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タイトル:特許公報(B2)_アミノヒドロキシ安息香酸類の製造方法
出願番号:2010519837
年次:2014
IPC分類:C12N 15/09,C12P 13/00,C12P 7/40,C08G 73/22,C12R 1/15


特許情報キャッシュ

鈴木 基孝 横山 敬一 菊池 慶実 JP 5445453 特許公報(B2) 20140110 2010519837 20090707 アミノヒドロキシ安息香酸類の製造方法 味の素株式会社 000000066 酒井 宏明 100089118 寺崎 直 100113398 香島 拓也 100113103 鈴木 基孝 横山 敬一 菊池 慶実 JP 2008178665 20080709 20140319 C12N 15/09 20060101AFI20140227BHJP C12P 13/00 20060101ALI20140227BHJP C12P 7/40 20060101ALI20140227BHJP C08G 73/22 20060101ALI20140227BHJP C12R 1/15 20060101ALN20140227BHJP JPC12N15/00 AC12P13/00C12P7/40C08G73/22C12P13/00C12R1:15 C12N 15/00 C12P 7/40 C12P 13/00 JSTPlus/JMEDPlus/JST7580(JDreamIII) BIOSIS/MEDLINE/WPIDS/WPIX(STN) 特開2004−283163(JP,A) 特開2004−261150(JP,A) 特開2003−159065(JP,A) SUZUKI,H. et al,Novel benzene ring biosynthesis from C3 and C4 primary metabolites by two enzymes,J. Biol. Chem.,2006年,Vol.281, No.48,p.36944-51 9 JP2009062650 20090707 WO2010005099 20100114 73 20120425 飯室 里美 本発明は、アミノヒドロキシ安息香酸類の製造方法に関する。さらに詳しくは、染料、農薬、医薬品その他有機合成品の中間体や、高性能耐熱性高分子ポリベンゾオキサゾールのモノマーとして有用な、アミノヒドロキシ安息香酸類を簡便安価に製造する方法に関する。具体的には、ジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドを基質として、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を合成する酵素活性を有するコリネ型細菌を用いて、3−アミノ−4−ヒドロキシ芳香族カルボン酸類を製造する方法を提供する。 本発明は、さらに、アミノヒドロキシ安息香酸類から、ポリベンゾオキサゾールポリマーを製造する方法に関する。 従来、染料、農薬、医薬品その他有機合成品の中間体や、ポリベンゾオキサゾールのモノマーとして有用であるアミノヒドロキシ安息香酸類の製造方法としては、アミノヒドロキシ安息香酸類が3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸の場合、原料である4−ヒドロキシ安息香酸やそのエステルを硝酸でニトロ化して3−ニトロ−4−ヒドロキシ安息香酸やその誘導体とし、その後、該中間体のニトロ基をパラジウムカーボンなどの還元剤で還元し、リン酸塩として単離する方法(特許文献1参照)が知られている。また原料として4−ハロ安息香酸やそのエステルをもちいた場合、硝酸でニトロ化して3−ニトロ−4−クロロ安息香酸を得た後、ハロ基をアルカリ金属水酸化物で処理して3−ニトロ−4−ヒドロキシ安息香酸としこれを還元する方法(特許文献2参照)も知られている。 しかしながら、これらの方法ではいずれもニトロ化の際に生成するポリニトロ化物の危険性を回避するため、また生成物の純度を向上させるために単離、精製などの反応操作が数段階におよびコスト高になるという問題がある。また異性体生成による収率の大幅な低下といった問題点もある。 また、アミノヒドロキシ安息香酸類中の不純物の存在は、ポリマー形成反応を妨げることが知られている。 ポリベンゾオキサゾール類は、高強度の特性を有する剛性ポリマーとしてよく知られており、プリント配線板用フィルム、半導体素子の保護膜などの用途が考えられている。しかし、化学触媒を用いた従来の製造方法は危険な触媒を用いた過激な反応であり、しかもモノマー前駆体の純度の高い安価な製造方法がないことが、これらポリマーの実用化を遅らせている原因となっている。 3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸について、各種の化学合成法が報告されている。合成法では多段階の反応が必要となるためコスト高となり、製造に不適である。 一般に、化学的合成法に比べて生合成による物質生産はいくつかの利点が挙げられる。例えば、安価で再生可能な原料の使用、温和な反応条件下で合成が可能であることである。 微生物等の生合成反応を利用し、アミノヒドロキシ安息香酸類を生産する方法が知られている。例えば、放線菌が3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸を生合成することが報告されている(非特許文献1参照)。しかしながら、この3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸は弱酸性からアルカリ性付近において不安定であるため、培養液中で酸化されダイマー化しやすく、収率が低くなるという問題がある。また、2−アミノ−3−ヒドロキシ安息香酸(3−ヒドロキシアントラニル酸)も放線菌の培養により得られることが知られている(例えば、特許文献3参照)。この場合は培養によって2−アミノ−3−ヒドロキシ安息香酸が直接生産されるのではなく、2,3−ジヒドロキシ−3−アントラニル酸を培養により得て、それをパラジウムカーボン触媒により脱水素反応させることにより製造するものである。ここで使用されるパラジウムカーボン触媒は高価であり、しかも反応を効率的に行うには多くの触媒量が必要となることから、工業的には不適である。 最近、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類の生合成に関与する遺伝子が放線菌より見出され、その生合成経路が明らかにされた。具体的には、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸は、ジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドを基質として、アミノ基を持ったC4化合物とC3あるいはC4化合物との炭素−炭素結合反応を触媒する酵素であるGriIとC7化合物の環化あるいはC8化合物の脱炭酸を伴った環化を触媒する酵素であるGriHとによって2段階で生合成されることが解明された(非特許文献2)。また、griI遺伝子とgriH遺伝子を組み込んだ組換えベクターを用いて形質転換した放線菌の一種である、ストレプトマイセス・リビダンスが、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸を生産することも知られている(特許文献4参照)。しかしながら、生産培地の組成、培養方法等の検討にも関わらず、その生産性は、培地あたり最高でも5g/Lと、実用生産には未だ課題が多い。また、得られた3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸は、生合成の過程でできるアセチル化体との混合物であり、脱アセチル化処理が不可避であった。これらの問題点により、生合成法による効率的な製造プロセスが確立されたとは言えない状況である。特許第3354568号特公平8−11745号公報特開平7−309946号公報特開2004−283163号公報YongfuLi et.al Tetrahedron Lette rs、41、p5181−5185(2000)J.Biol.Chem.,281,48,36944−36951,2006 本発明は、かかる従来技術の現状に鑑みてなされたものであり、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸などのアミノヒドロキシ安息香酸類を簡便安価に製造する方法を提供することを目的とするものである。 