JPH0787790B2 - METHOD FOR PRODUCING NOVEL GENE DNA AND ALKALINE PROTEASE - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING NOVEL GENE DNA AND ALKALINE PROTEASEInfo
- Publication number
- JPH0787790B2 JPH0787790B2 JP62047637A JP4763787A JPH0787790B2 JP H0787790 B2 JPH0787790 B2 JP H0787790B2 JP 62047637 A JP62047637 A JP 62047637A JP 4763787 A JP4763787 A JP 4763787A JP H0787790 B2 JPH0787790 B2 JP H0787790B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dna
- alkaline protease
- fragment
- gene
- plasmid
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/48—Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
- C12N9/50—Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25)
- C12N9/52—Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from bacteria or Archaea
- C12N9/54—Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from bacteria or Archaea bacteria being Bacillus
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明のDNAはバチルス・リケニホルミスに由来し、よ
り大量のアルカリ性プロテアーゼを分泌生産させるため
に使用されるDNAであつて、かつ該遺伝子DNAを含む組換
えDNAにより形質転換されたバチルス属細菌を用いてア
ルカリ性プロテアーゼを効率よく製造する方法に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The DNA of the present invention is derived from Bacillus licheniformis and is a DNA used for secretory production of a larger amount of alkaline protease, and the gene DNA is The present invention relates to a method for efficiently producing an alkaline protease using a bacterium belonging to the genus Bacillus transformed with a recombinant DNA containing the same.
アルカリ性プロテアーゼは強アルカリ性領域でもポリペ
プチドを分解する能力をもつ酵素であり、たとえば洗浄
補助剤として洗剤などに添加され広く利用されている。Alkaline protease is an enzyme capable of degrading a polypeptide even in a strongly alkaline region, and is widely used by being added to detergents as a cleaning aid.
従来、アルカリ性プロテアーゼは該酵素の高生産性の細
菌、例えばバチルス・リケニホルミス、バチルス・アミ
ロリキエフアシエンス、バチルス・ズブチリス、バチル
ス・サツカリテイカスなどを培養して、その培養上清か
らアルカリ性プロテアーゼを回収する方法で製造されて
きた。しかしながら、これらの微生物はアルカリ性プロ
テアーゼの他に、アミラーゼ、中性プロテアーゼ、レバ
ンシユクラーゼ等の酵素も多量に菌体外に分泌するた
め、培養上清からアルカリ性プロテアーゼの回収・精製
には繁雑な工程を必要とする。さらに、アルカリ性プロ
テアーゼを洗剤に利用する場合にアレルギーを起こす夾
雑物質を生産することなどの問題もあつた。Conventionally, an alkaline protease is a bacterium with high productivity of the enzyme, for example, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, etc. are cultured, and the alkaline protease is recovered from the culture supernatant. Has been manufactured by the method. However, since these microorganisms secrete a large amount of enzymes such as amylase, neutral protease, and levansucyclase, in addition to alkaline protease, to the outside of the cells, it is complicated to recover and purify alkaline protease from the culture supernatant. Requires a process. In addition, there are problems such as production of contaminants that cause allergies when using alkaline protease as a detergent.
アルカリ性プロテアーゼの生産に使用されている微生物
は、通常、細胞内にアルカリ性プロテアーゼ遺伝子を1
個(1コピー)持つている。しかしながら、組換えDNA
の手法によつてアルカリ性プロテアーゼ遺伝子を単離
し、バチルス属細菌で保持されるベクタープラスミドに
連結した組換えプラスミドを作製してバチルス属細菌を
形質転換すると菌体内に多数のアルカリ性プロテアーゼ
遺伝子をもつ形質転換体を得ることができる。このよう
なバチルス属細菌を培養すると遺伝子増幅効果によつて
アルカリ性プロテアーゼの生産性のみを特異的に増大さ
せることができ、しかも、バチルス属細菌はタンパク質
を菌体外に分泌する性質を有するためアルカリ性プロテ
アーゼの回収・精製が非常に容易に行うことができるよ
うになる。また、アルカリ性プロテアーゼ以外のタンパ
ク質やアレルギーの原因物質などの生産能の低いバチル
ス属細菌に前記の組換えプラスミドを導入した形質転換
体を用いれば、培養物からのアルカリ性プロテアーゼの
回収・精製はさらに容易になる。Microorganisms used for the production of alkaline protease usually carry an alkaline protease gene within the cell.
I have one (1 copy). However, recombinant DNA
The alkaline protease gene was isolated by the method described above, and a recombinant plasmid ligated to a vector plasmid retained in Bacillus bacterium was prepared to transform Bacillus bacterium. You can get the body. When such Bacillus bacterium is cultured, only the productivity of alkaline protease can be specifically increased by the gene amplification effect, and Bacillus bacterium has the property of secreting the protein to the outside of the bacterium. The protease can be recovered and purified very easily. In addition, by using a transformant in which the above recombinant plasmid is introduced into a Bacillus bacterium having a low productivity of proteins other than alkaline protease and substances causing allergies, it is easier to recover and purify alkaline protease from the culture. become.
また、従来よりヒト成長ホルモンなどの異種生物由来の
有用タンパク質を大量生産するためにエシエリヒア・コ
リを宿主とする組換え体による生産が試みられている
が、エシエリヒア・コリには人体寄生性の問題やタンパ
ク質を菌体外に分泌しないために得られる製品へのエン
ドトキシンの混入の問題などがある。反面、バチルス属
細菌は従来から工業的に大量培養が行われ、その安全性
が確認されており、しかもタンパク質を菌体外に分泌す
る性質を有するので、前記のような問題を生じない。Further, in order to mass-produce useful proteins derived from heterologous organisms such as human growth hormone, recombinant production using Escherichia coli as a host has been attempted. There is also a problem of endotoxin contamination in the product obtained because proteins and proteins are not secreted outside the cells. On the other hand, Bacillus bacteria have been industrially mass-cultured for a long time, and their safety has been confirmed, and since they have the property of secreting proteins outside the cells, the above-mentioned problems do not occur.
バチルス・リケニホルミスはアルカリ性プロテアーゼを
大量に菌体外に分泌生産するので、アルカリ性プロテア
ーゼ遺伝子のプロモーター領域、菌体外分泌に関与する
領域等の塩基配列はタンパク質の大量生産に適した構造
になつているものと考えられるので、このような領域が
単離されれば上記の目的にも使用することができる。Since Bacillus licheniformis secretes and produces a large amount of alkaline protease extracellularly, the base sequence of the promoter region of the alkaline protease gene, the region involved in extracellular secretion, etc. has a structure suitable for large-scale protein production. Therefore, if such a region is isolated, it can be used for the above purpose.
バチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロテアーゼ遺
伝子はヤコブスら〔M.Jacobs etal.:Nucleic Acids Re
s.,13,8913(1985)〕によつてバチルス・リケニホルミ
スNCIB 6816 からクローニングされ、その塩基配列が報
告されているが、アルカリ性プロテアーゼの発現に必要
なプロモーター領域を欠如しているため、クローニング
された遺伝子自体ではアルカリ性プロテアーゼを生産さ
せることができない。このような遺伝子では、強力な発
現制御領域をもつアルカリ性プロテアーゼ遺伝子の長所
を生かしたアルカリ性プロテアーゼや有用タンパク質の
生産を行うことができない。The alkaline protease gene of Bacillus licheniformis has been described by Jacobs et al. [M. Jacobs et al .: Nucleic Acids Re
s., 13, 8913 (1985)], and the nucleotide sequence has been reported from Bacillus licheniformis NCIB 6816. However, it was cloned because it lacks the promoter region required for expression of alkaline protease. The gene itself cannot produce alkaline protease. Such a gene cannot produce an alkaline protease or a useful protein by taking advantage of the advantages of the alkaline protease gene having a strong expression control region.
本発明では、このような問題点を解決するために、アル
カリ性プロテアーゼを発現させる能力を有するプロモー
ター領域(以下プロモーターの全領域と記すこともあ
る)を有するアルカリ性プロテアーゼ遺伝子を提供し、
さらにこの遺伝子が挿入された組換えプラスミドで形質
転換されたバチルス属細菌を培養することによるアルカ
リ性プロテアーゼの製造法を提供することを目的とす
る。In order to solve such problems, the present invention provides an alkaline protease gene having a promoter region capable of expressing an alkaline protease (hereinafter also referred to as the entire region of the promoter),
Another object of the present invention is to provide a method for producing an alkaline protease by culturing a Bacillus bacterium transformed with a recombinant plasmid having this gene inserted therein.
バチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロテアーゼ遺
伝子の発現に必要な領域を有する塩基配列をもつ遺伝子
DNAのクローニングは、たとえば次の手順で行われる。A gene having a nucleotide sequence having a region required for expression of Bacillus licheniformis alkaline protease gene
DNA cloning is performed, for example, by the following procedure.
遺伝子の供与体としては、バチルス・リケニホルミスが
使用される。この微生物を使用することは、たとえば洗
浄補助剤に適した性質を有するアルカリ性プロテアーゼ
を生産するために好適である。Bacillus licheniformis is used as a gene donor. The use of this microorganism is suitable, for example, for producing an alkaline protease having suitable properties as a cleaning aid.
また、アルカリ性プロテアーゼの生産能の高い菌株ほ
ど、強力なプロモーターを持つていることが期待できる
ので、突然変異処理などにより生産能の高くなつた菌株
を使用することが望ましい。本発明ではバチルス・リケ
ニホルミスの公知菌株をニトロソグアニジンを変異誘起
剤として変異させて、プロテアーゼ生産能の高くなつた
変異株を使用している。Further, since a strain having a higher alkaline protease production ability can be expected to have a stronger promoter, it is desirable to use a strain having a higher production ability due to mutation treatment or the like. In the present invention, a known strain of Bacillus licheniformis is mutated with nitrosoguanidine as a mutagen to use a mutant strain having a high protease-producing ability.
選ばれたアルカリ性プロテアーゼ生産菌株からアルカリ
性プロテアーゼ遺伝子をクローニングするには、この生
産菌株の染色体DNAを制限酵素で切断して断片化したの
ちバチルス・ズブチリスで保持されるベクタープラスミ
ドに連結してバチルス・ズブチリスのプロテアーゼ低生
産株を形質転換し、得られた形質転換体の中からプロテ
アーゼ生産能が高められた菌株を選択する方法がある。
しかしバチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロテア
ーゼ遺伝子においては周辺に特殊な塩基配列が存在する
ためと思われるので、この方法ではクローニングするこ
とができない。To clone the alkaline protease gene from the selected alkaline protease-producing strain, the chromosomal DNA of this producing strain is cut with a restriction enzyme to fragment and then ligated to the vector plasmid retained by Bacillus subtilis. There is a method of transforming a low-protease producing strain of, and selecting a strain having enhanced protease-producing ability from the obtained transformants.
However, it seems that the Bacillus licheniformis alkaline protease gene has a special base sequence in its periphery, and thus it cannot be cloned by this method.
本発明ではこの問題を克服するために、エシエリヒア・
コリを宿主とする組換え体を作成して、バチルス・リケ
ニホルミスのアルカリ性プロテアーゼ遺伝子と相同なDN
Aを利用したコロニー・ハイブリダイゼーシヨン法によ
つてバチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロテアー
ゼ遺伝子をクローニングした。In the present invention, in order to overcome this problem, Esherichia
Recombinant using Escherichia coli as a host and DN homologous to Bacillus licheniformis alkaline protease gene
The alkaline protease gene of Bacillus licheniformis was cloned by the colony hybridization method using A.
コロニーハイブリダイゼーシヨンに用いるバチルス・リ
ケニホルミスのアルカリ性プロテアーゼ遺伝子と相同な
DNAとしては次のようなものを用いることができる。Homologous to the Bacillus licheniformis alkaline protease gene used for colony hybridization.
The following can be used as DNA.
すなわち、バチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロ
テアーゼのアミノ酸配列が既に明らかになつている〔M.
Ottensen,I.Svendsen:Methods in Enzymology,19,199,A
cademic Press,New York(1979)〕ので、このうちの任
意の位置の連続する5個〜6個程度のアミノ酸の配列に
対応する塩基配列をもつ、通常、14個〜18個程度の塩基
からなる一本鎖のオリゴヌクレオチドを相同なDNAとし
て用いることができる。ただし、一つのアミノ酸に対応
するコドンはアミノ酸の種類に応じて1個〜6個存在す
るので、前記のオリゴヌクレオチドは通常複数種類とな
るので、前記のアミノ酸配列は、それに対応するオリゴ
ヌクレオチドの種類が最も少なくなる領域を選ぶことが
望ましい。例えば、N末端から134番目から138番目まで
のアミノ酸配列(Met-Lys-Gln-Ala-Val)に対応する「A
TGAA(X)CA(Y)GC(Z)GT(X,Y:互に同一もしくは
異ってAまたはG、Z:T、C、AまたはG)」なる塩基
配列をもつ16種の14塩基のオリゴヌクレオチドの混合物
があげられる。オリゴヌクレオチドの合成は市販のDNA
合成機を使用するか、公知の固相ホスホトリエステル法
〔H.Ito etal.:Nucleic Acids Res.,10,1755(1982)〕
などによつて行うことができる。合成されたDNAは高速
液体クロマトグラフイーなどによつて精製したのち、γ
32P‐ATPとT4ポリヌクレオチドキナーゼを用いて5′末
端を32Pで標識する。一方、バチルス・リケニホルミス
の菌体から染色体DNAを調製する。染色体DNAは、菌体を
リゾチーム処理後ドデシル硫酸ナトリウムを加えて加熱
することにより溶菌させたのちクロロホルム抽出を行う
Marmurの方法〔J.Marmur:J.Mol.Biol.,3,208(1961)〕
などにより調製される。この染色体DNAを制限酵素で切
断して断片化する。ここで用いる制限酵素としては特別
のものを必要としないが、断片を連結して組換えプラス
ミドを作成するのに用いるベクターの中に1ケ所の認識
部位が存在する制限酵素が適している。例えば大腸菌の
プラスミドpBR322をベクターとして用いる場合にはEcoR
I HindIII、BamHI,pstI,PvuIIなどの制限酵素があげら
れる。しかしながら、例えばBglIIとBamHIはそれぞれ と異なる塩基配列を認識する制限酵素であるが、切断さ
れて生ずるDNA断片の末端はそれぞれ となり互いにA/T、G/Cのペアーを形成しうる4塩基から
なる粘着末端となるため、T4DNAリガーゼを作用させる
と互いに連結することができるので、このような制限酵
素を用いれば染色体DNAを切断する制限酵素と、ベクタ
ープラスミドを切断する制限酵素が異なつても差支えな
い。また、PvuIIやSmaIのようにDNAの両鎖を同じ位置で
切断して平滑末端を生ずる制限酵素の場合にも異なる制
限酵素を組合せて使用することができる。他方、エシエ
リヒア・コリで保持されるベクタープラスミド、例えば
pBR322やPUC19などを染色体DNAの切断に使用した制限酵
素あるいは互いに連結することができる切断末端を生ず
る制限酵素で切断して線状とし、次いでアルカリ性フオ
スフアターゼで処理して5′末端のリン酸を脱離させ
る。この脱リン酸処理により、あとで加えるT4DNAリガ
ーゼによりプラスミドが元の環状DNAに戻るのを防ぐ。
次いで、染色体DNA断片と脱リン酸化された線状プラス
ミドを混合し、T4DNAリガーゼを加えて反応させること
により両DNAの間でリン酸結合を形成させて環状の組換
えプラスミドを作製する。なお、制限酵素で切断した染
色体DNA断片をアガロースゲル電気泳動で分画したの
ち、DNAをニトロセルロースフイルターに移しとつたフ
イルターに対して、先に合成して32Pで標識されたオリ
ゴヌクレオチドをハイブリダイズさせたのちオートラジ
オグラフイーを行うことによつてオリゴヌクレオチドと
相同性のある塩基配列をもつ染色体DNA断片を検出する
サザンハイブリダイゼーシヨン法〔E.M.Southern:J.Mo
l.Biol.,98、503(1975)〕により、アルカリ性プロテ
アーゼ遺伝子の存在する断片の長さを求めておけば、染
色体DNA断片を予め分画して、この長さの断片を濃縮し
て使用すれば、後で述べるコロニーハイブリダイゼーシ
ヨンを効率よく行うことができる。特定の長さの断片の
濃縮は、たとえば染色体DNA断片をアガロースゲル電気
泳動で分画したのち、目的の長さの断片の泳動位置に相
当する部分のゲルを切り出し、電気泳動溶出法〔T.Mani
atis etal.:Molecular Cloning,p.164,Cold Spring Har
bor Laboratory(1982)〕などによりDNA断片を溶出す
ることによつて行うことができる。That is, the amino acid sequence of the Bacillus licheniformis alkaline protease has already been revealed (M.
Ottensen, I.Svendsen: Methods in Enzymology, 19 , 199, A
Academic Press, New York (1979)], so it has a base sequence corresponding to a sequence of about 5 to 6 consecutive amino acids at any position, and usually consists of about 14 to 18 bases. Single-stranded oligonucleotides can be used as homologous DNA. However, since there are 1 to 6 codons corresponding to one amino acid depending on the type of amino acid, the above-mentioned oligonucleotide usually has a plurality of types. Therefore, the above-mentioned amino acid sequence has a corresponding type of oligonucleotide. It is desirable to select the area where the For example, "A corresponding to the amino acid sequence from the N-terminal to the 134th to 138th (Met-Lys-Gln-Ala-Val)"
TGAA (X) CA (Y) GC (Z) GT (X, Y: mutually identical or different A or G, Z: T, C, A or G) "16 kinds of 14 bases And a mixture of oligonucleotides. Oligonucleotide synthesis is commercially available DNA
Using a synthesizer or known solid-state phosphotriester method [H. Ito et al .: Nucleic Acids Res., 10 , 1755 (1982)]
And so on. The synthesized DNA is purified by high performance liquid chromatography, etc., and then γ
The 5'end is labeled with 32 P using 32 P-ATP and T4 polynucleotide kinase. On the other hand, chromosomal DNA is prepared from Bacillus licheniformis cells. Chromosomal DNA is lysed after lysozyme treatment and sodium decylsulfate is added to lyse the cells for chloroform lysis.
Marmur's method [J. Marmur: J. Mol. Biol., 3 , 208 (1961)]
It is prepared by This chromosomal DNA is cut with a restriction enzyme to fragment. The restriction enzyme used here does not require any special one, but a restriction enzyme having one recognition site in the vector used for ligating the fragments to construct a recombinant plasmid is suitable. For example, when using the Escherichia coli plasmid pBR322 as a vector, EcoR
Examples include restriction enzymes such as I HindIII, BamHI, pstI, PvuII. However, for example, BglII and BamHI are It is a restriction enzyme that recognizes a base sequence different from that of Since it becomes a sticky end consisting of 4 bases that can form a pair of A / T and G / C with each other, they can be ligated to each other when T4 DNA ligase is allowed to act. It does not matter if the restriction enzyme that cuts differs from the restriction enzyme that cuts the vector plasmid. Also, in the case of a restriction enzyme such as PvuII or SmaI that cuts both strands of DNA at the same position to generate a blunt end, different restriction enzymes can be used in combination. On the other hand, vector plasmids carried in E. coli, such as
Cleavage pBR322, PUC19, etc. with the restriction enzyme used to cleave the chromosomal DNA or with a restriction enzyme that produces a cleaved end that can be ligated to each other to make linear, and then treat with alkaline phosphatase to remove the phosphate at the 5'end. Let go. This dephosphorylation treatment prevents the plasmid from returning to the original circular DNA by T4 DNA ligase added later.
