Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0665304B2 - Cellulase gene - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0665304B2 - Cellulase gene - Google Patents

Cellulase gene

Info

Publication number
JPH0665304B2
JPH0665304B2 JP7628586A JP7628586A JPH0665304B2 JP H0665304 B2 JPH0665304 B2 JP H0665304B2 JP 7628586 A JP7628586 A JP 7628586A JP 7628586 A JP7628586 A JP 7628586A JP H0665304 B2 JPH0665304 B2 JP H0665304B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dna
cellulase
plasmid
sequence
strain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP7628586A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62232386A (en
Inventor
弘毅 堀越
俊章 工藤
文康 福森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RIKEN
Original Assignee
RIKEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RIKEN filed Critical RIKEN
Priority to JP7628586A priority Critical patent/JPH0665304B2/en
Publication of JPS62232386A publication Critical patent/JPS62232386A/en
Publication of JPH0665304B2 publication Critical patent/JPH0665304B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • 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
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/24Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405Glucanases
    • C12N9/2434Glucanases acting on beta-1,4-glucosidic bonds
    • C12N9/2437Cellulases (3.2.1.4; 3.2.1.74; 3.2.1.91; 3.2.1.150)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y302/00Hydrolases acting on glycosyl compounds, i.e. glycosylases (3.2)
    • C12Y302/01Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12Y302/01004Cellulase (3.2.1.4), i.e. endo-1,4-beta-glucanase

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、セルラーゼ遺伝子に関するものであり、更に
詳しくは、特異なアルカリセルラーゼ産生能を有するバ
チルス・エスピーNO.1139(Bacillus sp.No.113
9)由来のセルラーゼ遺伝子に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cellulase gene, more specifically, Bacillus sp. No. 1139 (Bacillus sp. No. 113) having a specific alkaline cellulase producing ability.
9) related cellulase gene.

(発明の背景) セルラーゼは、1,4−β−グルカングルカノハイドロ
ラーゼ(EC3.2.1.4)と称し、多くの微生物よ
り見出されている。ほとんでのセルラーゼは、多成分よ
りなる酵素系であり、酸性又は中性pH領域において活性
を有するといわれている。近年、細菌起源のセルラーゼ
に関し、クロストリジウム・サーモセラス(Clostridium
thermocellum)及びセルロモナス・フィミ(Cellulomonas
fimi)由来の多酵素系セルラーゼの構造遺伝子の大腸菌
によるクローニングが報告されている〔コルネら、FE
MSマイクロバイオロジー・レターズ(Cornet et al.,F
EMS Microbiology Letters)16,137−141(1
983);ギルケら、ジャーナル・オブ・バイオロジカ
ル・ケミストリーGilkes et al.,(Journal of Biolgica
l Chemistry)259,10455−10459(198
4)参照〕。
(Background of the Invention) Cellulase is referred to as 1,4-β-glucan glucanohydrolase (EC 3.2.1.4) and is found in many microorganisms. Most cellulases are enzyme systems composed of multiple components and are said to have activity in the acidic or neutral pH range. Recently, regarding cellulase of bacterial origin, Clostridium thermoceras (Clostridium
thermocellum and Cellulomonas
fimi) -derived multienzyme cellulase structural gene has been reported to be cloned by Escherichia coli [Corne et al., FE
MS Microbiology Letters (Cornet et al., F
EMS Microbiology Letters) 16 , 137-141 (1
983); Gilkes et al., Gilkes et al., (Journal of Biolgica).
Chemistry) 259 , 10455-10459 (198).
See 4)].

又、上記クロストリジウム・サーモセラムのセルラーゼ
遺伝子及びバルチス・ズブチリス(Bacillus subtilis)
のβ−グルカナーゼ遺伝子のヌクレオチド配列が決定さ
れたとの報告も有る〔ベギンら、ジャーナル・オブ・バ
クテリオロジ−(Beguin et al.,Journal of Bacteriolo
gy)162,102−105(1985);マーフィ
ら、ヌクレイック・アジド・リサーチ(Murphy et al.,
Nucleic Acids Research),309−321(198
4)参照。
Also, the cellulase gene of the above Clostridium thermocellum and Bacillus subtilis.
It has also been reported that the nucleotide sequence of the β-glucanase gene of Escherichia coli was determined [Beguin et al., Journal of Bacteriolo.
gy) 162 , 102-105 (1985); Murphy et al., Murphy et al.,
Nucleic Acids Research) 9 , 309-321 (198)
See 4).

