method known per se. can be collected with high productivity. The cultivation and collection methods in this case are the same as in the case of normal fermentation methods. The present invention will be explained in detail below. As the host E. coli in the present invention, for example, the following strains are used. (1) Escherichia coli W 3110 trp AE1 [AE1] (2) Escherichia coli W 3110 trp AE1 trp
Ram 27〔Ram〕 (3) Escherichia coli W 3110 trp AE1 trp R
tna A [Tna] The above Escherichia coli (hereinafter referred to as E.coli)
W3110 is a λ non-lysogenic (λ - ) strain without sex factor F (F - );
Derived from E. coli K-12 strain with sex factor F
It is ATCC27325 strain. That is, in the present invention,
Any Escherichia coli derived from the E. coli K12 strain can serve as host bacteria, and if the purpose is to produce tryptophan, these bacteria can be infected with tryptophan operon deletion mutations (trp AE1), tryptophan Escherichia coli endowed with a fan repressor-deficient mutant (trp R) and a tryptophanase-deficient mutant (trp A) are preferably used. Next, the characteristics that the three strains mentioned above should have as host E. coli will be described. trp AE1 (deletion mutation of tryptophan operon) The tryptophan operon of E. coli is located on the chromosome.
Although it is adjacent to the ton B gene, ton B is necessary for phage T 1 to adsorb to E. coli, so if a mutation occurs in ton B, phage T 1 cannot adsorb. Therefore, E. coli becomes resistant to T 1 phage (T 1 r ) due to mutation in ton B. When the tryptophan auxotrophy was assayed for the T 1 phage-resistant mutant strain (T 1 r ) obtained by ultraviolet (UV) irradiation, most of the strains that became T 1 r and Trp - acquired tryptophan from ton B on the chromosome. The DNA fragment spanning the Juan operon was partially or completely deleted. These mutation treatments and confirmation methods are described in detail in, for example, Genetics, Vol. 49, pp. 267-278 (1964). trp Ram27, trp R (tryptophan repressor mutation) The tryptophan repressor mutant has a resistance to tryptophan analogs (e.g., 5-methyltryptophan, 6-methyltryptophan, etc.). Make your next selection. Analog-resistant strains include (1) strains in which repression has been lifted, (2) strains in which feedback inhibition has been lifted, and (3) strains in which the analog cannot be taken into cells due to changes in membrane structure. is possible. Therefore, even if an analog-resistant strain is cultured in a medium containing tryptophan (a condition in which the tryptophan synthesis enzyme is hardly produced due to repression in the wild strain), if the tryptophan synthesis enzyme is constitutively produced, repression will be released. This means that it has been done. As to whether this is due to a repressor defect or an operator mutation, the analog resistance trait is linked to the thr (threonine auxotrophic) gene or the trp (tryptophan auxotrophic) gene by transduction with Phage PIKc (a universal transducing phage of Escherichia coli). If it is linked to the thr gene, it can be confirmed that a repressor mutation has occurred, and it can be used in the present invention. Note that trp Ram27 is a nonsense mutation lacking tryptophan repressor, and trp R is a missense mutation. For details, see J. Mol. Biol. No. 44.
Volume 185-193 (1969), Genetics Vol. 52, 1303-
See p. 1316 (1965), etc. tna A (tryptophanase-deficient mutation) Wild E. coli has tryptophanase activity, so it can grow using tryptophan as a single carbon source (tryptophan → indole + pyruvate + NH 3 ) However, the tryptophanase-deficient strain
Cannot grow using tryptophan as the sole carbon source. Using this physiology, tryptophanase-deficient strains can be isolated. For example, UV irradiation,
Mutation treatment is performed with N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) or ethyl-methane-sulfonate (EMS), and colonies are formed on a minimal agar medium using glucose as a carbon source. This is replicated on a minimal agar medium with tryptophan as the sole carbon source to select strains that grow when the carbon source is glucose but cannot grow when tryptophan is used. The absence of tryptophanase activity can be confirmed by adding an indole reagent [same as the one used for tryptophan synthase (T Sase) activity measurement] to the culture medium cultured in L-broth;
[color reaction to indole] and confirm that the red color specific to indole does not occur. See, for example, J. Bacteriology, Vol. 89, pp. 680-686 (1965). To obtain E.coli W3110 trpAE1 trpR tnaA strain,
This can be done by combining the above methods, but specifically, it can be carried out by the following procedure. (1) Add trpR mutation to E.coli W3110 cysB strain. (2) cysB trpR strain was transduced with PIKc lysate from E. coli W3110 trpAE1 strain to produce W3110trpAE1.
Obtain trpR strain. (3) Add tnaA mutation to (2). In the following, plasmids such as pSC101-
Tryptophan synthase (T
Sase) and anthranilate synthase (A Sase)
The activity of A by tryptophan is shown in Table 1.
Table 2 shows the inhibition rate of Sase activity, and Table 3 shows the tryptophan productivity.

【表】 第1表において、活性単位はユニツト/mg蛋白
質である。結果は後述する培地−Aで培養した菌
体破砕液(粗酵素液)について活性を測定したも
ので、A Saseについては、トリプトフアンを
加えない場合(−Trp)とトリプトフアンを0.2
mM加えた場合(+Trp)について測定したもの
である。 T Sase活性、A Sase活性は、トリプトフ
アンレプレツサー欠損株であるRam株やTna株
ではAE1株より大きい。A Saseはいずれもト
リプトフアンによる阻害をうけていない。
[Table] In Table 1, the activity unit is unit/mg protein. The results were obtained by measuring the activity of a disrupted bacterial cell solution (crude enzyme solution) cultured in medium-A, which will be described later.For A Sase, tryptophan was not added (-Trp) and tryptophan was added to 0.2.
