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JPH0648986B2 - Acetate kinase gene - Google Patents
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JPH0648986B2 - Acetate kinase gene - Google Patents

Acetate kinase gene

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JPH0648986B2
JPH0648986B2 JP7315688A JP7315688A JPH0648986B2 JP H0648986 B2 JPH0648986 B2 JP H0648986B2 JP 7315688 A JP7315688 A JP 7315688A JP 7315688 A JP7315688 A JP 7315688A JP H0648986 B2 JPH0648986 B2 JP H0648986B2
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acetate kinase
gene
kinase gene
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衛一 中野
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    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/12Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アセテート・カイネース(acetatekinase)の
製造に有用なアセテート・カイネースをコードする遺伝
子(以下,アセテート・カイネース遺伝子という)に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gene encoding acetate kinase (hereinafter referred to as an acetate kinase gene) useful for producing acetate kinase.

アセテート・カイネースは、下記の反応式で示される反
応を触媒する酵素である。
Acetate kinase is an enzyme that catalyzes the reaction represented by the following reaction formula.

そして、アセテート・カイネースは、ATPの製造等に
極めて有用なものである。
And, acetate kinase is extremely useful for production of ATP and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、アセテート・カイネースは、例えば、エッシェリ
シア・コリ(Escherichia coli)を培養し、菌体よりアセ
テート・カイネースを分離、精製することにより製造さ
れている〔ジェイ.バイオル.ケム.(J.Biol.Chem.)、
第261巻、第29号、第13487〜13497頁(1986)〕。
Conventionally, acetate kinase has been produced, for example, by culturing Escherichia coli and separating and purifying the acetate kinase from bacterial cells [J. Biol. Chem. (J. Biol. Chem.),
261, No. 29, 13487-13497 (1986)].

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、上記のアセテート・カイネースの製造法
によるときには、該酵素の収率が著しく低い等の難点が
あった。
However, when the above-mentioned method for producing acetate kines is used, there are drawbacks such as a markedly low yield of the enzyme.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

そこで、本発明者等は、上記難点を解決すべく種々検討
した結果、アセテート・カイネース遺伝子を含有するD
NAをベクターDNAに挿入した組み換え体DNAを
得、この組み換え体をエッシェリシア(Escherichia)属
に属する菌株に含ませたアセテート・カイネース生産能
を有する菌株を培地に培養すると高収率でアセテート・
カイネースが生産されること等の知見を得、特許出願を
行なった(特願昭62-273146及び62-273147号明細書)。
Therefore, the inventors of the present invention have conducted various studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, D containing an acetate kinase gene has been investigated.
Recombinant DNA in which NA was inserted into vector DNA was obtained, and this recombinant was contained in a strain belonging to the genus Escherichia.
We obtained the knowledge that kinase is produced, and filed a patent application (Japanese Patent Application Nos. 62-273146 and 62-273147).

その後、本発明者等は、エッシェリシア・コリ(Escheri
chiacoli)由来のアセテート・カイネース遺伝子につい
て更に検討した結果、エッシェリシア・コリ由来のアセ
テート・カイネース遺伝子を初めて単離及び構造決定す
ることに成功し、本発明を完成した。
After that, the present inventors found that Escheri
As a result of further study of the acetate kinase gene derived from chiacoli), we succeeded in isolating and determining the structure of the acetate kinase gene derived from Escherichia coli for the first time, and completed the present invention.

すなわち、本発明は、特許請求の範囲に示されるアミノ
酸配列をコードするアセテート・カイネース遺伝子であ
る。
That is, the present invention is an acetate kinase gene encoding the amino acid sequence shown in the claims.

以下、本発明について詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

先ず、アセテート・カイネース遺伝子を含有するDNA
の調製について述べる。
First, DNA containing the acetate kinase gene
The preparation will be described.

例えば、大腸菌好ましくは大腸菌(E.coli)1100(Max-Pla
nk-Institut西独、ハイデルベルグより入手)を培養し
て培養物を得る。
For example, E. coli, preferably E. coli 1100 (Max-Pla
nk-Institut West Germany, obtained from Heidelberg) to obtain a culture.

上記微生物を培養するには、通常の固体培養法で培養し
てもよいが、なるべく液体培養法を採用して培養するの
が好ましい。
In order to cultivate the above-mentioned microorganism, it may be cultivated by a usual solid culturing method, but it is preferable to employ a liquid culturing method as much as possible.

また、上記微生物を培養する培地としては、例えば酵母
エキス、ペプトン、肉エキス、コーンスィープリカーあ
るいは大豆もしくは小麦▲麩▼の浸出液等の1種以上の
窒素源に、リン酸第1カリウム、リン酸第2カリウム、
硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウ
ム、塩化第2鉄、硫酸第2鉄あるいは硫酸マンガン等の
無機塩類の1種以上を添加し、更に必要により糖質原
料、ビタミン等を適宜添加したものが用いられる。
The medium for culturing the above-mentioned microorganisms includes, for example, yeast extract, peptone, meat extract, corn sweep liquor, soybean or wheat bran leachate, and the like, at least one nitrogen source, potassium potassium phosphate, and phosphoric acid. Second potassium,
One or more kinds of inorganic salts such as magnesium sulfate, sodium chloride, magnesium chloride, ferric chloride, ferric sulfate or manganese sulfate are added, and if necessary, sugar raw materials, vitamins and the like are appropriately added. .

なお、培地の初発pHは、7〜9に調整するのが適当で
ある。また培養は30〜42℃、好ましくは37℃前後で4〜
24時間、好ましくは6〜24時間、通気撹拌深部培養、振
盪培養、静置培養等により実施するのが好ましい。
The initial pH of the medium is appropriately adjusted to 7-9. Culturing is performed at 30 to 42 ° C, preferably around 37 ° C for 4 to
It is preferably carried out for 24 hours, preferably for 6 to 24 hours, by aeration and agitation deep culture, shaking culture, static culture and the like.

このようにして得られる培養物を、例えば3,000r.p.m.
以上、好ましくは8,000〜10,000r.p.m.で5分以上、好
ましくは10〜15分間遠心分離して大腸菌1100の菌体を得
る。
The culture thus obtained is, for example, 3,000 rpm
As described above, centrifugation at 8,000 to 10,000 rpm for 5 minutes or more, preferably 10 to 15 minutes is performed to obtain Escherichia coli 1100 cells.

この菌体より、例えば斎藤、三浦の方法〔バイオケム.
バイオフィズ.アクタ.(Biochem.Biophys.Acta.)、第7
2巻、第619頁(1963年)]、ケー・エス・カービー(K.
S.Kirby)の方法[バイオケム.ジェイ.(Biochem.J.)、
第64巻、第405頁(1956年)]等の方法により染色体D
NAを得ることができる。
From this cell, for example, the method of Saito and Miura [Biochem.
Biofizz. Actor. (Biochem.Biophys.Acta.), No. 7
Volume 2, page 619 (1963)], KS Kirby (K.
S. Kirby) [Biochem. Jay. (Biochem.J.),
64, 405 (1956)] and the like.
NA can be obtained.