Then, the chromosomal DNA fragment and the dephosphorylated linear plasmid are mixed, and T4 DNA ligase is added to react with each other to form a phosphate bond between both DNAs to prepare a circular recombinant plasmid. Chromosomal DNA fragments cleaved with restriction enzymes were fractionated by agarose gel electrophoresis, and the DNA was transferred to a nitrocellulose filter and hybridized with the 32 P-labeled oligonucleotide previously synthesized. Southern hybridization method [EM Southern: J. Mo, which detects chromosomal DNA fragments having nucleotide sequences homologous to oligonucleotides by soybean and autoradiography.
l.Biol., 98 , 503 (1975)], the length of the fragment in which the alkaline protease gene is present is determined, and then the chromosomal DNA fragment is fractionated in advance and the fragment of this length is concentrated before use. By doing so, the colony hybridization described later can be efficiently performed. Concentration of fragments of a specific length is carried out by, for example, fractionating a chromosomal DNA fragment by agarose gel electrophoresis, cutting out a gel corresponding to the migration position of the fragment of the desired length, and subjecting it to electrophoresis elution (T. Mani
atis et al .: Molecular Cloning, p.164, Cold Spring Har
bor Laboratory (1982)] and the like to elute the DNA fragment.
染色体DNA断片とベクタープラスミドとを連結して得ら
れた組換えプラスミドを、予めたとえばMnCl2-CaCl2処
理により外来DNAを受け入れやすくした宿主微生物エシ
エリヒア・コリに移入して組換えプラスミドを保有する
形質転換体を得る。形質転換体は、使用したベクタープ
ラスミドに存在する薬剤耐性遺伝子の発現、すなわち、
例えばpBR322にHindIIIで切断した染色体DNA断片を連結
して作成した組換えプラスミドが移入されたエシエリヒ
ア・コリがアンピシリンを含有する培地上でも生育でき
るようになることを利用して選択することができる。こ
のようにして選択された多数(通常3,000〜10,000)の
形質転換体の中からコロニーハイブリダイゼーシヨン
〔M.Grunstein,J.Walls:Methods in Enzymology,68,37
9,Academic Press Inc.,New York(1979)〕によつてア
ルカリ性プロテアーゼ遺伝子を保有する形質転換体が選
択される。アルカリ性プロテアーゼ遺伝子保有株を検出
するためのプローブとして、先に合成して32Pで標識さ
れたオリゴヌクレオチドを用いると、オートラジオグラ
フイーによつてアルカリ性プロテアーゼ遺伝子保有株の
コロニーに対応する位置のフイルムがハイブリダイズし
たプローブの32Pの放射線によつて感光して黒いシグナ
ルとして検出される。コロニーハイブリダイゼーシヨン
を行う前にコロニーが形成されたニトロセルロースフイ
ルターから、別の新しいニトロセルロースフイルターに
レプリカをとつておくことによつて、対応するアルカリ
性プロテアーゼ遺伝子保有株が得られる。A recombinant plasmid obtained by ligating a chromosomal DNA fragment and a vector plasmid is transferred to a host microorganism Escherichia coli that has been made easy to accept foreign DNA by, for example, MnCl 2 -CaCl 2 treatment, and a trait that retains the recombinant plasmid. Get a transformant. The transformant expresses the drug resistance gene present in the vector plasmid used, that is,
For example, it can be selected by utilizing the fact that Escherichia coli transformed with a recombinant plasmid prepared by ligating a chromosomal DNA fragment cleaved with HindIII to pBR322 can grow on a medium containing ampicillin. Colony hybridization [M. Grunstein, J. Walls: Methods in Enzymology, 68 , 37] was selected from the large number of transformants (usually 3,000 to 10,000) thus selected.
9, Academic Press Inc., New York (1979)], a transformant carrying an alkaline protease gene is selected. As a probe for detecting the alkaline protease gene-carrying strain, when the oligonucleotide previously synthesized and labeled with 32 P is used, the film at the position corresponding to the colony of the alkaline protease gene-carrying strain is detected by autoradiography. Is exposed to the 32 P radiation of the hybridized probe and detected as a black signal. The corresponding alkaline protease gene-carrying strain is obtained by replicating from a nitrocellulose filter on which colonies are formed before performing colony hybridization to another new nitrocellulose filter.
しかし、また一方、次のようなDNAを用いてコロニーハ
イブリダイゼーシヨンを行つてもバチルス・リケニホル
ミスのアルカリ性プロテアーゼ遺伝子をクローニングす
ることができる。On the other hand, however, the alkaline protease gene of Bacillus licheniformis can also be cloned by carrying out colony hybridization using the following DNA.
すなわち、バチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロ
テアーゼと70%の相同性のあるアルカリ性プロテアーゼ
を生産するバチルス・アミロリキエフアシエンスのアル
カリ性プロテアーゼ遺伝子は、バチルス・リケニホルミ
スのアルカリ性プロテアーゼ遺伝子と塩基配列の上でも
相同性が高いものと推測される。バチルス・アミロリキ
エフアシエンスの一菌株ATCC23844株のアルカリ性プロ
テアーゼ遺伝子の塩基配列は既に明らかになつている。
〔J.Wells etal:Nucleic Acids Res.,11,7911(1983)
参照〕ので、この塩基配列の中で、アルカリ性プロテア
ーゼの成熟タンパクの部分に対応する領域のうちから連
続する14個〜18個程度の塩基配列を任意に選び、これと
同じ配列をもつ一本鎖のオリゴヌクレオチドを合成し
て、前記のバチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロ
テアーゼ遺伝子のクローニングと全く同じ方法でバチル
ス・アミロリキエフアシエンスのアルカリ性プロテアー
ゼ遺伝子でクローニングする。次に、この遺伝子を用い
て、これと相同性があると推測されるバチルス・リケニ
ホルミスのアルカリ性プロテアーゼ遺伝子がクローニン
グされる。That is, the alkaline protease gene of Bacillus amyloliquefaciens, which produces an alkaline protease having 70% homology with the alkaline protease of Bacillus licheniformis, has homology even in the nucleotide sequence with the alkaline protease gene of Bacillus licheniformis. Presumed to be expensive. The nucleotide sequence of the alkaline protease gene of one strain of Bacillus amyloliquefaciens ATCC23844 strain has already been clarified.
(J. Wells et al: Nucleic Acids Res., 11 , 7911 (1983)
Therefore, in this base sequence, a continuous base sequence of about 14 to 18 is arbitrarily selected from the region corresponding to the mature protein portion of the alkaline protease, and a single-stranded chain having the same sequence as this is selected. Is synthesized and cloned with the alkaline protease gene of Bacillus amyloliquefaciens in exactly the same manner as the cloning of the alkaline protease gene of Bacillus licheniformis described above. This gene is then used to clone the Bacillus licheniformis alkaline protease gene suspected of being homologous to this gene.
バチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロテアーゼ遺
伝子のクローニングは、コロニーハイブリダイゼーシヨ
ンのプローブとしてバチルス・アミロリキエフアシエン
スのアルカリ性プロテアーゼ遺伝子を使用する以外は、
基本的には前記のバチルス・リケニホルミスのアルカリ
性プロテアーゼ遺伝子のクローニングと同じ方法で行わ
れる。すなわち、バチルス・リケニホルミスの染色体DN
Aを制限酵素で切断したDNA断片あるいはアルカリ性プロ
テアーゼ遺伝子を含むDNA断片を濃縮した画分とベクタ
ープラスミドをT4DNAリガーゼで連結した組換えプラス
ミドを用いてエシエリヒア・コリLE392を形質転換して
得られる形質転換体の中からコロニー・ハイブリダイゼ
ーシヨンによつてアルカリ性プロテアーゼ遺伝子を保有
する形質転換体が選択される。コロニーハイブリダイゼ
ーシヨンに使用されるプローブは、バチルス・アミロリ
キエフアシエンスのアルカリ性プロテアーゼ遺伝子を保
有する形質転換体から抽出されたプラスミドを制限酵素
で切断し、アガロースゲル電気泳動で分画してアルカリ
性プロテアーゼ遺伝子を含む断片を調製し、ニツクトラ
ンスレーシヨン〔P.W.J.Rigby etal.:J.Mol.Biol.,113,
237(1977)〕によつて32Pで標識されたものが用いられ
る。なお、この場合プローブのDNAすなわちバチルス・
アミロリキエフアシエンスのアルカリ性プロテアーゼ遺
伝子とバチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロテア
ーゼ遺伝子は、塩基配列が完全に同じではないのでハイ
ブリダイゼーシヨンによつて形成されるハイブリツドの
安定性は、全く同じ塩基配列をもつDNAのハイブリツド
に比べて低くなるので、ハイブリダイゼーシヨンを行う
温度は通常の温度42℃よりも下げ、25〜30℃付近で行う
必要がある。Cloning of the Bacillus licheniformis alkaline protease gene, except that the Bacillus amyloliquefaciens alkaline protease gene is used as a probe for colony hybridization,
Basically, it is carried out in the same manner as the cloning of the Bacillus licheniformis alkaline protease gene. That is, the chromosome DN of Bacillus licheniformis
Transformation obtained by transforming Escherichia coli LE392 with a recombinant plasmid obtained by ligating a DNA fragment containing a DNA fragment containing A or a protease fragment with a restriction enzyme and a vector plasmid with T4 DNA ligase. From the body, a transformant carrying an alkaline protease gene is selected by colony hybridization. A probe used for colony hybridization is a plasmid extracted from a transformant having an alkaline protease gene of Bacillus amyloliquefaciens, cleaved with a restriction enzyme, and fractionated by agarose gel electrophoresis. A fragment containing the alkaline protease gene was prepared, and the nickel translocation [PWJRigby et al .: J. Mol. Biol., 113 ,
237 (1977)], labeled with 32 P is used. In this case, the DNA of the probe, namely the Bacillus
Since the base sequences of the amyloliquefaciens alkaline protease gene and the Bacillus licheniformis alkaline protease gene are not completely the same, the stability of the hybrid formed by hybridization has exactly the same base sequence. Since the temperature is lower than that of DNA hybridized, it is necessary to lower the hybridization temperature to a temperature lower than the normal temperature of 42 ° C and to perform it at around 25 to 30 ° C.
このようにしてコロニーハイブリダイゼーシヨンによつ
て選択された形質転換体がアルカリ性プロテアーゼ遺伝
子を保有することは、この形質転換体からプラスミドを
抽出して、適当な制限酵素、例えば染色体DNAの切断に
使用した制限酵素で切断し、コロニーハイブリダイゼー
シヨンに使用した標識DNAをプローブとして、サザン・
ハイブリダイゼーシヨンを行い、オートラジオグラフイ
ーでシグナルを与える断片が検出されることによつて確
められる。Thus, the fact that the transformant selected by colony hybridization carries the alkaline protease gene means that a plasmid is extracted from this transformant and suitable restriction enzyme, for example, chromosomal DNA cleavage Cleavage with the restriction enzyme used, the labeled DNA used for colony hybridization as a probe, Southern
It is confirmed by carrying out hybridization and detecting a signal-providing fragment by autoradiography.
さらに、この組換えプラスミド上に存在するアルカリ性
プロテアーゼ遺伝子がその全領域を含むかどうかは、組
換えプラスミドを制限酵素で切断して挿入されている染
色体DNA断片を切り出し、この断片をバチルス属細菌で
保持されるベクタープラスミド、例えばpUB110やバチル
ス属細菌とエシエリヒア・コリの両方で保持されるシヤ
トルベクター、例えばpHY300PLKなどに連結してバチル
ス・ズブチリスのプロテアーゼ低生産株を形質転換し
て、組換えプラスミドが導入された形質転換体のプロテ
アーゼ生産能が高くなるかどうかを見ることによつて確
められる。Furthermore, to determine whether the alkaline protease gene present on this recombinant plasmid contained the entire region, the recombinant plasmid was cleaved with a restriction enzyme to cut out the inserted chromosomal DNA fragment, and this fragment was isolated by a Bacillus bacterium. A vector plasmid that is retained, for example, pUB110 or a shuttle vector that is retained by both Bacillus bacteria and Escherichia coli, such as pHY300PLK, is ligated to transform a protease low-producing strain of Bacillus subtilis, and a recombinant plasmid is obtained. This can be confirmed by observing whether the introduced transformant has a high protease-producing ability.
本発明ではこのプロテアーゼ低生産株として、バチルス
・ズブチリスRM125〔T.Uozumi etal:Molec.Gen.Genet.,
152,65(1977)〕をN−エチル−N′−ニトロ−N−ニ
トロソグアニジン(NTG)で変異処理して得たバチルス
・ズブチリスPW10(微工研菌寄第9176号)を用いてい
る。この菌株は1%カゼインを含むニユートリエント寒
天平板(カゼインプレート)に接種して37℃で一晩培養
しても、プロテアーゼの作用によつて形成されるハロー
(混濁した環)を作らないので、プロテアーゼ生産能の
高くなつた形質転換体はハローを形成することで確認す
ることができる。In the present invention, as this protease low-producing strain, Bacillus subtilis RM125 (T. Uozumi et al: Molec. Gen. Genet.,
152 , 65 (1977)] is mutated with N-ethyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) to obtain Bacillus subtilis PW10 (Microtechnical Research Institute No. 9176). This strain does not form a halo (cloudy ring) formed by the action of protease, even if it is inoculated on a Nutrient agar plate (casein plate) containing 1% casein and cultured overnight at 37 ° C. A transformant having a high protease-producing ability can be confirmed by forming a halo.
組換えプラスミドによるバチルス・ズブチリスの形質転
換は、リゾチーム処理によりプロトプラストを形成して
ポリエチレングリコール存在下でDNAを取り込ませるプ
ロトプラスト法〔S.Chang,S.N.Cohen:Molec.Gen.Gene
t.,168,111(1979)〕あるいはグルコース最小培地で生
育させることによりDNAを受け入れやすくなつたコンピ
テントセルを用いる方法〔D.Dubnan,R.D.Abelson:J.Mo
l.Biol.,56,209(1971)〕などによつて行われる。Transformation of Bacillus subtilis with a recombinant plasmid is a protoplast method of forming protoplasts by lysozyme treatment and incorporating DNA in the presence of polyethylene glycol [S. Chang, SN Cohen: Molec. Gen. Gene.
t., 168 , 111 (1979)] or a method using a competent cell in which DNA is easily accepted by growing in a minimal glucose medium [D. Dubnan, RDAbelson: J. Mo.
l.Biol., 56 , 209 (1971)] and the like.
バチルス・ズブチリスに導入して、プロテアーゼ生産能
が発現し、生産されたプロテアーゼがバチルス・リケニ
ホルミスのアルカリ性プロテアーゼと同じ性質、例え
ば、分子量や免疫学的性質が同じものであれば、アルカ
リ性プロテアーゼ遺伝子の全領域がクローニングされた
と判断される。しかし、バチルス・ズブチリスに移入し
てもプロテアーゼ生産能が発現しない場合には、遺伝子
の一部が欠如しているので、欠如した部分をクローニン
グするために再度コロニーハイブリダイゼーシヨンが行
われる。When introduced into Bacillus subtilis, the protease-producing ability is expressed, and the produced protease has the same properties as the alkaline protease of Bacillus licheniformis, for example, the same molecular weight and immunological properties, the entire alkaline protease gene The region is determined to have been cloned. However, when the protease-producing ability is not expressed even when transferred to Bacillus subtilis, a part of the gene is missing, and therefore colony hybridization is performed again to clone the missing part.
この時には、組換えプラスミドを作成するのに使用する
染色体DNA断片は、はじめに用いられた制限酵素と異な
る種類のものを用いて切断されたものを使用すれば、こ
こでクローニングされたアルカリ性プロテアーゼ遺伝子
の一部を含む断片をプローブとしてコロニーハイブリダ
イゼーシヨンを行うことができ、この断片に隣接する領
域すなわちアルカリ性プロテアーゼ遺伝子のうちの欠如
している領域を含む遺伝子を保有する形質転換体を効率
良くスクリーニングすることができる。At this time, if the chromosomal DNA fragment used to create the recombinant plasmid was cleaved with a different type of restriction enzyme from the one used at the beginning, the alkaline protease gene cloned here would be cloned. Colony hybridization can be performed using a fragment containing a part as a probe, and a transformant carrying a gene containing a region adjacent to this fragment, that is, a region lacking the alkaline protease gene can be efficiently screened. can do.
このようにして隣接する遺伝子断片が得られれば、この
断片とはじめに得られた遺伝子断片とを連結して、アル
カリ性プロテアーゼ遺伝子の全領域を有する遺伝子を構
成することができる。勿論、あとで得られた組換えプラ
スミドに挿入された断片内にアルカリ性プロテアーゼ遺
伝子の全領域が含まれている場合には上記の操作は必ず
しも必要ではない。When adjacent gene fragments are obtained in this way, this fragment can be ligated to the gene fragment obtained first to construct a gene having the entire region of the alkaline protease gene. Of course, the above operation is not always necessary when the entire region of the alkaline protease gene is contained in the fragment inserted into the recombinant plasmid obtained later.
前記のようにクローニングされた遺伝子あるいは再構成
された遺伝子がアルカリ性プロテアーゼ遺伝子の全領域
を含むことは、この遺伝子をバチルス属細菌で保持され
るベクタープラスミドに連結して、バチルス・ズブチリ
スのプロテアーゼ低生産株を形質転換して、アルカリ性
プロテアーゼの生産能が発現することを指標にして確め
られる。The fact that the cloned gene or the reconstituted gene contains the entire region of the alkaline protease gene as described above means that the gene is ligated to a vector plasmid retained in Bacillus bacterium, and low production of Bacillus subtilis protease is produced. It can be confirmed by transforming the strain and expressing the ability to produce alkaline protease as an index.
このようして得られたアルカリ性プロテアーゼ遺伝子を
含む組換えプラスミドは、必要に応じてさらにアルカリ
性プロテアーゼの発現に不要な領域を除いて組換えプラ
スミドの縮小が行われる。このような組換えプラスミド
の縮小は塩基配列の決定の労力の軽減と組換えプラスミ
ドを保有する宿主細菌の負担を軽減して遺伝子の発現を
効率良く行わせるために有効である。The recombinant plasmid containing the alkaline protease gene thus obtained is further reduced in size, if necessary, by removing a region unnecessary for expression of the alkaline protease. Such reduction of the recombinant plasmid is effective for reducing the labor of determining the base sequence and reducing the load on the host bacterium carrying the recombinant plasmid to allow efficient gene expression.
アルカリ性プロテアーゼ遺伝子の全領域を含むDNA断片
の塩基配列は、当該断片を含む組換えプラスミドを保有
するエシエリヒア・コリLE392あるいはバチルス・ズブ
チリスの対数増殖期の菌体からClewellとHelinskiの方
法〔D.B.Clewell,D.R.Helinski:Proc.Natl.Acad.Sci.,U
SA,62,1159(1969)〕などによつて組換えプラスミドを
抽出、精製し、制限酵素で切断してアルカリ性プロテア
ーゼ遺伝子を含む断片を回収して、M13ジデオキシチエ
インターミネーシヨン法〔J.Messing:Methods in Enzym
ol.,101,20、Academic Press,New York(1983);F.Sang
er:Science,214,1205(1981)〕などによつて決定され
る。The nucleotide sequence of the DNA fragment containing the entire region of the alkaline protease gene is the method of Clewell and Helinski from the bacterial cells in the logarithmic growth phase of Escherichia coli LE392 or Bacillus subtilis carrying the recombinant plasmid containing the fragment [DB Clewell, DR Helinski. : Proc.Natl.Acad.Sci., U
SA, 62 , 1159 (1969)] and the like, the recombinant plasmid is extracted, purified, and cleaved with a restriction enzyme to recover a fragment containing an alkaline protease gene, and the M13 dideoxy thie termination method [J.Messing: Methods in Enzym
ol., 101 , 20, Academic Press, New York (1983); F. Sang
er: Science, 214 , 1205 (1981)] and the like.