Measurements were made for the case where mM was added (+Trp). T Sase activity and A Sase activity are greater in the tryptophan repressor-deficient strains Ram and Tna strains than in the AE1 strain. None of A Sase is inhibited by tryptophan.

【表】 第2表によれば、pSC101−trp・I5又はpSC101
−trp・I15により形質転換されたAE1株について
A Sase活性を50%阻害するトリプトフアン濃
度を求めたものであるが、pSC101−trp・I5と
pSC101−trp・I15の間にトリプトフアンによる
A Sase活性阻害に関し有意差は見られず、本
発明におけるプラスミドの普遍性が窺える。 本発明において形質転換した大腸菌、例えば
Tna(pSC101−trp・I15)株は、トリプトフアン
による阻害が解除され、かつトリプトフアンレプ
レツサー及びトリプトフアナーゼが欠損したもの
であり、かかる条件を満足した菌株によつて、は
じめてトリプトフアンの高濃度蓄積が達成される
のである。このことは次の第3表から明らかであ
る。
[Table] According to Table 2, pSC101−trp・I5 or pSC101
The tryptophan concentration that inhibits A Sase activity by 50% was determined for the AE1 strain transformed with pSC101-trp・I5.
No significant difference was observed in the inhibition of A Sase activity by tryptophan between pSC101-trp.I15, demonstrating the universality of the plasmid in the present invention. E. coli transformed in the present invention, e.g.
The Tna (pSC101-trp/I15) strain is free from inhibition by tryptophan and is deficient in tryptophan repressor and tryptophanase, and a strain that satisfies these conditions is the first to achieve high tryptophan levels. Concentration accumulation is achieved. This is clear from Table 3 below.

【表】 トリプトフアンの高濃度蓄積には、トリプトフ
アンによる抑制並びに阻害の解除が必須であり、
また、トリプトフアナーゼの欠損も必要である。
Tna(pSC101−trp・I15)の生産性は、大腸菌に
おいて染色体性の二重変異株(repression-
inhibition-)で示された値〔180μg/ml:醗工
誌 第43巻 302〜306頁(1965)〕よりも大きく、
プラスミドによる遺伝子増幅効果が最終生産物の
生成量にまで反映した結果と思われる。 なお、上記Escherichia coli W3110 trpAE1
trpR tnaA(pSC101−trp・I15)は、アメリカン
タイプ カルチヤーコレクシヨン
(AMERICAN TYPE CULTURE
COLLECTION)に昭和55年(1980年)10月28日
付にて寄託され寄託番号(ATCC31743)を得て
いる。 大腸菌を培養するための培地としては、炭素
源、窒素源、無機物等を含む栄養培地、並びに、
使用微生物を製造する際に付与した耐性薬剤及
び/又はアントラニル酸を追加含有する培地が挙
げられる。合成培地又は天然培地のいずれも使用
可能である。培地に使用される炭素源及び窒素源
は、使用菌の利用可能なものならばいずれの種類
を用いてもよい。 炭素源としては、グルコース、グリセロール、
フラクトース、シユクロース、マルトース、マン
ノース、澱粉、澱粉加水分解液、糖蜜などの炭水
化物が使用できる。 窒素源としては、アンモニア、塩化アンモニウ
ム、硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、燐酸
アンモニウム、酢酸アンモニウムなどの無機若し
くは有機のアンモニウム塩類又は、肉エキス、酵
母エキス、コーン・ステイープ・リカー、カゼイ
ン加水分解物、脱脂大豆粕、その消化物などの天
然有機窒素源が使用可能である。天然有機窒素源
の多くのものは、窒素源であるとともに炭素源に
もなり得る。 さらに、無機物として、燐酸第一水素カリウ
ム、燐酸第二水素カリウム、硫酸マグネシウム、
塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、塩化カルシウム、
塩化亜鉛、硫酸銅、塩化マンガン、塩化コバル
ト、モリブデン酸アンモン、ホウ酸などを必要に
応じて使用するとよい。 大腸菌に抗菌薬剤耐性性が付与されている場合
は、該当する抗菌剤を培地に添加することによつ
て汚染菌の混入を防ぐことができる。また、トリ
プトフアンの前駆体たるアントラニル酸の添加も
トリプトフアンの増収に好都合である。 培養は、振盪培養又は通気撹拌深部培養などの
好気的条件下で行う。培養温度は通常20〜50℃の
範囲である。培養中の培地のPHは中性附近に維持
することが望ましく、培養期間は通常1〜3日間
である。 生成蓄積したトリプトフアンを採取する方法
は、イオン交換樹脂を用いる等のそれ自体公知の
方法で行うことができる。 次に、本発明を実施例によつて説明するが、本
発明はこれにより限定されるものではない。 製造例 (野生型のトリプトフアンオペロンをもつ組換
えプラスミド) 大腸菌の薬剤耐性プラスミドの1種である
pSC101(テトラサイクリン耐性:Tcr、染色体当
りのコピー数5〜10)をベクターとし大腸菌のト
リプトフアンオペロン供与体として特殊形質導入
フアージtrp EA60−3を用いる。 (1) 制限酵素EcoRI処理 λtrp EA60−3DNA(約0.1μg)とpSC101プ
ラスミドDNA(約1.9μg)とを下記の反応液中
で37℃1時間反応させる。その後65℃で5分間
加熱してEcoRIを失活させて反応を停止させ
る。 EcoRI反応液(全量50μ) トリス−HCL PH7.4 90mM MgCl2 10mM DNA 2μg EcoRI 2ユニツト 上記のEcoRIは市販品(Miles Laboratories
Inc.、Bethesda Research Laboratories Inc.