一方、本発明者らの一部は、高いpH領域(pH10〜1
1)で良好に生育する好アルカ性微生物を、すでに多く
単離している〔堀越ら、アルカロフィリック・マイクロ
オルガニズムス(Horikoshi,K.,& T.Akiba,Alkalophilic
microorganisms),Springer-Verlag,New York(198
2)参照〕。これらの微生物は、アルカリ領域に活性至
適pHを有する多くの菌体外酵素を生産する。
On the other hand, some of the present inventors have found that a high pH region (pH 10 to 1
We have already isolated many alkalophilic microorganisms that grow well in 1) [Horikoshi et al. (Horikoshi, K., & T. Akiba, Alkalophilic
microorganisms), Springer-Verlag, New York (198
2)]]. These microorganisms produce many extracellular enzymes having an active pH optimum in the alkaline region.

本発明者らの一部は、先に好アルカリ性バチルス・エス
ピー・NO.1139より、特異な作用を有するアルカリ
セルラーゼ〔カルボキシメチルセルラーゼ(以下“CM
Case”と称する〕を単離した〔福森ら、ジャーナル・オ
ブ・ゼネラル・マイクロバイオロジー(Fukumori et a
l.,Jaurnal of General Microbiology)131,333
9−3345(1985)参照〕。
Some of the inventors of the present invention have previously reported that alkaline cellulase [carboxymethylcellulase (hereinafter referred to as “CM” has a specific action from Bacillus sp.
The name "Case" is isolated [Fukumori et al., Journal of General Microbiology (Fukumori et a
l., Jaurnal of General Microbiology) 131 , 333.
9-3345 (1985)].

この酵素は、後述の如く、セロトリオース又はセロテト
ラオースを加水分解するがセロバイオースを加水分解せ
ず、分子量約92Kダルトンで、反応至適pHを9に有す
る新規なセルラーゼである。
As will be described later, this enzyme is a novel cellulase which hydrolyzes cellotriose or cellotetraose but does not hydrolyze cellobiose, has a molecular weight of about 92 K daltons, and has an optimum reaction pH of 9.

(発明の目的) 本発明の目的は、バチルス・エスピー・NO.1139由
来のセルラーゼ(以下“NO.1139CMCase”と称す
る。)遺伝子を提供することにある。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a cellulase (hereinafter referred to as “NO.1139CMCase”) gene derived from Bacillus sp.

又本発明の目的は、NO.1139CMCase遺伝子のDN
A配列にハイブリッドするDNA配列であって、天然も
しくは半合成によって得られるものであり、上記DNA
配列に対してヌクレオチドの置換、ヌクレオチドの欠
失、ヌクレオチドの挿入及びヌクレオチド配列の逆位そ
の他の突然変異によって関連づけられており、且つ上記
NO.1139CMCase活性を有するポリペプチドをコー
ドするDNA配列を提供することにある。
Another object of the present invention is to use DN of NO.1139 CMCase gene.
A DNA sequence hybridizing to the A sequence, which is obtained by natural or semi-synthesis, and has the above-mentioned DNA.
Related to the sequence by nucleotide substitutions, nucleotide deletions, nucleotide insertions and nucleotide sequence inversions and other mutations, and
It is to provide a DNA sequence encoding a polypeptide having NO.1139 CMCase activity.

更に、本発明の目的は、上記のいずれかのDNA配列を
含む組換えDNAプラスミドを提供することにある。
Further, it is an object of the present invention to provide a recombinant DNA plasmid containing any of the above DNA sequences.

更に、又本発明の目的は、上記いずれかのDNA配列を
含み、且つそのDNA配列が発現コントロール配列に発
現可能に結合されている組換えDNAプラスミドを提供
することにある。
Furthermore, it is an object of the present invention to provide a recombinant DNA plasmid containing any of the above DNA sequences, and the DNA sequence being operably linked to an expression control sequence.

(発明の構成) <染色体DNAの調製> バチルス・エスピー・NO.1139の菌学的性質は、下
記の通りである。
(Constitution of the Invention) <Preparation of Chromosomal DNA> The mycological properties of Bacillus sp. NO. 1139 are as follows.

形:桿菌 大きさ:0.6〜0.8μ×3〜4μ 寒天スラント培地における色素の生成:なし 運動性:有り グラム染色性:有り 胞子:形成するがふくらんでいない。Form: bacillus Size: 0.6 to 0.8 μ × 3 to 4 μ Pigment formation in agar slant medium: None Motility: Yes Gram stainability: Yes Spores: Form but do not swell.