また、組換えプラスミドを導入する際のバチルス属細菌
としては特に制限はないが、アミラーゼ、レバンシユー
クラーゼや中性プロテアーゼなどの生産能の低い菌株あ
るいは、アレルギーの原因物質の生産能の低い菌株を使
用して形質転換体を作製してこれを培養すれば、アルカ
リ性プロテアーゼの回収、精製がさらに容易に行うこと
ができるようになるので好ましい。In addition, the Bacillus bacterium when introducing the recombinant plasmid is not particularly limited, but a strain having a low productivity of amylase, levan eucyclase, neutral protease, or the like, or a strain having a low productivity of a causative agent of allergy It is preferable to produce a transformant using the above and to culture the transformant, because it enables easier recovery and purification of the alkaline protease.
アルカリ性プロテアーゼ遺伝子の全領域を組む遺伝子DN
Aが連結された組換えプラスミドに移入して形質転換さ
れたバチルス属細菌を用いてアルカリ性プロテアーゼを
生産するには常法でよい。すなわち、炭素源、窒素源、
無機イオン、さらに必要に応じてビタミン等の微量有機
栄養源を含有する培地を用いて、好気的条件下でpH、温
度を適宜調節しながら所望のアルカリ性プロテアーゼが
蓄積されるまで培養を行えば良い。A gene DN that forms the entire region of the alkaline protease gene
A conventional method may be used for producing an alkaline protease using a Bacillus bacterium transformed by transfecting a recombinant plasmid to which A is ligated. That is, carbon source, nitrogen source,
Inorganic ions, if necessary, using a medium containing a trace amount of organic nutrient sources such as vitamins, pH and temperature under aerobic conditions, while culturing until the desired alkaline protease is accumulated while appropriately adjusting the temperature, good.
培養液からのアルカリ性プロテアーゼの回収についても
通常の方法で行うことができる。すなわち、培養終了
後、遠心分離などの方法で菌体を除去した上清にエタノ
ールやアセトンなどの有機溶媒あるいは硫酸アンモニウ
ムなどの無機塩類を加えて生ずる沈殿を回収すれば良
い。The alkaline protease can be recovered from the culture medium by a usual method. That is, after completion of the culture, the precipitate produced by adding an organic solvent such as ethanol or acetone or an inorganic salt such as ammonium sulfate to the supernatant obtained by removing the cells by a method such as centrifugation may be recovered.
また、クローニングされたバチルス・リケニホルミスの
アルカリ性プロテアーゼ遺伝子を利用して成長ホルモン
などの異種生物由来の有用タンパク質を分泌生産するた
めには、アルカリ性プロテアーゼ遺伝子のプロモーター
の全領域、リボゾーム結合領域および構造遺伝子内の分
泌に関与する領域を含む組換えプラスミドに、該有用タ
ンパク質のアミノ酸配列に対応する暗記配列をもつDNA
断片を分泌に関与する領域の下流域に隣接して連結した
組換えプラスミドを作成して、バチルス属細菌に導入し
て得られる形質転換体を培養すれば良い。In order to secrete and produce useful proteins derived from heterologous organisms such as growth hormone by utilizing the cloned Bacillus licheniformis alkaline protease gene, the entire region of the alkaline protease gene promoter, the ribosome binding region and the structural gene DNA having a memorized sequence corresponding to the amino acid sequence of the useful protein in a recombinant plasmid containing a region involved in the secretion of
A recombinant plasmid in which the fragment is ligated adjacent to the downstream region of the region involved in secretion is prepared, and the transformant obtained by introducing into a Bacillus bacterium may be cultured.
以下、実施例によりさらに具体的に本発明を説明する
が、本発明はこれらに限定されるべきものではない。Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention should not be limited thereto.
なお、本発明で使用する制限酵素およびT4ポリヌクレオ
チドキナーゼ、T4DNAリガーゼ、アルカリ性フオスフア
ターゼ、DNAポリメラーゼIなどのDNA修飾酵素はすべて
市販品として入手でき、例えば宝酒造株式会社、東洋紡
績株式会社などより購入することができる。またベクタ
ープラスミドも市販されているものであるが、本発明で
は市販品の他、当該プラスミドを保有するエシエリヒア
・コリあるいはバチルス・ズブチリスから抽出して精製
したものを使用している。The restriction enzymes and DNA modifying enzymes such as T4 polynucleotide kinase, T4 DNA ligase, alkaline phosphatase, and DNA polymerase I used in the present invention are all commercially available, for example, purchased from Takara Shuzo Co., Ltd., Toyobo Co., Ltd., etc. be able to. Although vector plasmids are also commercially available, in the present invention, in addition to commercially available products, those extracted and purified from Escherichia coli or Bacillus subtilis carrying the plasmid are used.
実施例1 バチルス・アミロリキエフアシエンスのアルカリ性プロ
テアーゼ遺伝子のクローニング (1)プローブ用オリゴヌクレオチドの合成と32Pによ
る標識 バチルス・アミロリキエフアシエンスATCC23844のアル
カリ性プロテアーゼ遺伝子の塩基配列はJ.A.Wellsらに
よつて報告されている〔J.A.Wells etal.:Nucleic Acid
s Res.,11,7911(1983)〕。報告された塩基配列のうち
アルカリ性プロテアーゼの成熟タンパクのN末端から8
番目から13番目のアミノ酸に対応する領域にある、ATCA
CAAATTAAAGCCなる塩基配列をもつ16個の塩基からなるオ
リゴヌクレオチドをプローブとして選び、固相ホスホト
リエステル法によつて合成した。オリゴヌクレオチドの
合成には、Pharmacia P-L Biochemicals社製の5種の
3′−クロロフエニルリン酸保護デオキシジヌクレオチ
ド(GC、AA、TT、CAおよびAT)と同仁化学研究所製の完
全保護デオキシモノヌクレオチド(A)および和光純薬
工業製のポリスチレンサポート保護ヌクレオシド(C−
レジン)を用いた。Example 1 Cloning of the alkaline protease gene of Bacillus amyloliquefaciens (1) Synthesis of probe oligonucleotide and labeling with 32 P The nucleotide sequence of the alkaline protease gene of Bacillus amyloliquefaciens ATCC23844 was prepared by JA Wells et al. [JA Wells et al .: Nucleic Acid
s Res., 11 , 7911 (1983)]. 8 of the reported nucleotide sequences from the N-terminus of the mature protein of alkaline protease
ATCA in the region corresponding to the 13th amino acid
An oligonucleotide consisting of 16 bases having a base sequence of CAAATTAAAGCC was selected as a probe and synthesized by the solid phase phosphotriester method. Five kinds of 3'-chlorophenyl phosphate protected deoxydinucleotides (GC, AA, TT, CA and AT) manufactured by Pharmacia PL Biochemicals and fully protected deoxymononucleotide manufactured by Dojindo Laboratories were used for the synthesis of oligonucleotides. (A) and polystyrene support-protected nucleoside manufactured by Wako Pure Chemical Industries (C-
Resin) was used.
5.5mg(0.55μモル)のC−レジンに1M臭化亜鉛のジク
ロルメタン−イソプロパノール(85:15、V/V)溶液0.6m
lを加え室温(20〜30℃)で3分間反応させたのち、反
応液を除き1mlのジクロルメタン−イソプロパノール(8
5:15V/V)でレジンを洗浄した。前記の操作をさらに2
回繰返したあと、レジンをさらに1mlのジクロルメタン
−イソプロパノール(85:15V/V)で3回、1mlの0.5Mト
リエタノールアミン−酢酸(pH7.5)で3回、1mlの乾燥
ピリジンで2回、1mlの乾燥テトラヒドロフランで2回
で順次洗浄した。洗浄後のレジンを減圧乾燥したのち、
100mMのGC溶液(0.45Mトリメチルベンゼンスルホニルニ
トロトリアゾリド−乾燥ピリジン溶液に溶解)を55μl
加え、37℃で40分間反応させてC−レジンに塩基を付加
した。次に反応液を除き、1mlの乾燥ピリジンで洗浄
後、キヤツピング溶液(乾燥テトラヒドロフラン:無水
酢酸:乾燥ピリジン=7:1:2、V/V)に溶解した33.3mg/m
lジメチルアミノピリジンを0.6ml加えて室温で5分間反
応させて未反応の5′−水酸基をアセチル化した。反応
液を除いたあと1mlのジクロルメタン−イソプロピルア
ルコール(85:15V/V)でレジンを4回洗浄した。これま
での工程で、レジンに3個の塩基が結合したGCC−レジ
ンが得られた。これまでの一連の工程を1サイクルとし
て、各サイクルで塩基が付加されたレジンを次のサイク
ルの出発物質として、所定のジヌクレオチドまたはモノ
ヌクレオチドすなわち、AA、A、TT、AA、CA、CA、ATを
付加する反応を順次繰返すことによつてATCACAAATTAAAG
CC−レジンが合成された。0.6m of a 1M solution of zinc bromide in dichloromethane-isopropanol (85:15, V / V) in 5.5mg (0.55µmol) of C-resin
l was added and reacted at room temperature (20 to 30 ° C) for 3 minutes, then the reaction solution was removed and 1 ml of dichloromethane-isopropanol (8
The resin was washed with 5:15 V / V). 2 more steps
After repeating 1 time, the resin was further added 3 times with 1 ml of dichloromethane-isopropanol (85: 15V / V), 3 times with 1 ml of 0.5M triethanolamine-acetic acid (pH 7.5), 2 times with 1 ml of dry pyridine, It was washed twice with 1 ml of dry tetrahydrofuran successively. After drying the resin after washing under reduced pressure,
55 μl of 100 mM GC solution (dissolved in 0.45 M trimethylbenzenesulfonylnitrotriazolide-dry pyridine solution)
In addition, a base was added to the C-resin by reacting at 37 ° C. for 40 minutes. Then, the reaction solution was removed, washed with 1 ml of dry pyridine, and then dissolved in a capping solution (dry tetrahydrofuran: acetic anhydride: dry pyridine = 7: 1: 2, V / V) at 33.3 mg / m 2.
l 0.6 ml of dimethylaminopyridine was added and reacted at room temperature for 5 minutes to acetylate the unreacted 5'-hydroxyl group. After removing the reaction solution, the resin was washed 4 times with 1 ml of dichloromethane-isopropyl alcohol (85:15 V / V). Through the steps so far, a GCC-resin having 3 bases bound to the resin was obtained. A series of steps up to this point is one cycle, and a resin to which a base is added in each cycle is used as a starting material for the next cycle, and a predetermined dinucleotide or mononucleotide, that is, AA, A, TT, AA, CA, CA, By sequentially repeating the reaction of adding AT, ATCACAAATTAAAG
CC-resin was synthesized.
このようにして合成されたオリゴヌクレオチドが固定さ
れたレジンを1mlの乾燥ピリジンで3回洗浄後、0.5Mテ
トラメチルグアニジン−0.5Mニトリロベンズアルドキシ
ムの50%ジオキサン溶液300μlを加えて、37℃で18時
間保ち、レジンからオリゴヌクレオチドを切り出すと共
にリン酸基の脱保護を行つた。次に反応液を回収し、レ
ジンを500μlの50%ピリジンで2回洗浄した洗浄液と
混合して減圧乾燥した。これに28%アンモニア水0.6ml
を加えて55℃で6時間保ち塩基の脱保護を行つた。減圧
下でアンモニアを除き、さらに等容のエーテルで抽出を
行つたのち約100μlまで濃縮し、これに2.6μlの2Mト
リエチルアミン−酢酸(pH7.0)を加えた。この溶液を
ゾルバツクスODSのカラム(DuPont社製)を用いた高速
液体クロマトグラフイーにかけ、50mMトリエチルアミン
−酢酸(pH7.0)溶液中10-40%のアセトニトリル直線濃
度勾配によつて分画し、メインピークに相当する画分を
回収した。回収した画分を減圧乾燥したのち1mlの80%
酢酸を加えて室温で20分間保ち5′末端の脱保護を行
い、減圧下で酢酸を除いて精製オリゴヌクレオチド160
μgを得た。The thus synthesized oligonucleotide-immobilized resin was washed three times with 1 ml of dry pyridine, and then 300 μl of 0.5M tetramethylguanidine-0.5M nitrilobenzaldoxime in 50% dioxane was added thereto, and the mixture was incubated at 37 ° C. After keeping for 18 hours, the oligonucleotide was cleaved from the resin and the phosphate group was deprotected. Next, the reaction solution was recovered, and the resin was mixed with a washing solution which was washed twice with 500 μl of 50% pyridine and dried under reduced pressure. To this, 28% ammonia water 0.6 ml
Was added and the mixture was kept at 55 ° C. for 6 hours to deprotect the base. Ammonia was removed under reduced pressure, extraction was further performed with an equal volume of ether, and the mixture was concentrated to about 100 μl, to which 2.6 μl of 2M triethylamine-acetic acid (pH 7.0) was added. This solution was subjected to high performance liquid chromatography using a Solvax ODS column (manufactured by DuPont), fractionated by a linear concentration gradient of 10-40% acetonitrile in 50 mM triethylamine-acetic acid (pH 7.0) solution, and The fraction corresponding to the peak was collected. The collected fractions are dried under reduced pressure and then 1 ml of 80%
Acetic acid was added and kept at room temperature for 20 minutes to deprotect the 5'end, and acetic acid was removed under reduced pressure to obtain purified oligonucleotide 160.
μg was obtained.
このようにして得た精製オリゴヌクレオチド96ngにγ32
P‐ATP(5000Ci/m mol Amersham社製)100μCi、T4ポリ
ヌクレオチドキナーゼ2.2ユニツトおよびキナーゼ緩衝
液(50mMトリス−塩酸緩衝液pH7.5、10mMMgCl2、10mMジ
チオスレイトール、濃度は最終濃度)を加えた反応液30
μlを37℃で60分間保ち、5′末端を32Pで標識した。
反応液に20μgの酵母tRNAと75μlのエタノールを加え
てオリゴヌクレオチドを沈殿させ、遠心分離により回収
した沈殿をエタノールで洗浄し、乾燥後、100μlのTE
緩衝液(10mMトリス−塩基緩衝液pH8.0、1m MEDTA)に
溶解して、5′末端が標識されたオリゴヌクレオチドの
溶液(0.3μCi/μl)を得た。Γ 32 was added to 96 ng of the purified oligonucleotide thus obtained.
Add P-ATP (5000 Ci / m mol Amersham) 100 μCi, T4 polynucleotide kinase 2.2 unit and kinase buffer (50 mM Tris-HCl buffer pH 7.5, 10 mM MgCl 2 , 10 mM dithiothreitol, concentration is final concentration) Reaction liquid 30
The µl was kept at 37 ° C for 60 minutes, and the 5'end was labeled with 32 P.
20 μg of yeast tRNA and 75 μl of ethanol were added to the reaction solution to precipitate the oligonucleotide, and the precipitate collected by centrifugation was washed with ethanol, dried, and then dried with 100 μl of TE.
It was dissolved in a buffer solution (10 mM Tris-base buffer pH 8.0, 1 mM EDTA) to obtain a solution (0.3 μCi / μl) of a 5′-end labeled oligonucleotide.
(2)染色体DNAの調製 20mlのニユートリエントブロス(肉エキス0.5wt%、ポ
リペプトンS 1wt%、NaCl0.5wt%、pH7.0)にバチルス
・アミロリキエフアシエンスATCC23844を寒天斜面から
1白金耳接種し、37℃で一晩前培養を行つた。次いでそ
の5mlを500mlの同培地に接種して約2.5時間培養し、得
られた菌体を遠心分離により集めた。この菌体を50mlの
150mM NaCl/100mM EDTA溶液(pH8)で洗浄後、25mlの同
溶液に懸濁し、10mgのリゾチーム(Sigma社製)を加え
て37℃で30分間保持した。次いで20%ドデシル硫酸ナト
リウム(SDS)2.5mlを加えてゆつくりと混合したのち60
℃で10分間保ち溶菌させた。溶菌液を室温まで冷却後、
5M過塩素酸ナトリウム6.6mlとクロロホルム−イソアミ
ルアルコール(24:1,V/V)混合液31.6mlを加え、ゆつく
りと混合して均一なエマルジヨンとした。これを10,000
rpm、10分間遠心分離にかけて水層、中間層、有機層の
三層に分け、水層を採取した。この水層に2倍容のエタ
ノールを加え、生じた糸状沈殿をガラス棒に巻き取り、
この沈殿を70%および99.5%エタノールで順次洗浄した
のち減圧乾燥した。これを15mlの0.1×SSC(1×SSCは1
50mM NaCl、15mMクエン酸三ナトリウムに相当し、0.1×
SSCの数字は各成分の1×SSCに対する濃度比を表わす。
すなわち0.1×SSCは1×SSCの1/10の濃度の溶液である
ことを示す。以下この表示方法に準ずる)に溶解後10×
SSC1.5mlを加え、これに、90℃で10分間加熱処理して混
在するDNaseを失活させた5mg/mlのRNaseA(Sigma社製)
165μlを加えて37℃で30分間保ち混入するRNAを分解し
た。RNaseAを除くために等容器のフエノール−クロロホ
ルム(1:1,V/V,0.1M Tris−塩酸緩衝液pH7.5で飽和)を
加えてゆつくりと混合して均一なエマルジヨンを形成さ
せ、遠心分離を行つて分離する水層を採取した。この水
層に等容のクロロホルム−イソアミルアルコール(24:
1,V/V)を加えて前記同様抽出を行つて水層を採取する
操作を2回繰返した。このようにして得られた水層に2
倍容のエタノールを加えて生じた糸状沈殿を前記と同様
にして回収して、エタノール洗浄及び乾燥した。これを
10mlのTE緩衝液に溶解して染色体DNA溶液(DNA5.6mg)
を得た。(2) Preparation of chromosomal DNA 20 ml of new broth (meat extract 0.5 wt%, polypeptone S 1 wt%, NaCl 0.5 wt%, pH 7.0) is inoculated with Bacillus amyloliquefaciens ATCC23844 one platinum loop ear from the agar slope. Then, preculture was performed overnight at 37 ° C. Then, 5 ml of the same was inoculated into 500 ml of the same medium and cultured for about 2.5 hours, and the obtained cells were collected by centrifugation. 50 ml of this fungus body
After washing with 150 mM NaCl / 100 mM EDTA solution (pH 8), the cells were suspended in 25 ml of the same solution, 10 mg of lysozyme (Sigma) was added, and the mixture was kept at 37 ° C for 30 minutes. Then add 2.5 ml of 20% sodium dodecyl sulphate (SDS) and mix gently, then 60
The cells were lysed at 10 ° C for 10 minutes. After cooling the lysate to room temperature,
6.6 ml of 5M sodium perchlorate and 31.6 ml of chloroform-isoamyl alcohol (24: 1, V / V) mixed solution were added, and the mixture was mixed gently to make a uniform emulsion. 10,000 this
Centrifugation was performed at rpm for 10 minutes to separate the aqueous layer, the intermediate layer, and the organic layer into three layers, and the aqueous layer was collected. To this water layer was added 2 volumes of ethanol, and the resulting filamentous precipitate was wound on a glass rod,
The precipitate was washed with 70% and 99.5% ethanol successively and dried under reduced pressure. Add 15 ml of 0.1 x SSC (1 x SSC is 1
Equivalent to 50 mM NaCl, 15 mM trisodium citrate, 0.1 ×
The SSC number represents the concentration ratio of each component to 1 × SSC.