など)を用いる。 (2) T4−DNAリガーゼ処理 T4−DNAリガーゼ処理は、上記EcoRI反応
液に下記の試薬を加え全量を100μとして4
℃、18時間で行う。上記のリガーゼは市販品を
用いる。 試 薬 50mM MgCl 10μ 100mM ジチオエリトリトール 10μ 0.5mM アデノシントリホスフエト(ATP)
10μ 水 20μ T4−DNAリガーゼ 0.2ユニツト (3) 大腸菌の形質転換 E.coli C600rk-、mk-、Trp-株を20mlのL
−ブロス(ポリペプトン10g/、イースト抽
出物5g/、NaCl5g/、PH7)中で
OD660が0.4になるまで37℃で培養し、集菌後
100mMのMgCl220mlで洗浄し、100mMの
CaCl210mlで懸濁し氷浴中で20分間静置する。
遠心分離で再び集菌し100mMのCaCl21mlに再
懸濁し、この細胞懸濁液200μとT4−DNAリ
ガーゼ反応液100μとを氷浴中で混合して30
分間静置する。次に、この混合液を42℃で2分
間処理し、再び氷浴中で20分間静置する。L−
ブロス2.7mlを加えて37℃で2時間培養した後、
テトラサイクリン(Tc)10μg/mlを含む下記
組成の培地A(寒天を1.5%含む)の上に広げ
て、Tcr、Trp+の形質転換株を選択する。 上記E.coliC600に関し、記号rkは細菌が自身
のDNA分子(DNA上の塩基が特異的にメチル
化されているもの)と外部のDNA分子(自身
のものとメチル化の部位が異なるもの)とを認
識して外部DNAを制限する機能(restriction)
をいい、記号mkは一旦細胞内に導入された
DNAを自己に特異的なDNA分子に修飾する機
能(modification)をいう。rk-、mk-とは、
これらの機能が欠損していることを示す。 培地−A(Vogel and Bonner最小寒天培地、
PH7) K2HPO4 10g/ NaNH4HPO4・4H2O 3.5g/ MgSO4・7H2O 0.2g/ クエン酸・H2O 2g/ グルコース 2.5g/ カザミノ酸 0.5g/ (4) pSC101−trpプラスミドDNAの抽出 Tcr、Trp+形質転換株を100mlのL−ブロス
中でOD660が0.8になるまで37℃で培養し、集菌
後、1mlのトリス・シユクロース〔トリス・
HCl PH8(50mM)、シユクロース(25%、
wt/Vol)〕に懸濁する。氷浴中で0.2mlのリゾ
チーム(5mg/ml)を加え5分間静置後、0.4
mlのNa2EDTA(250mM、PH8)を加え5分間
静置する。次に、5MのNaCl0.5mlと10%
(wt/Vol)のソジウムドデシルサルフエート
(SDS)0.2mlを連続して加え、撹拌後氷浴中で
1晩静置する。4℃で30分間遠心分離
(30000xg)して得られた上清液を50mMの
Na2EDTA(PH8)で5mgにメスアップし、4.7
gのCsClと1.8mgのエチジウムブロマイド
(ethidium bromide)を加えて密度を1.57g/
mlに調整する。このサンプルを平衡密度勾配超
遠心(日立製作所製RP65ローター、3800rpm
40hr)にかける。遠心後、プラスミドDNAを
含む分画を取り出しエチジウムブロマイドをブ
タノールで抽出し、TEバツフアー(Tris.