本発明者らは、上記課題を解決することを主な目的として鋭意検討を重ねた。その結果、フィードバック阻害を解除した変異型アスパルトキナーゼをコードする遺伝子を有し、griI遺伝子とgriH遺伝子を組み込んだ組換えベクターで形質転換したコリネ型細菌を培養することにより、アセチル化されていない3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸を大量生産する方法を見出し、本発明を完成するにいたった。 すなわち本発明は、以下の発明を提供するものである。(1)フィードバック阻害を解除した変異型アスパルトキナーゼをコードする遺伝子を有し、ジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドから3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸を生成する活性を有するタンパク質をコードするDNAを組み込んだ組換えベクターで形質転換したコリネ型細菌を培養する工程を含む、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類の製造方法。(2)前記コリネ型細菌が、変異型アスパルトキナーゼをコードする遺伝子の発現が強化されたコリネ型細菌である、(1)に記載の方法。(3)前記コリネ型細菌が、ピルビン酸カルボキシラーゼ遺伝子の発現を強化したコリネ型細菌である、(1)又は(2)に記載の方法。(4)前記DNAがgriI遺伝子およびgriH遺伝子を含む、(1)〜(3)のいずれかに記載の方法。(5)前記griI遺伝子およびgriH遺伝子が放線菌由来である、(1)〜(4)のいずれかに記載の方法。(6)前記コリネ型細菌が、コリネバクテリウム・グルタミカムである、(1)〜(5)のいずれかに記載の方法。(7)(1)〜(6)のいずれかに記載の方法により製造した3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類をポリマー化する工程を有する、ポリベンゾオキサゾールポリマーの製造方法。griI遺伝子ホモログ並びに共通配列のアラインメントを示す図。griI遺伝子ホモログ並びに共通配列のアラインメントを示す図(続き)。griH遺伝子ホモログ並びに共通配列のアラインメントを示す図。griH遺伝子ホモログ並びに共通配列のアラインメントを示す図(続き)。コリネバクテリウム・グルタミカムによる3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸の生産を示す図である。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明は、ジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドから、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸を生成する活性を有するタンパク質をコードするDNAを組み込んだ組換えベクターを用いて形質転換したコリネ型細菌を培養することによって3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を製造する方法に係るものである。 本発明における3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類には、以下の構造を有する3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸(以下、「3,4−AHBA」と略すことがある)並びにその誘導体およびその塩が含まれる。 誘導体としては、例えば、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸のカルボキシル基がアルデヒド化された3−アミノ−4−ヒドロキシベンズアルデヒドなども含まれる。塩としては、カルボン酸のアルカリ金属(ナトリウム、カリウム、リチウム)塩、アルカリ土類金属(カルシウム、マグネシウム)塩などの塩基塩および塩酸塩、硫酸塩、硝酸鉛、リン酸塩などの酸付加塩が例示される。<1>3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を生成する活性を有するタンパク質をコードするDNA 本発明に用いるDNAは、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類生合成に関与する遺伝子を含む。換言すると、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類の生合成を回復、付与、促進又は調節する機能を有する遺伝子を含むDNAである。 具体的には、本発明に用いるDNAは、ジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドから、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を生成する活性(以下、「3,4−AHBA生成活性」ともいう。)を有するタンパク質をコードするDNAを含む。当該DNAには、ジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドの炭素−炭素結合形成を触媒する酵素活性を有する蛋白質をコードする遺伝子、および、ジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドの炭素−炭素結合を形成させることによって得られたC7化合物の環化を触媒する酵素活性を有する蛋白質をコードする遺伝子が含まれる(特許文献4参照)。以下、両酵素活性をあわせて、3,4−AHBA生合成能ともいうことがある。 ジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドの炭素−炭素結合形成を触媒する酵素活性を有する蛋白質をコードする遺伝子としては、ストレプトマイセス・グリセウス由来のgriI遺伝子(配列番号8、9)、又は、griI遺伝子ホモログが挙げられる。griI遺伝子ホモログとしては、他の微生物に由来し、上記ストレプトマイセス・グリセウス由来の遺伝子と高い相同性を示し、同酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子をいう。そのような遺伝子は、配列番号8、9の配列を用いてBlast検索を行うことにより、相同性の高い遺伝子を探索することもできる。例えば、フランキア・エスピー由来のFructose−bisphosphate aldolase(Accession no.YP_483282、配列番号10,11)、同Fructose−bisphosphate aldolase(Accession no.YP_481172、配列番号12,13)、ストレプトマイセス・スカビエス由来のFructose−bisphosphate aldolase(http://www.sanger.ac.uk/cgi−bin/blast/submitblast/s_scabies、配列番号14、15)、バークホルデリア・エスピー383由来のfructose−bisphosphate aldolase(Accession no.Q39NQ9、配列番号16,17)、Methanococcus jannaschii由来のfructose−bisphosphate aldolase(Accession no.NP_247374、配列番号18、19)、エシェリヒア・コリ由来のdhnA遺伝子(Accession no.NC_000913、配列番号20、21)などが挙げられる(Journal of Biochemistry vol.281,NO.48,pp.36944−36951,supplementary data)。 ジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドの炭素−炭素結合を形成させることによって得られたC7化合物の環化を触媒する酵素活性を有する蛋白質をコードする遺伝子としては、ストレプトマイセス・グリセウス由来のgriH遺伝子(配列番号22、23)、又は、griH遺伝子ホモログが挙げられる。griH遺伝子ホモログとしては、他の微生物に由来し、上記ストレプトマイセス・グリセウス由来の遺伝子と高い相同性を示し、同酵素活性を有するタンパク質をコードする遺伝子をいう。