カタラーゼ:陽性 オキシダーゼ:陽性 酸素に対する態度:好気的 フォーゲス−プロスカウエル(VP)反応:陰性 成育温度:最高45℃まで生育 最適生育温度30〜37℃ 最適生育pH:8.8〜10.0 NaCl存在下での生育:5%(w/v) 陽性 7%(w/v) 陰性 でんぷんの加水分解:分解する 硝酸塩の還元:還元する インドールの生成:生成しない 培地:PY−CMC培地 カルボキシメチルセルロー
ス10g、ポリペプトン5g、イースト・イクストラク
ト5g、NaCl5g、KH2PO41g、MgSO4・7H2O0.2%、Na
2CO30.5%(W/V)、1.5%(W/V)寒天を1の蒸留水に溶か
す。(pH10.3) 上記バチルス・エスピー・NO.1139は、東京都多摩
地区の土壌から分離されたものであり、なお、NO.11
39株は、昭和61年4月1日付で工業技術院微生物工
業技術研究所に寄託され、その受託番号は、微工研菌寄
第8722号である。
Catalase: Positive Oxidase: Positive Attitude toward oxygen: Aerobic Forges-Proscawell (VP) reaction: Negative Growth temperature: Growth up to 45 ° C Optimal growth temperature 30 to 37 ° C Optimal growth pH: 8.8 to 10.0 in the presence of NaCl Growth: 5% (w / v) Positive 7% (w / v) Negative Starch hydrolysis: Decomposition Nitrate reduction: Reduction Indole formation: No formation Medium: PY-CMC medium Carboxymethylcellulose 10 g, polypeptone 5 g Yeast extract 5g, NaCl 5g, KH 2 PO 4 1g, MgSO 4 · 7H 2 O 0.2%, Na
2 CO 3 0.5% (W / V), 1.5% (W / V) agar is dissolved in 1 distilled water. (pH10.3) The Bacillus sp. NO. 1139 was isolated from the soil in the Tama area of Tokyo.
The 39 strains were deposited at the Institute for Microbial Engineering, Institute of Industrial Science, on April 1, 1986, and the deposit number is Microindustrial Research Institute No. 8722.

上記NO.1139株をPY−CMC培地で、37℃にて
対数増殖前期まで好気的に培養する。培養後、菌体を集
菌後、フェノール法によるDNA抽出法〔サイトウら、
バイオキミカ・バイオフィジカ・アクタ(Saito,H.& Miu
ra,K.,Biochimica et Biophysica Acta)72,619
−629(1963)参照〕によるDNA抽出法によっ
て染色体DNAを抽出、精製し、DNAを得る。
The NO.1139 strain is aerobically cultured in a PY-CMC medium at 37 ° C until the logarithmic growth phase. After culturing, the cells are collected, and then the DNA extraction method by the phenol method [Saito et al.
Bio Kimika Bio Physica Actor (Saito, H. & Miu
ra, K., Biochimica et Biophysica Acta) 72 , 619
-629 (1963)], the chromosomal DNA is extracted and purified by the DNA extraction method to obtain DNA.

<DNA断片のベクター・プラスミドへの挿入及び形質
転換> ベクター・プラスミドpBR322は、ボリバーらの方
法によって調製することもできるが、〔ボリバーら、ジ
ーン、(Bolivar et al.Gene,95−113(197
7)参照〕、市販のものも使用できる(例えば、ベセス
ダ・リサーチ・ラボラトリーズ(Bethesda Research Lab
oratories)社製)。
<Insertion of DNA Fragment into Vector Plasmid and Transformation> Vector plasmid pBR322 can be prepared by the method of Bolivar et al., [Bolivar et al., Gene (Bolivar et al. Gene 2 , 95-113 ( 197
7)], commercially available products can also be used (for example, Bethesda Research Lab.
oratories) company).

上記染色体DNAを制限酵素HindIIIで切断する。一方
プラスミドpBR322をHindIIIで切断し、上記切断
した染色体DNAを加えDNAリガーゼによってDNA
鎖の結合反応を行なう。得られた結合混合物を、常法
(例えば、レーデルベルグら、ジャーナル・オブ・バク
テリオロジー(Lederberg,E.M.& Cohen,S.N.Journal of
Bacteriology)119,1072−1074(197
4)参照)により大腸菌に形質転換を行なって、1μg
DNA当り、約10000株のApr,Tcsの形質転換株を
得る(Apr形質転換株の約15%は、Tcsであった)。こ
れら形質転換株のうち、CMCを含んだLB寒天プレー
ト上で、コロニーのまわりに浅いクレーターを形成した
株が8個あった。これらはすべてApr、セルラーゼ活性
を示す形質転換株であり、その1株を増殖させ、常法に
よりプラスミドを抽出・精製し、4.6kb(キロベース)
のHindIII断片を含むプラスミドpFK1を得る。
The chromosomal DNA is cut with the restriction enzyme HindIII. On the other hand, the plasmid pBR322 was cleaved with HindIII, the cleaved chromosomal DNA was added, and the DNA was digested with DNA ligase.
Perform chain binding reaction. The resulting binding mixture was subjected to a conventional method (for example, Lederberg, EM & Cohen, SN Journal of Biology).
Bacteriology) 119 , 1072-1074 (197).
4) refer to 1) and transform E. coli into 1 μg
About 10,000 transformants of Ap r and Tc s are obtained per DNA (about 15% of Ap r transformants were Tc s ). Among these transformants, there were 8 strains that formed shallow craters around the colonies on LB agar plates containing CMC. All of these are transformants showing Ap r and cellulase activity, one of which was grown, and the plasmid was extracted and purified by a conventional method to obtain 4.6 kb (kilobase).
The plasmid pFK1 containing the HindIII fragment of

プラスミドpFK1は、第1図に示すとおりの制限酵素
切断地図を有し、4.6kbのHindIII断片を有する他、Hinc
II、Kpn I、Pvu II及びXho Iによっても切断される。
The plasmid pFK1 has a restriction enzyme cleavage map as shown in FIG. 1, has a HindIII fragment of 4.6 kb, and Hinc
It is also cleaved by II, Kpn I, Pvu II and Xho I.