HCl10mM、Na2EDTA0.1mM、PH8)に対
して透析する。 上記の平衡密度勾配超遠心の原理は次のとお
りである。 プラスミドDNA(環状分子)と染色体DNA
(線状分子:細胞内では環状分子だが分子量が
大きいため、抽出過程で線状分子となる)では
分子形態が異なる。色素エチジウムブロマイド
はDNAの塩基間に入り込むが、線状分子の方
により多く入り込むので、結果的にプラスミド
DNAと染色体DNAとの間に密度差が生じる。
この密度差を利用してプラスミドDNAを分離
する。 上記方法で抽出されたpSC101−trpは分子量が
約16.5×106ダルトンである。制限酵素EcoRIで
処理後、アガロースゲル電気泳動にかけると2本
のDNAバンドが認められる。大分子量(泳動度、
小)のものがトリプトフアンオペロンを含む
DNA断片で10.8×106ダルトン、小分子量(泳動
度、大)のものが、ベクターとして用いた
pSC101で5.7×106ダルトンである。 実施例 1 Trpによるフイードバツク阻害の解除されたト
リプトフアンオペロンをもつプラスミドを有する
大腸菌の製造を次のようにして行つた。 (1) 5−メチルトリプトフアン(5MT)耐性株
の分離 トリプトフアンのアナログである5MTは、
トリプトフアンと同様にトリプトフアンオペロ
ンからのメツセンジヤRAM(mRAM)への転
写を抑制し、アントラニル酸合成酵素(A
Sase)活性をフイードバツク阻害する。通常
の野生株は5MT存在下では増殖できないが、
トリプトフアンレプレツサーの変異などにより
抑制がかからなくなつたり、あるいはA
Saseが変異を受けて阻害をうけなくなれば、
最低限のトリプトフアンを合成して生育可能
(5MTr)となる。 さて、前記pSC101−trpDNAでE.coli
W3110trpAE1(染色体上のトリプトフアンオペ
ロンが全て欠失したTrp-、〔AE1〕)株を形質
転換し、Tcr、Trp+の形質転換株AE1(pSC101
−trp)を得た。このAE1(pSC101−trp)株を
NTG(200μg/ml)で処理し、5MT(200μg/
ml)を含む寒天培地−A(培地−Aに15g/
の寒天を含む)上に約106細胞(cells)広げて
37℃で1晩培養した。この方法により約70株の
5MTr株を独立に分離した。 (2) フイードバツク阻害が解除された株の分離 70株の5MTr株をそれぞれ100mlの培地−A
で37℃、16時間培養し集菌後、菌体を0.9%の
NaClで洗浄し、5mlの100mMトリス・HCl
(PH7.8)で懸濁した。20秒3回の超音波処理
(ultrasonic generator、model4280、Kaijo
Denki CO.、10KHz)で菌体を破砕し、
18000rpm30分間(Sorval SS−34rotor)遠心
分離して上清を粗酵素液とした。 この粗酵素液についてA Sase活性を測定
し、反応液中に0.2mMのトリプトフアンが存
在してもA Sase活性が阻害をうけないかど
うかを検討した。その結果、I5、I15の2株の
A Sase活性は0.2mMのトリプトフアンによ
る阻害を全く受けずフイードバツク阻害耐性で
あつた。 次に、宿主菌としてトリプトフアンレプレツ
サー及びトリプトフアナーゼが欠損した大腸菌
を用い上記と同様にして、さらに高濃度の5−
MTに対する耐性菌を分離することにより一層
有効な大腸菌を分離した。 (3) フイードバツク阻害の解除されたトリプトフ
アンオペロンをもつプラスミドの調製 I5、I15の各株から、前述のpSC101−trpの製
造例におけると同様の方法によりプラスミド
pSC101−trp・I5及びpSC101−trp・I15を得
た。pSC101−trp・I5、pSC101−trp・
I15DNAをそれぞれEcoRIで処理して、アガロ
ースゲル電気泳動にかけると、pSC101−trpと
同じく、10.8×106ダルトンと5.7×106ダルトン
の2本のバンドが認められた。 変異型プラスミドによる大腸菌の形質転換 上記で得られたプラスミドを上記製造例で記
載したと同様な方法によりE.coli W3110
trpAE1 trpR TnaA(トリプトフアンオペロン
欠失、トリプトフアンレプレツサー欠損、トリ
プトフアナーゼ欠損〔Tna〕に移入し形質転換
を行つた。得られた菌は、アントラニル酸合成
酵素に対するトリプトフアンによるフイードバ
ツク阻害が解除されたトリプトフアンオペロン
をもつ組換えプラスミドを有し、かつ、トリプ
トフアンレプレツサー及びトリプトフアナーゼ
の欠損した大腸菌であつた。 前記のpSC101−trp・I5、又はpSC101−
trp・I15プラスミドにより、AE1株、E.coli
W3110 trpAE1 trpRam27(トリプトフアンオ
ペロン欠失、トリプトフアンレプレツサー欠損
〔Ram〕)、E.coli W3110 trpAE1 trpR tnaA
(トリプトフアンオペロン欠失、トリプトフア
ンレプレツサー欠損、トリプトフアナーゼ欠損
〔Tna〕)をそれぞれ形質転換した。選択して得
られたTcr、Trp+のpSC101−trp・I5又は
pSC101−trp・I15保持株について、前述の方
法で粗酵素液を調製し、A Sase活性を測定
したところ、いずれの場合も、A Sase活性
はトリプトフアンによる阻害を受けなかつた。
したがつてフイードバツク阻害耐性の形質は
pSC101−trp・I5、又はpSC101−trp・I15プラ
スミドDNA上にあるトリプトフアンオペロン
が変異を受けていることに起因するものであ
る。 製造例 (トリプトフアン) プラスミドpSC101−trp・I15によりTna株を
形質転換して得た株Tna(pSC101−trp・I15)
を、まず前培養としてサトラサイクリン20μg/
mlを含む下記組成のL−ブロスに寒天保存培地か
ら一白金耳植菌して37℃、9〜15時間培養した。
次に下記組成の培地−B100ml(500ml容フラス
コ)に前記前培養液0.5ml(0.5%植菌)を植菌し
37℃で本培養を行つた。 2N NaOHにより3〜5時間ごとにPHを7に調
整した。48時間培養後、トリプトフアンの蓄積量
をキサンチドロール(Xanthydrol)法により定
量したところ、360μg/mlであつた。 L−ブロス バクトトリプトン 10g イースト抽出物 5g NaCl 5g/ PH7 培地−B KH2PO4 3g K2HPO4 7g NH4Cl 3g MgSO4・7H2O 0.2g/ PH7 グルコース 3% カザミノ酸 0.1% 製造例 (トリプトフアン) 前記の培地−BにTna(pSC101−trp・I15)を
植菌して下表に示すとおりアントラニル酸及びカ
ザミノ酸を添加して培養した。2N NaOHで48時
間までPH7に調整した。下表に示すトリプトフア
ン蓄積量が得られた。 アントラニル酸は500mg/では約24時間、800
mg/では約48時間で完全に消費される。アント
ラニル酸の濃度が高くなると菌の増殖は悪くな
り、1000mg/では63時間、1500mg/では63時
間以上の培養が必要である。消費されたアントラ
ニル酸はほぼ完全にトリプトフアンに変化する。
[Table] Suppression and release of inhibition by tryptophan are essential for high concentration accumulation of tryptophan.