そのような遺伝子は、配列番号22,23の配列を用いてBlast検索を行うことにより、相同性の高い遺伝子を探索することもできる。例えば、フランキア・エスピー由来の3−dehydroquinate synthase(Accession no.YP_483283、配列番号24、25)、同3−dehydroquinate synthase(Accession no.YP_481171、配列番号26、27)、バークホルデリア・エスピー383由来の3−dehydroquinate synthase(Accession no.YP_366552、配列番号28、29)、同3−dehydroquinate synthase(Accession no,YP_366553、配列番号30、31)、ストレプトマイセス・スカビエス由来の3−dehydroquinate synthase(〈http://www.sanger.ac.uk/cgi−bin/blast/submitblast/s_scabies〉、配列番号32、33)、Methanococcus jannaschii由来の3−dehydroquinate synthase(Accession no.NP_248244、配列番号34、35)などが挙げられる(Journal of Biochemistry vol.281,NO.48,pp.36944−36951,supplementary data)。また、griI遺伝子ホモログとしては、配列番号9、11、13、15、17、19又は21のアミノ酸配列に対して、90%以上、好ましくは95%以上、より好ましくは98%、特に好ましくは99%以上の相同性を有し、かつ、前述の酵素活性を有するタンパク質をコードするものが挙げられる。griH遺伝子ホモログとしては、配列番号23、25、27、29、31、33又は35のアミノ酸配列に対して、90%以上、好ましくは95%以上、より好ましくは98%、特に好ましくは99%以上の相同性を有し、かつ、前述の酵素活性を有するタンパク質をコードするものが挙げられる。アミノ酸配列および塩基配列の相同性は、例えばKarlin and AltschulによるアルゴリズムBLAST(Pro.Natl.Acad.Sci.USA,90,5873(1993))やFASTA(Methods Enzymol.,183,63(1990))を用いて決定することができる。このアルゴリズムBLASTに基づいて、BLASTNやBLASTXとよばれるプログラムが開発されている(〈http://www.ncbi.nlm.nih.govbi.nlm.nih.gov〉参照)。 配列番号9、11、13、15、17、19および21のアミノ酸配列のアラインメントを図1及び図2に、配列番号23、25、27、29、31、33および35のアミノ酸配列のアラインメントを図3及び図4に示す。また、これらのコンセンサス(共通)配列を配列番号36、37に示す。前記griI遺伝子ホモログには、配列番号36のアミノ酸配列をコードする遺伝子、griH遺伝子ホモログには配列番号37のアミノ酸配列をコードする遺伝子を含む。 griI遺伝子およびgriH遺伝子は、上記のとおり、既にいくつかの配列が明らかにされているので、それらの塩基配列に基づいて作製したプライマーを用いて得ることができる。例えば、配列番号1及び2に示すプライマーを用いて、ストレプトマイセス・グリセウスの染色体DNAを鋳型とするPCR法(PCR:polymerase chain reaction;White,T.J.et al.,Trends Genet.5,185(1989)参照)によって、ストレプトマイセス・グリセウスのgriIおよびgriHのコード領域と、その制御領域を含む隣接領域を同時に取得することができる。ストレプトマイセス・グリセウスの具体例としては、IFO13350(NRBC13350)株が挙げられる。同株は、独立行政法人製品評価技術基盤機構バイオロジカルリソースセンターから入手することができる(http://www.nbrc.nite.go.jp/e/gene−e.html)。他の微生物に由来するgriIまたはgriHのホモログも、同様にして取得され得る。 微生物の種や菌株によってgriI遺伝子やgriH遺伝子の塩基配列に差異が存在することがあるため、本発明の方法に用いるコリネ型細菌を得るために使用するgriI遺伝子は、配列番号9、11、13、15、17、19もしくは21、griH遺伝子は、配列番号23、25、27、29、31、33もしくは35のアミノ酸配列をコードする遺伝子に限られず、コリネ型細菌内で共に発現することにより、好ましくは発現を増強することにより、コリネ型細菌の3,4−AHBAの生産能を向上させることができる限り、それぞれ、配列番号9、11、13、15、17、19もしくは21、配列番号23、25、27、29、31、33もしくは35のアミノ酸配列において、1若しくは複数の位置での1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入又は付加等を含む配列を有するタンパク質をコードする変異体又は人為的な改変体であってもよい。ここで、「数個」とは、アミノ酸残基のタンパク質の立体構造における位置や種類によっても異なるが、好ましくは1から50個、さらに好ましくは1から20個、より好ましくは1から10個、特に好ましくは1から5個である。また、このようなアミノ酸の置換、欠失、挿入、付加、または逆位等には、griI遺伝子もしくはgriH遺伝子を保持する微生物の個体差、種の違いに基づく場合などの天然に生じる変異(mutant又はvariant)によって生じるものも含まれる。 上記置換は機能的に変化しない中性変異である保存的置換が好ましい。保存的変異とは、置換部位が芳香族アミノ酸である場合には、phe,trp,tyr間で、置換部位が疎水性アミノ酸である場合には、leu,ile,val間で、極性アミノ酸である場合には、gln,asn間で、塩基性アミノ酸である場合には、lys,arg,his間で、酸性アミノ酸である場合には、asp,glu間で、ヒドロキシル基を持つアミノ酸である場合には、ser,thr間でお互いに置換する変異である。より具体的には、保存的置換としては、alaからser又はthrへの置換、argからgln、his又はlysへの置換、asnからglu、gln、lys、his又はaspへの置換、aspからasn、glu又はglnへの置換、cysからser又はalaへの置換、glnからasn、glu、lys、his、asp又はargへの置換、gluからgly、asn、gln、lys又はaspへの置換、glyからproへの置換、hisからasn、lys、gln、arg又はtyrへの置換、ileからleu、met、val又はpheへの置換、leuからile、met、val又はpheへの置換、lysからasn、glu、gln、his又はargへの置換、metからile、leu、val又はpheへの置換、pheからtrp、tyr、met、ile又はleuへの置換、serからthr又はalaへの置換、thrからser又はalaへの置換、trpからphe又はtyrへの置換、tyrからhis、phe又はtrpへの置換、及び、valからmet、ile又はleuへの置換が挙げられる。 さらに、griI遺伝子およびgriH遺伝子は、それぞれ導入する宿主により、遺伝子の縮重性が異なるので、それぞれgriIおよびgriHが導入される宿主で使用しやすいコドンに置換したものでもよい。同様にgriI遺伝子およびgriH遺伝子は、双方の遺伝子の発現を増強することによりコリネ型細菌の3,4−AHBA生産能を向上させる機能を有する限り、N末端側、C末端側が延長したタンパク質、あるいは削られているタンパク質をコードする遺伝子でもよい。例えば延長・削除する長さは、アミノ酸残基で50以下、好ましくは20以下、より好ましくは10以下、特に好ましくは5以下である。より具体的には、N末端側50アミノ酸から5アミノ酸、又はC末端側50アミノ酸から5アミノ酸が延長又は削除されたタンパク質をコードする遺伝子でもよい。 このようなgriI遺伝子およびgriH遺伝子と相同な遺伝子は、例えば、部位特異的変異法によって、コードされるタンパク質の特定の部位のアミノ酸残基が置換、欠失、挿入または付加を含むように配列番号9、11、13、15、17、19もしくは21、および、配列番号23、25、27、29、31、33もしくは35のアミノ酸配列をコードする遺伝子を改変することによって取得することができる。また、以下のような従来知られている変異処理によっても取得され得る。