なお、pBR322に挿入したDNAの起源(origin)を
分析するため、32PでラベルしたプラスミドpFK1
を、ニトロセルロース・シート上に固定化した制限酵素
で切断したNO.1139株及びE.coli HB101の
染色体DNAとハイブリッドさせた。その結果、放射活
32PでラベルしたプラスミドpFK1は、NO.11
39株の4.6kb断片とハイブリドしたが、E.coli D
NA断片では、プラスミドpFK1に補足すべきDNA
配列は、検出されなかった。
In order to analyze the origin of the DNA inserted into pBR322, the plasmid pFK1 labeled with 32 P was analyzed.
Was digested with a restriction enzyme immobilized on a nitrocellulose sheet and strain No. 1139 and E. coli. Hybridized with chromosomal DNA of E. coli HB101. As a result, the plasmid pFK1 labeled with radioactive 32 P was identified as NO.11.
Although it hybridized with the 4.6 kb fragment of the 39 strain, coli D
In the NA fragment, the DNA to be added to the plasmid pFK1
The sequence was not detected.

<DNA配列> サブクローニング実験により、2.9kb Hinc II−Hind II
I断片が、セルラーゼ生産のために必須であることが分
った(第1図中、極太のラインの部分)。2.9kb Hinc I
I−Hind III断片の制限酵素切断地図を第2図に示す
が、この断片のDNA配列の決定は、ファージM13を
用いてジデオキシ鎖末端法(dideoxychain termination
method;サンガーら、プロシーディング・オブ・ザ・ナ
ショナル・アカデミー・オブ・サイエンス(Sanger et a
l.Proceeding of the National Academy of Science)、
U.S.A.74,5463−5467(1977)参照によ
り行なった。DNA配列及びアミノ酸配列を第3図に示
す。これによると、上記2.9kb Hinc II−Hind III断片
は、800個のアミノ酸のポリペプチドをコードする2
400kbのオープン・リーディング・フレーム(open re
ading frame)であった。又予想されるリボソーム結合部
位(S.D.配列)、すなわち、B.subtilis16Sリ
ボソーマルRNAの3′−末端を相補するAGGAGG
配列が、オープン・リーディング・フレームの上流に認
められた。
<DNA sequence> By subcloning experiment, 2.9 kb Hinc II-Hind II
It was found that the I fragment was essential for cellulase production (in FIG. 1, the thick line part). 2.9kb Hinc I
The restriction enzyme digestion map of the I-Hind III fragment is shown in Fig. 2. The DNA sequence of this fragment was determined by the dideoxy chain termination method using phage M13.
method; Sanger et al., Proceeding of the National Academy of Science (Sanger et a
l.Proceeding of the National Academy of Science),
USA 74 , 5463-5467 (1977). The DNA sequence and amino acid sequence are shown in FIG. According to this, the 2.9 kb Hinc II-Hind III fragment described above encodes a polypeptide of 800 amino acids.
400kb open reading frame (open re
ading frame). Also the expected ribosome binding site (SD sequence), ie B. subtilis 16S AGGAGG complementing the 3'-end of ribosomal RNA
The sequence was found upstream of the open reading frame.

<アミノ酸配列> NO.1139株の由来のセルラーゼのアミノ酸組成は、
DNA配列より得られたものと極めてよく一致した。
<Amino acid sequence> The amino acid composition of cellulase derived from the NO.
It was in very good agreement with that obtained from the DNA sequence.

すなわち、NO.1139株のセルラーゼのNH2−末端配列
を、Beckman sequencer model 890Mを用いて、エ
ドマン法(Edman,P.& Henschen,A.Protein sequence det
er-mination,2′nd de.,Springer-Verlag,Berlin,pp2
32−279(1975)参照)によって決定したとこ
ろ、Glu−Gly−Asn−Thr−Arg−Glu−Asp−Asn−Phe−L
ysであり、31残基目のGluからの配列と一致した。従
って、最初のMetから30残基目のAlaまでは、分泌の際
に切断されるシグナル・ペプチドであろうと思われる。
That is, the NH 2 -terminal sequence of the cellulase of NO.1139 strain was analyzed by Edman method (Edman, P. & Henschen, A. Protein sequence det using the Beckman sequencer model 890M.
er-mination, 2'nd de., Springer-Verlag, Berlin, pp2
32-279 (1975)), Glu-Gly-Asn-Thr-Arg-Glu-Asp-Asn-Phe-L.
ys, which was in agreement with the sequence from Glu at the 31st residue. Therefore, it seems that the region from the first Met to Ala at the 30th residue is a signal peptide that is cleaved during secretion.