That is, 0.1 × SSC is a solution having a concentration 1/10 that of 1 × SSC. 10x after dissolution in (following this indication method)
SSC (1.5 ml) was added to this, and 5 mg / ml RNase A (manufactured by Sigma) in which mixed DNase was inactivated by heat treatment at 90 ° C for 10 minutes.
165 μl was added and kept at 37 ° C. for 30 minutes to decompose contaminating RNA. To remove RNase A, add equal volumes of phenol-chloroform (1: 1, V / V, 0.1M Tris-hydrochloric acid buffer saturated with pH 7.5) and mix gently to form a uniform emulsion, then centrifuge. Separation was performed and the separated aqueous layer was collected. An equal volume of chloroform-isoamyl alcohol (24:
1, V / V) was added, extraction was performed in the same manner as above, and the operation of collecting the aqueous layer was repeated twice. The water layer thus obtained has 2
A filamentous precipitate produced by adding a double volume of ethanol was recovered in the same manner as above, washed with ethanol and dried. this
Chromosomal DNA solution (5.6 mg of DNA) by dissolving in 10 ml of TE buffer
Got
(3)アルカリ性プロテアーゼ遺伝子の存在する染色体
DNA断片の長さの算出 前記(2)で得られた染色体DNA60μgと120ユニツトの
HindIII及びHindIII反応緩衝液(10mM Tris−塩酸緩衝
液pH7.5、7mMMgCl2、60mM NaCl、濃度は最終濃度)を含
む反応液600μlを37℃で3時間保持してDNAを切断した
のち、2.5倍量のエタノールを加えてDNAを沈殿させた。
遠心分離により沈殿を回収して、180μlのTE緩衝液に
溶解して染色体DNAのHindIII断片溶液を得た。この溶液
15μlをアガロースゲル電気泳動で分画した。この時、
DNA断片の長さを算出するための分子量マーカーとして
λフアージDNAをHindIIIで切断したDNA1μgを同時に泳
動した。泳動後、ゲルを1μg/mlのエチジウムブロミド
溶液に浸漬してDNAを染色したのち、ゲルの3倍容の0.2
5NHCl、0.5N NaOH-1M NaClおよび0.5M Tris−塩酸緩衝
液(pH7.5)‐3M NaClで15分間、2回ずつ順次処理して
DNAを変性させた。このゲルにニトロセルロースフイル
ターを密着させ紙を通じてゲルの下より20×SSCを供
給しながら約16時間放置してニトロセルロースフイルタ
ーにDNAを移しとつた。このフイルターを乾燥後、減圧
下80℃で2時間処理してDNAをフイルターに固定した。(3) Chromosome containing alkaline protease gene
Calculation of length of DNA fragment of 60 μg of chromosomal DNA obtained in the above (2) and 120 units
600 μl of reaction solution containing HindIII and HindIII reaction buffer (10 mM Tris-hydrochloric acid buffer pH 7.5, 7 mM MgCl 2 , 60 mM NaCl, the final concentration) was kept at 37 ° C. for 3 hours to cleave the DNA, then 2.5 times A quantity of ethanol was added to precipitate the DNA.
The precipitate was recovered by centrifugation and dissolved in 180 μl of TE buffer to obtain a HindIII fragment solution of chromosomal DNA. This solution
15 μl was fractionated by agarose gel electrophoresis. At this time,
As a molecular weight marker for calculating the length of a DNA fragment, 1 μg of DNA obtained by cleaving λ-fage DNA with HindIII was electrophoresed. After the electrophoresis, the gel was immersed in a 1 µg / ml ethidium bromide solution to stain the DNA, and then 0.2 times the volume of 3 times the gel.
Treated sequentially with 5N HCl, 0.5N NaOH-1M NaCl and 0.5M Tris-HCl buffer (pH 7.5) -3M NaCl for 15 minutes, twice each
The DNA was denatured. A nitrocellulose filter was brought into close contact with this gel, and the DNA was transferred to the nitrocellulose filter by leaving it for about 16 hours while supplying 20 × SSC from the bottom of the gel through paper. After drying this filter, it was treated at 80 ° C. for 2 hours under reduced pressure to fix the DNA to the filter.
このフイルターをビニール袋に収納し、プレハイブリダ
イゼーシヨン溶液〔5×Denhardt液(1×Denhardt液は
0.02wt%フイコール、0.02wt%牛血清アルブミン、0.02
wt%ポリビニルピロリドン)、5×SSC、50mMリン酸緩
衝液pH6.5、100μg/ml変性サケ精液DNA〕20mlを加えて
ビニール袋を密封し、55℃で一晩保持してプレハイブリ
ダイゼーシヨンを行つた。次いで、ビニール袋からプレ
ハイブリダイゼーシヨン溶液を除き、ハイブリダイゼー
シヨン溶液〔組成はプレハイブリダイゼーシヨン溶液と
同じ〕4mlと、前記(1)で得られた32Pで標識されたオ
リゴヌクレオチド2μCiを95℃で5分間熱処理後、急冷
した溶液を加えてビニール袋を密封した。袋中の溶液を
よく混合したのち、37℃で約16時間保持してハイブリダ
イゼーシヨンを行つた。その後、フイルターをとり出し
約200mlの4×SSC-0.1%SDS溶液中で室温で10分間ずつ
3回洗浄し、乾燥後、フイルターにX線フイルムを密着
させて−80℃で16時間感光させた。X線フイルムを、現
像して黒化した部分を分子量マーカーの泳動位置と比較
して、アルカリ性プロテアーゼ遺伝子の存在する染色体
DNA断片の長さを算出すると2.8kb(kbはキロ塩基対の
略、以下同じ)であつた。The filter was placed in a plastic bag and the pre-hybridization solution [5 x Denhardt solution (1 x Denhardt solution
0.02wt% equol, 0.02wt% bovine serum albumin, 0.02
(wt% polyvinylpyrrolidone), 5 × SSC, 50 mM phosphate buffer pH 6.5, 100 μg / ml denatured salmon semen DNA] 20 ml is added, the vinyl bag is sealed and kept at 55 ° C. overnight for prehybridization. I went. Then, the prehybridization solution was removed from the plastic bag, and 4 ml of the hybridization solution [the composition is the same as that of the prehybridization solution] and the oligonucleotide labeled with 32 P obtained in (1) above After heat treating 2 μCi at 95 ° C. for 5 minutes, a rapidly cooled solution was added and the vinyl bag was sealed. After thoroughly mixing the solution in the bag, the mixture was kept at 37 ° C. for about 16 hours for hybridization. Then, the filter was taken out, washed in about 200 ml of 4 × SSC-0.1% SDS solution at room temperature for 3 times for 10 minutes each, dried, and then adhered to the X-ray film on the filter and exposed at −80 ° C. for 16 hours. . The blackened part of the developed X-ray film is compared with the migration position of the molecular weight marker, and the chromosome where the alkaline protease gene exists
The length of the DNA fragment was calculated to be 2.8 kb (kb is an abbreviation for kilobase pair, the same applies hereinafter).
(4)染色体DNA断片の分画 前記(3)で調製された染色体DNAのHindIII断片の溶液
150μl(DNA50μg)をアガロースゲル電気泳動で分画
し、エチジウムブロミドで染色したのち、ゲルに紫外線
ランプを照射し、分子量マーカーのλフアージDNAの断
片の位置より算出される1.8〜4.5kbの断片に相当する位
置のゲル片を切り出した。(4) Fractionation of chromosomal DNA fragment Solution of HindIII fragment of chromosomal DNA prepared in (3) above
150 μl (DNA 50 μg) was fractionated by agarose gel electrophoresis, stained with ethidium bromide, and then the gel was irradiated with an ultraviolet lamp to give a fragment of 1.8 to 4.5 kb calculated from the position of the fragment of the λ-charge DNA of the molecular weight marker. The gel piece at the corresponding position was cut out.
このゲル片を透析膜に入れTE緩衝液2mlを満たしてシー
ルしたのち、トリス・ホウ酸緩衝液(90mMトリズマベー
ス、90mMホウ酸、4mM EDTA、pH8.3)中で100V、1時間
電気泳動を行つてDNAをゲルから溶出させた。溶出液を
回収して2.5倍量のエタノールを加えてDNAを沈殿させ、
遠心分離により沈殿を回収して、乾燥後、40μlのTE緩
衝液に溶解して1.8〜4.5kbの染色体DNA断片約8μを得
た。After putting this gel piece in a dialysis membrane and filling it with 2 ml of TE buffer and sealing it, electrophoresis is performed at 100 V for 1 hour in Tris-borate buffer (90 mM Trizma base, 90 mM boric acid, 4 mM EDTA, pH 8.3). The DNA was then eluted from the gel. Collect the eluate and add 2.5 volumes of ethanol to precipitate the DNA,
The precipitate was recovered by centrifugation, dried, and then dissolved in 40 μl of TE buffer to obtain about 8 μ of a chromosomal DNA fragment of 1.8 to 4.5 kb.
(5)ベクタープラスミドの調製 プラスミドpBR322を保有するエシエリヒア・コリLE392
(ATCC33572)を1のNZYM培地〔NZアミン・タイプA
(和光純薬工業)1wt%、ポリペプトンS0.5wt%、NaCl
0.5wt% 10mMMgCl2、pH7.2〕に50μg/mlのアンピシリン
を加え培地で37℃で109菌体/mlまで培養し、これにクロ
ラムフエニコールを100mg加え、さらに16時間培養し
た。遠心分離により集めた菌体からClewellとHelinski
の方法〔D.B.Clewell,D.R.Helinski:Proc.Natl.Acad.Sc
i.,USA,62,1159(1969)〕によつて粗プラスミド画分の
抽出及びCsCl−エチジウムブロミド平衡密度勾配遠心分
離(日立分離用超遠心分離機85P、ローターRP83T、33,0
00rpm、40時間、20℃)による分画を行いプラスミド画
分を得た。この画分を等容のイソプロパノールで抽出し
てエチジウムブロミドを除去したのち、TE緩衝液1に
対して1時間ずつ2回透析して精製プラスミドpBR322を
1.5mg得た。(5) Preparation of vector plasmid Escherichia coli LE392 carrying plasmid pBR322
(ATCC33572) to 1 NZYM medium [NZ amine type A
(Wako Pure Chemical Industries) 1wt%, Polypeptone S0.5wt%, NaCl
0.5 μg / ml ampicillin was added to 0.5 wt% 10 mM MgCl 2 , pH 7.2], and the cells were cultured at 37 ° C. up to 10 9 cells / ml. To this, 100 mg of chloramphenicol was added, and further cultured for 16 hours. Clewell and Helinski from cells collected by centrifugation
Method of DBClewell, DR Helinski: Proc.Natl.Acad.Sc
i., USA, 62 , 1159 (1969)] and extraction of crude plasmid fraction and CsCl-ethidium bromide equilibrium density gradient centrifugation (Ultracentrifuge 85P for Hitachi separation, rotor RP83T, 33,0).
Fractionation was carried out at 00 rpm, 40 hours, 20 ° C.) to obtain a plasmid fraction. This fraction was extracted with an equal volume of isopropanol to remove ethidium bromide, and then dialyzed twice against TE buffer 1 for 1 hour to give purified plasmid pBR322.
Obtained 1.5 mg.
このプラスミドpBR322 20μgを40ユニツトのHindIIIと
37℃で3時間反応させて切断後、エタノール沈殿および
乾燥を行い200μlの10mMトリス−塩酸緩衝液pH8.0に溶
解した。これに0.2ユニツトの大腸菌アルカリ性フオフ
スアターゼを加えて65℃で30分間反応させた。反応後、
等容のフエノール・クロロホルム(1:1,V/V)を加えて
5分間振とうして抽出した。遠心分離により二層を分離
し、水層を採取した。この水層を再度フエノール・クロ
ロホルム抽出したのち、等容のクロロホルム・イソアミ
ルアルコール(24:1,V/V)で同様に2回抽出した。水層
に500μlのエタノールを加えてDNAを沈殿させ、遠心分
離により沈殿を回収して乾燥後、100μlの水に溶解し
た。このようにしてHindIIIで切断され、5′末端が脱
リン酸化された線状のベクタープラスミドpBR322を得
た。20 μg of this plasmid pBR322 and 40 units of HindIII
After reacting at 37 ° C. for 3 hours and cleaving, the precipitate was precipitated with ethanol and dried, and dissolved in 200 μl of 10 mM Tris-hydrochloric acid buffer pH 8.0. 0.2 unit of Escherichia coli alkaline phosphatase was added thereto and reacted at 65 ° C for 30 minutes. After the reaction
An equal volume of phenol / chloroform (1: 1, V / V) was added, and the mixture was shaken for 5 minutes for extraction. The two layers were separated by centrifugation and the aqueous layer was collected. This aqueous layer was extracted again with phenol / chloroform and then twice with an equal volume of chloroform / isoamyl alcohol (24: 1, V / V). 500 μl of ethanol was added to the aqueous layer to precipitate the DNA, the precipitate was recovered by centrifugation, dried, and then dissolved in 100 μl of water. Thus, a linear vector plasmid pBR322 cleaved with HindIII and dephosphorylated at the 5'end was obtained.
(6)組換えプラスミドの作製 前記(4)で得られた1.8〜4.5kbの染色体DNA断片約4
μg(20μl)と、前記(5)で得られたHindIIIで切
断され5′末端が脱リン酸化された線状のベクタープラ
スミドpBR322 2μg(10μl)とを混合し、これに0.8
ユニツトのT4DNAリガーゼおよびリガーゼ緩衝液〔66mM
Tris−塩酸緩衝液pH7.6、6.6mMMgCl2、10mMジチオスレ
イトール、2mM ATP、濃度は最終濃度〕を加えた反応液4
0μlを5℃で16時間保ち、両DNAを連結して組換えプラ
スミドを作製した。(6) Preparation of Recombinant Plasmid About 1.8 to 4.5 kb chromosomal DNA fragment obtained in (4) above
μg (20 μl) was mixed with 2 μg (10 μl) of the linear vector plasmid pBR322 cleaved with HindIII and dephosphorylated at the 5'end obtained in (5) above, and mixed with 0.8
Unit T4 DNA ligase and ligase buffer [66 mM
Reaction solution 4 to which Tris-hydrochloric acid buffer solution pH 7.6, 6.6 mM MgCl 2 , 10 mM dithiothreitol, 2 mM ATP, the final concentration was added)
0 μl was kept at 5 ° C. for 16 hours, and both DNAs were ligated to prepare a recombinant plasmid.
(7)組換えプラスミドによるエシエリヒア・コリの形
質転換およびアルカリ性プロテアーゼ遺伝子保有株の選
択 エシエリヒア・コリLE392をNZYM培地5mlに接種して一晩
培養した前培養液0.2mlを、20mlのNZYM培地に接種して3
7℃で2.5時間培養した。遠心分離により菌体を集め10ml
の10mM NaClで洗浄後、10mlのMn-Ca溶液(70mMMnCl2、3
0mMCaCl2、40mM酢酸ナトリウムpH5.6)に懸濁して氷中
で15分間保つたのち、遠心分離で菌体を集め0.5mlのMn-
Ca溶液に懸濁して、DNAを受け入れやすくした細胞を得
た。この懸濁液0.4mlに、前記(6)で得られた組換え
プラスミド溶液30μl(DNA約4.5μg)を加えて混合
し、氷中で60分間保つたのち、37℃で2分間加温して細
胞に組換えプラスミドを取込ませた。これにNZYM培地1.
6mlを加えて37℃で30分間振とうしたのち、25μg/mlの
アンピシリンを含むNZYM寒天平板上にニトロセルロース
フイルターを敷いたプレート上に100μlずつ塗布し
た。このプレートを37℃で一晩培養し、アンピシリン耐
性となつた形質転換体のコロニーを7900個得た。次に、
このフイルターをマスターフイルターとして、この上に
新しいニトロセルロースフイルターを密着させてレプリ
カをとつた。両フイルターを新しい寒天平板(25μg/ml
アンピシリン含有NZYM培地)上に移して37℃で一晩培養
し、マスターフイルターをのせたプレートは保存した。
一方、レプリカフイルターは200μg/mlのクロラムフエ
ニコールを含むNZYM寒天平板に移し、さらに37℃で一晩
培養を継続した。(7) Transformation of Escherichia coli with recombinant plasmid and selection of alkaline protease gene-carrying strain Escherichia coli LE392 was inoculated into 5 ml of NZYM medium and 0.2 ml of the preculture liquid was inoculated into 20 ml of NZYM medium. Then 3
It was cultured at 7 ° C for 2.5 hours. Collect the cells by centrifugation and 10 ml
After washing with 10 mM NaCl, 10 ml of Mn-Ca solution (70 mM MnCl 2 , 3
After suspending in 0 mM CaCl 2 , 40 mM sodium acetate (pH 5.6) for 15 minutes on ice, the cells were collected by centrifugation and 0.5 ml of Mn-
The cells were suspended in a Ca solution to obtain a DNA-acceptable cell. To 0.4 ml of this suspension, 30 μl of the recombinant plasmid solution obtained in (6) (about 4.5 μg of DNA) was added and mixed, and the mixture was kept in ice for 60 minutes and then heated at 37 ° C. for 2 minutes. Cells were allowed to incorporate the recombinant plasmid. Add NZYM medium 1.
After adding 6 ml and shaking at 37 ° C. for 30 minutes, 100 μl was applied to each plate of NZYM agar plate containing 25 μg / ml of ampicillin and nitrocellulose filter. This plate was cultured overnight at 37 ° C. to obtain 7900 colonies of transformants that had become resistant to ampicillin. next,
Using this filter as a master filter, a new nitrocellulose filter was brought into close contact with it, and a replica was taken. Replace both filters with a new agar plate (25 μg / ml
NZYM medium containing ampicillin) and cultured overnight at 37 ° C., and the plate with the master filter was stored.
On the other hand, the replica filter was transferred to an NZYM agar plate containing 200 μg / ml chloramphenicol, and the culture was continued at 37 ° C. overnight.
次いで、このフイルターを次の4種の溶液で湿めらせた
紙の上で、順次、10分間ずつ保ち菌体内のDNAを溶出
させフイルター上に吸着させた。4種の溶液として、
0.5N NaOH1M Tris−塩酸緩衝液pH8.00.5M Tris−塩
酸緩衝液pH8.0−1M NaCl2×SSCをそれぞれ用いた。
このように処理したフイルターを乾燥し、前記(3)と
同様の操作でDNAをフイルターに固定した。Next, this filter was sequentially kept on paper moistened with the following four kinds of solutions for 10 minutes each, and DNA in the bacterial cells was eluted and adsorbed on the filter. As four kinds of solutions,
0.5N NaOH 1M Tris-hydrochloric acid buffer pH 8.0 0.5M Tris-hydrochloric acid buffer pH 8.0-1M NaCl 2 × SSC was used.
The filter thus treated was dried, and the DNA was fixed to the filter by the same operation as the above (3).