変異処理としては、griI遺伝子もしくはgriH遺伝子をヒドロキシルアミン等でインビトロ処理する方法、および該遺伝子を保持する微生物、例えばコリネ型細菌を、紫外線またはN−メチル−N’−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(NTG)もしくはエチルメタンスルフォネート(EMS)等の通常変異処理に用いられている変異剤によって処理する方法、エラ−プローンPCR(Cadwell,R.C.PCR Meth.Appl.2,28(1992))、DNA shuffling(Stemmer,W.P.Nature 370,389(1994))、StEP−PCR(Zhao,H.Nature Biotechnol.16,258(1998))によって、遺伝子組換えにより人工的にgriI遺伝子もしくはgriH遺伝子に変異を導入して活性の高い酵素をコードする遺伝子を取得することが出来る。 また、griI遺伝子およびgriH遺伝子は、配列番号8、10、12、14、16、18もしくは20、および、配列番号22、24、26、28、30、32もしくは34の塩基配列に相補的な塩基配列又はこれらの配列から調製され得るプローブとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、双方を発現することによりコリネ型細菌の3,4−AHBA生合成能を向上させる機能を有するタンパク質をコードするDNAが挙げられる。ここで、「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。一例を示せば、相同性が高いDNA同士、例えば80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、特に好ましくは97%以上の相同性を有するDNA同士がハイブリダイズし、それより相同性が低いDNA同士がハイブリダイズしない条件、あるいは通常のサザンハイブリダイゼーションの洗いの条件である60℃、1×SSC,0.1%SDS、好ましくは、0.1×SSC、0.1%SDS、さらに好ましくは、68℃、0.1×SSC、0.1%SDSに相当する塩濃度、温度で、1回より好ましくは2〜3回洗浄する条件が挙げられる。 プローブとして、配列番号8、10、12、14、16、18もしくは20、または、配列番号22、24、26、28、30、32もしくは34の塩基配列に相補的な塩基配列の一部の配列を用いることもできる。そのようなプローブは、これらの塩基配列に基づいて作製したオリゴヌクレオチドをプライマーとし、これらの配列を含むDNA断片を鋳型とするPCRによって作製することができる。例えば、プローブとして、300bp程度の長さのDNA断片を用いる場合には、ハイブリダイゼーションの洗いの条件は、50℃、2×SSC、0.1%SDSが挙げられる。 上記遺伝子ホモログ及び保存的変異に関する記載は、本明細書に記載された他の遺伝子についても同様に適用される。 これらのgriIおよびgriH相同遺伝子が発現することにより3,4−AHBA生産能を向上させるタンパク質をコードしているか否かは、これらの遺伝子をフィードバック阻害を解除した変異型アスパルトキナーゼをコードする遺伝子を有するコリネ型細菌、例えばC.glutamicum AJ110135株(特開2004−261150号公報参照)等に導入し、3,4−AHBA生成活性が向上するかどうかを調べることにより、確かめることができる。その場合、例えば鈴木らの方法[J.Bio.Chem.,281,823−833(2006)]に従い、3,4−AHBAを逆相クロマトグラフィーにより定量することでより明確に効果を検証することができる。<2>組換えベクター 本発明に用いるDNAを、発現ベクターであるプラスミドに導入することによって、本発明に用いる組換えベクターを得ることができる。本発明に用いるDNAに含まれてもよい、griIおよびgriHは、それぞれ発現可能な状態で形質転換体に含まれる限り、それぞれ別の組換えベクターに搭載して形質転換に用いても良いし、griIとgriHを適当なスペーサーにより連結して、同一の組換えベクターに搭載し、形質転換に用いても良い。また、griIとgriHは同一の微生物に由来する遺伝子であってもよいし、異種微生物に由来する遺伝子であってもよい。同一の微生物に由来する遺伝子であり、griIおよびgriHは染色体上の近接した位置に存在する場合は、griIおよびgriHの双方を含む部位においてDNAを切り出し、ベクターに搭載しても良い。 本発明に使用する組換えベクターは、一般にプロモーター、前述の本発明のDNA、例えばgriIおよびgriH、およびコリネ型細菌中で該遺伝子を発現させるために必要な制御領域(オペレーターやターミネーター)を、それらが機能し得るように適切な位置に有するものである。 組換えベクターとして使用できる発現ベクターは特に制限されず、コリネ型細菌中で機能し得るベクターであればよく、プラスミドのように染色体外で自立増殖するものであっても細菌染色体に組み込まれるものであってもよい。コリネ型細菌由来のプラスミドは特に好ましい。これらには、例えばpHM1519(Agric,Biol.Chem.,48,2901−2903(1984)、pAM330(Agric,Biol.Chem.,48,2901−2903(1984))、およびこれらを改良した薬剤耐性遺伝子を有するプラスミドが含まれる。 本発明に使用できるプロモーターは特に限定されず、コリネ型細菌の菌体内で機能し得るプロモーターであれば一般に使用でき、更に異種由来の、例えばtacプロモーター等の大腸菌由来のプロモーターであってもよい。 コリネ型細菌由来のプロモーターとしては、例えば、細胞表層タンパク質のPS1、PS2、SlpAの遺伝子のプロモーター、各種アミノ酸生合成系の遺伝子のプロモーターが挙げられる。<3>形質転換体 本発明に用いるコリネ型細菌は、フィードバック阻害を解除した変異型アスパルトキナーゼをコードする遺伝子を有し、ジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドから3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を生成する活性を有するタンパク質をコードするDNAを組み込んだ組換えベクターで形質転換することにより、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸生産能が付与されるコリネ型細菌であれば特に制限されない。親株となるコリネ型細菌としては、従来ブレビバクテリウム属に分類されていたが現在コリネバクテリウム属に統合された細菌を含み(Int.J.Syst.Bacteriol.,41,255(1991))、またコリネバクテリウム属と非常に近縁なブレビバクテリウム属細菌を含み、具体的には以下のものが例示される。 コリネバクテリウム・アセトアシドフィラム コリネバクテリウム・アセトグルタミカム コリネバクテリウム・アルカノリティカム コリネバクテリウム・カルナエ コリネバクテリウム・グルタミカム コリネバクテリウム・リリウム(コリネバクテリウム・グルタミカム) コリネバクテリウム・メラセコーラ コリネバクテリウム・サーモアミノゲネス コリネバクテリウム・ハーキュリス ブレビバクテリウム・ディバリカタム(コリネバクテリウム・グルタミカム) ブレビバクテリウム・フラバム(コリネバクテリウム・グルタミカム) ブレビバクテリウム・インマリオフィラム ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム(コリネバクテリウム・グルタミカム) ブレビバクテリウム・ロゼウム ブレビバクテリウム・サッカロリティカム ブレビバクテリウム・チオゲニタリス ブレビバクテリウム・アルバム ブレビバクテリウム・セリヌム ミクロバクテリウム・アンモニアフィラム 親株となるコリネ型細菌は、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類の生合成の基質となるジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドを効率的に供給できる菌株であることが好ましい。コリネ型細菌のアスパルトキナーゼは、本来、リジンとスレオニンによる協奏的フィードバック阻害を受けるが、フィードバック阻害を実質的に解除する変異を持ったアスパルトキナーゼ遺伝子を有するコリネ型細菌が特に好ましい。 コリネ型細菌のアスパルトキナーゼは、αサブユニットとβサブユニットからなるヘテロ蛋白質であり、αサブユニットとβサブユニットの遺伝子上のコード領域は一部重複している。