<セルラーゼの同一性> NO.1139株由来のセルラーゼと、プラスミドpFK
1によって形質転換されたE.coli HB101の生産
するセルラーゼの比較を行なったところ、両者の同一性
が確認された。すなわち、第4図は、各pHにおけるセル
ラーゼの相対活性を示したものであり、極めてよく一致
していることが分る。又、SDS−ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動による分子量の測定では、前者が92,000に
対し、後者は94,000であったが、この程度の差
は、蛋白の精製工程によるものであり、実質上の差異は
認められなかった。又、免疫学的にみても、両者は沈降
反応をおこすことから同一のものと認められる。
<Identity of cellulase> Cellulase derived from NO.1139 strain and plasmid pFK
E. coli transformed with E. When cellulase produced by Escherichia coli HB101 was compared, the identities of both were confirmed. That is, FIG. 4 shows the relative activities of cellulases at each pH, and it can be seen that they are in very good agreement. Moreover, in the measurement of the molecular weight by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, the former was 92,000, while the latter was 94,000, but the difference in this degree is due to the protein purification step, and the difference is substantial. Was not recognized. Also, immunologically, they are considered to be the same since they undergo a precipitation reaction.

実施例 <1.染色体DNAの調製> 前記NO.1139株(FERM P−)をPY−CMC
培地(前記培地より寒天を除いたもの)で、37℃で3
時間好気的に振とう培養を行ない、対数増殖初期の菌体
を集菌後、フェノール法によるDNA抽出法によって染
色体DNAを抽出精製し、染色体DNA6mgを得た。
Example <1. Preparation of Chromosomal DNA> The NO.1139 strain (FERM P-) was added to PY-CMC.
3 at 37 ° C in medium (the above medium minus agar)
After shaking culture aerobically for a period of time, the cells at the early stage of logarithmic growth were collected, and then chromosomal DNA was extracted and purified by the DNA extraction method by the phenol method to obtain 6 mg of chromosomal DNA.

<2.染色体DNA断片のベクター・プラスミドへの挿
入> 上記染色体DNA10μgをとり、制限酵素Hind IIIを
加え、37℃で14時間反応させて、部分的に切断し
た。一方、プラスミドpBR322(Bethesda Research
Loboratories社(米国)製)にHind IIIを加え、1時
間反応させて完全に切断し、65℃、5分間熱処理し
た。その後、切断したベクター・プラスミドDNA1μ
gと切断した染色体DNA3μgを混合し、T4ファー
ジ由来のDNAリガーゼを加えて15℃、一夜反応させ
てDNA鎖の連結反応を行ない、65℃、5分間熱処理
後反応液に3倍容のエタノールを加えて染色体DNAを
組み込んだプラスミドDNAを沈殿、採取した。
<2. Insertion of Chromosomal DNA Fragment into Vector / Plasmid> 10 μg of the above chromosomal DNA was taken, restriction enzyme Hind III was added, and the mixture was allowed to react at 37 ° C. for 14 hours to partially cut it. On the other hand, plasmid pBR322 (Bethesda Research
Hind III was added to Loboratories (USA), and the mixture was reacted for 1 hour to be completely cut, and heat-treated at 65 ° C. for 5 minutes. After that, cleaved vector / plasmid DNA 1μ
g and 3 μg of the cleaved chromosomal DNA are mixed, DNA ligase derived from T4 phage is added and reacted overnight at 15 ° C to ligate the DNA chains. After heat treatment at 65 ° C for 5 minutes, 3 times volume of ethanol is added to the reaction solution. In addition, the plasmid DNA incorporating the chromosomal DNA was precipitated and collected.

<3.プラスミドによる形質転換> エシェリヒア・コリK−12株とエシェリヒア・コリB
株のハイブリッド株であるエシェリヒア・コリ(Escheri
chia coli)HB101株〔Goldforb et al,Proceedings
of the National Academy of Sciences of the United
Stated of America79,5886−5890(198
2)参照〕(遺伝形質:pro,leuB1,lac Y,hsd
R,hsd M,ara 14,gal K2,xyl −5,mtl
−1,sup E44,F,endoIrec A Strr)を
用い、レーデルベルグらの方法に従って、形質転換を行
なった(Lederberg,E.M.,& Cohen,S.N.(ジャーナル・オ
ブ・バクテリオロジー119,1072−1074(1
974)参照)。
<3. Transformation with plasmid> Escherichia coli K-12 strain and Escherichia coli B
Escheri coli, which is a hybrid strain of strains
chia coli) HB101 strain [Goldforb et al, Proceedings
of the National Academy of Sciences of the United
Stated of America 79 , 5886-5890 (198
2)] (Genetic traits: pro, leuB1, lac Y, hsd
R, hsd M, ara 14, gal K2, xyl-5, mtl
-1, sup E44, F, endoIrec A Str r ) was used for transformation according to the method of Lederberg et al. (Lederberg, EM, & Cohen, SN (Journal of Bacteriology 119 , 1072-1074 ( 1
974)).