Deficiency of tryptophanase is also required.
The productivity of Tna (pSC101−trp・I15) was determined by the chromosomal double mutant strain (repression ,
inhibition - ) [180 μg/ml: Journal of Technology, Vol. 43, pp. 302-306 (1965)],
This seems to be the result of the gene amplification effect of the plasmid being reflected in the amount of final product produced. In addition, the above Escherichia coli W3110 trpAE1
trpR tnaA (pSC101−trp・I15) is a member of the AMERICAN TYPE CULTURE collection.
COLLECTION) on October 28, 1980, and has the deposit number (ATCC31743). As a medium for culturing E. coli, a nutrient medium containing a carbon source, a nitrogen source, inorganic substances, etc., and
Examples include a medium additionally containing a resistant drug and/or anthranilic acid imparted during the production of the microorganism used. Either synthetic or natural media can be used. As the carbon source and nitrogen source used in the culture medium, any type of carbon source and nitrogen source that can be used by the bacteria used may be used. Carbon sources include glucose, glycerol,
Carbohydrates such as fructose, sucrose, maltose, mannose, starch, starch hydrolyzate, and molasses can be used. Nitrogen sources include inorganic or organic ammonium salts such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium carbonate, ammonium phosphate, and ammonium acetate, or meat extract, yeast extract, corn steep liquor, casein hydrolyzate, and defatted soybean meal. Natural organic nitrogen sources can be used, such as its digestate. Many natural organic nitrogen sources can be both nitrogen and carbon sources. Furthermore, as inorganic substances, potassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate,
Sodium chloride, ferrous sulfate, calcium chloride,
Zinc chloride, copper sulfate, manganese chloride, cobalt chloride, ammonium molybdate, boric acid, etc. may be used as necessary. If Escherichia coli is endowed with antibacterial drug resistance, contaminating bacteria can be prevented by adding the appropriate antibacterial agent to the culture medium. Furthermore, addition of anthranilic acid, which is a precursor of tryptophan, is also advantageous for increasing the yield of tryptophan. Cultivation is performed under aerobic conditions such as shaking culture or submerged culture with aeration and stirring. Culture temperature is usually in the range of 20-50°C. It is desirable to maintain the pH of the medium during culture near neutrality, and the culture period is usually 1 to 3 days. The produced and accumulated tryptophan can be collected by a method known per se, such as using an ion exchange resin. Next, the present invention will be explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. Production example (recombinant plasmid with wild-type tryptophan operon) A type of drug-resistant plasmid for E. coli.
pSC101 (tetracycline resistance: Tcr , copy number per chromosome 5-10) is used as a vector, and special transducing phage trp EA60-3 is used as a tryptophan operon donor of Escherichia coli. (1) Restriction enzyme EcoRI treatment λtrp EA60-3 DNA (approximately 0.1 μg) and pSC101 plasmid DNA (approximately 1.9 μg) are reacted at 37° C. for 1 hour in the following reaction solution. Thereafter, it is heated at 65°C for 5 minutes to inactivate EcoRI and stop the reaction. EcoRI reaction solution (total volume 50μ) Tris-HCL PH7.4 90mM MgCl 2 10mM DNA 2μg EcoRI 2 units The above EcoRI is a commercially available product (Miles Laboratories
Inc., Bethesda Research Laboratories Inc.
etc.). (2) T4-DNA ligase treatment For T4-DNA ligase treatment, add the following reagents to the above EcoRI reaction solution and make 4.
Perform at 18°C for 18 hours. The above ligase is a commercially available product. Reagent 50mM MgCl 10μ 100mM dithioerythritol 10μ 0.5mM adenosine triphosphate (ATP)
10 μ water 20 μ T4-DNA ligase 0.2 units (3) Transformation of E. coli Transform E. coli C600rk - , mk - , Trp - strains into 20 ml of L
- in broth (polypeptone 10 g/, yeast extract 5 g/, NaCl 5 g/, pH 7)
Culture at 37℃ until OD 660 is 0.4, and after harvesting
Wash with 20ml of 100mM MgCl2 ,
Suspend in 10 ml of CaCl 2 and let stand in an ice bath for 20 minutes.
Collect cells again by centrifugation, resuspend in 1ml of 100mM CaCl 2 , mix 200μ of this cell suspension and 100μ of T4-DNA ligase reaction solution in an ice bath for 30 minutes.