Corynebacterium glutamicum(Brevibacterium lactofermentum)ATCC13869由来のアスパルトキナーゼαサブユニット野生型の配列を配列番号38に示す。アスパルトキナーゼのフィードバック阻害を解除するには、αサブユニット上の位置で表すと、N末端から279番目のアラニン残基がスレオニン残基に、あるいはN末端から311番目のスレオニン残基がイソロイシン残基に、あるいはN末端から301番目のセリン残基がチロシン残基に、あるいはN末端から380番目のスレオニン残基がイソロイシン残基に、あるいはN末端から308番目のスレオニン残基がイソロイシン残基に、あるいはN末端から320番目のアルギニン残基がグリシン残基に、あるいはN末端から345番目のグリシン残基がアスパラギン酸残基に、それぞれ置換するような変異を導入することにより達成される(WO94/25605号公開パンフレット、WO00/63388号公開パンフレット、米国特許6844176号公報、WO01/049854号公開パンフレット等)。なお、アスパルトキナーゼは、野生型であってもその由来するコリネ型細菌の種類や株によって配列番号38に示した配列と比較して数個のアミノ酸残基の相違があるものがあり、このようなアレル変異体であってもよい。このような変異の定義は、前述のgriIおよびgriHについて述べたものと同義であり、前記フィードバック阻害を解除するための改変部位は、当業者にとって公知の配列アラインメントを実施することにより対応する箇所を特定することができる。アスパルトキナーゼのフィードバック阻害を解除するための改変は、当業者にとって公知の方法、例えば、2−アミノエチルシステイン等のリジンアナログに耐性を有する変異株の取得や相同組換えを利用した遺伝子置換による部位特異的変異導入によって達成できる。また、フィードバック阻害を解除した変異型アスパルトキナーゼをコードする遺伝子を含むプラスミドを用いてコリネ型細菌を形質転換することによっても、フィードバック阻害を解除した変異型アスパルトキナーゼの活性を強化したコリネ型細菌を得ることができる。なお、実施例においては、N末端から279番目のアラニン残基をスレオニン残基に置換することによりフィードバック阻害が解除されたコリネバクテリウム・グルタミカムAJ110135株(特開2004−261150号公報)を使用した。また、AJ110135株は、リジンパーミアーゼをコードする遺伝子であるlysIを欠失している。 また、フィードバック阻害を解除した変異型アスパルトキナーゼ遺伝子を有するコリネ型細菌は、さらにピルビン酸カルボキシラーゼ遺伝子の発現を強化したコリネ型細菌であってもよい。 親株となるコリネ型細菌は、ジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドを効率的に供給できる菌株であればいずれも使用可能である。 ジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドから3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸を生成する活性を有するタンパク質をコードするDNAを組み込んだ組換えベクターを用いた上記コリネ型細菌の形質転換は、当該技術分野で公知の方法に従って行うことができる。例えば、プロトプラスト法(Gene,39,281−286(1985))、エレクトロポレーション法(Bio/Technology,7,1067−1070(1989))等を使用することができる。アスパルトキナーゼのフィードバック阻害を解除するための形質転換を行う場合、3,4−AHBA生成活性を付与するための形質転換とアスパルトキナーゼのフィードバック阻害を解除するための形質転換のいずれを先に行っても良い。<4>3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類の製造方法 前述のようにして得たコリネ型細菌の形質転換体を培養し、培地中で生産される3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を回収することによって、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を製造することができる。 形質転換体を培養するための培地は、該宿主細胞が生育する培地であれば特に制限はなく、当該技術分野で公知の方法に従って培養することができる。例えば、炭素源、窒素源、無機イオンを含有する通常の培地で培養することができる。さらに高い増殖を得るために、ビタミン、アミノ酸等の有機微量栄養素を必要に応じて添加することもできる。培養温度は、通常、25℃〜34℃であり、pHは6.5〜7.5に制御することが望ましい。培養時間は、通常、20時間〜90時間である。 形質転換体の培養は、酸素供給律速条件下で行うことが望ましい。具体的には菌体生育が対数増殖期に移行した段階で2.0ppm以下に保持されることが望ましい。 該培養液から3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を回収・精製する工程で用いる回収方法は、公知の方法から適宜選択すればよい。例えば、該培養液を3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類の溶解性の高い酸性pHに調整してから、菌体を遠心分離や膜ろ過等の方法により除去した培養液上清から回収することが好ましい。菌体を除去した培養液上清からからの3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸の回収方法としては、多孔性吸着剤による精製、晶析、沈殿化などが挙げられる。 本発明において使用される多孔性吸着剤とは、表面積の大きな多孔質の固型吸着剤であり、具体的には、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト、ボーキサイト、マグネシア、活性白土、アクリル系合成吸着剤等に代表される親水性吸着剤、木炭、骨炭、活性炭、芳香族系合成吸着剤等に代表される疎水性吸着剤が挙げられる。本発明においては、不純物を吸着することよって3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類の純度を向上できるものであれば特に限定なく使用できる。ただし、多孔性吸着剤によって吸着される不純物とは、主として生化学的合成の過程において生産される芳香族系化合物が多く含有されるので、本発明においてはこれらの化合物が吸着しやすい活性炭や芳香族系合成吸着剤に代表される疎水性吸着剤が好適に用いられる。これら疎水性吸着剤は単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。 活性炭が使用される場合には、その原料としては特に限定はなく、例えば木粉、ヤシ殻などの植物原料、無煙炭、石油ピッチ、コークス等の石炭、石油系原料、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などの合成樹脂系原料などが挙げられる。また活性炭の形状としては粉末状、粒状、繊維状、フィルターやカートリッジ状の二次加工品等があるが特に限定はなく適宜取り扱いやすいものを選択すればよい。 一方、芳香族系合成吸着剤が使用される場合には、その原料としては特に限定はないが、例えば1)無置換基型の芳香族系樹脂、2)疎水性置換基を有する芳香族系樹脂、3)無置換基型に特殊処理を施した芳香族系樹脂等の多孔性樹脂が使用できる。具体的化合物としては、例えばスチレン‐ジビニルベンゼン系樹脂等が挙げられる。 前述したように該培養液中の3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を多孔性吸着剤に接触させる目的は、不純物を多孔性吸着剤に吸着せしめ、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類の純度を向上させることにあるが、不純物と同時に目的生成物である3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類も該多孔性吸着剤に少なからず吸着されてしまう場合がある。