すなわち、前記HB101株をLB培地〔マニアチス
ら、モレキュラー クローニング、ア・ラボラトリー・
マニュアル(Maniatis et al.,Molecular cloning,a lab
oratory manual),pp68−69(1981)参照:純粋
1当りトリプトン(Difco)10g、酵母エキス5g、
グリコース1g、NaCl10gをpH7.0に調製したもの〕
10mlに接種し、37℃で振とう培養を行ない、対数増
殖後期まで生育させた後、集菌した。これを氷冷下、最
終濃度で0.03MCaCl2の溶液に順次懸濁させてコンピテ
ントな細胞とした。この細胞懸濁液に前記2で得たプラ
スミドDNAの溶液を加えて氷冷下で60分間反応さ
せ、42℃、1〜2分間ヒートショックを与えて前記プ
ラスミドを細胞内にとこませた。
That is, the HB101 strain was transformed into LB medium [Maniatis et al., Molecular Cloning, A Laboratory.
Manual (Maniatis et al., Molecular cloning, a lab
Oratory manual), pp68-69 (1981): 10 g of tryptone (Difco), 5 g of yeast extract per 1 pure
Glucose 1g, NaCl 10g adjusted to pH 7.0]
10 ml was inoculated, shake-cultured at 37 ° C., grown to the latter stage of logarithmic growth, and then collected. This was sequentially suspended in a solution of 0.03M CaCl 2 at a final concentration under ice cooling to obtain competent cells. The solution of the plasmid DNA obtained in 2 above was added to this cell suspension and reacted for 60 minutes under ice cooling, and heat shock was applied at 42 ° C. for 1 to 2 minutes to allow the above plasmid to enter the cells.

このようにして、1μgのDNA当り約10,000株のA
pr,Tcsの形質転換株を得た。これらの形質転換株のう
ち、カルボキシメチルセルロースを含んだLB寒天培地
のプレート上で、コロニーのまわりに浅いクレーターを
形成した株が8株得られた。これらは、すべてApr,セ
ルラーゼ活性を示す形質転換株であり、そのうち1株を
増殖させ、その細胞懸濁液を別途、前記LB培地に接種
し、37℃、3〜5時間振とう培養した後、集菌し、洗
浄して、プラスミドpFK1により形質転換されたエシ
ェリヒア・コリHB101(pFK1)を得た。
Thus, about 10,000 strains of A per μg of DNA are obtained.
A transformant of p r and Tc s was obtained. Among these transformants, 8 strains were obtained which formed shallow craters around the colonies on a plate of LB agar medium containing carboxymethyl cellulose. These are all transformants showing Ap r and cellulase activities, one of them was grown, and the cell suspension thereof was separately inoculated into the LB medium and shake-cultured at 37 ° C. for 3 to 5 hours. After that, the cells were collected and washed to obtain Escherichia coli HB101 (pFK1) transformed with the plasmid pFK1.

この菌体を次のように処理して、精製プラスミドpFK
1を得た。
The cells were treated as follows to obtain the purified plasmid pFK
Got 1.

<形質転換株によるセルラーゼ生産> (培養法) エシェリヒア・コリHB101(pFK1)を上記LB
培地に接種し500ml容のフラスコで37℃、24時間
好気的に培養後、集菌し、オスモティック・ショック法
〔カトウら、ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・アプラ
イド・マイクロバイオロジー・アンド・バイオテクノロ
ジー(Osmotic shock Methods:Kato et al.,Eur,J,Appl.
Microbiol.Biotechnol)(1983)18:339−3
43参照〕により、菌体外、ペリプラズミック空間及び
菌体外面分に分画した。
<Cellulase Production by Transformant> (Culture Method) Escherichia coli HB101 (pFK1) was added to the above LB
After inoculating the medium and aerobically culturing in a 500 ml flask at 37 ° C for 24 hours, the cells were collected and osmotic shock method [Kato et al., European Journal of Applied Microbiology and Biotechnology (Osmotic shock Methods: Kato et al., Eur, J, Appl.
Microbiol. Biotechnol) (1983) 18: 339-3.
43], the cells were fractionated outside the cells, periplasmic space and outer surface of the cells.