次いでこのフイルターを用いて、前記(1)で得られた
32Pで標識されたオリゴヌクレオチドをプローブとして
前記(3)と同じ方法でプレハイブリダイゼーシヨン、
ハイブリダイゼーシヨンおよびオートラジオグラフイー
を行つた結果、オートラジオグラム上に1個のシグナル
が検出された。このシグナルに対応する形質転換体をマ
スターフイルターからとりアルカリ性プロテアーゼ遺伝
子を含む組換えプラスミドを保有する形質転換体を得
た。Then, using this filter, obtained in (1) above.
Pre-hybridization using the oligonucleotide labeled with 32 P as a probe in the same manner as in (3) above,
As a result of performing hybridization and autoradiography, one signal was detected on the autoradiogram. The transformant corresponding to this signal was taken from the master filter to obtain a transformant carrying a recombinant plasmid containing the alkaline protease gene.
(8)アルカリ性プロテアーゼ遺伝子を含む組換えプラ
スミドの同定 前記(7)で得られた形質転換体から、pBR322と同じ方
法でプラスミドを調製すると、13kbの長さのプラスミド
が得られ、このプラスミドをpAMP3(第1図参照)と命
名した。pAMP3を、第1図に記載の制限酵素で切断し、
アガロースゲル電気泳動で分画して検出された断片のサ
イズを算出した結果をもとにして、第1図の制限酵素地
図が作成され、このプラスミドはベクタープラスミドpB
R322 2分子と2つの染色体DNAのHindIII断片(2.8kbと
1.4kb)が連結されたものであることがわかつた。(8) Identification of Recombinant Plasmid Containing Alkaline Protease Gene When a plasmid was prepared from the transformant obtained in (7) by the same method as pBR322, a plasmid having a length of 13 kb was obtained. (See FIG. 1). pAMP3 was cleaved with the restriction enzymes shown in FIG.
The restriction enzyme map shown in Fig. 1 was created based on the results of calculating the size of the fragments detected by fractionation by agarose gel electrophoresis.
Two R322 molecules and a HindIII fragment of two chromosomal DNAs (2.8kb and
(1.4 kb) was ligated.
2つの染色体DNA断片のうち、2.8kbの断片(第1図にお
ける斜線部分)がサザン・ハイブリダイゼーシヨンでプ
ローブのオリゴヌクレオチドとハイブリダイズし、前記
(3)で算出された長さと一致することから、この断片
にアルカリ性プロテアーゼ遺伝子が含まれていると判断
された。Of the two chromosomal DNA fragments, the 2.8 kb fragment (hatched area in Fig. 1) hybridizes with the probe oligonucleotide by Southern hybridization, and matches the length calculated in (3) above. From this, it was determined that this fragment contained the alkaline protease gene.
なお、組換えプラスミドpAMP3を保有するエシエリヒア
・コリLE392(pAMP3)は微工研菌寄第9175号として工業
技術院微生物工業技術研究所に寄託されている。Escherichia coli LE392 (pAMP3) carrying the recombinant plasmid pAMP3 has been deposited with the Institute of Microbial Science and Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology as No. 9175.
実施例2 バチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロテアーゼ遺
伝子のクローニング (1)プローブ用DNA断片の調製と32Pによる標識 実施例1で得られた組換えプラスミドpAMP3をHindIIIで
切断して得られる2.8kbの断片には、バチルス・アミロ
リキエフアシエンスのアルカリ性プロテアーゼ遺伝子が
存在するので、この断片をプローブとして用いた。Example 2 Cloning of Bacillus licheniformis alkaline protease gene (1) Preparation of probe DNA fragment and labeling with 32 P The recombinant plasmid pAMP3 obtained in Example 1 was cleaved with HindIII into a 2.8 kb fragment. Bacillus amyloliquefaciens alkaline protease gene is present, so this fragment was used as a probe.
30μgのpAMP3を、60ユニツトのHindIIIと37℃で3時間
反応させて切断したのち、2.5倍容のエタノールを加え
てDNAを沈殿させた。遠心分離により沈殿を回収し、150
μlのTE緩衝液に溶解してアガロースゲル電気泳動によ
り分画した。エチジウムブロミドでゲルを染色し、紫外
線ランプを照射すると3本のバンドが検出された。これ
らのうち、2.8kbの長さをもつ真中のバンドを切り出
し、実施例1(4)と同様に電気泳動法でDNAを溶出さ
せ、エタノール沈殿によりDNAを回収した。DNAを乾燥後
60μlのTE緩衝液に溶解して約6μgのDNA断片溶液を
得た。After 30 μg of pAMP3 was cleaved by reacting with 60 units of HindIII at 37 ° C. for 3 hours, 2.5 volumes of ethanol was added to precipitate DNA. Collect the precipitate by centrifugation and
It was dissolved in μl of TE buffer and fractionated by agarose gel electrophoresis. When the gel was stained with ethidium bromide and irradiated with an ultraviolet lamp, three bands were detected. Of these, the middle band having a length of 2.8 kb was cut out, the DNA was eluted by the electrophoresis method in the same manner as in Example 1 (4), and the DNA was recovered by ethanol precipitation. After drying the DNA
It was dissolved in 60 μl of TE buffer to obtain a DNA fragment solution of about 6 μg.
このDNA断片溶液10μl(DNA約1μg)にα32P‐dCTP
(410Ci/mmol、Amersham社製)50μCi、120ng/ml DNase
I(ベーリンガー・マンハイム・山之内社製)2.5μlお
よびニツクトランスレーシヨン緩衝液〔50mM Tris−塩
酸緩衝液pH7.8、5mMMgCl2、10mM2−メルカプトエタノー
ル、15μg/ml牛血清アルブミン、0.6mM dATP、0.6mM dG
TP、0.6mM dTTP、濃度は最終濃度〕を加えた反応液50μ
lを27℃で30分間保温したのち、5ユニツトのDNAポリ
メラーゼIを加えて14℃で、さらに60分間ニツクトラン
スレーシヨン〔P.W.J.Rigby etal.:J.Mol.Biol.,113、2
37(1977)〕を行つて32Pで標識されたDNAを合成した。Α 32 P-dCTP was added to 10 μl of this DNA fragment solution (about 1 μg of DNA).
(410Ci / mmol, Amersham) 50μCi, 120ng / ml DNase
2.5 μl of I (Boehringer Mannheim Yamanouchi) and nickel translation buffer [50 mM Tris-hydrochloric acid buffer pH 7.8, 5 mM MgCl 2 , 10 mM 2- mercaptoethanol, 15 μg / ml bovine serum albumin, 0.6 mM dATP, 0.6 mM dG
TP, 0.6 mM dTTP, concentration is final concentration)
1 was incubated at 27 ° C. for 30 minutes, 5 units of DNA polymerase I was added, and at 14 ° C. for an additional 60 minutes, nickel translocation [PWJRigby et al .: J. Mol. Biol., 113 , 2
37 (1977)] and synthesized DNA labeled with 32 P.
この反応生成液に20μgの酵母tRNAと125μlのエタノ
ールとを加えてDNAを沈殿させ、遠心分離によりDNAを回
収して乾燥後、100μlのTE緩衝液に溶解して32Pで標識
されたプローブDNA(0.2μCi/μl)を得た。20 μg of yeast tRNA and 125 μl of ethanol were added to this reaction product to precipitate the DNA, the DNA was recovered by centrifugation, dried, dissolved in 100 μl of TE buffer, and probe DNA labeled with 32 P. (0.2 μCi / μl) was obtained.
(2)遺伝子供与体の調製 バチルス・リケニホルミスの公知菌株を検索し、プロテ
アーゼ生産能の高い菌株としてIFO12196株を選んだ。(2) Preparation of gene donor A publicly known strain of Bacillus licheniformis was searched and IFO12196 strain was selected as a strain having high protease production ability.
バチルス・リケニホルミスIFO12196をN−エチル−N′
−ニトロ−N−ニトロソグアニジンを変異誘起剤として
通常に行われる変異処理を行い、カゼイン1wt%を含む
ニユートリエントアガー(肉エキス0.5wt%、ペプトン1
wt%、NaCl0.5wt%、寒天1.5wt%、pH7.0)上で大きな
ハローを形成する変異株HP19611を誘導して、アルカリ
性プロテアーゼ遺伝子の供与体とした。バチルス・リケ
ニホルミスHP19611は微工研菌寄第9177号として工業技
術院微生物工業技術研究所に寄託されている。Bacillus licheniformis IFO12196 to N-ethyl-N '
-Nitro-N-nitrosoguanidine was used as a mutagen to carry out a mutagenesis treatment that is usually performed, and new agar (meat extract 0.5 wt%, peptone 1) containing casein 1 wt% was used.
The mutant strain HP19611, which forms a large halo on wt%, NaCl 0.5 wt%, agar 1.5 wt%, pH 7.0) was induced to serve as a donor of the alkaline protease gene. Bacillus licheniformis HP19611 has been deposited with the Institute of Microbial Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, as Microbiology Research Institute No. 9177.
(3)染色体DNAの調製 バチルス・リケニホルミスHP19611の染色体DNAは、実施
例1(2)と全く同じ方法で調製し、9.7mgの染色体DNA
を得た。(3) Preparation of chromosomal DNA The chromosomal DNA of Bacillus licheniformis HP19611 was prepared in exactly the same manner as in Example 1 (2), and 9.7 mg of chromosomal DNA was prepared.
Got
(4)アルカリ性プロテアーゼ遺伝子の存在する染色体
DNA断片の長さの算出 前記(3)で得られた染色体DNA60μgと120ユニツトの
EcoRI及びEcoRI反応緩衝液〔100mM Tris−塩酸緩衝液pH
7.5、7mMMgCl2、50mM NaCl、7mM2−メルカプトエタノー
ル、0.01wt%牛血清アルブミン、濃度は最終濃度〕を含
む反応液600μlを37℃で3時間保持してDNAを切断した
のち、2.5倍量のエタノールを加えてDNAを沈殿させた。
遠心分離により沈殿を回収して、180μlのTE緩衝液に
溶解して染色体DNAのEcoRI断片溶液を得た。この溶液15
μlを、実施例1(3)と全く同じ方法で電気泳動およ
びニトロセルロースフイルターへのDNAの転写、固定を
行つた。(4) Chromosome containing the alkaline protease gene
Calculation of length of DNA fragment 60 μg of chromosomal DNA obtained in (3) above and 120 units
EcoRI and EcoRI reaction buffer (100 mM Tris-hydrochloric acid buffer pH
7.5, 7 mM MgCl 2 , 50 mM NaCl, 7 mM 2- mercaptoethanol, 0.01 wt% bovine serum albumin, concentration is final concentration] 600 μl of reaction solution was kept at 37 ° C. for 3 hours to cleave DNA, and then 2.5 times amount of ethanol was added. Was added to precipitate the DNA.
The precipitate was recovered by centrifugation and dissolved in 180 μl of TE buffer to obtain an EcoRI fragment solution of chromosomal DNA. This solution 15
Electrophoresis, DNA transfer to a nitrocellulose filter, and immobilization of the microliter were performed in exactly the same manner as in Example 1 (3).
このようにして作成されたフイルターを用いてハイブリ
ダイゼーシヨンを行つた。フイルターをビニール袋に収
納してプレハイブリダイゼーシヨン溶液〔50%ホルムア
ミド、5×Denhardt液、5×SSC、50mMリン酸緩衝液pH
6.5、1wt%グリシン、500μg/ml変性サケ精液DNA〕20ml
を加えて密封して、42℃で一晩保持してプレハイブリダ
イゼーシヨンを行つた。Hybridization was performed using the filter thus prepared. Pre-hybridization solution [50% formamide, 5 x Denhardt's solution, 5 x SSC, 50 mM phosphate buffer pH stored in a plastic bag
6.5, 1wt% glycine, 500μg / ml denatured salmon semen DNA] 20ml
Was added, the mixture was sealed, and the mixture was kept overnight at 42 ° C. for prehybridization.
次いで、ビニール袋からプレハイブリダイゼーシヨン溶
液を除き、ハイブリダイゼーシヨン溶液〔50%ホルムア
ミド、1×Denhardt液、5×SSC、20mMリン酸緩衝液pH
6.5、100μg/ml変性サケ精液DNA、10%デキストラン硫
酸ナトリウム〕4mlと、前記(1)で得られた32Pで標識
されたプローブDNA2μCiを95℃で5分間熱処理後急冷し
た溶液を加えてビニール袋を密封した。袋の中の溶液を
よく混合したのち、25℃で16時間保持してハイブリダイ
ゼーシヨンを行つた。Then, the prehybridization solution was removed from the plastic bag, and the hybridization solution [50% formamide, 1 × Denhardt's solution, 5 × SSC, 20 mM phosphate buffer pH
6.5, 100 μg / ml denatured salmon semen DNA, 10% sodium dextran sulphate] 4 ml and 32 P-labeled probe DNA 2 μCi obtained in (1) above was heat-treated at 95 ° C for 5 minutes and then rapidly cooled to add vinyl. The bag was sealed. After thoroughly mixing the solution in the bag, the mixture was kept at 25 ° C. for 16 hours for hybridization.
その後、フイルターをとり出し約200mlの2×SSC−0.1
%SDS溶液中で室温で10分間ずつ3回洗浄後、乾燥して
実施例1(3)と同様にオートラジオグラフイーを行つ
た。オートラジオグラムのシグナルの位置からバチルス
・リケニホルミスのアルカリ性プロテアーゼ遺伝子の存
在する染色体DNA断片の長さは3.4kbと算出された。After that, take out the filter and take about 200 ml of 2 x SSC-0.1.
After washing in a SDS solution at room temperature for 10 minutes three times, and then drying, autoradiography was carried out in the same manner as in Example 1 (3). From the position of the signal on the autoradiogram, the length of the chromosomal DNA fragment containing the Bacillus licheniformis alkaline protease gene was calculated to be 3.4 kb.
(5)染色体DNA断片の分画 前記(4)で得られた染色体DNAのEcoRI断片溶液150μ
l(DNA50μg)を用いて実施例1(4)と同様の処理
を行つて、3〜4kbの染色体DNA断片約5μg(25μl)
を得た。(5) Fractionation of chromosomal DNA fragment 150 μL EcoRI fragment solution of chromosomal DNA obtained in (4) above
The same treatment as in Example 1 (4) was performed using 1 (50 μg of DNA) to give about 5 μg (25 μl) of a 3-4 kb chromosomal DNA fragment.
Got
(6)ベクタープラスミドの調製 実施例1(5)で得られたプラスミドpBR322 20μg
を、40ユニツトのEcoRIと37℃で3時間反応させて切断
した。以後、実施例1(5)と同様の処理を行つて、Ec
oRIで切断され、5′末端が脱リン酸化された線状のベ
クタープラスミドpBR322を得た。(6) Preparation of vector plasmid 20 μg of plasmid pBR322 obtained in Example 1 (5)
Was cleaved by reacting with 40 units of EcoRI at 37 ° C for 3 hours. After that, the same processing as in Example 1 (5) was performed to obtain Ec
A linear vector plasmid pBR322 cleaved with oRI and dephosphorylated at the 5'end was obtained.
(7)組換えプラスミドの作製 前記(5)で得られた3〜4kbの染色体DNA断片約4μg
(20μl)と、前記(6)で得られたEeoRIで切断され
5′末端が脱リン酸化された線状のベクタープラスミド
pBR322 2μg(10μl)とを混合し、実施例1(6)と
同様にT4DNAリガーゼを作用させて組換えプラスミドを
作製した。(7) Preparation of recombinant plasmid About 4 μg of 3-4 kb chromosomal DNA fragment obtained in (5) above
(20 μl) and the linear vector plasmid cleaved with EeoRI obtained in (6) above and dephosphorylated at the 5 ′ end
2 μg (10 μl) of pBR322 was mixed and treated with T4 DNA ligase in the same manner as in Example 1 (6) to prepare a recombinant plasmid.
(8)組換えプラスミドによるエシエリヒア・コリの形
質転換およびアルカリ性プロテアーゼ遺伝子保有株の選
択 前記(7)で得られた組換えプラスミド溶液30μl(DN
A約4.5μg)を用いて、実施例1(7)と同様にMn-Ca
処理されたエシエリヒア・コリLE392を形質転換して、
アンピシリン耐性の形質転換体のコロニーを5800個得
た。コロニーが形成されたフイルターを実施例1(7)
と同様に処理してDNAの固定を行つたのち、前記(4)
と同じ条件でハイブリダイゼーシヨンを行い、オートラ
ジオグラム上に6個のシグナルを検出した。(8) Transformation of Escherichia coli with recombinant plasmid and selection of alkaline protease gene-carrying strain 30 μl of the recombinant plasmid solution obtained in (7) above (DN
A (about 4.5 μg) was used in the same manner as in Example 1 (7).
Transforming the treated E. coli LE392,
5800 colonies of transformants resistant to ampicillin were obtained. A filter on which colonies were formed was used in Example 1 (7).
After fixing DNA by treating in the same manner as in (4) above,
Hybridization was performed under the same conditions as described above, and 6 signals were detected on the autoradiogram.
これらのシグナルに対応する6株の形質転換体をマスタ
ーフイルターから分離し、実施例1(8)と同様にして
これらの形質転換体の保有する組換えプラスミドの同定
を行うと、これらにはすべてプローブのバチルス・アミ
ロリキエフアシエンスのアルカリ性プロテアーゼ遺伝子
とハイブリダイズする3.4kbのEcoRI断片が挿入されてい
た。これらのうちの1株の保有する組換えプラスミドを
pLP3(第2図参照)と命名した。このプラスミドを保有
するエシエリヒア・コリLE392(pLP3)は微工研菌寄第9
178号として工業技術院微生物工業技術研究所に寄託さ
れている。Six transformants corresponding to these signals were separated from the master filter, and recombinant plasmids carried by these transformants were identified in the same manner as in Example 1 (8). A 3.4 kb EcoRI fragment that hybridizes with the alkaline bacterium protease gene of Bacillus amyloliquefaciens as a probe was inserted. Recombinant plasmid possessed by one of these strains
It was named pLP3 (see FIG. 2). Escherichia coli LE392 (pLP3), which carries this plasmid,
No. 178 has been deposited with the Institute of Microbial Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.
組換えプラスミドpLP3に含まれる3.4kbのEcoRI断片を、
バチルス属細菌で保持されるベクタープラスミドpUB110
に連結してバチルス・ズブチリスに導入してもアルカリ
性プロテアーゼの発現は見られないので、この断片には
アルカリ性プロテアーゼ遺伝子の一部しか含まれていな
いと判断された。また、組換えプラスミドpLP3をEcoRI
とBglIIで切断して、前記(4)と同様にしてサザンハ
イブリダイゼーシヨンを行うと第2図に示される斜線部
分の1.2kbの断片にプローブがハイブリダイズするの
で、この断片のEcoRI部位に隣接する領域にアルカリ性
プロテアーゼ遺伝子の欠如している部分が存在すること
がわかる。そこで、この欠如した部分を改めてクローニ
ングするために再度組換えプラスミドを作製してコロニ
ーハイブリダイゼーシヨンを行つた。The 3.4 kb EcoRI fragment contained in the recombinant plasmid pLP3 was
Vector plasmid pUB110 retained in Bacillus
Since the expression of alkaline protease was not observed even when it was ligated to and introduced into Bacillus subtilis, it was determined that this fragment contained only a part of the alkaline protease gene. In addition, recombinant plasmid pLP3 was added to EcoRI.
Cleaved with BglII and subjected to Southern hybridization in the same manner as in (4) above, the probe hybridizes to the 1.2 kb fragment in the shaded area shown in FIG. 2, so the EcoRI site of this fragment It can be seen that there is a portion lacking the alkaline protease gene in the adjacent region. Therefore, in order to clone this missing portion again, a recombinant plasmid was prepared again and colony hybridization was performed.