そこで該培養液中の3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を接触させた後、該多孔性吸着剤に極性有機溶媒を接触させ、該多孔性吸着剤から3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を脱着し、極性有機溶媒中に溶離させることでも3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を単離、回収することが可能である。本発明において使用される極性有機溶媒とは高い誘電率をもつ極性分子からなる有機溶媒のことをいい、上記したように、多孔性吸着剤から3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を脱着し、極性有機溶媒中に3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を溶離させることができるものであれば特に限定されることなく使用できる。極性有機溶媒は単独で使用しても構わないし、2種類以上を所望の配合比で組み合わせて使用しても良い。 本発明における晶析または沈殿化とは、目的物質が溶解している溶媒を蒸発させて濃縮したり、あるいは温度を下げたり、あるいは目的物質が溶解している溶媒に貧溶媒を加えたりすることによって、飽和溶解度よりも濃度を高くすることにより結晶または沈殿を生じさせる操作のことを言い、従来公知の方法を含め特に限定されるものではない。また生成した結晶または沈殿は、沈降、濾過、遠心分離などによって分離することができる。 本発明におけるポリベンゾオキサゾールポリマーの製造方法とは、前述の本発明の方法により得られる3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類をポリマー化する工程を含む製造方法であって、前述したように、本発明のコリネ型細菌の培養液中から多孔性吸着剤を用いて、あるいは、晶析、沈殿化などによって純度を向上させた3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を、高温においてメタンスルフォン酸、もしくは、ポリリン酸のような非酸化溶媒酸中で、重縮合によって重合することによってポリマー化される(特許文献1参照)。ポリマー化の方法は種々の公知の方法を適用することによって実施可能である(米国特許5142021号公報、米国特許5219981号公報、米国特許5422416号公報)。 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。[実施例1] S.griseus IFO13350由来3,4−AHBA合成酵素遺伝子発現プラスミドの構築(1)S.griseus IFO13350由来3,4−AHBA合成酵素遺伝子の取得 S.griseus IFO13350由来griI遺伝子及びgriH遺伝子(以下、両遺伝子をあわせて3,4−AHBA合成酵素遺伝子という。)の配列は既に決定されている[J.Bio.Chem.,281,823−833(2006)]。この配列を参考にして、配列番号1と配列番号2に示したプライマーを合成し、常法に従って(斉藤、三浦の方法[Biochem.Biophys.Acta.,72,619(1963)])調製したS.griseus IFO13350の染色体DNAから3,4−AHBA合成酵素遺伝子配列をコードする領域をPCR法にて増幅した。PCR反応にはPyrobest DNA polymerase(宝酒造社製)を用い、反応条件は業者の推奨するプロトコルに従った。 その結果、約2.1kbのPCR増幅断片が得られ、この断片の塩基配列を決定したところ、griIH遺伝子を含む断片であることが確認された。尚、塩基配列の決定はダイターミネーターサイクルシークエンシングキット(PEアプライドバイオシステムズ社製)とDNAシークエンサー373A((PEアプライドバイオシステムズ社製)を用いて行った。griIH遺伝子の配列を配列番号7に示す。(2)3,4−AHBA合成酵素遺伝子プロモーター領域の変換 S.griseus IFO13350由来3,4−AHBA合成酵素遺伝子をコリネバクテリウムで効果的に発現させる必要がある。そのため、コリネバクテリウム・グルタミカムのPS2の遺伝子のプロモーターをgriIH遺伝子の上流に導入することにした。C.glutamicumの細胞表層タンパク質であるPS2の遺伝子の配列は既に決定されている[Mol.Microbiol.,9,97−109(1993)]。この配列を参考にして配列番号3と配列番号4に示したプライマーを合成し、常法に従って調製したC.glutamicum ATCC13869の染色体DNAからPS2タンパク質遺伝子のイニシエーションコドンの5`−上流域のプロモーターを含む領域をPCR法にて増幅した。PCR反応にはPyrobest DNA polymerase(宝酒造社製)を用い、反応条件は業者の推奨するプロトコルに従った。 その結果、約0.5kbのPCR増幅断片が得られ、この断片の塩基配列を決定したところ、PS2タンパク質遺伝子のイニシエーションコドンの5`−上流域のプロモーターを含む領域を含む断片であることが確認された。塩基配列の決定は前述の方法に従った。 実施例1(1)で決定したgriIHの遺伝子配列をもとに配列番号6、PS2タンパク質遺伝子のイニシエーションコドンの5`−上流域のプロモーターを含む領域の塩基配列をもとに配列番号5に示したプライマーをそれぞれ合成した。配列番号5と配列番号6はKpnIのカセットプライマーである。 次に、増幅させたC.glutamicum ATCC13869のPS2遺伝子のプロモーターを含む領域と、やはり増幅させたgriIH遺伝子領域のPCR反応液1μlを混ぜて鋳型とし、配列番号5と配列番号6を用いてクロスオーバーPCRを行い、C.glutamicum ATCC13869の細胞表層タンパク質遺伝子のプロモーターを含む領域に接続されたgriIHの融合遺伝子を増幅させた。アガロースゲル電気泳動により、約2.6kbの増幅断片を検出した。この断片をEASYTRAP Ver.2(宝酒造社製)を用いてアガロースゲルから回収し、特開平9−322774記載のプラスミドpPK4のKpnI部位に挿入することによって、プラスミドpPK4griIHを構築した。前述の方法に従って、挿入断片の塩基配列の決定を行い、予想通りの融合遺伝子が構築されていることを確認した。[実施例2] S.griseus IFO13350由来griIH遺伝子をコードする融合遺伝子を用いたコリネバクテリウム・グルタミカムによる3,4−AHBAの生産(1)S.griseus IFO13350由来griIH遺伝子をコードする融合遺伝子を用いたコリネバクテリウム・グルタミカムの形質転換 実施例1にて構築されたプラスミドpPK4griIH(プロモーターはC.glutamicum ATCC13869のPS2遺伝子由来で、griIH遺伝子はS.griseus IFO13350由来)でコリネバクテリウム・グルタミカム野生株C.glutamicum ATCC13869あるいはC.glutamicum AJ110135を形質転換し、25mg/Lのカナマイシンを含むCM2G寒天培地(酵母エキストラクト10g、トリプトン10g、グルコース5g、NaCl 5g、寒天15g、水で1Lに調整し、120℃、20分間滅菌処理)で生育した菌株を選択した。なお、C.glutamicum AJ110135は特開2004−261150に記載されているように279番目のアラニン残基がスレオニン残基に置換させるような変異を導入することでアスパルトキナーゼを脱感作し且つリジンパーミアーゼ遺伝子を欠損させている。当該菌株は、特開2004−261150に記載された方法により、C.glutamicum ATCC13869より構築することができる。(2)フラスコを用いたコリネバクテリウム・グルタミカムによる3,4−AHBAの生産 実施例2(1)で選択したpPK4griIHを有するC.glutamicum ATCC13869あるいはpPK4griIHを有するC.glutamicum AJ110135をフラスコ評価培地(グルコース100g、硫酸マグネシウム七水和物1g、硫酸アンモニウム55g、リン酸二水素カリウム1g、硫酸鉄七水和物0.01g、硫酸マンガン五水和物0.01g、チアミン塩酸塩2mg、ビオチン0.5mg、ニコチンアミド5mg、豆濃(大豆蛋白加水分解物、トータル窒素含有量として)1.05g、炭酸カルシウム50g、水で1LにしてpH7.2に調整し、115℃、15分間滅菌処理)でそれぞれ30℃、71時間、120rpmで培養した。対照実験としてpPK4griIHを導入していないC.glutamicum ATCC13869の培養も実施した。