ついで、この染色体DNAに、突出末端を生じさせる制
限酵素、例えばSau3AI(東洋紡績社製)を、温度30℃以
上、好ましくは37℃、酵素濃度1〜10ユニット/mlで20
分以上、好ましくは30分〜2時間作用させて消化し、種
々の染色DNA断片混合物を得る。
Then, a restriction enzyme, such as Sau3AI (manufactured by Toyobo Co., Ltd.), which produces a protruding end is added to the chromosomal DNA at a temperature of 30 ° C. or higher, preferably 37 ° C., and an enzyme concentration of 1 to 10 units / ml.
The mixture is allowed to stand for at least 30 minutes, preferably 30 minutes to 2 hours, and digested to obtain a mixture of various stained DNA fragments.

そして、アセテート・カイネース遺伝子は、リンケージ
・マップ(Linkage map)〔マイクロバイオロジカル・レ
ビュウズ(Microbiological Reviews)、第47巻、第2
号、第180〜230頁(1983年)〕上、purF(グルタミン.
フォスフォリボシルパイロフォスフェイト・アミドトラ
ンスフェラーゼ(Glutamine Phosphoribosyl-pyrophosph
ate amidotransferase)遺伝子の近傍に位置づけられて
いるので、前記染色体DNA断片混合物からクロモゾー
マル・ウォーキング(Chromosomal Walking)法〔ネイチ
ャー(Nature)、第300巻、第4号、第35〜42頁(1982
年)〕によりpurF遺伝子の近傍に存在するアセテート・
カイネース遺伝子を含有するDNA断片を検索すること
ができる。
And, the acetate kinase gene is linked to a linkage map [Microbiological Reviews, Vol. 47, Vol.
No. 180-230 (1983)], purF (glutamine.
Glutamine Phosphoribosyl-pyrophosph
ate amidotransferase) gene, it is located in the vicinity of the chromosomal DNA fragment mixture, so that the method of chromosomal walking (Chromosomal Walking) [Nature, Vol. 300, No. 4, pp. 35-42 (1982).
Year)], the acetates present near the purF gene
A DNA fragment containing the kinase gene can be searched.

このようにして得たDNA断片混合物から、例えば通常
のアガロースゲル電気泳動法によりDNA断片混合物を
得、更に例えばフェノール抽出等の精製手段により精製
し、また更に例えばエタノール沈澱法等の濃縮手段によ
り濃縮し、純化されたDNA断片混合物(この中にアセ
テート・カイネース遺伝子を含有するDNA断片が含ま
れる)を得る。
From the DNA fragment mixture thus obtained, a DNA fragment mixture is obtained by, for example, an ordinary agarose gel electrophoresis method, further purified by a purification means such as phenol extraction, and further concentrated by a concentration means such as ethanol precipitation method. Then, a purified DNA fragment mixture (which contains a DNA fragment containing the acetate kinase gene) is obtained.

一方、本発明において用いることのできるベクターDN
Aとしては、如何なるものでもよく、例えばプラスミド
ベクターDNA、バクテリオファージベクターDNA等
が挙げられるが、具体的には例えばプラスミドpUC19D
NA(宝酒造社製)などが好ましい。
On the other hand, the vector DN that can be used in the present invention
Any A may be used, and examples thereof include plasmid vector DNA and bacteriophage vector DNA. Specifically, for example, plasmid pUC19D
NA (Takara Shuzo) and the like are preferable.

上記ベクターDNAに、突出末端を生じさせる制限酵
素、例えばEcoRI及びBamHI(いずれも宝酒造社製)を、
温度30℃以上、好ましくは37℃、酵素濃度10〜1000ユニ
ット/mlで1時間以上、好ましくは1〜3時間作用させ
て消化し、切断されたベクターDNAを得る。
A restriction enzyme, such as EcoRI or BamHI (both manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.), which produces protruding ends is added to the vector DNA
A digested vector DNA is obtained by digesting at a temperature of 30 ° C or higher, preferably 37 ° C, at an enzyme concentration of 10 to 1000 units / ml for 1 hour or longer, preferably 1 to 3 hours.

次いで、上記のようにして得た大腸菌1100由来で、アセ
テート・カイネース遺伝子を含有するDNA断片混合物
と、切断されたベクターDNAを混合し、これに例えば
大腸菌DNAリガーゼ(ニュー・イングランド・バイオ
・ラブス社製)、T4DNAリガーゼ(ベーリンガ・マ
ンハイム社製)など、好ましくはT4DNAリガーゼ
を、温度4〜37℃、好ましくは4〜16℃、酵素濃度1〜
100ユニットで1時間以上、好ましくは6〜24時間作用
させて組み換え体DNAを得る。
Then, a mixture of the DNA fragments containing the acetate kinase gene derived from Escherichia coli 1100 obtained as described above and the cleaved vector DNA are mixed, and this is mixed with, for example, Escherichia coli DNA ligase (New England Biolabs). , T4 DNA ligase (manufactured by Boehringa Mannheim), etc., preferably T4 DNA ligase at a temperature of 4 to 37 ° C., preferably 4 to 16 ° C., and an enzyme concentration of 1 to 1.
Recombinant DNA is obtained by reacting with 100 units for 1 hour or more, preferably 6 to 24 hours.

この組み換え体DNAを用いて、例えば大腸菌K−12、
好ましくは大腸菌JM101(ATCC33876)、大腸菌HB101
(ATCC33694)、大腸菌DHI(ATCC33849)、大腸菌x−17
76(ATCC31244)、などを形質転換あるいは形質導入して
それぞれの菌株を得る。この形質転換はディー・エム・
モーリソン(D.M.Morrison)の方法〔メソヅ・イン・エン
ザイモロジー(Methods in Enzymology)、第68巻、第326
〜331頁(1979年)〕により行なうことができる。また
形質導入はビー・ホーン(B.Hohn)の方法〔メソヅ・イン
・エンザイモロジー第68巻、第299〜309頁(1979年)〕
によって行なうことができる。
Using this recombinant DNA, for example, E. coli K-12,
Preferably Escherichia coli JM101 (ATCC33876), Escherichia coli HB101
(ATCC33694), E. coli DHI (ATCC33849), E. coli x-17
76 (ATCC31244) or the like is transformed or transduced to obtain each strain. This transformation is DM
DM Morrison [Methods in Enzymology, Vol. 68, Vol. 326
~ 331 (1979)]. The method of transduction is B. Hohn [Methods in Enzymology, Vol. 68, 299-309 (1979)].
Can be done by.

そして、上記菌株よりアセテート・カイネース生産能を
有する菌株をスクリーニングすることにより、アセテー
ト・カイネース遺伝子を含有するDNAをベクターDN
Aに挿入した組み換え体DNAを含み、アセテート・カ
イネース生産能を有するエッシェリシア属に属する菌株
を得ることができる。
Then, by screening a strain having the ability to produce acetate / kinase from the above strains, DNA containing the acetate / kinase gene is used as a vector DN.
It is possible to obtain a strain belonging to the genus Escherichia that contains the recombinant DNA inserted in A and has the ability to produce acetate kinase.

このようにして得られた菌株より純化された新規な組み
換え体DNAを得るには、例えばピー・グーリー(P.Gue
rry)等の方法〔ジェイ.バクテリオロジー(J.Bacteriol
ogy)第116巻、第1064〜1066頁(1973年)〕、デー・ビ
ー・クレウェル(D.B.Clewell)の方法〔ジェー・バクテ
リオロジー第110巻、第667〜676(197年)〕などにより
得ることができる。
To obtain a purified novel recombinant DNA from the strain thus obtained, for example, P. Gue (P. Gue
rry) etc. [J. Bacteriology (J. Bacteriol
ogy) 116, 1064-1066 (1973)], and the method of DB Clewell [J. Bacteriology 110, 667-676 (197)]. it can.