Let stand for a minute. Next, this mixture is treated at 42° C. for 2 minutes, and then left to stand again in an ice bath for 20 minutes. L-
After adding 2.7 ml of broth and incubating at 37°C for 2 hours,
Tc r and Trp + transformants are selected by spreading on medium A (containing 1.5% agar) with the following composition containing 10 μg/ml of tetracycline (Tc). Regarding E.coliC600 mentioned above, the symbol rk indicates that the bacterium uses its own DNA molecules (bases on the DNA are specifically methylated) and external DNA molecules (the methylation sites are different from its own). Function to recognize and restrict external DNA (restriction)
The symbol mk is once introduced into the cell.
It refers to the function of modifying DNA into a self-specific DNA molecule. What is rk- and mk- ?
Indicates that these functions are missing. Medium-A (Vogel and Bonner minimal agar medium,
PH7) K 2 HPO 4 10g / NaNH 4 HPO 4・4H 2 O 3.5g / MgSO 4・7H 2 O 0.2g / Citric acid・H 2 O 2g / Glucose 2.5g / Casamino acid 0.5g / (4) pSC101− Extraction of trp plasmid DNA The Tc r , Trp + transformant was cultured at 37°C in 100 ml of L-broth until the OD 660 reached 0.8. After harvesting, 1 ml of Tris-sucrose [Tris-
HCl PH8 (50mM), sucrose (25%,
wt/Vol)]. Add 0.2 ml of lysozyme (5 mg/ml) in an ice bath, let stand for 5 minutes, and then add 0.2 ml of lysozyme (5 mg/ml).
Add ml of Na 2 EDTA (250mM, PH8) and let stand for 5 minutes. Then 0.5ml of 5M NaCl and 10%
0.2 ml (wt/Vol) of sodium dodecyl sulfate (SDS) was added continuously, and after stirring, the mixture was allowed to stand overnight in an ice bath. The supernatant obtained by centrifugation (30,000xg) for 30 minutes at 4°C was diluted with 50mM
Increase to 5mg with Na 2 EDTA (PH8), 4.7
g of CsCl and 1.8 mg of ethidium bromide
(ethidium bromide) to increase the density to 1.57g/
Adjust to ml. This sample was subjected to equilibrium density gradient ultracentrifugation (Hitachi RP65 rotor, 3800 rpm).
40 hours). After centrifugation, the fraction containing plasmid DNA was taken out, ethidium bromide was extracted with butanol, and TE buffer (Tris.
Dialyze against HCl 10mM, Na 2 EDTA 0.1mM, pH 8). The principle of the above equilibrium density gradient ultracentrifugation is as follows. Plasmid DNA (circular molecule) and chromosomal DNA
(Linear molecules: They are circular molecules inside cells, but due to their large molecular weight, they become linear molecules during the extraction process.) The molecular forms are different. The dye ethidium bromide enters between the bases of DNA, but it enters more into linear molecules, resulting in plasmids
A density difference occurs between DNA and chromosomal DNA.
Plasmid DNA is separated using this density difference. pSC101-trp extracted by the above method has a molecular weight of approximately 16.5×10 6 Daltons. After treatment with the restriction enzyme EcoRI, two DNA bands are observed when subjected to agarose gel electrophoresis. Large molecular weight (molecular mobility,
small) contains the tryptophan operon
A DNA fragment with a small molecular weight (large electrophoretic mobility) of 10.8 × 10 6 daltons was used as a vector.
pSC101 is 5.7 x 106 daltons. Example 1 Escherichia coli containing a plasmid containing a tryptophan operon whose feedback inhibition by Trp was released was produced as follows. (1) Isolation of 5-methyltryptophan (5MT)-resistant strains 5MT, an analog of tryptophan,
Similar to tryptophan, it inhibits transcription from the tryptophan operon to mesendia RAM (mRAM), and inhibits anthranilate synthase (A
Feedback inhibition of Sase) activity. Normal wild-type strains cannot proliferate in the presence of 5MT, but
Tryptophan repressor is no longer suppressed due to mutations, or A.
If Sase undergoes a mutation and is no longer inhibited,
It becomes possible to grow by synthesizing the minimum amount of tryptophan (5MT r ). Now, with the pSC101-trpDNA, E.coli
The W3110trpAE1 (Trp - , [AE1], in which the tryptophan operon on the chromosome has been completely deleted) was transformed, and the Tc r , Trp + transformant strain AE1 (pSC101) was transformed.
−trp) was obtained. This AE1 (pSC101−trp) strain
Treated with NTG (200 μg/ml) and 5MT (200 μg/ml).
ml) containing agar medium-A (15 g/mL in medium-A)
Spread about 10 cells (containing agar) on
Cultured overnight at 37°C. Approximately 70 strains were obtained using this method.
The 5MT r strain was isolated independently. (2) Isolation of strains in which feedback inhibition has been released Seventy 5MT r strains were each placed in 100 ml of medium-A.
After culturing at 37℃ for 16 hours and collecting bacteria, the bacterial cells were reduced to 0.9%
Wash with NaCl and add 5 ml of 100 mM Tris HCl.