pPK4griIHを有するC.glutamicum ATCC13869あるいはpPK4griIHを有するC.glutamicum AJ110135を培養する際にはカナマイシン濃度が25mg/Lになるようフラスコ評価培地に添加した。71時間培養した結果、すべての条件でグルコースは完全に消費されていた。pPK4griIHを導入したC.glutamicum ATCC13869は3,4−AHBAを0.7g/L、pPK4griIHを導入したC.glutamicum AJ110135は3,4−AHBAを1.4g/Lそれぞれ蓄積した(表1)。一方、pPK4griIHを導入していないC.glutamicum ATCC13869では3,4−AHBAを生成しなかった。尚、3,4−AHBAの分析は鈴木らの方法[J.Bio.Chem.,281,823−833(2006)]に従い、逆相クロマトグラフィーにより定量した。以上の結果より、コリネバクテリウム・グルタミカムにS.griseus IFO13350由来griIH遺伝子を導入することで、3,4−AHBAを生産可能であることが示された。また、野生株であるC.glutamicum ATCC13869にくらべ、フィードバック阻害を解除した変異型アスパルトキナーゼ遺伝子を有するC.glutamicum AJ110135のほうがpPK4griIHを導入することで3,4−AHBAをより多く蓄積した。(3)ジャーファーメンターを用いたコリネバクテリウム・グルタミカムによる3,4−AHBAの生産 実施例2(1)で得られたpPK4griIHを有するC.glutamicum AJ110135を用いて以下の実験を行った。 グルコース5g、ポリペプトン10g、酵母エキス10g、NaCl 5g、DL−メチオニン0.2g及び蒸留水1000mL(pH7.2)の培地を50mLずつ坂口フラスコに分注し、120℃、20分間滅菌処理した。この培地にpPK4griIHを有するC.glutamicum AJ110135を植菌し、30℃にて24時間振とう培養した。 グルコース40g、硫酸マグネシウム七水和物0.4g及び蒸留水100mLのA培地と硫酸アンモニウム1.2g、リン酸二水素カリウム0.4g、硫酸鉄七水和物4mg、硫酸マンガン五水和物4mg、チアミン塩酸塩800μg、ビオチン20μg、ニコチンアミド200μg、豆濃(大豆蛋白加水分解物、トータル窒素含有量として)0.42g、GD−113K 40μL及び蒸留水260mLのB培地をそれぞれ120℃、20分間滅菌処理した。滅菌後のA培地およびB培地を同じく120℃、20分間滅菌処理した1.5L容のジャーファーメンターに入れて混合し、カナマイシン濃度が25mg/Lになるように添加した。この混合培地に上記培養液を40mL植菌し、以下の条件で培養を実施した。0.5vvmの速度で空気を供給しながら30℃、pH7.2、撹拌数600rpm一定の酸素供給律速条件下で培養管理を行った。混合培地中のグルコースがほぼ消費された段階で、グルコース70%液の流加を開始し、グルコース濃度が10g/Lから30g/Lになるように流速を手動で制御した。グルコース70%液を約180mL添加した時点で流加を停止した。培養中に適宜サンプリングを実施した。サンプリングした培養液を0.1N HClで100倍に希釈し、遠心分離(14000rpm、5min、4℃)して得られた培養上清液中の3,4−AHBA濃度を分析した。分析は実施例2(2)の方法に従った。その結果、pPK4griIHを有するC.glutamicum AJ110135を87時間培養した培養上清液には3,4−AHBAが約17.7g/L蓄積していた(図5)。[実施例3] フィードバック阻害を解除した変異型アスパルトキナーゼ遺伝子の発現を強化あるいはピルビン酸カルボキシラーゼ遺伝子の発現を強化することによるC.glutamicum AJ110135の3,4−AHBA生成向上効果の確認(1)C.glutamicum AJ110135由来フィードバック阻害を解除した変異型アスパルトキナーゼ遺伝子発現プラスミドの構築 C.glutamicum AJ110135由来フィードバック阻害を解除した変異型アスパルトキナーゼ遺伝子(以下、AKfbr遺伝子と記述する)の配列は既に決定され、変異点も明らかにされている(特開2004−261150)。この配列を参考にして配列番号39と配列番号40に示したプライマーを合成し、常法に従って調製したC.glutamicum AJ110135の染色体DNAからAKfbr遺伝子のイニシエーションコドンの5`−上流域のプロモーターを含む領域をPCR法にて増幅した。PCR反応にはPyrobest DNA polymerase(宝酒造社製)を用い、反応条件は業者の推奨するプロトコルに従った。 その結果、約1.8kbのPCR増幅断片が得られ、この断片の塩基配列を決定したところ、AKfbr遺伝子を含む断片であることが確認された。尚、塩基配列の決定はダイターミネーターサイクルシークエンシングキット(PEアプライドバイオシステムズ社製)とDNAシークエンサー373A((PEアプライドバイオシステムズ社製)を用いて行った。AKfbr遺伝子の塩基配列を配列番号41に、対応するアミノ酸配列を配列番号42に示す。この断片をEASYTRAP Ver.2(宝酒造社製)を用いてアガロースゲルから回収し、特開平9−070291記載のプラスミドpVC7のSmaI部位に挿入することによって、プラスミドpVC7AKfbrを構築した。前述の方法に従って、挿入断片の塩基配列の決定を行い、予想通りの融合遺伝子が構築されていることを確認した。(2)C.glutamicum AJ110135由来AKfbr遺伝子をコードする融合遺伝子を用いたコリネバクテリウム・グルタミカムの形質転換 実施例3(1)にて構築されたプラスミドpVC7AKfbrでC.glutamicum AJ110135を形質転換し、25mg/Lのカナマイシン、5.0mg/Lのクロラムフェニコールを含むCM2G寒天培地(酵母エキストラクト10g、トリプトン10g、グルコース5g、NaCl 5g、寒天15g、水で1Lにする)で生育した菌株(AKfbr遺伝子を増強したC.glutamicum AJ110135)を選択した。(3)C.glutamicum ATCC13869由来ピルビン酸カルボキシラーゼ遺伝子発現プラスミドの構築 C.glutamicum ATCC13869由来ピルビン酸カルボキシラーゼ遺伝子(以下、PC遺伝子と記述する)の配列は既に決定されている[Appl.Microbiol.Biotechnol.,50,346−352(1998)]。この配列を参考にして配列番号43と配列番号44に示したプライマーを合成し、常法に従って調製したC.glutamicum ATCC13869の染色体DNAからPC遺伝子のイニシエーションコドンの5`−上流域のプロモーターを含む領域をPCR法にて増幅した。PCR反応にはPyrobest DNA polymerase(宝酒造社製)を用い、反応条件は業者の推奨するプロトコルに従った。 その結果、約4.1kbのPCR増幅断片が得られ、この断片の塩基配列を決定したところ、PC遺伝子を含む断片であることが確認された。尚、塩基配列の決定はダイターミネーターサイクルシークエンシングキット(PEアプライドバイオシステムズ社製)とDNAシークエンサー373A((PEアプライドバイオシステムズ社製)を用いて行った。PC遺伝子の塩基配列を配列番号45に、対応するアミノ酸配列を配列番号46に示す。この断片をEASYTRAP Ver.2(宝酒造社製)を用いてアガロースゲルから回収し、特開平9−070291記載のプラスミドpVC7のSmaI部位に挿入することによって、プラスミドpVC7PCを構築した。前述の方法に従って、挿入断片の塩基配列の決定を行い、予想通りの融合遺伝子が構築されていることを確認した。(4)C.glutamicum ATCC13869由来PC遺伝子をコードする融合遺伝子を用いたコリネバクテリウム・グルタミカムの形質転換 実施例3(3)にて構築されたプラスミドpVC7PCでC.glutamicum AJ110135を形質転換し、25mg/Lのカナマイシン、5.0mg/Lのクロラムフェニコールを含むCM2G寒天培地(酵母エキストラクト10g、トリプトン10g、グルコース5g、NaCl 5g、寒天15g、水で1Lにする)で生育した菌株(PC遺伝子を増強したC.glutamicum AJ110135)を選択した。