次いで、上記の純化された新規な組み換え体DNAに、
例えば、制限酵素MluI及びPstI(いずれも宝酒造社製)
を温度30℃以上、好ましくは37℃、酵素濃度5〜20ユニ
ット/mlで0.5〜2時間、好ましくは約1時間作用させ
て消化し、DNA断片混合物を得る。
Then, to the above purified novel recombinant DNA,
For example, restriction enzymes MluI and PstI (both manufactured by Takara Shuzo)
Is digested at a temperature of 30 ° C or higher, preferably 37 ° C, at an enzyme concentration of 5 to 20 units / ml for 0.5 to 2 hours, preferably about 1 hour to obtain a DNA fragment mixture.

上記DNA断片混合物よりアセテート・カイネース遺伝
子を含有するDNAを単離するには、ティー・マニアテ
ィス(T.Maniatis)等の方法〔モレキュラー・クローニン
グ(Molecular Cloning)、コールド・スプリング・ハー
バー・ラボラトリィ(Cold Spring Harbof Laborator
y)、第173頁〜第178頁(1982年)〕により得ることがで
きる。
To isolate a DNA containing an acetate kinase gene from the above DNA fragment mixture, a method such as T. Maniatis (Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory ( Cold Spring Harbof Laborator
y), pages 173 to 178 (1982)].

上記アセテート・カイネース遺伝子を含有するDNAを
用いて、実施例の項目(7)に示すような方法によって、
アセテート・カイネース遺伝子のみの全塩基配列の解析
を行い(第4図参照)、次いで前記塩基配列を有する遺
伝子によって翻訳されるポリペプタイドのアミノ酸配列
を確定する(第5図参照)。
Using the DNA containing the above-mentioned acetate kinase gene, by the method as shown in item (7) of the Example,
The entire nucleotide sequence of only the acetate kinase gene is analyzed (see FIG. 4), and then the amino acid sequence of the polypeptide translated by the gene having the nucleotide sequence is determined (see FIG. 5).

このようにして確定されたアミノ酸配列をコードする遺
伝子が本発明のアセテート・カイネース遺伝子である。
The gene encoding the amino acid sequence thus determined is the acetate kinase gene of the present invention.

次に、上記のようにして得られたアセテート・カイネー
ス遺伝子を含有するDNAをベクターDNAに挿入した
組み換え体DNAを含み、アセテート・カイネース生産
能を有するエッシェリシア属に属する菌株を用いてアセ
テート・カイネースを生産するには、前記大腸菌1100の
培養法と全く同様にして培養し、培養物を得る。
Next, using a strain belonging to the genus Escherichia containing the recombinant DNA in which the DNA containing the acetate kinase gene obtained as described above is inserted into the vector DNA, acetate kinase is obtained. For production, the culture is obtained by culturing in exactly the same manner as the culturing method of Escherichia coli 1100.

培養終了後、該培養物よりアセテート・カイネースを採
取するには、通常の酵素採取手段を用いて得ることがで
きる。
After the completion of the culture, to collect the acetate kinase from the culture, it can be obtained by a usual enzyme collecting means.

例えば、常法により菌体を、超音波破壊処理、磨砕処理
などするか、または、リゾチーム等の溶菌酵素を用いて
本酵素を抽出するか、またはトルエン等の存在下で振盪
もしくは放置して自己消化を行なわせ本酵素を菌体外に
排出させる。この溶液を濾過、遠心分離などして固形部
分を除去し、必要によりストレプトマイシン硫酸塩、プ
ロタミン硫酸塩あるいは硫酸マンガンにより除核酸した
のち、これに硫安、アルコール、アセトン等を添加して
分画し、沈澱物を採取し、これを水に対し透析したのち
真空乾燥して粗酵素標品を得る。
For example, the cells are subjected to ultrasonic disruption treatment, grinding treatment, etc. by a conventional method, or the enzyme is extracted using a lysing enzyme such as lysozyme, or shaken or left in the presence of toluene or the like. The enzyme is self-digested and the enzyme is excreted outside the cells. The solution is filtered, the solid portion is removed by centrifugation, etc., and if necessary, nucleic acid is removed with streptomycin sulfate, protamine sulfate or manganese sulfate, and then ammonium sulfate, alcohol, acetone or the like is added to fractionate the solution. The precipitate is collected, dialyzed against water, and dried under vacuum to obtain a crude enzyme preparation.

更に、アセテート・カイネースの精製品を得るには、例
えばDEAE−セルロース(ジ・エチル・アミン・エチ
ル・セルロース、米国ブラウン社製)、DEAE−セフ
ァデックス(ジ・エチル・アミン・エチル・セファデッ
クス、スウェーデン国ファルマシア社製)、QAE−セ
ファデックス(スウェーデン国、ファルマシア社製)等
のイオン交換物質を用いる吸着溶出法にて精製するか、
またセファデックスG−200(スウェーデン国、ファル
マシア社製)、セファロース6B(スウェーデン国、フ
ァルマシア社製)等を用いるゲル濾過法、ハイドロキシ
ルアパタイト(米国バイオラッド社製、バイオゲルHT)
を用いる吸着溶出法、ポリアクリルアミドゲル等を用い
る電気泳動等を適宜選択、組み合わせて実施することに
より、高度に精製されたアセテート・カイネース標品を
得ることができる。
Further, in order to obtain a purified product of acetate kines, for example, DEAE-cellulose (diethylamineethylcellulose, manufactured by U.S. Brown Co.), DEAE-Sephadex (diethylamine ethyl sephadex, Purified by an adsorption elution method using an ion-exchange substance such as Pharmacia of Sweden) or QAE-Sephadex (Pharmacia of Sweden),
Also, a gel filtration method using Sephadex G-200 (Pharmacia, Sweden), Sepharose 6B (Pharmacia, Sweden), etc., Hydroxyl apatite (Bio-Gel HT, Bio-Rad, USA)
A highly purified acetate-kinase standard product can be obtained by appropriately selecting and combining the adsorption and elution method using and the electrophoresis using polyacrylamide gel.

上記精製手段により得られる精製アセテート・カイネー
スの理化学的性質は、〔ジェイ.バイオル.ケム.(J.B
iol.Chem.)、第261巻、第29号、第13487〜13497号(198
6年)〕記載のアセテート・カイネースの理化学的性質
と全く同様である。
The physicochemical properties of the purified acetate kinase obtained by the above purification means are described in [J. Biol. Chem. (JB
iol.Chem.), Vol. 261, No. 29, No. 13487-13497 (198
6 years)] and the physicochemical properties of the described acetate kines are exactly the same.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上述したことから明らかな如く、本発明のアセテート・
カイネース遺伝子を含有するDNAをベクターDNAに
挿入した組み換え体DNAを含むエッシェリシア属に属
する菌株を培地に培養することにより、アセテート・カ
イネースを高収率で得ることができるので、本発明は産
業上極めて有用なものである。
As is clear from the above, the acetate of the present invention
By culturing in a medium a strain belonging to the genus Escherichia containing a recombinant DNA in which a DNA containing a kinase gene is inserted into a vector DNA, acetate kinase can be obtained in a high yield. It is useful.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例を挙げて本発明を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) 大腸菌1100株DNAの調製 大腸菌1100(Max-Plank-Institut西独、ハイデルベルグ
より入手)株を、T−Y培地[1%(W/V)バクトートリ
プトン(Bacto-trypton)〔ディフコ(Difco)社製〕、0.5
%(W/V)バクトーイーストエキストラクト(Bacto-yeast
extract)〔ディフコ(Difco)社製〕及び0.5%(W/V)NaCl
(pH7.2)]100mlに接種し、温度37℃で8時間振盪培
養し、培養物を得た。
Example (1) Preparation of Escherichia coli 1100 strain DNA Escherichia coli 1100 (obtained from Max-Plank-Institut West Germany, Heidelberg) strain was mixed with TY medium [1% (W / V) Bacto-trypton [Difco]. (Manufactured by (Difco)), 0.5
% (W / V) Bacto-yeast extract
extract) (manufactured by Difco) and 0.5% (W / V) NaCl
(PH 7.2)] 100 ml was inoculated and shake-cultured at a temperature of 37 ° C. for 8 hours to obtain a culture.