(酵素活性測定) CMC(2.0%)1ml、グリシン−NaCl−NaOH緩衝液(pH
9.0)1mlに酵素液0.5mlを加え40℃、20分間反応す
る。
(Enzyme activity measurement) CMC (2.0%) 1 ml, glycine-NaCl-NaOH buffer (pH
9.0) Add 0.5 ml of enzyme solution to 1 ml and react at 40 ° C for 20 minutes.

反応終了後、3・5−ジニトロ−サリチル酸法〔3・5
−Dinitro-salicylic acid(DNS)method〕にて還元糖の
定量を行なう。即ち、反応液0.25mlにDNS試薬1mlを
加え、5分間100℃で加熱、発色し、冷却後、4mlの
蒸留水を加えて希釈する。これを波長500mμで比色
定量する。
After completion of the reaction, the 3.5-dinitro-salicylic acid method [3.5
-Dinitro-salicylic acid (DNS) method] is used to quantify reducing sugars. That is, 1 ml of the DNS reagent was added to 0.25 ml of the reaction solution, heated at 100 ° C. for 5 minutes to develop color, and after cooling, 4 ml of distilled water was added to dilute. This is colorimetrically determined at a wavelength of 500 μm.

酵素力価の単位は、上記の条件下で1分間に1μモルの
ぶどう糖に相当する還元糖を生成する場合を1単位
(U)とする。
The unit of the enzyme titer is 1 unit (U) when reducing sugar corresponding to 1 μmol of glucose is produced per minute under the above-mentioned conditions.

この結果、セルラーゼの菌体外、ペリプラズミック空間
及び菌体内生産の分布を調べたところ、それぞれ、66
(11.3%)、402(68.8%)及び116(19.9%)m
U/mlであった。
As a result, when the distribution of cellulase outside the cells, periplasmic space and intracellular production was examined, it was found to be 66
(11.3%), 402 (68.8%) and 116 (19.9%) m
It was U / ml.

次に、NO.1139株の生産するセルラーゼとHB10
1(pFK1)株の生産するセルラーゼの同一性をみる
ため、(1)pHによる活性、(2)分子量を調べた。
Next, cellulase and HB10 produced by NO.1139 strain
In order to check the identity of the cellulase produced by the 1 (pFK1) strain, (1) activity by pH and (2) molecular weight were examined.

(1)pH6〜8は0.05Mリン酸ナトリウム、pH8.5 10.5は
0.05Mグリシン−NaCl−NaOH、pH11〜13は、0.05M
KCl-NaOH緩衝液を用い、前記測定法によりpHを影響を
調べた結果、第4図のとおり、両酵素の同一性が確認さ
れた。
(1) pH 6-8 is 0.05M sodium phosphate, pH 8.5 10.5 is
0.05M glycine-NaCl-NaOH, pH 11-13 is 0.05M
As a result of investigating the influence of pH by the above-mentioned measuring method using KCl-NaOH buffer, the identity of both enzymes was confirmed as shown in FIG.

(2)分子量は、量酵素ともBio-Rad社製の免疫アッセイキ
ットを用いたSDS−PAGE法(Laemmli,U.K,Nature,
Landoの227、680−685(1970)参照)に
より測定した結果、NO.1139株のセルラーゼは、約
92,000であり、HB101(pFK1)のもの
は、約94,000であったが、これは蛋白精製工程の
違いによるものであり、実質上の差異は認められなかっ
た。
(2) The molecular weight was determined by SDS-PAGE method using an immunoassay kit manufactured by Bio-Rad (Laemmli, UK, Nature,
Lando 227 , 680-685 (1970)), the cellulase of the NO.1139 strain was about 92,000, and that of HB101 (pFK1) was about 94,000. Was due to the difference in the protein purification process, and no substantial difference was observed.

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

第1図は、プラスミドpFK1の制限酵素切断地図を示
し、中太及び極太で示した線は、NO.1139株よりク
ローン化された断片を示し、極太で示した線は、セルラ
ーゼ遺伝子を含んだサブクローン化された断片を示す図
面である。 第2図は、本発明のセルラーゼ遺伝子のシークエンシン
グのための方針を示す図であり、本発明のセルラーゼ遺
伝子をエンコード(encode)するHinc II−Hind III断片
及びDNAシークエンシングに用いた部位の詳細な制限
酵素切断地図を示し、ラインの下の矢印は、ジデオキシ
鎖末端法による配列決定法の方向及び範囲を示す図面で
ある。 第3図は、本発明のセルラーゼ遺伝子のヌクレオチド配
列を示し、Hinc II−Hind III断片のDNA配列は、
5′から3′の方向で示し、配列の上の数字は予想され
る開始部位のヌクレオチド1から数えた値であり、予想
されるアミノ酸配列をDNA配列の下に示した。 第4図は、NO.1139株由来のセルラーゼと、本発明
のセルラーゼ遺伝子によって形質転換されたE.coli
HB101の生産するルラーゼの各pHにおける相対活性
を比較した図面である。
FIG. 1 shows a restriction enzyme digestion map of the plasmid pFK1. The lines indicated by medium and thick lines represent the fragments cloned from the NO.1139 strain, and the lines indicated by thick line contained the cellulase gene. It is a figure which shows the fragment subcloned. FIG. 2 is a view showing a policy for sequencing the cellulase gene of the present invention, and details of the Hinc II-Hind III fragment encoding the cellulase gene of the present invention and the site used for DNA sequencing. Shows a restriction map of various restriction enzymes, and an arrow under the line is a drawing showing the direction and range of the sequencing method by the dideoxy chain end method. FIG. 3 shows the nucleotide sequence of the cellulase gene of the present invention, and the DNA sequence of the Hinc II-Hind III fragment is
Shown in the 5'to 3'direction, the numbers above the sequence are from the predicted start site, nucleotide 1 and the predicted amino acid sequence is shown below the DNA sequence. FIG. 4 shows cellulase derived from the NO.1139 strain and E. coli transformed with the cellulase gene of the present invention. coli
It is the figure which compared the relative activity in each pH of the lulase which HB101 produces.