バチルス・リケニホルミスHP19611の染色体DNA20μg
と、40ユニツトのBglIIおよびBglII反応緩衝液〔10mM T
ris−塩酸緩衝液pH7.5、7mMMgCl2、100mM NaCl、7mM2−
メルカプトエタノール、濃度は最終濃度〕を含む反応液
200μlとを37℃で3時間保持してDNAを切断し、65℃で
10分間加熱処理したのち、500μlのエタノールを加え
てDNAを沈殿させた。遠心分離により沈殿を回収し、乾
燥後100μlの水に溶解して染色体DNA断片を調製した。Chromosomal DNA of Bacillus licheniformis HP19611 20 μg
40 units of BglII and BglII reaction buffer [10 mM T
ris- HCl buffer pH7.5,7mMMgCl 2, 100mM NaCl, 7mM2-
Reaction solution containing mercaptoethanol and the final concentration]
200 μl and 37 ° C for 3 hours to cut the DNA, and then at 65 ° C
After heat treatment for 10 minutes, 500 μl of ethanol was added to precipitate DNA. The precipitate was recovered by centrifugation, dried and dissolved in 100 μl of water to prepare a chromosomal DNA fragment.
一方、ベクタープラスミドはpBR322 20μgと40ユニツ
トのBamHIおよびBamHI反応緩衝液〔10mM Tris−塩酸緩
衝液pH8.0、7mMMgCl2、100mM NaCl、2mM2−メルカプト
エタノール、0.01wt%牛血清アルブミン、濃度は最終濃
度〕を含む反応液200μlを37℃で3時間保持してDNAを
切断後、実施例1(5)と同様の処理を行つて、BamHI
で切断され5′末端が脱リン酸化された線状のベクター
プラスミドpBR322を調製した。On the other hand, the vector plasmid is pBR322 20 μg and 40 units of BamHI and BamHI reaction buffer [10 mM Tris-hydrochloric acid buffer pH 8.0, 7 mM MgCl 2 , 100 mM NaCl, 2 mM 2- mercaptoethanol, 0.01 wt% bovine serum albumin, the final concentration is 200 μl of the reaction solution containing the above] was kept at 37 ° C. for 3 hours to cut the DNA, and then the same treatment as in Example 1 (5) was performed to prepare BamHI.
A linear vector plasmid pBR322, which had been cleaved with and dephosphorylated at the 5'end, was prepared.
このようにして調製された染色体DNA断片4μgと、Bam
HIで切断され5′末端が脱リン酸化されたベクタープラ
スミドpBR322 2μgとを混合し、実施例1(6)と同様
にT4DNAリガーゼを作用させて組換えプラスミドを作製
した。4 μg of the chromosomal DNA fragment thus prepared and Bam
2 μg of vector plasmid pBR322 cleaved with HI and dephosphorylated at the 5'end was mixed and treated with T4 DNA ligase in the same manner as in Example 1 (6) to prepare a recombinant plasmid.
この組換えプラスミド溶液20μl(DNA3μg)を用いて
実施例1(7)と同様にMn-Ca処理されたエシエリヒア
・コリLE392を形質転換してアンピシリン耐性の形質転
換体のコロニーを7900個得た。20 μl of this recombinant plasmid solution (3 μg of DNA) was used to transform Mn-Ca-treated Escherichia coli LE392 in the same manner as in Example 1 (7) to obtain 7900 colonies of ampicillin-resistant transformants.
コロニーが形成されたフイルターを実施例1(7)と同
様に処理したのち、前記(4)と同様の方法でハイブリ
ダイゼーシヨンを行つた。ただし、プローブには、組換
えプラスミドpLP3をEcoRIとBglIIで切断して前記(1)
と同様の方法で分画して得られた1.2kbの断片をニツク
トランスレーシヨンによつて32Pで標識されたDNAを用
い、ハイブリダイゼーシヨンは42℃で行つた。また、フ
イルターの洗浄は2×SSC−0.1%SDS溶液中での洗浄を
行つたあと、さらに0.1×SSC−0.1%SDS溶液中で42℃で
15分間ずつ2回洗浄を行つた。The filter on which colonies were formed was treated in the same manner as in Example 1 (7), and then hybridized in the same manner as in (4) above. However, for the probe, the recombinant plasmid pLP3 was cleaved with EcoRI and BglII, and the above (1)
A 1.2 kb fragment obtained by fractionation in the same manner as in (1) was subjected to hybridization at 42 ° C. using DNA labeled with 32 P by nick translation. The filter was washed in 2 x SSC-0.1% SDS solution and then in 0.1 x SSC-0.1% SDS solution at 42 ° C.
It was washed twice for 15 minutes each.
このようにして、オートラジオグラム上に1個のシグナ
ルを検出した。このシグナルに対応する形質転換体をマ
スターフイルターから分離し、保有する組換えプラスミ
ドを実施例1(8)とと同様の方法で固定すると第3図
の制限酵素地図で示される9.6kbのプラスミドであるこ
とが示され、この組換えプラスミドをpLP35と命名し
た。この組換えプラスミドpLP35を保有するエシエリヒ
ア・コリLE392(pLP35)は微工研菌寄第9179号として工
業技術院微生物工業技術研究所に寄託されている。In this way, one signal was detected on the autoradiogram. The transformant corresponding to this signal was separated from the master filter, and the recombinant plasmid contained therein was fixed in the same manner as in Example 1 (8) to obtain the 9.6 kb plasmid shown in the restriction map of FIG. It was shown that this recombinant plasmid was named pLP35. Escherichia coli LE392 (pLP35) containing this recombinant plasmid pLP35 has been deposited with the Institute of Microbial Science and Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology as No. 9179.
前記の32Pで標識された1.2kbのEcoRI-BglII断片をプロ
ーブとして組換えプラスミドpLP35に対するサザン・ハ
イブリダイゼーシヨンを行うと第3図の斜線部分を含む
断片にハイブリダイズするので、アルカリ性プロテアー
ゼ遺伝子のうちの欠如していたEcoRI部位に隣接する領
域が含まれていることがわかる。When Southern hybridization to the recombinant plasmid pLP35 is performed using the above-mentioned 1.2 P EcoRI-BglII fragment labeled with 32 P as a probe, it hybridizes to the fragment containing the hatched portion in FIG. It can be seen that the region adjacent to the EcoRI site, which was lacking, was included.
実施例3 バチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロテアーゼ遺
伝子の発現の確認 実施例2で得られた組換えプラスミドpLP35にアルカリ
性プロテアーゼ遺伝子の全領域が含まれていることを確
かめるために、バチルス属で保持されるベクタープラス
ミドに連結してバチルス・ズブチリスPW10を形質転換し
て、形質転換体によるプロテアーゼの生産能を調べた。Example 3 Confirmation of Expression of Bacillus licheniformis Alkaline Protease Gene To confirm that the recombinant plasmid pLP35 obtained in Example 2 contains the entire region of the alkaline protease gene, a vector retained in the genus Bacillus. Bacillus subtilis PW10 was transformed by ligating to the plasmid, and the productivity of protease by the transformant was examined.
実施例2で得られた組換えプラスミドpLP35には、第3
図における斜線部分の断片(1.2kb)とそれに反時計回
りの方向に隣接する2.0kbのEcoRI断片(第3図における
しもふり部分)にまたがつてアルカリ性プロテアーゼ遺
伝子が存在すると推定される。The recombinant plasmid pLP35 obtained in Example 2 contains the third
It is presumed that the alkaline protease gene exists across the fragment (1.2 kb) in the shaded area in the figure and the 2.0 kb EcoRI fragment adjacent to it in the counterclockwise direction (moisturizing part in FIG. 3).
しかし、これらの断片のうち、斜線部分の断片の一方の
末端は、染色体DNAのBglII切断末端とベクタープラスミ
ドpBR322のBamHI切断末端が連結されたものであるため
制限酵素による特異的な切断が困難である。そのため
に、この断片と同じ断片をもつ組換えプラスミドpLP3と
pLP35からアルカリ性プロテアーゼ発現用の組換えプラ
スミドを作製した。However, among these fragments, one end of the hatched fragment is one in which the BglII cutting end of the chromosomal DNA and the BamHI cutting end of the vector plasmid pBR322 are ligated, so that specific cleavage with a restriction enzyme is difficult. is there. To this end, a recombinant plasmid pLP3 containing the same fragment as
A recombinant plasmid for expressing alkaline protease was prepared from pLP35.
バチルス属で保持されるベクタープラスミドには、エシ
エリヒア・コリとバチルス属との両方で保持されるシヤ
トルベクターpHY300PLK(宝酒造の商品)を使用した。p
HY300PLKは2種の薬剤耐性遺伝子をもち、エシエリヒア
・コリではアンピシリン耐性とテトラサイクリン耐性の
両形質が発現し、バチルス属細菌ではテトラサイクリン
耐性の形質を発現するものである。アルカリ性プロテア
ーゼ発現用組換えプラスミド作製手順の概略を第4図に
示す。As a vector plasmid retained in the genus Bacillus, a shuttle vector pHY300PLK (a product of Takara Shuzo) retained in both Escherichia coli and Bacillus was used. p
HY300PLK has two drug resistance genes and expresses both ampicillin resistance and tetracycline resistance in Escherichia coli and tetracycline resistance in Bacillus bacteria. An outline of the procedure for producing a recombinant plasmid for expressing alkaline protease is shown in FIG.
組換えプラスミドpLP3 30μg、60ユニツトのEcoRI、60
ユニツトのBglIIおよびEcoRI反応緩衝液を含む反応液30
0μlを37℃で3時間保持してプラスミドを切断したの
ち、750μlのエタノールを加えてDNAを沈殿させた。遠
心分離により沈殿を回収し、150μlのTE緩衝液に溶解
して実施例2(1)と同様にアガロースゲル電気泳動に
より断片を分画して1.2kbの断片約4μgを得た。Recombinant plasmid pLP3 30 μg, 60 units EcoRI, 60
Reaction solution containing unit BglII and EcoRI reaction buffer 30
After 0 μl was kept at 37 ° C. for 3 hours to cut the plasmid, 750 μl of ethanol was added to precipitate the DNA. The precipitate was recovered by centrifugation, dissolved in 150 μl of TE buffer, and the fragments were fractionated by agarose gel electrophoresis in the same manner as in Example 2 (1) to obtain about 4 μg of 1.2 kb fragment.
一方、シヤトルベクターpHY300PLK5μg、10ユニツトの
EcoRI、10ユニツトのBglIIおよびEcoRI反応緩衝液を含
む反応液50μlを37℃で3時間保持してプラスミドを切
断し、65℃で10分間加熱処理したのち、125μlのエタ
ノールを加えてDNAを沈殿させた。遠心分離により沈殿
を回収し、乾燥後25μlの水に溶解してベクターDNA溶
液を得た。On the other hand, shuttle vector pHY300PLK 5 μg, 10 units
50 μl of the reaction mixture containing EcoRI, 10 units of BglII and EcoRI reaction buffer was kept at 37 ° C. for 3 hours to cut the plasmid, and after heat treatment at 65 ° C. for 10 minutes, 125 μl of ethanol was added to precipitate the DNA. It was The precipitate was recovered by centrifugation, dried and dissolved in 25 μl of water to obtain a vector DNA solution.
前記の1.2kbの断片0.25μgとベクターDNA1μgとを混
ぜ、0.4ユニツトのT4DNAリガーゼおよびリガーゼ緩衝液
を加えた反応液20μlを5℃で16時間保ち両DNAを連結
した。0.25 μg of the above 1.2 kb fragment was mixed with 1 μg of vector DNA, and 20 μl of a reaction solution containing 0.4 unit of T4 DNA ligase and a ligase buffer was kept at 5 ° C. for 16 hours to ligate both DNAs.
このようにして得られたDNA溶液10μl(DNA0.625μ
g)を用いて実施例1(7)と同様にMn-Ca処理された
エシエリヒア・コリLE392を形質転換した。10 μl of the DNA solution thus obtained (DNA 0.625 μm
g) was used to transform Mn-Ca-treated Escherichia coli LE392 in the same manner as in Example 1 (7).
得られたアンピシリン耐性の形質転換体のうちから10株
を選び保有するプラスミドを抽出し、EcoRIとBglIIで切
断して生ずる断片をアガロースゲル電気泳動で調べると
すべて1.2kbの断片とベクタープラスミドの4.9kb断片が
検出された。このうちの1株の保有するプラスミドをpH
LP301(第4図参照)と命名した。Ten strains were selected from the obtained ampicillin-resistant transformants, the plasmids were extracted, and the fragments generated by digestion with EcoRI and BglII were examined by agarose gel electrophoresis. A kb fragment was detected. PH of one of these strains
It was named LP301 (see FIG. 4).
次いで、組換えプラスミドpHLP301 10μgを20ユニツト
のEcoRIと37℃で3時間反応させて切断し、65℃で10分
間加熱処理したのち、2.5倍容のエタノールを加えてDNA
を沈殿させた。遠心分離により沈殿を回収し、乾燥後50
μlの水に溶解し、EcoRIで切断されたpHLP301を得た。Then, 10 μg of the recombinant plasmid pHLP301 was cleaved by reacting with 20 units of EcoRI at 37 ° C for 3 hours, heat-treated at 65 ° C for 10 minutes, and 2.5 times volume of ethanol was added to the DNA.
Was allowed to settle. The precipitate is collected by centrifugation and dried 50
It was dissolved in μl of water to obtain pHLP301 cleaved with EcoRI.
一方、組換えプラスミドpLP35 10μg、20ユニツトのEc
oRI、20ユニツトのPvuIIおよびEcoRI反応緩衝液を含む
反応液100μlを37℃で3時間保持しDNAを切断した。pL
P35をEcoRIで切断すると5.0kb、2.6kb、2.0kbの3本の
断片を生じたが、今必要とされる断片は2.0kbの断片
(第4図における斜線部分)である。pLP35にEcoRIとPv
uIIを同時に作用させると、3本のEcoRI断片のうち不要
な2本の断片はPvuIIによつてさらに切断され、一方の
末端が平滑末端となつた断片を生じ、EcoRIで切断され
たpHLP301とは連結されなくなるため、必要な2.0kbの断
片の連結の効率が高まる。このようにして切断されたDN
A溶液を65℃で10分間加熱処理したのち250μlのエタノ
ールを加えてDNAを沈殿させた。遠心分離により沈殿を
回収し、乾燥後50μlの氷に溶解した。On the other hand, recombinant plasmid pLP35 10 μg, 20 units Ec
100 µl of a reaction solution containing oRI, 20 units of PvuII and EcoRI reaction buffer was kept at 37 ° C for 3 hours to cut the DNA. pL
Cleavage of P35 with EcoRI produced three fragments of 5.0 kb, 2.6 kb, and 2.0 kb, and the fragment now required is the 2.0 kb fragment (hatched portion in FIG. 4). pLP35 to EcoRI and Pv
When uII is allowed to act simultaneously, two unnecessary fragments of the three EcoRI fragments are further cleaved by PvuII, resulting in a fragment with one end blunt ended, which is equivalent to pHLP301 cleaved with EcoRI. Since it is not ligated, the efficiency of ligation of the necessary 2.0 kb fragment is increased. DN disconnected in this way
The solution A was heat-treated at 65 ° C. for 10 minutes, and 250 μl of ethanol was added to precipitate the DNA. The precipitate was recovered by centrifugation, dried and then dissolved in 50 μl of ice.
このようにして得られた両DNA溶液10μl(DNA2μg)
ずつを混合し、0.8ユニツトのT4DNAリガーゼおよびリガ
ーゼ緩衝液を加えた反応液40μlを5℃で16時間保ちDN
Aを連結した。10 μl (2 μg of DNA) of both DNA solutions thus obtained
40 μl of the reaction mixture containing 0.8 units of T4 DNA ligase and ligase buffer was mixed for 16 hours at 5 ° C
A is linked.
このようにして得たDNAを用いてプロテアーゼ低生産株
バチルス・ズブチリスPW10を形質転換した。形質転換は
次のようにプロトプラスト法にて行つた。The thus obtained DNA was used to transform Bacillus subtilis PW10, which is a low protease producing strain. Transformation was performed by the protoplast method as follows.
バチルス・ズブチリスPW10をニユートリエントブロス5m
lに接種して一晩培養した前培養液0.3mlを30mlのニユー
トリエントブロスに接種して37℃で1.5時間培養後、遠
心分離によつて菌体を集め2.5mlのSMMP〔2×SMMと4倍
濃度のPenassay broth(Difco社製)を1:1で混合したも
の、2×SMMは1Mシユクロース、0.04Mマレイン酸、0.04
MMgCl2、pH6.5〕に懸濁し、5mgのリゾチームを加えて37
℃で2時間保持してプロトプラストを形成させた。遠心
分離によりプロトプラストを集め、4mlのSMMPで1回洗
浄したのち1.5mlのSMMPに懸濁してプロトプラスト懸濁
液を得た。Bacillus subtilis PW10 with New Orient Broth 5m
0.3 ml of the preculture liquid inoculated into 1 l and cultured overnight was inoculated into 30 ml of a fresh broth and incubated at 37 ° C for 1.5 hours, and then the cells were collected by centrifugation to obtain 2.5 ml of SMMP [2 x SMM 1: 1 mixture of Penassay broth (manufactured by Difco) at 4 times concentration, 2 × SMM is 1M sucrose, 0.04M maleic acid, 0.04
MMgCl 2 , pH 6.5) and add 5 mg of lysozyme.
Hold at 2 ° C for 2 hours to form protoplasts. Protoplasts were collected by centrifugation, washed once with 4 ml of SMMP, and then suspended in 1.5 ml of SMMP to obtain a protoplast suspension.
このプロトプラスト懸濁液0.5mlに前記で得られた連結D
NA溶液20μl(DNA2μg)と2×SMMに溶解した40%ポ
リエチレングリコール4000 1.5mlを加えて、しずかに混
合しながら2分間保ちプロトプラストにDNAをとり込ま
せた。次にこれに5mlのSMMPを加えて混合したあと遠心
分離によりプロトプラストを集め、1mlのSMMPに懸濁し
て30℃で1.5時間保持した。To 0.5 ml of this protoplast suspension was added the connection D obtained above.
20 μl of NA solution (2 μg of DNA) and 1.5 ml of 40% polyethylene glycol 4000 dissolved in 2 × SMM were added, and gently mixed for 2 minutes to allow DNA to be incorporated into protoplasts. Next, 5 ml of SMMP was added thereto and mixed, and then the protoplasts were collected by centrifugation, suspended in 1 ml of SMMP, and kept at 30 ° C. for 1.5 hours.
このプロトプラスト液を20μg/mlのテトラサイクリンを
含むDM3再生培地〔0.5Mコハク酸ナトリウムpH7.3、0.5w
t%グルコース、0.5wt%カザミノ酸、0.5wt%酵母エキ
ス、0.01wt%牛血清アルブミン、0.35wt%リン酸二カリ
ウム、0.15wt%リン酸一カリウム、20mMMgCl2、0.8wt%
寒天〕上に100μlずつ塗布し、37℃で2日間保持して
コロニーを形成させた。This protoplast solution was added to DM3 regeneration medium containing 20 μg / ml tetracycline (0.5 M sodium succinate pH 7.3, 0.5 w
t% glucose, 0.5wt% casamino acid, 0.5wt% yeast extract, 0.01wt% bovine serum albumin, 0.35wt% dipotassium phosphate, 0.15wt% monopotassium phosphate, 20mMMgCl 2 , 0.8wt%
100 μl of each agar was applied on the agar, and the mixture was kept at 37 ° C. for 2 days to form a colony.