(PH7.8). Ultrasonic treatment for 20 seconds 3 times (ultrasonic generator, model 4280, Kaijo
Denki CO., 10KHz) to crush the bacterial cells,
The mixture was centrifuged at 18,000 rpm for 30 minutes (Sorval SS-34 rotor), and the supernatant was used as a crude enzyme solution. The A Sase activity of this crude enzyme solution was measured to examine whether the A Sase activity would be inhibited even if 0.2 mM tryptophan was present in the reaction solution. As a result, the A Sase activities of the two strains I5 and I15 were not inhibited at all by 0.2 mM tryptophan and were resistant to feedback inhibition. Next, a higher concentration of 5-5-
By isolating bacteria resistant to MT, we isolated a more effective Escherichia coli strain. (3) Preparation of plasmid with tryptophan operon with feedback inhibition released From each strain I5 and I15, plasmid
pSC101-trp·I5 and pSC101-trp·I15 were obtained. pSC101−trp・I5, pSC101−trp・
When each I15 DNA was treated with EcoRI and subjected to agarose gel electrophoresis, two bands of 10.8 x 10 6 daltons and 5.7 x 10 6 daltons were observed, similar to pSC101-trp. Transformation of E. coli with the mutant plasmid The plasmid obtained above was transformed into E. coli W3110 by the same method as described in the above production example.
trpAE1 trpR TnaA (tryptophan operon-deficient, tryptophan repressor-deficient, tryptophanase-deficient [Tna]) was transferred and transformed. The E. coli strain contained a recombinant plasmid with a tryptophan operon in which the tryptophan operon had been deleted, and was deficient in the tryptophan repressor and tryptophanase.
AE1 strain, E.coli by trp・I15 plasmid
W3110 trpAE1 trpRam27 (tryptophan operon deletion, tryptophan repressor deletion [Ram]), E.coli W3110 trpAE1 trpR tnaA
(Tryptophan operon deletion, tryptophan repressor deletion, tryptophanase deletion [Tna]) were each transformed. Selected Tc r , Trp + pSC101−trp・I5 or
Regarding the pSC101-trp·I15 holding strain, a crude enzyme solution was prepared by the method described above, and the A Sase activity was measured. In all cases, the A Sase activity was not inhibited by tryptophan.
Therefore, the trait of resistance to feedback inhibition is
This is due to mutations in the tryptophan operon on the pSC101-trp·I5 or pSC101-trp·I15 plasmid DNA. Production example (tryptophan) Strain Tna obtained by transforming Tna strain with plasmid pSC101-trp/I15 (pSC101-trp/I15)
First, as a pre-culture, 20 μg/satracycline was added.
One platinum loop was inoculated from the agar preservation medium into L-broth with the following composition containing 1.5 ml of L-broth and cultured at 37° C. for 9 to 15 hours.
Next, inoculate 0.5 ml of the above preculture solution (0.5% inoculation) into 100 ml of medium-B (500 ml flask) with the following composition.
Main culture was performed at 37°C. The PH was adjusted to 7 with 2N NaOH every 3-5 hours. After 48 hours of culture, the amount of tryptophan accumulated was determined by the xanthydrol method and was 360 μg/ml. L-Brosbactotryptone 10g Yeast extract 5g NaCl 5g/PH7 Medium-B KH 2 PO 4 3g K 2 HPO 4 7g NH 4 Cl 3g MgSO 4・7H 2 O 0.2g/PH7 Glucose 3% Casamino acids 0.1% Production Example (Tryptophan) The above medium-B was inoculated with Tna (pSC101-trp·I15), and anthranilic acid and casamino acid were added as shown in the table below and cultured. The pH was adjusted to 7 with 2N NaOH for up to 48 hours. The tryptophan accumulation amounts shown in the table below were obtained. Anthranilic acid is 500mg/approximately 24 hours, 800mg/
mg/ is completely consumed in about 48 hours. As the concentration of anthranilic acid increases, bacterial growth worsens; 63 hours are required for 1000 mg of anthranilic acid, and 63 hours or more for 1500 mg of anthranilic acid. The consumed anthranilic acid is almost completely converted to tryptophan.

【表】 製造例 (トリプトフアン) テトラサイクリンを20μg/ml含むL−ブロス
で、Tna(pSC101−trp・I15)株を37℃で9〜15
時間前培養した。この前培液100mlを、1.5の培
地−Cを含むジヤーフアーメンター(丸菱理科装
置研究所MD−250型、2容量)に植菌し37℃
で培養した。撹拌は500rpm、通気は1v.v.m.で行
い14%NH4OHにてPHを7に制御した。基質のア
ントラニル酸は培養8時間目から50mg//hrの
速度で追加した。キサンチドロール28時間培養
後、トリプトフアンの蓄積量をキサンチドロール
法により定量したところ、5.6g/であつた。 培地−C KH2PO4 3g/ K2HPO4 7g/ NH4Cl 3g/ MgSO4・7H2O 0.2g/ FeSO4・7H2O 0.01g/ アントラニル酸 0.5g/ グルコース 50g/ カザミノ酸 10g/ テトラサイクリン 0.01g/ PH7 かくして得られる培養液1を遠沈し、菌体を
除去し、遠沈上清をクロマト用活性炭900mlを充
填した塔に流しトリプトフアンを吸着させる。水
洗後トリプトフアンを0.7%アンモニアを含む50
%エタノール溶液で溶出し、溶出液を減圧下に濃
縮しアンモニアとエタノールを除去する。 得られるトリプトフアン水溶液PH4.5に調整し、
これをあらかじめダウエツクス50×8、Na型樹
脂(ダウケミカル社製)を0.1MPH3.4のクエン酸
緩衝液で緩衝化したカラム(10×40cm)に通す。 ついで0.1MPH5.0のクエン酸緩衝液4.5を流し
た後、0.2%アンモニアを含む50%メタノール溶
液でトリプトフアンを溶出する。この溶出液を減
圧下に濃縮乾固しトリプトフアンの結晶性を粗粉
末を得る。これを少量の50%熱エタノール水に溶
解し少量の活性炭で脱色し冷却後トリプトフアン
の白色鱗片状結晶3.5gを得た。 以上からわかるように、本発明では遺伝子操作
により形質転換した大腸菌を用いることにより従
来の変異株を用いる場合に比し短時間で効率よく
トリプトフアンが得られ、しかも、さらにコピー
数の多いプラスミドと組換えたり、また耐性をよ
り向上させることなどにより採来一層の効率化を
期待することができる。
[Table] Production example (tryptophan) In L-broth containing 20 μg/ml of tetracycline, strain Tna (pSC101-trp・I15) at 37℃ for 9 to 15 minutes.