この培養物を10,000r.p.m.で15分間、常法により遠心分
離処理し、湿潤菌体0.5gを得たのち、該菌体から斎藤、
三浦の方法〔バイオケム.バイオフィズ.アクタ.(Bio
chrm.Biophys.Acta.)、第72巻、第619頁(1963年)〕に
より染色体DNAを得た。
This culture was subjected to centrifugation at 10,000 rpm for 15 minutes by a conventional method to obtain 0.5 g of wet microbial cells, and then Saito from the microbial cells,
Miura's method [Biochem. Biofizz. Actor. (Bio
chrm.Biophys.Acta.), 72, 619 (1963)].

次いで、この染色体DNA60μg及び制限酵素Sau 3AI
(東洋紡績社製)3ユニットを、10mMトリス−塩酸緩衝
液(50mM NaCl、10mM MgSO4及び1mMジチオスレイトール
含有)(pH7.4)に夫々混合し、温度37℃で30分間反応
させた。反応終了液を常法により、フェノール抽出処理
し、エタノール沈澱処理した後、このSau3AIで消化され
たDNA断片が再結合することを防止するために、モレ
キュラー・クローニング(Molecular Cloning)、第133〜
134頁の方法でバクテリアル・アルカリフォスファター
ゼ(Bacterial Alkaline Phosphatase)処理により、DN
A断片の脱リン酸化を行ない、常法によりフェノール抽
出処理し、更にエタノール沈澱処理して、Sau3AIで消化
された大腸菌1100株の染色体DNA断片50μgを得た。
Next, 60 μg of this chromosomal DNA and the restriction enzyme Sau 3AI
3 units (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) were mixed with 10 mM Tris-hydrochloric acid buffer solution (containing 50 mM NaCl, 10 mM MgSO 4 and 1 mM dithiothreitol) (pH 7.4) and reacted at a temperature of 37 ° C. for 30 minutes. After completion of the reaction, the reaction solution is subjected to phenol extraction treatment and ethanol precipitation treatment by a conventional method, and in order to prevent the DNA fragment digested with Sau3AI from recombining, molecular cloning (Molecular Cloning), No. 133-
Treatment with bacterial alkaline phosphatase (Bacterial Alkaline Phosphatase) according to the method described on page 134
The A fragment was dephosphorylated, phenol-extracted and ethanol-precipitated by a conventional method to obtain 50 μg of a chromosomal DNA fragment of Escherichia coli 1100 strain digested with Sau3AI.

(2) バクテリオファージベクターDNA(EMBL4)を利用
した大腸菌染色体DNAライブラリーの作製 バクテリオファージベクターDNA(EMBL4)〔プロメガ
・バイオテク(Promega Biotec)社製〕20μg及び制限酵
素BamHI(宝酒造社製)200ユニットを50mMトリス−塩酸
緩衝液(100mM NaCl及び10mM MgSO4含有)(pH7.4)に
混合し、温度37℃で2時間反応させて消化液を得、該液
を常法によりフェノール抽出及びエタノール沈澱処理し
た後、バクテリオファージ・ベクター由来の中間DNA
フラグメントが再結合することによりバクテリオファー
ジができることを防止するために、エタノール沈澱物20
μg及び制限酵素SalI 100ユニットを50mMトリス−塩酸
緩衝液(100mM NaCl及び10mM MgSO4含有)(pH7.4)に
混合し、温度37℃で2時間反応させて消化液を得、該液
を常法によりフェノール抽出及びエタノール沈澱処理し
て、BamHIで消化されたバクテリオファージEMBL4
DNAを得た。
(2) Preparation of Escherichia coli chromosomal DNA library using bacteriophage vector DNA (EMBL4) 20 μg of bacteriophage vector DNA (EMBL4) [Promega Biotec] and 200 units of restriction enzyme BamHI (Takara Shuzo) Was mixed with 50 mM Tris-hydrochloric acid buffer (containing 100 mM NaCl and 10 mM MgSO 4 ) (pH 7.4) and reacted at a temperature of 37 ° C. for 2 hours to obtain a digestive solution, which was extracted with phenol and precipitated with ethanol by a conventional method. Intermediate DNA from bacteriophage vector after treatment
To prevent the fragments from recombining to form bacteriophage, ethanol precipitate 20
μg and 100 units of restriction enzyme SalI were mixed with 50 mM Tris-hydrochloric acid buffer (containing 100 mM NaCl and 10 mM MgSO 4 ) (pH 7.4) and reacted at a temperature of 37 ° C. for 2 hours to obtain a digestive solution. BamHI-digested bacteriophage EMBL4 after phenol extraction and ethanol precipitation by the method
DNA was obtained.

次いで、このBamHIで消化されたバクテリオファージE
MBL4DNA1μg、上記項目(1)で得られたSau3AI
で消化された大腸菌1100株の染色体DNA断片1μg及
び2ユニットのT4DNAリガーゼ〔ベーリンガー・マ
ンハイム(Boeringer Manheim)社製〕を、66mM MgCl2、10
mMジチオスレイトール及び10mMATPを含有する66mMト
リスー塩酸緩衝液(pH7.5)に添加し、温度16℃で16
時間反応し、DNAを連結させた。
Then, this BamHI digested bacteriophage E
MBL4DNA 1 μg, Sau3AI obtained in the above item (1)
1 μg of chromosomal DNA fragment of Escherichia coli 1100 strain digested with 2 and 2 units of T4 DNA ligase (manufactured by Boeringer Manheim) were added to 66 mM MgCl 2 , 10
It was added to 66 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) containing mM dithiothreitol and 10 mM ATP at 16 ° C at a temperature of 16 ° C.
After reacting for a time, DNA was ligated.

次いで、該DNA混合物を、イン・ビトロ・パッケージ
ング(in vitro packaging)法〔メソズ・イン・エンザイ
モロジー(Methods in Enzymology)、第68巻、第281〜29
8頁(1979年)〕により、バクテリオファージの被膜蛋
白質で包み、バクテリオファージ粒子を調製した。
Then, the DNA mixture is subjected to an in vitro packaging method [Methods in Enzymology, Volume 68, 281-29].
8 (1979)], bacteriophage particles were prepared by wrapping them with a bacteriophage coat protein.