このようにして得られたテトラサイクリン耐性の形質転
換体約3000株を20μg/mlのテトラサイクリンを含むカゼ
インプレート〔1wt%カゼインを含むニユートリエント
ブロス寒天平板〕にレプリカして37℃で16時間培養して
ハローを形成する株を4株得た。Approximately 3000 strains of tetracycline-resistant transformants thus obtained were replicated on a casein plate containing 20 μg / ml of tetracycline (a novel broth agar plate containing 1 wt% casein) and cultured at 37 ° C. for 16 hours. Four halo-forming strains were obtained.
それら4株からそれぞれ保有するプラスミドを抽出する
と、すべて8.1kbの長さをもつプラスミドを保有してい
た。このうちの1株の保有するプラスミドをpHLP351
(第4図参照)と命名し、EcoRI、BglII、SmaI、EcoRI
+BglII、EcoRI+SmaIおよびBglII+SmaIで切断して生
ずる断片の長さを調べて第4図に示される制限酵素地図
を得、計画した発現用プラスミドが作製されていること
が確認された。Extraction of the plasmids from each of these 4 strains revealed that they all possessed a plasmid having a length of 8.1 kb. The plasmid possessed by one of these strains was used as pHLP351.
(See Fig. 4), EcoRI, BglII, SmaI, EcoRI
The length of the fragment generated by digestion with + BglII, EcoRI + SmaI and BglII + SmaI was examined to obtain the restriction map shown in FIG. 4, and it was confirmed that the planned expression plasmid was prepared.
前記のように、組換えプラスミドpHLP351を保有するバ
チルス・ズブチリスPW10がカゼインプレート上でハロー
を形成するようになることから、pHLP351に挿入されて
いる遺伝子断片内にアルカリ性プロテアーゼ遺伝子の全
領域が含まれていると判断される。As described above, since Bacillus subtilis PW10 carrying the recombinant plasmid pHLP351 forms a halo on the casein plate, the gene fragment inserted into pHLP351 contains the entire region of the alkaline protease gene. It is determined that
アルカリ性プロテアーゼ遺伝子保有組換えプラスミドpH
LP351の縮小 実施例3で得られた組換えプラスミドpHLP351に挿入さ
れている染色体DNA断片は3.2kbにも及ぶ。Recombinant plasmid pH carrying alkaline protease gene
Reduction of LP351 The chromosomal DNA fragment inserted into the recombinant plasmid pHLP351 obtained in Example 3 extends to 3.2 kb.
一方、バチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロテア
ーゼは分子量約27,500ダルトンであり、このタンパクの
生産を指令する遺伝子は分泌に必要な領域およびプロモ
ーター領域を含めても2kbあれば十分であると考えられ
たので、不要と思われる断片を欠失させてプラスミドの
縮小を行い、2種の縮小プラスミドを作製した。プラス
ミド縮小の手順の概略を第5図および第6図に示す。On the other hand, Bacillus licheniformis alkaline protease has a molecular weight of about 27,500 daltons, and a gene directing the production of this protein was considered to be sufficient if only 2 kb including the region necessary for secretion and the promoter region is necessary. The fragment that was thought to be deleted was deleted to reduce the plasmid, and two types of reduced plasmids were prepared. An outline of the procedure for plasmid reduction is shown in FIGS. 5 and 6.
(1)組換えプラスミドpHLP352の作製とバチルス・ズ
ブチリスへの導入 組換えプラスミドpHLP351 5μg、20ユニツトのSmaIお
よびSmaI反応緩衝液〔10mM Tris−塩酸緩衝液pH8.0、7m
MMgCl2、20mM KCl、7mM2−メルカプトエタノール、0.01
wt%牛血清アルブミン、濃度は最終濃度〕を含む反応液
50μlを37℃で3時間保持したのち、20ユニツトのBglI
Iと5μlの10倍濃度のBglII反応緩衝液を加えてさらに
37℃で3時間反応させてプラスミドを切断し、65℃で10
分間加熱処理したのち、125μlのエタノールを加えてD
NAを沈殿させた。(1) Preparation of recombinant plasmid pHLP352 and introduction into Bacillus subtilis Recombinant plasmid pHLP351 5 μg, 20 units of SmaI and SmaI reaction buffer [10 mM Tris-hydrochloric acid buffer pH8.0, 7 m
MMgCl 2 , 20 mM KCl, 7 mM 2- mercaptoethanol, 0.01
wt% bovine serum albumin, concentration is final concentration]
After keeping 50 μl at 37 ℃ for 3 hours, 20 units of BglI
I and 5 μl of 10 times concentrated BglII reaction buffer
Cleavage the plasmid by reacting at 37 ° C for 3 hours and
After heating for 1 minute, add 125 μl of ethanol and add D
NA was precipitated.
一方、ベクタープラスミドpHY300PLK5μgを前記と同様
に処理してDNAを切断し沈殿させた。On the other hand, 5 μg of the vector plasmid pHY300PLK was treated in the same manner as above to cut and precipitate the DNA.
両DNAの沈殿を遠心分離により回収してそれぞれ25μl
の水に溶解し、各10μlずつを混合し、0.8ユニツトのT
4DNAリガーゼとリガーゼ緩衝液を加えた反応液40μlを
5℃で16時間保ちDNAを連結した。Collect both DNA precipitates by centrifugation and collect 25 μl each
Dissolved in water and mixed with 10 μl of each, and add 0.8 unit T
40 μl of a reaction solution containing 4 DNA ligase and a ligase buffer was kept at 5 ° C. for 16 hours to ligate DNA.
この連結DNA溶液5μl(DNA0.5μg)を用いて、実施
例1(7)と同様にMn-Ca処理したエシエリヒア・コリL
E392を形質転換し、373株のアンピシリン耐性の形質転
換体を得た。Escherichia coli L treated with Mn-Ca in the same manner as in Example 1 (7) using 5 μl of this ligated DNA solution (0.5 μg of DNA)
E392 was transformed to obtain 373 ampicillin-resistant transformants.
このうち48株からプラスミドを抽出し、SmaIとBglIIで
切断して4.9kbと2.0kbの断片が生ずるプラスミドを保有
する菌株を7株得た。From these 48 strains, plasmids were extracted and cleaved with SmaI and BglII to obtain 7 strains harboring plasmids producing fragments of 4.9 kb and 2.0 kb.
これらのうちの1株の保有するプラスミドをpHLP352
(第5図参照)と命名した。このプラスミドに挿入され
ている染色体DNA断片はpHLP352に挿入されている染色体
DNA断片からEcoRIとSmaIで切断されて生ずる1.2kbの断
片(第5図における白抜き二本線部分)を欠失させたも
のである。The plasmid carried by one of these strains was used as pHLP352.
(See FIG. 5). The chromosomal DNA fragment inserted into this plasmid is the chromosome inserted into pHLP352.
This is a deletion of a 1.2 kb fragment (open double-lined portion in FIG. 5) generated by cleavage of a DNA fragment with EcoRI and SmaI.
この組換えプラスミドを保有するエシエリヒア・コリLE
392(pHLP352)は微工研菌寄第9180号として工業技術院
微生物工業技術研究所に寄託されている。Escherichia coli LE carrying this recombinant plasmid
392 (pHLP352) has been deposited at the Institute of Microbial Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, as Microorganism Research Institute No. 9180.
次いで、前記の組換えプラスミドpHLP352 0.2μgを用
いて、実施例3と同様にしてプロトプラスト法によりバ
チルス・ズブチリスPW10を形質転換し、23株のテトラサ
イクリン耐性形質転換体を得た。Then, using 0.2 μg of the above-mentioned recombinant plasmid pHLP352, Bacillus subtilis PW10 was transformed by the protoplast method in the same manner as in Example 3 to obtain 23 strains of tetracycline-resistant transformants.
この23株の形質転換体をテトラサイクリン含有カゼイン
プレートに接種して37℃で16時間培養するとすべての菌
株がハローを形成した。When the transformants of these 23 strains were inoculated on a tetracycline-containing casein plate and cultured at 37 ° C for 16 hours, all the strains formed halos.
またこのうち5株の保有するプラスミドを調べるといず
れもpHLP352を保有していることが確められた。Further, it was confirmed that the plasmids possessed by 5 of these strains all possess pHLP352.
pHLP352を保有するバチルス・ズブチリスPW10(pHLP35
2)は微工研菌寄第9181号として工業技術院微生物工業
技術研究所に寄託されている。Bacillus subtilis PW10 possessing pHLP352 (pHLP35
2) has been deposited with the Institute of Microbial Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, as Microbiology Research Institute No. 9181.
(2)組換えプラスミドpULP354の作製ベクタープラス
ミドpUB110 5μg、20ユニツトのBamHI、20ユニツトのP
vuIIおよびBamHI反応緩衝液を含む反応液50μlを37℃
で3時間保持してDNAを切断し、65℃で10分間加熱処理
したのち125μlのエタノールを加えて沈殿させた。遠
心分離により沈殿を回収して25μlの水に溶解した。(2) Preparation of recombinant plasmid pULP354 Vector plasmid pUB110 5 μg, 20 unit BamHI, 20 unit P
50 μl of reaction solution containing vuII and BamHI reaction buffer at 37 ° C
DNA was cleaved by holding for 3 hours, heat-treated at 65 ° C. for 10 minutes, and 125 μl of ethanol was added to precipitate. The precipitate was recovered by centrifugation and dissolved in 25 μl of water.
この溶液10μlと、前記(1)でSmaIとBglIIで切断し
たpHLP351の溶液10μlを混合し、前記(1)と同様にT
4DNAリガーゼを作用させてDNAの連結反応を行つた。10 μl of this solution and 10 μl of the solution of pHLP351 cleaved with SmaI and BglII in the above (1) were mixed, and T
4 DNA ligase was allowed to act to carry out DNA ligation reaction.
得られたDNA0.2μgを用いて実施例3と同様にしてプロ
トプラスト法によりバチルス・ズブチリスPW10の形質転
換を行つた。プロトプラストを150μg/mlのカナマイシ
ンを含むDM3再生培地で再生させて、229株のカナマイシ
ン耐性(Kmr)の形質転換体を得た。Using 0.2 μg of the obtained DNA, Bacillus subtilis PW10 was transformed by the protoplast method in the same manner as in Example 3. Protoplasts were regenerated in DM3 regeneration medium containing 150 μg / ml of kanamycin to obtain 229 strains resistant to kanamycin (Km r ).
これら229株の形質転換体を10μg/mlのカナマイシンを
含むカゼインプレートにレプリカして37℃で16時間培養
すると4株のハローを形成する株が得られた。These 229 transformants were replicated on a casein plate containing 10 μg / ml kanamycin and cultured at 37 ° C. for 16 hours to obtain 4 halo-forming strains.
これらの4株の保有するプラスミドを調べるとすべて6.
3kbのプラスミドを保有していた。これらのうちの1株
の保有するプラスミドをpULP354(第6図参照)と命名
した。Examining the plasmids carried by these 4 strains all 6.
It carried a 3 kb plasmid. The plasmid possessed by one of these strains was designated as pULP354 (see FIG. 6).
このプラスミドに挿入されている染色体DNA断片(第6
図における斜線部分)は前記(1)で得た組換えプラス
ミドpHLP352に挿入されている染色体DNA断片と同じもの
である。Chromosomal DNA fragment inserted in this plasmid (6th
The shaded portion in the figure) is the same as the chromosomal DNA fragment inserted in the recombinant plasmid pHLP352 obtained in (1) above.
pULP354を保有するバチルス・ズブチリスPW10(pULP35
4)には微工研菌寄第9182号として工業技術院微生物工
業技術研究所に寄託されている。Bacillus subtilis PW10 (pULP35 that owns pULP354
In 4), it has been deposited with the Institute of Microbial Science and Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, as Microbiology Research Institute No. 9182.
実施例5 縮小組換えプラスミドを保有するバチルス・ズブチリス
形質転換体によるアルカリ性プロテアーゼの生成 バチルス・リケニホルミスHP19611、バチルス・ズブチ
リスPW10、ベクタープラスミドpHY300PLKを保有するバ
チルス・ズブチリスPW10(pHY300PLK)、縮小組換えプ
ラスミドpHLP352を保有するバチルス・ズブチリスPW10
(pHLP352)、ベクタープラスミドpUB110を保有するバ
チルス・ズブチリスPW10(pUB110)および縮小組換えプ
ラスミドpULP354を保有するバチルス・ズブチリスPW10
(pULP354)をそれぞれニユートリエントブロス20mlを
含む100ml容三角フラスコに接種し、37℃で24時間およ
び48時間振とう培養した。pHY300PLKおよびpHLP352を保
有する菌株の培地には20μg/mlのテトラサイクリンを、
またpUB110およびpULP354を保有する菌株の培地には10
μg/mlのカナマイシンを加えた。Example 5 Production of alkaline protease by Bacillus subtilis transformant carrying reduced recombinant plasmid Bacillus licheniformis HP19611, Bacillus subtilis PW10, Bacillus subtilis PW10 (pHY300PLK) carrying vector plasmid pHY300PLK, reduced recombinant plasmid pHLP352 Bacillus subtilis PW10
(PHLP352), Bacillus subtilis PW10 carrying the vector plasmid pUB110 (pUB110) and Bacillus subtilis PW10 carrying the reduced recombinant plasmid pULP354.
Each of (pULP354) was inoculated into a 100 ml Erlenmeyer flask containing 20 ml of Nutrient Broth and shake-cultured at 37 ° C. for 24 hours and 48 hours. 20 μg / ml tetracycline was added to the medium of the strain having pHY300PLK and pHLP352,
In addition, the medium of strains harboring pUB110 and pULP354 contains 10
μg / ml kanamycin was added.
得られた培養液を遠心分離し、その上清のプロテアーゼ
活性を測定した。プロテアーゼ活性はカゼインを基質と
して用いるUeharaらの方法〔H.Uehara etal.:J.Bacteri
ol.,119,82(1974)〕に従い、37℃でpH7.0およびpH10.
0で測定し、1分間に1μgのチロシンを遊離する酵素
量を1ユニツトとして活性を表示した。第1表に結果を
示す。The obtained culture solution was centrifuged, and the protease activity of the supernatant was measured. The protease activity was determined by the method of Uehara et al. [H. Uehara et al .: J. Bacteri] using casein as a substrate.
ol., 119 , 82 (1974)], pH 7.0 and pH 10.
It was measured at 0, and the activity was expressed by setting the amount of enzyme that releases 1 μg of tyrosine per minute as 1 unit. The results are shown in Table 1.
第1表に示されるように縮小組換えプラスミドを保有す
る2種の形質転換体はいずれも宿主であるバチルス・ズ
ブチリスPW10やベクタープラスミドを保有する菌株に比
較して顕著に高いアルカリ性プロテアーゼを生産した。
特にバチルス・ズブチリス(pULP354)は、DNA供与体で
あるバチルス・リケニホルミスHP19611を上回るアルカ
リ性プロテアーゼ生産性を示した。 As shown in Table 1, both of the two transformants carrying the reduced recombinant plasmid produced significantly higher alkaline proteases than the host Bacillus subtilis PW10 and the strain carrying the vector plasmid. .
In particular, Bacillus subtilis (pULP354) showed higher alkaline protease productivity than the DNA donor Bacillus licheniformis HP19611.
次にバチルス・ズブチリスPW10(pHLP352)、バチルス
・ズブチリスPW10(pULP354)およびバチルス・リケニ
ホルミスHP19611の培養上清を抗原として、市販のアル
カリ性プロテアーゼであるズブチリシン・カールスベル
グ(Sigma社製)に対する抗血清を用いた免疫二重拡散
法によるプロテアーゼの同定を行つたところ、各菌株の
産生するプロテアーゼの沈降線は互いに融合し、これら
の形質転換体の産生するプロテアーゼはバチルス・リケ
ニホルミス型のものであることが確められた。Next, using the culture supernatant of Bacillus subtilis PW10 (pHLP352), Bacillus subtilis PW10 (pULP354) and Bacillus licheniformis HP19611 as an antigen, an antiserum against a commercially available alkaline protease, subtilisin Carlsberg (manufactured by Sigma) was used. When the identification of the protease by the immuno-double diffusion method was carried out, the precipitation lines of the proteases produced by each strain were fused to each other, and it was confirmed that the proteases produced by these transformants were Bacillus licheniformis type. Was messed up.
なお、縮小組換えプラスミドpHLP352に挿入されている
2.0kbの染色体DNA断片をプローブとして、バチルス・リ
ケニホルミスHP19611の染色体DNAをSmaIとBglIIで切断
して得られる断片に対してサザン・ハイブリダイゼーシ
ヨンを行うと、2.0kbの断片にハイブリダイズが認めら
れ、pHLP352の挿入断片はバチルス・リケニホルミスHP1
9611の染色体DNAに由来するものであることが認められ
た。In addition, it has been inserted into the reduced recombinant plasmid pHLP352.
When a 2.0 kb chromosomal DNA fragment was used as a probe and Southern hybridization was performed on a fragment obtained by cleaving the chromosomal DNA of Bacillus licheniformis HP19611 with SmaI and BglII, hybridization was observed with the 2.0 kb fragment. And the insert of pHLP352 is Bacillus licheniformis HP1.
It was confirmed to be derived from 9611 chromosomal DNA.
前記の結果より、縮小組換えプラスミドpHLP352あるい
はpULP354に挿入されている2.0kbの染色体DNA断片に
は、バチルス・リケニホルミスHP19611のアルカリ性プ
ロテアーゼの全領域が含まれていることが明らかとなつ
た。From the above results, it was revealed that the 2.0 kb chromosomal DNA fragment inserted into the reduced recombinant plasmid pHLP352 or pULP354 contains the entire alkaline protease region of Bacillus licheniformis HP19611.
実施例6 バチルス・リケニホルミスHP19611のアルカリ性プロテ
アーゼ遺伝子の塩基配列の決定 バチルス・リケニホルミスHP19611のアルカリ性プロテ
アーゼ遺伝子の塩基配列は、実施例2で得られた2種の
組換えプラスミドpLP3およびpLP35の挿入断片の塩基配
列から決定された。Example 6 Determination of the nucleotide sequence of the alkaline protease gene of Bacillus licheniformis HP19611 The nucleotide sequence of the alkaline protease gene of Bacillus licheniformis HP19611 is the same as that of the insert fragments of the two recombinant plasmids pLP3 and pLP35 obtained in Example 2. It was determined from the sequence.
実施例2で得られた形質転換体エシエリヒア・コリLE39
2(pLP3)およびエシエリヒア・コリLE392(pLP35)を
それぞれ実施例1(5)と同様に培養して精製プラスミ
ドをそれぞれpLP3 1.2mgおよびpLP35 0.7mg得た。The transformant Escherichia coli LE39 obtained in Example 2
2 (pLP3) and Escherichia coli LE392 (pLP35) were cultured in the same manner as in Example 1 (5) to obtain purified plasmids of pLP3 1.2 mg and pLP35 0.7 mg, respectively.
pLP3 30μgに、60ユニツトのEcoRI、60ユニツトのBglI
IおよびEcoRI反応緩衝液を加えた反応液300μlを37℃
で3時間保持してDNAを切断したのち、750μlのエタノ
ールを加えてDNAを沈殿させた。遠心分離により沈殿を
回収し、150μlのTE緩衝液に溶解して実施例2(1)
と同様にアガロースゲル電気泳動で分画して1.2kbのEco
RI-BglII断片約4μgを得た。pLP3 30 μg, 60 units EcoRI, 60 units BglI
Add 300 μl of reaction solution containing I and EcoRI reaction buffer to 37 ℃
After the DNA was cleaved by keeping it for 3 hours, 750 μl of ethanol was added to precipitate the DNA. The precipitate was recovered by centrifugation, dissolved in 150 μl of TE buffer, and used in Example 2 (1).