(5)フラスコを用いたAKfbr遺伝子を増強したC.glutamicum AJ110135とPC遺伝子を増強したC.glutamicum AJ110135の3,4−AHBA生成向上効果の確認 実施例3(2)および(3)で選択したAKfbr遺伝子を増強したC.glutamicum AJ110135、PC遺伝子を増強したC.glutamicum AJ110135を用い、フラスコ評価培地(グルコース100g、硫酸マグネシウム七水和物1g、硫酸アンモニウム55g、リン酸二水素カリウム1g、硫酸鉄七水和物0.01g、硫酸マンガン五水和物0.01g、チアミン塩酸塩2mg、ビオチン0.5mg、ニコチンアミド5mg、豆濃(大豆蛋白加水分解物、トータル窒素含有量として)1.05g、炭酸カルシウム50g、水で1LにしてpH7.2に調整し、カナマイシン濃度が25mg/L、クロラムフェニコール濃度が5.0mg/Lになるよう添加)でそれぞれ30℃、71時間、120rpmで培養した。また、対照実験として、pVC7を導入したC.glutamicum AJ110135も上記フラスコ評価培地にカナマイシン濃度が25mg/Lになるように添加し培養を実施した。71時間培養した結果、すべての条件でグルコースは完全に消費されていた。AKfbr遺伝子を増強したC.glutamicum AJ110135は3,4−AHBAを1.0g/L、PC遺伝子を増強したC.glutamicum AJ110135は3,4−AHBAを0.6g/Lそれぞれ蓄積していた(表2)。一方、対照実験として行ったpVC7を導入したC.glutamicum AJ110135は3,4−AHBAを0.5g/L蓄積していた。以上の結果より、AKfbr遺伝子を増強したC.glutamicum AJ110135、PC遺伝子を増強したC.glutamicum AJ110135では、対照であるC.glutamicum AJ110135にくらべAHBA生成能が向上した。〔配列表の説明〕配列番号1:griIH遺伝子を含むDNA断片増幅用プライマー配列番号2:griIH遺伝子を含むDNA断片増幅用プライマー配列番号3:PS2タンパク質遺伝子のプロモーター領域を含むDNA断片増幅用プライマー配列番号4:PS2タンパク質遺伝子のプロモーター領域を含むDNA断片増幅用プライマー配列番号5:PS2タンパク質遺伝子のプロモーター領域及びgriIH遺伝子を含むDNA断片増幅用PCRプライマー配列番号6:PS2タンパク質遺伝子のプロモーター領域及びgriIH遺伝子を含むDNA断片増幅用プライマー配列番号7:griIH遺伝子配列番号8:Streptomyces griseus由来griI遺伝子配列配列番号9:Streptomyces griseus由来griIアミノ酸配列配列番号10:Frankia sp.由来griI遺伝子配列配列番号11:Frankia sp.由来griIアミノ酸配列配列番号12:Frankia sp.由来griI遺伝子配列配列番号13:Frankia sp.由来griIアミノ酸配列配列番号14:Streptomyces scabies由来griI遺伝子配列配列番号15:Streptomyces scabies由来griIアミノ酸配列配列番号16:Burkholderia sp.383由来griI遺伝子配列配列番号17:Burkholderia sp.383由来griIアミノ酸配列配列番号18:Methanococcus jannaschii由来griI遺伝子配列配列番号19:Methanococcus jannaschii由来griIアミノ酸配列配列番号20:Escherichia coli由来dhnA遺伝子配列配列番号21:Escherichia coli由来dhnAアミノ酸配列配列番号22:Streptomyces griseus由来griH遺伝子配列配列番号23:Streptomyces griseus由来griHアミノ酸配列配列番号24:Frankia sp.由来griH遺伝子配列配列番号25:Frankia sp.由来griHアミノ酸配列配列番号26:Frankia sp.由来griH遺伝子配列配列番号27:Frankia sp.由来griHアミノ酸配列配列番号28:Burkholderia sp.383由来griH遺伝子配列配列番号29:Burkholderia sp.383由来griHアミノ酸配列配列番号30:Burkholderia sp.383由来griH遺伝子配列配列番号31:Burkholderia sp.383由来griHアミノ酸配列配列番号32:Streptomyces scabies由来griH遺伝子配列配列番号33:Streptomyces scabies由来griHアミノ酸配列配列番号34:Methanococcus jannaschii由来griH遺伝子配列配列番号35:Methanococcus jannaschii由来griHアミノ酸配列配列番号36:griIコンセンサス配列配列番号37:griHコンセンサス配列配列番号38:Corynebacterium glutamicum ATCC13869由来アスパルトキナーゼαサブユニットアミノ酸配列配列番号39:AKfbr遺伝子を含むDNA断片増幅用プライマー配列番号40:AKfbr遺伝子を含むDNA断片増幅用プライマー配列番号41:Corynebacterium glutamicum ATCC13869由来AKfbr遺伝子の塩基配列配列番号42:Corynebacterium glutamicum ATCC13869由来AKfbrタンパク質のアミノ酸配列配列番号43:PC遺伝子を含むDNA断片増幅用プライマー配列番号44:PC遺伝子を含むDNA断片増幅用プライマー配列番号45:Corynebacterium glutamicum ATCC13869由来PC遺伝子の塩基配列配列番号46:Corynebacterium glutamicum ATCC13869由来PCタンパク質のアミノ酸配列 本発明によって、染料、農薬、医薬品その他有機合成品の中間体やポリベンゾオキサゾールのモノマーとして有用であるアミノヒドロキシ安息香酸類を簡便安価に製造することができる。よって、例えば、本発明によって得られた3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸を重合することでポリベンゾオキサゾール(PBO)が得られ、これにより高強度、高弾性率、高耐熱性を有するPBO繊維やPBOフィルムなどを安価に提供することが可能となる。また、原料である3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類を生合成によって製造することが可能であることから、本発明の方法は環境低負荷型のプロセスとなり、地球環境に対して優しい製造方法である。[配列表] フィードバック阻害を解除した変異型アスパルトキナーゼをコードする遺伝子を有し、ジヒドロキシアセトンリン酸とアスパラギン酸セミアルデヒドから3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸を生成する活性を有するタンパク質をコードするDNAを組み込んだ組換えベクターで形質転換したコリネ型細菌を培養する工程を含む、3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類の製造方法。 前記コリネ型細菌が、変異型アスパルトキナーゼをコードする遺伝子の発現が強化されたコリネ型細菌である、請求項1に記載の方法。 前記コリネ型細菌が、ピルビン酸カルボキシラーゼ遺伝子の発現を強化したコリネ型細菌である、請求項1又は2に記載の方法。 前記DNAがgriI遺伝子およびgriH遺伝子を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 前記griI遺伝子およびgriH遺伝子が放線菌由来である、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 前記griI遺伝子およびgriH遺伝子がストレプトマイセス由来である、請求項5に記載の方法。 前記griI遺伝子およびgriH遺伝子がストレプトマイセス・グリセウス由来である、請求項6に記載の方法。 前記コリネ型細菌が、コリネバクテリウム・グルタミカムである、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。 請求項1〜8のいずれかに記載の方法により製造した3−アミノ−4−ヒドロキシ安息香酸類をポリマー化する工程を有する、ポリベンゾオキサゾールポリマーの製造方法。


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