次いで、このようにして得たバクテリオファージ粒子を
大腸菌NM539〔プロメガ・バイオテク(Promega Biote
c)社より入手)を指示菌として、トリプトン寒天培地
[トリプトン〔Difco(社)製〕1%、NaCl0.25%、寒
天1.2%で、加圧滅菌したのち、30mlずつ直径9cmのシ
ャーレに分注したものである。]上に撒き、温度37℃で
16時間静置培養したのち、約5,000個の溶菌斑を得、こ
れをライブラリーとして使用した。
The bacteriophage particles thus obtained were then transformed into E. coli NM539 [Promega Biote
c)) as an indicator bacterium, tryptone agar medium [tryptone [Difco (manufactured by)] 1%, NaCl 0.25%, agar 1.2%, sterilized under pressure, and 30 ml each is divided into a petri dish with a diameter of 9 cm. It is a note. ] Sprinkle on, at a temperature of 37 ℃
After stationary culture for 16 hours, about 5,000 lysates were obtained and used as a library.

(3) purF遺伝子を含むDNAの調製 大腸菌アセテート・カイネース発現に関与する遺伝子ac
kAは、前述した如く、purF遺伝子の近傍に位置づけられ
ている。purF遺伝子の塩基配列は、ジェイ・ヤン・ツオ
ー(J.Yun.Tso)等の報告〔ジャーナル・オブ・バイオロ
ジカル・ケミストリー(Journal of Biological Chemstr
y)、第257巻、第3525〜3531頁、1982年〕に記載されて
いる。このpurF遺伝子の塩基配列の一部である5′GTCGG
TATCGCCGGTG3′の16塩基のオリゴヌクレオチドをDNA
合成機(ベックマン(Beckmann)社製)を用いて、合成し
た。この20ngのオリゴヌクレオチドの5′未満を〔32
P〕ATP(アマシャム社製)を用いて、モレキュラー
・クローニング(Molecular Cloning)、第122〜126頁、
コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリィ(Cold
Spring Harbor Laboratory)(1982)記載の方法に従って
標識した。
(3) Preparation of DNA containing purF gene Gene ac involved in expression of Escherichia coli acetate kinase
kA is located near the purF gene, as described above. The nucleotide sequence of the purF gene is reported in J. Yun Tso et al. [Journal of Biological Chemstr.
y), 257, pp. 3525-3351, 1982]. 5'GTCGG which is a part of the base sequence of this purF gene
TATCGCCGGTG3 '16-base oligonucleotide was DNA
The synthesis was performed using a synthesizer (Beckmann). Less than 5'of this 20 ng oligonucleotide [ 32
P] ATP (manufactured by Amersham), Molecular Cloning, pages 122-126,
Cold Spring Harbor Laboratory (Cold
Labeling was performed according to the method described in Spring Harbor Laboratory (1982).

上記の方法で調製した32Pで標識したpurF遺伝子の一
部であるオリゴヌクレオチドをプローブとして用い、項
目(2)で作製した組み換え体バクテリオファージEMB
L4DNAをベクターとする大腸菌1100株染色体DNA
ライブラリーを、プラーク・ハイブリダイゼージョン法
〔(モレキュラー・クローニング(Molecular Clonin
g)、第312〜328頁、コールド・スプリング・ハーバー・
ラボラトリィ(Cold Spring Harbor Laboratory)(198
2)〕で検索し、purF遺伝子を有するプラークを得た。該
プラークをモレキュラー・クローニング(Molecular Clo
ning)、第371〜372頁、コールド・スプリング・ハーバ
ー・ラボラトリィ(Cold Spring Harbor Laboratory)(19
82)記載の方法に従い、purF遺伝子を含むバクテリオフ
ァージDNAを精製し、この組み換え体バクテリオファ
ージDNAをhy102と命名した。
Recombinant bacteriophage EMB prepared in item (2) using as an probe an oligonucleotide that is a part of the purF gene labeled with 32 P prepared by the above method.
Escherichia coli 1100 strain chromosomal DNA using L4 DNA as a vector
The library was cloned using the plaque hybridization method [(Molecular Cloning
g), pages 312-328, Cold Spring Harbor
Laboratory (Cold Spring Harbor Laboratory) (198
2)], a plaque having the purF gene was obtained. The plaque was labeled with Molecular Cloning.
Ning), pp. 371-372, Cold Spring Harbor Laboratory (19
According to the method described in 82), the bacteriophage DNA containing the purF gene was purified, and this recombinant bacteriophage DNA was named hy102.

該組み換え体バクテリオファージhy102DNAを制限酵
素HindIII,EcoRI,BamHI,BglII及びSalI(いずれも宝酒
造社製)を用い、単一消化及び二重消化して得られたD
NA断片をアガロース電気泳動法により、移動度パター
ンを分析し、得られた移動度パターンとバクテリオファ
ージDNA(宝酒造社製)をHindIIIにより消化して得
られたDNA断片の標準移動度パターンとを対比するこ
とにより得られた制限酵素地図は、第1図に示すとおり
であった。
D obtained by single and double digestion of the recombinant bacteriophage hy102 DNA with restriction enzymes HindIII, EcoRI, BamHI, BglII and SalI (all manufactured by Takara Shuzo)
The NA fragment was analyzed for mobility pattern by agarose electrophoresis, and the obtained mobility pattern was compared with the standard mobility pattern of the DNA fragment obtained by digesting bacteriophage DNA (Takara Shuzo) with HindIII. The restriction enzyme map obtained by the above was as shown in FIG.

(4) アセテート・カイネース遺伝子の検索−−−プロ
ープDNAの作製 組み換え体バクテリオファージhy102DNA5μgを、1
5μlのTE緩衝液〔1mMEDTAを含む10mMトリス−
塩酸緩衝液(pH7.5)〕に溶解し、これに2μlのHig
h緩衝液〔50mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)/1000mM
NaCl/100mM MgCl2/10mMジチオスレイトール〕及び30
ユニットのEcoRIを添加し、温度37℃で2時間切断処理
した。
(4) Search for Acetate Kinase Gene--Preparation of probe DNA 5 μg of recombinant bacteriophage hy102 DNA was
5 μl TE buffer [10 mM Tris containing 1 mM EDTA-
Hydrochloric acid buffer solution (pH 7.5)] and add 2 μl of Hig
h buffer [50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) / 1000 mM
NaCl / 100mM MgCl 2 / 10mM dithiothreitol] and 30
A unit of EcoRI was added, and the mixture was cut at a temperature of 37 ° C. for 2 hours.

このDNA全量を0.7%(W/V)アガロースゲルを用いた電
気泳動で分離した。アガロースゲル電気泳動は、ティ・
マニアティス(T.Maniatis)等の方法〔モレキュラー・ク
ローニング(Molecular Cloning)、第156〜161頁、コー
ルド・スプリング・ハーバー・ラボラトリィ(Cold Spri
ng Harbor Laboratory)(1982)〕に従って行なった。バ
クテリオファージhy102DNA中の3.45Kbp EcoRI/EcoRI
DNA断片を含むゲル部分をゲルより切りだして透明チ
ューブに入れ、2mlのTE緩衝液を加えた後、透明チュ
ーブをシールし、電気泳動により、ゲル中から緩衝液中
にDNAを溶出した。この溶液に等量の水飽和フェノー
ルを加え、撹拌したのち、水層を回収し、常法に従いエ
タノール沈澱によりDNAを回収した。
The total amount of this DNA was separated by electrophoresis using a 0.7% (W / V) agarose gel. Agarose gel electrophoresis
Methods such as T. Maniatis [Molecular Cloning, pp. 156-161, Cold Spring Harbor Laboratory (Cold Spri
ng Harbor Laboratory) (1982)]. 3.45 Kbp EcoRI / EcoRI in bacteriophage hy102 DNA
The gel portion containing the DNA fragment was cut out from the gel, placed in a transparent tube, 2 ml of TE buffer was added, the transparent tube was sealed, and the DNA was eluted from the gel into the buffer by electrophoresis. After adding an equal volume of water-saturated phenol to this solution and stirring, the aqueous layer was recovered, and DNA was recovered by ethanol precipitation according to a conventional method.