Fractionation by agarose gel electrophoresis in the same manner as in 1.2 kb Eco
About 4 μg of RI-BglII fragment was obtained.
一方、pLP35 30μgに60ユニツトのSmaIとSmaI反応緩衝
液を加えた反応液300μlを37℃で3時間保持したの
ち、60ユニツトのBglIIと30μlの10倍濃度のBglII反応
緩衝液を加えてさらに37℃で3時間保持してDNAを切断
した。以後前記pLP35の場合と同様に分画して0.8kbのSm
aI-EcoRI断片約2μgを得た。On the other hand, after 300 μl of a reaction solution obtained by adding 60 units of SmaI and SmaI reaction buffer to 30 μg of pLP35 and kept at 37 ° C. for 3 hours, 60 units of BglII and 30 μl of 10 times concentration of BglII reaction buffer were added and further 37 The DNA was cleaved by holding at 3 ° C for 3 hours. Thereafter, fractionation was carried out in the same manner as in the case of pLP35, and 0.8 kb
About 2 μg of aI-EcoRI fragment was obtained.
このようにして得られた両断片の塩基配列を、M13ジデ
オキシ−チエインターミネーシヨン法〔J.Messing:Meth
ods in Enzymol.,101,20,Academic Press,New York(19
83);F.Sanger:Science,214,1205(1981)〕に従つ決定
した。The nucleotide sequences of both fragments thus obtained were analyzed by the M13 dideoxy-thie termination method [J. Messing: Meth
ods in Enzymol., 101 , 20, Academic Press, New York (19
83); F. Sanger: Science, 214 , 1205 (1981)].
前記2種の断片およびそれらをさらに制限酵素San3AI,H
aeIII,AluIで切断して得られる断片をM13フアージmp18
あるいはmp19に連結して、エシエリヒア・コリJM109
(後記のM13シークエンシングキツトの付属品として購
入される)を形質転換して多数の組換えフアージを得
た。Said two fragments and their further restriction enzymes San3AI, H
The fragment obtained by digesting with aeIII and AluI is M13 phage mp18
Or connect it to mp19, Escherichia coli JM109
(Purchased as an accessory to the M13 sequencing kit described below) was transformed to obtain a large number of recombinant phages.
一方、2×TY培地(バクトトリプトン1.6wt%、酵母エ
キス1wt%、NaCl0.5wt%、pH7.4)中で37℃で一晩培養
した前培養液15μlを、1.5mlの2×TY培地に植菌した
ものに、前記の組換えフアージのプラークを移植して37
℃で5時間培養後、遠心分離によりフアージ粒子を含む
上清を得た。On the other hand, 15 μl of the preculture liquid which was cultured overnight at 37 ° C. in 2 × TY medium (1.6 wt% bactotryptone, 1 wt% yeast extract, 0.5 wt% NaCl, pH 7.4) was added to 1.5 ml of 2 × TY medium. The recombinant plaques of the above-mentioned recombinant phage were transplanted into the
After culturing at 5 ° C. for 5 hours, centrifugation was performed to obtain a supernatant containing fare particles.
この上清1mlに20wt%ポリエチレングリコール6000-2.5M
NaClを0.2ml加えて15分間放置してフアージを沈殿させ
た。遠心分離により沈殿を回収し、100μlのTE緩衝液
に懸濁後、50μlのフエノール(TE緩衝液飽和)を加え
て良く混合してDNAを抽出した。遠心分離により水層を
回収し、これに1/10容の3M酢酸ナトリウムと2倍容のエ
タノールを加えてDNAを沈殿させた。遠心分離により沈
殿を回収し、乾燥後30μlのTE緩衝液に溶解して一本鎖
のフアージDNA溶液(DNA量1〜2μg)を得た。20 ml of polyethylene glycol 6000-2.5M in 1 ml of this supernatant
0.2 ml of NaCl was added and the mixture was allowed to stand for 15 minutes to precipitate the charge. The precipitate was collected by centrifugation, suspended in 100 μl of TE buffer, added with 50 μl of phenol (saturated with TE buffer) and mixed well to extract DNA. The aqueous layer was recovered by centrifugation, and 1/10 volume of 3M sodium acetate and 2 volumes of ethanol were added thereto to precipitate the DNA. The precipitate was recovered by centrifugation, dried and then dissolved in 30 μl of TE buffer to obtain a single-stranded forage DNA solution (DNA amount: 1 to 2 μg).
この一本鎖DNAとM13シークエンスキツト(宝酒造製)お
よびα32P‐dCTP(410Ci/mmol,Amersham社製)を用いて
相補鎖の合成反応を行つた。ホルムアミド色素溶液〔95
Vol%ホルムアミド、0.1wt%キシレンシアノール、0.1w
t%ブロムフエノールブルー〕を加えて反応停止後、3
分間煮沸、急冷し、8%ポリアクリルアミドゲルを用い
て電気泳動を行つた。電気泳動を行つた後、ゲルを乾燥
させオートラジオグラフイーを行い、オートラジオグラ
ム上の塩基配列を解析して各断片の塩基配列を決定した
のち、これらを連結してアルカリ性プロテアーゼ遺伝子
の塩基配列を決定した。この結果得られた塩基配列を第
7図に示す。Using this single-stranded DNA, M13 sequence kit (Takara Shuzo) and α 32 P-dCTP (410 Ci / mmol, Amersham), a complementary strand was synthesized. Formamide dye solution [95
Vol% formamide, 0.1wt% xylene cyanol, 0.1w
3% after stopping the reaction by adding t% bromphenol blue]
It was boiled for a minute, rapidly cooled, and electrophoresed using an 8% polyacrylamide gel. After electrophoresis, the gel was dried and autoradiographed.The base sequence of each fragment was determined by analyzing the base sequence on the autoradiogram.Then, they were ligated and the base sequence of the alkaline protease gene was determined. It was determined. The base sequence obtained as a result is shown in FIG.
ここに得られた結果によれば、224番目から1360番目に
ポリペプチドをコードする領域があるが、この領域内で
ヤコブスらの報告したバチルス・リケニホルミスNCIB68
16の遺伝子と7ケ所の塩基の相違があつた。すなわち、
HP19611株のアルカリ性プロテアーゼ遺伝子における268
番目、733番目、793番目、795番目、820番目、842番目
および910番目の塩基がそれぞれNCIB6816株の遺伝子で
はA→C、G→A、G→A、A→G、G→A、T→A、
C→Tとなつている。また、終止コドン(1361番目から
1363番目のTAA)の下流域の1388番目のAはNCIB6816株
の遺伝子では欠除している。さらに、最も大きな相違は
NCIB6816株からクローニングされた遺伝子に欠如してい
た1番目から115番目までの115塩基対が本発明でクロー
ニングされたHP19611株のアルカリ性プロテアーゼ遺伝
子には付加されていることである。この領域の欠如して
いるNCIB6816株の遺伝子ではアルカリ性プロテアーゼが
発現せず、この領域が付加されているHP19611の遺伝子
では実施例5に示されたようにアルカリ性プロテアーゼ
が発現することから、この領域が遺伝子の発現に不可欠
の領域であると考えられる。また、タンパク合成の開始
に必要なリボゾーム結合領域と思われる配列(GGAGG)
が209番目から213番目に見い出され、メツセンジヤーRN
A合成の開始に必要な−35領域及び−10領域と思われる
配列がそれぞれ149番目から154番目(TTAACA)および17
2番目から177番目(TATATT)に見い出される。したがつ
て、バチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロテアー
ゼ遺伝子の発現に必要なプロモーター領域は1番目から
208番目までの領域に存在し、プロモーターの全領域を
含むDNAとはこの領域の全部を含むDNAの他、この領域の
一部を欠如させたものであつてもアルカリ性プロテアー
ゼを発現させる能力を保持しているような領域を含むDN
Aを言う。また、1389番目から1419番目には転写の終結
部位に見られるステムーループ構造をとることのできる
配列をもつターミネーター構造が見られる。According to the results obtained here, there is a region encoding the polypeptide from the 224th position to the 1360th position. In this region, Bacillus licheniformis NCIB68 reported by Jacobs et al.
There were 16 bases and 7 base differences. That is,
268 in the alkaline protease gene of HP19611 strain
The 733th, 793th, 793th, 795th, 820th, 842nd and 910th bases are respectively A → C, G → A, G → A, A → G, G → A, T → in the gene of NCIB6816 strain. A,
C → T. In addition, stop codon (from 1361th
The 1388th A in the downstream region of the 1363th TAA) is deleted in the NCIB6816 strain gene. And the biggest difference is
The 115 base pairs from the 1st to the 115th, which were lacking in the gene cloned from NCIB6816 strain, were added to the alkaline protease gene of HP19611 strain cloned by the present invention. Since the alkaline protease is not expressed in the NCIB6816 strain gene lacking this region, and the alkaline protease is expressed in the HP19611 gene in which this region is added as shown in Example 5, this region is It is considered to be an essential region for gene expression. In addition, a sequence (GGAGG) that seems to be a ribosome binding region required for initiation of protein synthesis
Were found from 209th to 213th, Metssenjier RN
Sequences believed to be the −35 and −10 regions required for initiation of A synthesis are 149 to 154 (TTAACA) and 17 respectively.
It is found from the 2nd to the 177th (TATATT). Therefore, the promoter region required for the expression of the Bacillus licheniformis alkaline protease gene is
It exists in the region up to the 208th position, and the DNA containing the entire promoter region retains the ability to express alkaline protease even if it lacks a part of this region in addition to the DNA containing the entire region. DNs that include areas like
Say A. In addition, a terminator structure having a sequence capable of forming a stem-loop structure found at the transcription termination site is found at positions 1389 to 1419.
なお、224番目から1360番目のポリペプチドをコードす
る領域のうち539番目以降の配列から導かれるアミノ酸
配列は5個のアミノ酸を除いて文献〔M.Ottersen,I.Sve
ndsen:Methods in Enzymology,19,199,Academic Press,
New York(1979)〕に報告されているズブチリシン・カ
ールスバーグのアミノ酸配列と一致していることから53
9番目から1360番目までが成熟タンパクをコードしてい
る領域と判断される。したがつて224番目から538番目ま
でが分泌に関与する領域であると思われる。In addition, the amino acid sequence derived from the sequence from the 539th sequence in the region encoding the 224th to 1360th polypeptides is excluded from the literature [M. Ottersen, I. Sve.
ndsen: Methods in Enzymology, 19 , 199, Academic Press,
New York (1979)], which is identical with the amino acid sequence of subtilisin Carlsberg reported in 53.
The 9th to 1360th regions are considered to be the regions encoding the mature protein. Therefore, it seems that the 224th to 538th regions are involved in secretion.
バチルス・リケニホルミスのアルカリ性プロテアーゼ遺
伝子の発現に必要なプロモーターの全領域を含むアルカ
リ性プロテアーゼ遺伝子が挿入された組換えプラスミド
ならびにこの組換えプラスミド形質転換されたバチルス
属細菌が得られたことによつて、アルカリ性プロテアー
ゼの生産に際して、アルカリ性プロテアーゼの生産能を
特異的に高めるような培養を行うことが可能となり、こ
れに伴いアルカリ性プロテアーゼの精製も容易に行うこ
とが可能となつた。A recombinant plasmid having an alkaline protease gene containing the entire region of the promoter required for the expression of the Bacillus licheniformis alkaline protease gene and a recombinant Bacillus bacterium transformed with this recombinant plasmid were obtained. During the production of the protease, it became possible to carry out culture so as to specifically enhance the alkaline protease production ability, and along with this, it was possible to easily purify the alkaline protease.
また、アルカリ性プロテアーゼ遺伝子のプロモーター領
域ならびにタンパクの分泌に関与する領域を含む遺伝子
が単離され、その塩基配列が明らかにされたことによつ
て、この領域の下流域に隣接して成長ホルモンなどの有
用タンパク質のアミノ酸配列に対応する塩基配列をもつ
DNA断片を連結した組換えプラスミドを構築することが
可能となり、この組換えプラスミドを安全性の高いバチ
ルス属細菌に導入した形質転換体を培養することによつ
て該有用タンパク質の大量分泌生産を安全に実施するこ
とが可能となつた。In addition, a gene containing a promoter region of the alkaline protease gene and a region involved in protein secretion was isolated, and its nucleotide sequence was clarified. Has a nucleotide sequence corresponding to the amino acid sequence of a useful protein
It becomes possible to construct a recombinant plasmid in which DNA fragments are ligated, and by culturing a transformant in which this recombinant plasmid is introduced into a highly safe Bacillus bacterium, it is possible to safely secrete large-scale production of the useful protein. It is possible to carry out
第1図は組換えプラスミドpAMP3の制限酵素地図、第2
図は組換えプラスミドpLP3の制限酵素地図、第3図は組
換えプラスミドpLP35の制限酵素地図、第4図は組換え
プラスミドpHLP351の構築方法を説明する模式図、第5
図は組換えプラスミドpHLP352の構築方法を説明する模
式図、第6図は組換えプラスミドpULP354の構築方法を
説明する模式図、第7図はバチルス・リケニホルミスHP
19611のアルカリ性プロテアーゼ遺伝子の全領域を含むD
NAの塩基配列を示す図である。 なお、第1図から第6図において、一本線部分はベクタ
ープラスミドの領域、二本線部分は染色体DNAに由来す
る領域、矢印はベクタープラスミド上の薬剤耐性遺伝子
の存在する領域を示す。Figure 1 is a restriction map of recombinant plasmid pAMP3, 2
The figure shows the restriction map of the recombinant plasmid pLP3, Fig. 3 shows the restriction map of the recombinant plasmid pLP35, and Fig. 4 is a schematic diagram explaining the construction method of the recombinant plasmid pHLP351.
Fig. 6 is a schematic diagram for explaining the construction method of the recombinant plasmid pHLP352, Fig. 6 is a schematic diagram for explaining the construction method of the recombinant plasmid pULP354, and Fig. 7 is Bacillus licheniformis HP.
D containing the entire region of the 19611 alkaline protease gene
It is a figure which shows the base sequence of NA. In FIGS. 1 to 6, the single-lined portion indicates the region of the vector plasmid, the double-lined portion indicates the region derived from the chromosomal DNA, and the arrow indicates the region where the drug resistance gene is present on the vector plasmid.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:125) (C12N 15/09 ZNA C12R 1:10) (C12N 9/56 C12R 1:19) C12R 1:125) (C12N 15/00 ZNA A C12R 1:10) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display area C12R 1: 125) (C12N 15/09 ZNA C12R 1:10) (C12N 9/56 C12R 1:19) ) C12R 1: 125) (C12N 15/00 ZNA A C12R 1:10)
Claims (1)
ロテアーゼ遺伝子において、アルカリ性プロテアーゼを
発現させる能力を有する、下記のヌクレオチド配列から
なるプロモータ領域を有することを特徴とする新規な遺
伝子DNA。 1. A novel gene DNA of Bacillus licheniformis alkaline protease gene, which has a promoter region having the following nucleotide sequence and having an ability to express alkaline protease.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62047637A JPH0787790B2 (en) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | METHOD FOR PRODUCING NOVEL GENE DNA AND ALKALINE PROTEASE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62047637A JPH0787790B2 (en) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | METHOD FOR PRODUCING NOVEL GENE DNA AND ALKALINE PROTEASE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63214187A JPS63214187A (en) | 1988-09-06 |
| JPH0787790B2 true JPH0787790B2 (en) | 1995-09-27 |
Family
ID=12780752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62047637A Expired - Lifetime JPH0787790B2 (en) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | METHOD FOR PRODUCING NOVEL GENE DNA AND ALKALINE PROTEASE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0787790B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2666561B2 (en) * | 1990-03-27 | 1997-10-22 | キッコーマン株式会社 | Mutant firefly luciferase, mutant firefly luciferase gene, novel recombinant DNA, and method for producing mutant firefly luciferase |
| CA2069147A1 (en) * | 1991-05-22 | 1992-11-23 | Kazuaki Kitano | Dna and its use |
| DE102012201297A1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-01 | Basf Se | expression methods |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6112287A (en) * | 1984-06-26 | 1986-01-20 | Lion Corp | Recombinant dna, its preparation, bacterial strain containing same, preparation of exocytic secretion enzyme using same, and dna for promoting secretion of exocytic enzyme |
| DE3527913A1 (en) * | 1985-08-03 | 1987-02-12 | Henkel Kgaa | ALKALINE PROTEASE, METHOD FOR PRODUCING HYBRID VECTORS AND GENETICALLY TRANSFORMED MICROORGANISMS |
-
1987
- 1987-03-04 JP JP62047637A patent/JPH0787790B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63214187A (en) | 1988-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Recsei et al. | Cloning, sequence, and expression of the lysostaphin gene from Staphylococcus simulans. | |
| Nakano et al. | Isolation and characterization of sfp: a gene that functions in the production of the lipopeptide biosurfactant, surfactin, in Bacillus subtilis | |
| Yang et al. | Identification of the pleiotropic sacQ gene of Bacillus subtilis | |
| EP0244042B1 (en) | Secretory signal selection vectors for extracellular protein synthesis in bacilli | |
| JPH0829091B2 (en) | Method for producing hybrid PMA sequence and vector used in the method | |
| Yamagata et al. | Cloning and characterization of the 5'region of the cell wall protein gene operon in Bacillus brevis 47 | |
| JPS6232888A (en) | Preparation of alkaline protease, hybrid vector and form converting bacteria | |
| CA2038706A1 (en) | Bacterial vectors | |
| US5175101A (en) | Recombinant restriction enzyme sau3ai | |
| WO1984000774A1 (en) | Staphylococcal protein a coding gene (dna) fragment comprising a signal dna sequence, a process for its preparation and a microorganism transformed therewith | |
| JPH01108978A (en) | Molecular cloning and manifestation of neutral protease gene | |
| EP0149241B1 (en) | Dna base sequence containing regions involved in the production and secretion of a protein, recombinant dna including the whole or a part of the dna base sequence, and method of producing proteins by use of the recombinant dna | |
| Zaghloul et al. | Translational coupling in Bacillus subtilis of a heterologous Bacillus subtilis-Escherichia coli gene fusion | |
| JPH0787790B2 (en) | METHOD FOR PRODUCING NOVEL GENE DNA AND ALKALINE PROTEASE | |
| EP0196375B1 (en) | Gene coding for signal peptides and utilization thereof | |
| JP2777805B2 (en) | Isoamylase structural gene | |
| EP0179025B1 (en) | Method for the production of neutral protease | |
| JPH05284973A (en) | Recombinant plasmid and process for secreting and producing foreign protein using the plasmid as vector | |
| EP0162725B1 (en) | Chimeric plasmid vector | |
| JPS63102684A (en) | Gene and use thereof | |
| Declerck et al. | Integration, amplification and expression of the Bacillus licheniformis α-amylase gene in Bacillus subtilis chromosome | |
| Ebisu et al. | Production of a fungal protein, Taka-amylase A, by protein-producing Bacillus brevis HPD31 | |
| JP2500311B2 (en) | Protein production method | |
| JPS5978690A (en) | Novel plasmid derived from highly thermophilic bacterium | |
| JPH0824586B2 (en) | Novel DNA and method for producing protein using the same |