preincubated for hours. 100 ml of this pre-culture solution was inoculated into a jar fermenter (Marubishi Scientific Instruments Institute MD-250 model, 2 volumes) containing 1.5 of medium-C and heated to 37°C.
It was cultured in Stirring was performed at 500 rpm, aeration was performed at 1 v.vm, and the pH was controlled at 7 with 14% NH 4 OH. The substrate anthranilic acid was added at a rate of 50 mg/hr from the 8th hour of culture. After culturing with xanthidrol for 28 hours, the amount of accumulated tryptophan was determined by the xanthidrol method and was 5.6 g/. Medium - C KH 2 PO 4 3g / K 2 HPO 4 7g / NH 4 Cl 3g / MgSO 4・7H 2 O 0.2g / FeSO 4・7H 2 O 0.01g / Anthranilic acid 0.5g / Glucose 50g / Casamino acid 10g / Tetracycline 0.01 g/PH7 The culture solution 1 thus obtained is centrifuged to remove bacterial cells, and the centrifuged supernatant is poured into a column filled with 900 ml of activated carbon for chromatography to adsorb tryptophan. 50 containing tryptophan and 0.7% ammonia after washing with water
% ethanol solution, and the eluate was concentrated under reduced pressure to remove ammonia and ethanol. The resulting tryptophan aqueous solution was adjusted to pH 4.5,
This was passed through a column (10 x 40 cm) made of Dowex 50 x 8 and Na type resin (manufactured by Dow Chemical Co.) buffered with a 0.1 MPH 3.4 citric acid buffer. Then, after flowing 0.1 MPH 5.0 citrate buffer 4.5, tryptophan is eluted with 50% methanol solution containing 0.2% ammonia. This eluate is concentrated to dryness under reduced pressure to obtain a crystalline coarse powder of tryptophan. This was dissolved in a small amount of 50% hot ethanol water, decolorized with a small amount of activated carbon, and after cooling, 3.5 g of white scaly crystals of tryptophan were obtained. As can be seen from the above, in the present invention, by using Escherichia coli transformed by genetic manipulation, tryptophan can be obtained in a shorter time and more efficiently than when using conventional mutant strains. Further efficiency in harvesting can be expected by changing the species or by further improving the resistance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 野生型のトリプトフアンオペロンをもつ組換
えプラスミドを宿主大腸菌に移入し、しかる後こ
の大腸菌を変異処理し、この際宿主大腸菌がトリ
プトフアンレプレツサー及びトリプトフアナーゼ
の欠損したものであるときは後記の形質転換を行
わずそのまま、また、宿主大腸菌がそうしたもの
でないときは前記変異処理した大腸菌から変異型
のプラスミドを取出しこれをトリプトフアンレプ
レツサー及びトリプトフアナーゼの欠損した別の
宿主大腸菌に移入することにより形質転換を行
い、かくしてアントラニル酸合成酵素に対するト
リプトフアンによるフイードバツク阻害が解除さ
れたトリプトフアンオペロンをもつ組換えプラス
ミドを有し、かつ、トリプトフアンレプレツサー
及びトリプトフアナーゼの欠損した大腸菌を造成
することを特徴とするトリプトフアン生産性の高
い大腸菌の製法。 2 宿主大腸菌が染色体trpE遺伝子の欠失した
大腸菌である特許請求の範囲第1項記載の製法。 3 プラスミドがpSC101由来のものである特許
請求の範囲第1項記載の製法。
[Scope of Claims] 1. A recombinant plasmid having a wild-type tryptophan operon is transferred into a host E. coli, and then this E. coli is mutated, and at this time, the host E. coli has a tryptophan repressor and a tryptophanase. If the host E. coli is defective, the transformation described below is not performed and the host E. coli is not transformed. If the host E. coli is not such a type, a mutant plasmid is taken from the mutated E. coli and transformed with tryptophan repressor and tryptophan. Transformation is carried out by transferring the enzyme-deficient E. coli to another host, and the result is a recombinant plasmid containing a tryptophan operon in which the feedback inhibition of anthranilate synthase by tryptophan has been removed, and A method for producing Escherichia coli with high tryptophan productivity, which comprises producing Escherichia coli that is deficient in repressor and tryptophanase. 2. The production method according to claim 1, wherein the host E. coli is E. coli in which the chromosomal trpE gene has been deleted. 3. The production method according to claim 1, wherein the plasmid is derived from pSC101.
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