得られた3.45KbpDNA断片を、〔32P〕dCTP
(アマシャム社製)を用いてニックトランスレーション
法により標識し、プローブを得た。ニックトランスレー
ションは、宝酒造社製のキットを用い、宝酒造社の指示
するジェイ・モル・バイオル・(J.Mol.Biol.)第113巻、
第237〜251頁(1977)及び、モレキュラー・クローニング
(Molecular Cloning)、第109〜112頁、コールド・スプ
リング・ハーバー・ラボラトリィ(Cold Spring Habor L
aboratory)(1982)記載の方法に従って行なった。
The obtained 3.45 Kbp DNA fragment was transformed with [ 32 P] dCTP.
(Manufactured by Amersham) was labeled by the nick translation method to obtain a probe. Nick translation, using a kit manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd., directed by Takara Shuzo Co., Ltd., J. Mol. Biol. Volume 113,
Pages 237-251 (1977) and molecular cloning
(Molecular Cloning), pp. 109-112, Cold Spring Habor L.
aboratory) (1982).

(5) アセテート・カイネース遺伝子の検索−−−クロ
モゾーマル・ウォーキング法によるアセテート・カイネ
ース遺伝子の検索 前述の方法で調製した32Pで標識した3.45KbpDNA
断片をプローブとして用い、項目(2)で作製した組み換
え体バクテリオファージEMBL4DNAをベクターと
する大腸菌1100株染色体DNAライブラリィを、項目
(3)と同様にプラーク・ハイブリダイゼーション法で検
索し、3.45KbpDNA断片を有するプラークを得た。該
プラークを夫々、モレキュラー・クローニング(Molecul
ar Cloning)、第371〜372頁、コールド・スプリング・
ハーバー・ラボラトリィ(Cold Spring Habor Laborator
y)(1982)記載の方法に従って処理し、バクテリオファー
ジDNAを精製した。3,45KbpDNA断片を含む組み換
え体バクテリオファージDNAをhy122と命名した。
(5) Search for acetate kinase gene --- Search for acetate kinase gene by chromosomal walking method 3.45 Kbp DNA labeled with 32 P prepared by the above method
Using the fragment as a probe, the recombinant Escherichia coli 1100 chromosomal DNA library prepared in item (2) using the recombinant bacteriophage EMBL4 DNA as a vector,
A plaque having a 3.45 Kbp DNA fragment was obtained by searching by the plaque hybridization method as in (3). Each of the plaques was molecularly cloned (Molecul
ar Cloning), pp. 371-372, Cold Spring
Harbor Laboratory (Cold Spring Habor Laborator
y) The bacteriophage DNA was purified by treatment according to the method described in (1982). The recombinant bacteriophage DNA containing the 3,45 Kbp DNA fragment was designated hy122.

該組み換え体バクテリオファージhy122DNAを、項目
(3)に記載の方法に従って、前記各種制限酵素を用い、
消化し、第2図に示す通り制限酵素地図を得た。
The recombinant bacteriophage hy122 DNA
According to the method described in (3), using the various restriction enzymes,
After digestion, a restriction enzyme map was obtained as shown in FIG.

該組み換え体バクテリオファージhy122DNA10μg
を、15μlのTE緩衝液に溶解したものに、2μlのHi
gh緩衝液、30ユニットの制限酵素EcoRI及び30ユニット
の制限酵素BamHIを夫々添加し、温度37℃で2時間反応
を行ない、DNAを切断した。切断した組み換え体バク
テリオファージhy122DNAより、4.5KbpのEcoRI/BamHI
DNA断片を、前述のアガロースゲル電気泳動法を用い
る方法に従って単離し、6μgのEcoRI/BamHIDNA断
片を得た。
10 μg of the recombinant bacteriophage hy122 DNA
Was dissolved in 15 μl TE buffer and 2 μl Hi
A gh buffer solution, 30 units of restriction enzyme EcoRI and 30 units of restriction enzyme BamHI were added, and the reaction was carried out at a temperature of 37 ° C. for 2 hours to cut the DNA. From the digested recombinant bacteriophage hy122 DNA, 4.5 Kbp EcoRI / BamHI
The DNA fragment was isolated according to the method using the agarose gel electrophoresis method described above to obtain 6 μg of EcoRI / BamHI DNA fragment.

一方、プラスミドpUC19DNA(宝酒造社製)1μg
を、18μlのTE緩衝液に溶解したものに、3μlのHi
gh緩衝液、5ユニットのBamHI及び5ユニットのEcoRIを
添加し、温度37℃で1時間消化したのち、常法によりフ
ェノール抽出及びエタノール沈澱処理を行ない、沈澱物
を得た。
On the other hand, 1 μg of plasmid pUC19DNA (Takara Shuzo)
Was dissolved in 18 μl TE buffer and 3 μl Hi
A gh buffer, 5 units of BamHI and 5 units of EcoRI were added and digested at a temperature of 37 ° C. for 1 hour, followed by phenol extraction and ethanol precipitation treatment by a conventional method to obtain a precipitate.

0.5μgのEcoRI及びBamHIで消化したプラスミドpUC19D
NA及び、0.5μgの上記hy122DNA由来の4.5Kbp Eco
RI/BamHIDNA断片を、夫々7μlの水に溶解し、13μ
lの混液〔77mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.4)/15mM
MgCl2/15mMジチオスレイトール/0.15mM ATP〕及び、1
ユニットのT4DNAリガーゼを添加し、温度8℃で18
時間連結反応を行なった。この反応液を用い、ジャーナ
ル・オブ・バクテリオロジー(Journal of Bac-teriolog
y)、第119巻、第1072〜1074頁(1974年)記載の形質転
換性により、大腸菌JM101株(ATCC 33876)を形質転換
し、薬剤耐性(アンピシリン耐性)及び、β−ガラクト
シダーゼ活性を検討し、形質転換株を得、その株の含有
するアセテート・カイネース遺伝子を含む組み換え体プ
ラスミドDNAをpAK122と命名した。このようにして得
られた大腸菌JM101(pAK122)は、工業技術院微生物工
業技術研究所に微工研条寄第1534号(FERMBP-1534)とし
て寄託されている。
Plasmid pUC19D digested with 0.5 μg EcoRI and BamHI
NA and 0.5 μg of 4.5 Kbp Eco derived from the above hy122 DNA
Each RI / BamHI DNA fragment was dissolved in 7 μl of water and
l mixed solution [77 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4) / 15 mM
MgCl 2/15 mM dithiothreitol /0.15MM ATP] and 1
Unit of T4 DNA ligase is added, and the temperature is 8 ℃.
A time ligation reaction was performed. Using this reaction mixture, the Journal of Bac-teriolog
y), Vol. 119, pp. 1072-1074 (1974), Escherichia coli JM101 strain (ATCC 33876) was transformed, and drug resistance (ampicillin resistance) and β-galactosidase activity were examined. A transformant strain was obtained, and the recombinant plasmid DNA containing the acetate kinase gene contained in the strain was named pAK122. Escherichia coli JM101 (pAK122) thus obtained has been deposited at the Institute of Microbial Science and Technology of the Agency of Industrial Science and Technology as Micro Engineering Research Article No. 1534 (FERM BP-1534).

(6) アセテート・カイネース遺伝子を含むプラスミドp
AK122DNAの調製 上記で得られたプラスミドpAK122DNAを含有する大腸
菌101株(FERM BP-1534)を、トリプトン1%(W/W)、酵母
エキス0.5(W/W)及びNaCl0.5%(W/V)からなる培地1
に、該培地を用い、温度37℃で24時間前培養して得られ
た大腸菌JM101(pAK122)の培養液20mlを接種し、温度3
7℃で3時間振盪培養したのち、0.2gのクロラムフェニ
コールを添加し、更に同一温度で20時間同培養を行な
い、培養液を得た。
(6) Plasmid p containing the acetate kinase gene
Preparation of AK122 DNA Escherichia coli 101 strain (FERM BP-1534) containing the plasmid pAK122 DNA obtained above was treated with tryptone 1% (W / W), yeast extract 0.5 (W / W) and NaCl 0.5% (W / V). ) Consisting of medium 1
20 ml of a culture solution of Escherichia coli JM101 (pAK122) obtained by preculturing at 37 ° C. for 24 hours using the medium was inoculated into
After shaking culture at 7 ° C. for 3 hours, 0.2 g of chloramphenicol was added, and the same culture was performed at the same temperature for 20 hours to obtain a culture solution.

次いで、この培養液を、常法により6000r.p.m.で10分間
遠心分離処理して湿潤菌体2gを得、これを20mlの25%
(W/V)ショ糖を含有する350mMトリス−塩酸緩衝液(pH
8.0)に懸濁した後、更に、これにリゾチーム(シグマ
社製)10mg、0.25MEDTA溶液(pH8.0)8mlおよび
20%(W/V)ドデシル硫酸ナトリウム溶液8mlを夫々添加
し、温度60℃で30分間保温して溶菌し、溶菌液を得た。
この溶菌液に、5M NaCl溶液13mlを添加し、温度4℃
で16時間処理したものを常法により、15000r.p.m.で30
分間遠心分離して抽出液を、常法によりフェノール抽出
処理及びエタノール沈澱処理を行ない沈澱物を得た。
Then, this culture solution was centrifuged at 6000 rpm for 10 minutes by a conventional method to obtain 2 g of wet cells, which were added to 20 ml of 25%.
(W / V) 350 mM Tris-HCl buffer containing sucrose (pH
8.0), and then 10 mg of lysozyme (manufactured by Sigma), 8 ml of 0.25M EDTA solution (pH 8.0), and
8% of 20% (W / V) sodium dodecylsulfate solution was added, and the mixture was kept warm at a temperature of 60 ° C. for 30 minutes to lyse the cells to obtain a lysate.
To this lysate, 13 ml of 5M NaCl solution was added and the temperature was 4 ° C.
Processed for 16 hours at 15000r.pm for 30
After centrifuging, the extract was subjected to a phenol extraction treatment and an ethanol precipitation treatment by a conventional method to obtain a precipitate.

次いで、この沈澱物を通常の減圧乾燥処理したものを、
1mMEDTAを含有する10mMトリス−塩酸緩衝液(pH
7.5)6mlに溶解し、さらに、これに塩化セシウム6g
及びエチジウムブロマイド(19mg/ml)0.2mlを添加したも
のを、常法により39000r.p.m.で42時間超遠心分離機を
用いて平衡密度勾配遠心分離処理を行ない、組み換え体
プラスミドpAK122DNAを単離し、また更に、n−ブタ
ノールを使用してエチジウムブロマイドを除去したの
ち、1mMEDTAを含有する10mMトリス−塩酸緩衝液
(pH7.5)に対して透析を行ない純化された組み換え
体プラスミドpAK122DNA500μgを得た。
Then, this precipitate was subjected to ordinary vacuum drying treatment,
10 mM Tris-HCl buffer containing 1 mM EDTA (pH
7.5) Dissolve in 6 ml, and then add 6 g of cesium chloride
And ethidium bromide (19 mg / ml) 0.2 ml were added, and the recombinant plasmid pAK122 DNA was isolated by performing an equilibrium density gradient centrifugation treatment using an ultracentrifuge at 39000 rpm for 42 hours by a conventional method. Further, ethidium bromide was removed using n-butanol, and then dialyzed against 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) containing 1 mM EDTA to obtain 500 μg of purified recombinant plasmid pAK122DNA.

該組み換え体プラスミドpAK122DNAを項目(3)に記載
の方法に従って、各種制限酵素を用い消化し、第3図に
示す通り制限酵素地図を得た。
The recombinant plasmid pAK122 DNA was digested with various restriction enzymes according to the method described in item (3) to obtain a restriction enzyme map as shown in FIG.

(7) アセテート・カイネース遺伝子を含有するDNA
の塩基配列の解析 項目(6)で得られた組み換え体プラスミドpAK122DNA1
5μgを、制限酵素MluI及びPstI(いずれも宝酒造社
製)で切断し、アセテート・カイネース遺伝子を含有す
る2.9KbDNA断片5μgを得、このDNA断片をプラ
スミドpUC18及びpUC19DNA(いずれも宝酒造社製)の
SmaI及びPstI部位にクローニングし、得られた組み換え
体プラスミドDNAを用いて大腸菌JM101(ACTT33876)
を形質転換し、形質転換株、大腸菌JM101(pAK124-8)
及びJM101(pAK124-9)を夫々得た。
(7) DNA containing acetate / kinase gene
Nucleotide sequence analysis of recombinant plasmid pAK122DNA1 obtained in item (6)
5 μg was digested with restriction enzymes MluI and PstI (both manufactured by Takara Shuzo) to obtain 5 μg of 2.9 Kb DNA fragment containing an acetate kinase gene, and this DNA fragment was used as plasmids pUC18 and pUC19DNA (both manufactured by Takara Shuzo).
E. coli JM101 (ACTT33876) was cloned into the SmaI and PstI sites and the resulting recombinant plasmid DNA was used.
Of E. coli JM101 (pAK124-8)
And JM101 (pAK124-9) were obtained respectively.

なお、DNAの制限酵素による切断、T4DNAリガー
ゼによる連結及び形質転換方法は、前記項目(5)に記載
の方法に、また、DNA断片のアガロースゲル電気泳動
による単離は、前記項目(4)に記載の方法に準拠した。
このようにして得られた形質転換株は、ベルパーファー
ジM13K07(宝酒造社製)を感染させ、メッシング(Messi
ng)の方法〔メソズ・イン・エンザイモロジー(Methods
in Enzymology)、第101巻、第20〜78頁(1983)〕に従い
一本鎖DNAを調製した。
The method of digesting DNA with a restriction enzyme, the ligation with T4 DNA ligase and the transformation method is described in the above item (5), and the isolation of a DNA fragment by agarose gel electrophoresis is described in the above item (4). According to the described method.
The transformant thus obtained was infected with Belperphage M13K07 (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) and subjected to meshing (Messi).
ng) [Methods in Enzymology (Methods
in Enzymology), 101, 20-78 (1983)].

得られた1本鎖DNAによるシークエンシングは、7−
DEAZAシ−クエンスキット(宝酒造社製)を用い上
記メッシングの方法に従って行なった。また、プライマ
ーは、システム1プラスDNA合成機(ベックマン社
製)を用いて合成した。
Sequencing with the obtained single-stranded DNA was performed using 7-
A DEAZA sequence kit (manufactured by Takara Shuzo) was used according to the above meshing method. The primer was synthesized using System 1 Plus DNA synthesizer (manufactured by Beckman).

更に、塩基配列の解析のためのゲル電気泳動は、8%(W
/V)ポリアクリルアミドゲル(富士写真フィルム社製)
を用いて行なった。
In addition, gel electrophoresis for analysis of the nucleotide sequence is 8% (W
/ V) Polyacrylamide gel (Fuji Photo Film Co., Ltd.)
Was performed using.

得られたアセテート・カイネース遺伝子のみの全塩基配
列を第4図に、また、該遺伝子から翻訳されるポリペプ
チドのアミノ酸配列を第5図に夫々示した。
The entire nucleotide sequence of the obtained acetate kinase gene is shown in FIG. 4, and the amino acid sequence of the polypeptide translated from the gene is shown in FIG.

(8) 大腸菌JM101(pAK122)の培養及び粗酵素液の調整 大腸菌JM101(pAK122)(FERM BP-1534)を、LB−amp培
地〔バクトトリプトン1%(W/W)、酵母エキス0.5%(W/
W)、NaCl0.5%(W/W)及びアンピシリン50μg/ml〕3ml
にて温度37℃で18時間振盪培養を行なった。この培養液
0.5mlを、10mlの上記LB−amp培地に接種し、温度37℃
で6時間振盪培養したのち、3500r.p.m.で10分間遠心分
離処理して湿潤菌体を得、該菌体を10mM MgCl2及び1mM
EDTAを含有する10mMリン酸緩衝液(pH7.5)2ml
に懸濁し、常法により超音波破壊処理し、粗酵素液を得
た。このようにして得られた粗酵素液中のアセテート・
カイネース活性の測定は、下記の方法により行い、その
結果を下表に示した。
(8) Culture of Escherichia coli JM101 (pAK122) and Preparation of Crude Enzyme Solution Escherichia coli JM101 (pAK122) (FERM BP-1534) was mixed with LB-amp medium [Bactotryptone 1% (W / W), yeast extract 0.5% ( W /
W), NaCl 0.5% (W / W) and ampicillin 50 μg / ml] 3 ml
Culture was carried out at 37 ° C for 18 hours with shaking. This culture
0.5 ml was inoculated into 10 ml of the above LB-amp medium, and the temperature was 37 ° C.
After 6-hour shaking culture at 37 ° C., centrifugation was performed at 3500 rpm for 10 minutes to obtain moist bacterial cells, which were 10 mM MgCl 2 and 1 mM.
2 ml of 10 mM phosphate buffer (pH 7.5) containing EDTA
And suspended in ultrasonic waves and subjected to ultrasonic destruction by a conventional method to obtain a crude enzyme solution. Acetate in the crude enzyme solution thus obtained
Kinase activity was measured by the following method, and the results are shown in the table below.

得られた粗酵素液中のアセテート・カイネース活性の測
定は、トーマス(Thomas)等の方法〔ジャーナル・オブ・
バクテリオロジー(Journal of Bacteriology)、第144
巻、第672〜682頁(1980)年)〕を改良して、生成するN
ADPHのモル数を算出することにより行なった。
The acetate kinase activity in the obtained crude enzyme solution was measured by a method such as Thomas (Journal of.
Bacteriology, No. 144
Volume 672-682 (1980))] and generate N
This was done by calculating the number of moles of ADPH.

すなわち、5mM MgCl、10mMグルコース、0.5m
MNADP、5mMADP及び5mMアセチルリン酸を含有
する0.1mMHEPES緩衝液(pH7.0)中に、5ユニッ
ト/mlのグルコース6リン酸デハイドロゲナーゼ(ベー
リンガー・マンハイム社製)及び21ユニットのヘキソキ
ナーゼ(ベーリンガー・マンハイム社製)を添加し、こ
の溶液2.4mlに50倍希釈した粗酵素液0.1mlを混合したの
ち、340nmの吸収の変化より、生成したNADPHの量
を算出した値を下表に示した。
That is, 5 mM MgCl 2 , 10 mM glucose, 0.5 m
5 units / ml glucose 6-phosphate dehydrogenase (Boehringer Mannheim) and 21 units hexokinase (Boehringer) were added to 0.1 mM HEPES buffer (pH 7.0) containing MNADP, 5 mM ADP and 5 mM acetyl phosphate. (Mannheim) was added, and 0.1 ml of a 50-fold diluted crude enzyme solution was mixed with 2.4 ml of this solution, and the amount of NADPH produced was calculated from the change in absorption at 340 nm. .

また、比較のため、プラスミドpUC19DNAを有する大
腸菌JM101株〔大腸菌101(pUC19)〕についても同様に
アセテート・カイネース活性を測定した。結果を下表に
示した。
For comparison, the acetate kinase activity of Escherichia coli JM101 strain [Escherichia coli 101 (pUC19)] containing the plasmid pUC19 DNA was also measured. The results are shown in the table below.

上表より明らかな如く、本発明のアセテート・カイネー
ス遺伝子によって形質転換された大腸菌JM101(pAK122)
を用いたものは、対照の大腸菌JM101(pUC19)を用いたも
のに比しNADPH生成量が著しく増加しており、アセ
テート・カイネースが発現されていることが判る。
As is clear from the above table, Escherichia coli JM101 (pAK122) transformed with the acetate kinase gene of the present invention
In the case of using E. coli, the amount of NADPH produced was remarkably increased as compared with the case of using Escherichia coli JM101 (pUC19) as a control, and it can be seen that acetate kinase was expressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、組み換え体バクテリオファージhy102DNA
の制限酵素地図であり、第2図は、組み換え体バクテリ
オファージhy122DNAの制限酵素地図であり、第3図
は、組み換え体プラスミドpAK122DNAの制限酵素地図
であり、第4図は、実施例のアセテート・カイネース遺
伝子のみの全塩基配列を示す図であり、また、第5図
は、第4図に示す塩基配列を有する遺伝子から翻訳され
るポリペプチドのアミノ酸配列を示す図である。
FIG. 1 shows recombinant bacteriophage hy102DNA.
2 is a restriction enzyme map of the recombinant bacteriophage hy122 DNA, FIG. 3 is a restriction map of the recombinant plasmid pAK122DNA, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing the entire nucleotide sequence of only the kinase gene, and FIG. 5 is a diagram showing the amino acid sequence of a polypeptide translated from the gene having the nucleotide sequence shown in FIG.

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12N 9/12 C12R 1:19) Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location (C12N 9/12 C12R 1:19)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記に示されるアミノ酸配列をコードする
アセテート・カイネース遺伝子。
1. An acetate kinase gene encoding the amino acid sequence shown below.
JP7315688A 1988-03-29 1988-03-29 Acetate kinase gene Expired - Fee Related JPH0648986B2 (en)

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