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/42 C12R 1:19) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location (C12N 9/42 C12R 1:19)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】次のアミノ酸配列を有するセルラーゼをコ
ードするDNA配列。
1. A DNA sequence encoding a cellulase having the following amino acid sequence:
【請求項2】次のアミノ酸配列を有するセルラーゼをコ
ードするDNA配列が発現コントロール配列に発現可能
に結合されている組換えDNAプラスミド。
2. A recombinant DNA plasmid in which a DNA sequence encoding a cellulase having the following amino acid sequence is operably linked to an expression control sequence.
JP7628586A 1986-04-02 1986-04-02 Cellulase gene Expired - Fee Related JPH0665304B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7628586A JPH0665304B2 (en) 1986-04-02 1986-04-02 Cellulase gene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7628586A JPH0665304B2 (en) 1986-04-02 1986-04-02 Cellulase gene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62232386A JPS62232386A (en) 1987-10-12
JPH0665304B2 true JPH0665304B2 (en) 1994-08-24

Family

ID=13601036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7628586A Expired - Fee Related JPH0665304B2 (en) 1986-04-02 1986-04-02 Cellulase gene

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0665304B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK16490D0 (en) * 1990-01-19 1990-01-19 Novo Nordisk As ENZYME

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62232386A (en) 1987-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Saul et al. celB, a gene coding for a bifunctional cellulase from the extreme thermophile" Caldocellum saccharolyticum"
US10415045B2 (en) Fungal production system
Sashihara et al. Molecular cloning and expression of cellulase genes of alkalophilic Bacillus sp. strain N-4 in Escherichia coli
CN112553134B (en) A kind of method for expressing alpha-amylase in Bacillus subtilis
US4904599A (en) DNA fragments containing alkaline cellulase gene, recombinant plasmids with said DNA fragments inserted therein, and recombinant microorganisms
WO2015007033A1 (en) Mutant of xylanase xynas9-m with improved thermal stability and gene and use thereof
CN110699339A (en) Low-temperature beta-xylosidase mutant with improved thermal stability and specific activity and coding gene and application thereof
CN108018275B (en) Mutant XYNR of extreme heat-resistant xylanase 1VBR and application thereof
CN118165960A (en) Endo-β-1,4-glucanase mutant and its gene, vector and preparation method
CN117402858B (en) Beta-glucosidase mutant with improved heat resistance
US5688668A (en) Pyrodictium xylanase amylase and pullulanase
CN108018274B (en) Mutant XYNH of extreme heat-resistant xylanase 1VBR and application thereof
Park et al. Cloning and expression of a Bacillus cellulase gene in Escherichia coli
JP3025625B2 (en) Alkaline pullulanase gene having alkaline α-amylase activity
JPH0665304B2 (en) Cellulase gene
US6300115B1 (en) Pullulanase expression constructs containing α-amylase promoter and leader sequences
JP4340382B2 (en) Alkaline cellulase gene
EP0216080B1 (en) Novel plasmids and transformants
US6858408B2 (en) Recombinant plasmid pDSBCm, microorganisms transformed therewith, and method for producing an alkaline protease VapK
DE69429479T2 (en) DNA FRAGMENT WHICH CONTAINS A GENE FOR AN ALKALINE PULLULANASE
KR100341451B1 (en) Beta-glucosidase gene derived from Luminococcus albus
JPS62269692A (en) Cellulase gene
JP2913411B2 (en) Cellulase gene
JP2671008B2 (en) DNA encoding cyclomaltodextrin glucenotransferase, recombinant plasmid containing the same, and transformed microorganism containing the plasmid
JPH06217781A (en) Novel DNA fragment, plasmid vector having the same, recombinant microorganism, and method for producing protein using the same

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees