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JPH05168483A - フラジェリン遺伝子 - Google Patents

フラジェリン遺伝子

Info

Publication number
JPH05168483A
JPH05168483A JP26145791A JP26145791A JPH05168483A JP H05168483 A JPH05168483 A JP H05168483A JP 26145791 A JP26145791 A JP 26145791A JP 26145791 A JP26145791 A JP 26145791A JP H05168483 A JPH05168483 A JP H05168483A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dna
restriction enzyme
flagellin
bacillus
amino acid
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.)
Pending
Application number
JP26145791A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoichiro Sakamoto
庸一郎 坂本
Koki Horikoshi
弘毅 掘越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP26145791A priority Critical patent/JPH05168483A/ja
Publication of JPH05168483A publication Critical patent/JPH05168483A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 好アルカリ性細菌バチルス属由来のフラジェ
リン遺伝子DNA及びそのDNA配列を提供する。 【構成】 C−125株の染色体DNAから、枯草菌フ
ラジェリン遺伝子をプローブとしてサザンプロティング
法でハイブリダイズした断片画分をpUCベクターに連
結し、大腸菌を形質転換した。次に、コロニーハイブリ
ダイゼーション法により、上記プローブとハイブリダイ
ズする1.5kbのHind III断片と1.2kbのEcoR I断片を得
た。これらの遺伝子について塩基配列の決定を行なっ
た。 【効果】 本発明におけるフラジェリン遺伝子は新規な
フラジェリン遺伝子である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は好アルカリ性細菌バチル
ス属菌(alkalophilic Bacillus sp.)に由来し、制限酵
素Hind III認識部位1カ所、制限酵素Pst I 認識部位1
カ所、制限酵素EcoR I認識部位1カ所、制限酵素Acc I
認識部位1カ所及び制限酵素Bgl II認識部位1カ所を有
するフラジェリン遺伝子DNAに関し、さらにフラジェ
リンをコードするDNA配列及びそのアミノ酸配列に関
する。
【0002】
【従来の技術】細菌のべん毛線維については大腸菌、サ
ルモネラ菌や枯草菌等でその構造や機能について研究が
進められ、べん毛線維を構成するタンパク質であるフラ
ジェリンについても、そのDNA配列が明らかにされて
いる。(J.Bacteriol.171 , 3085-3094(1989),168 , 14
79-1483(1986), J.Biol.Chem. 260 , 15758-15′(198
6))しかし、これらは、主に中性領域に生息する細菌の
フラジェリンについてであり、アルカリ環境に生息する
好アルカリ性細菌のべん毛線維やフラジェリン遺伝子D
NAの解析は殆ど行なわれていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題、作用】フラジェリンは
細菌のべん毛線維を構成するタンパク質であり、細菌が
運動する際に推進力を伝えるプロペラ様の働きを持つこ
とが知られている。最近ではべん毛はマイクロマシーン
の材料としても注目されており、材料として用いるため
にはべん毛の構造や機能を明らかにする必要があり、そ
れにはフラジェリン遺伝子DNAからの解析が不可欠で
ある。また、べん毛線維は菌体外にあり、直接、外部環
境と接しているためアルカリ環境に生息する好アルカリ
性細菌では、フラジェリンがアルカリ適応機構を有する
ことが予想され、これらの解明も興味深いものである。
本発明は好アルカリ性細菌バチルス属由来のフラジェリ
ン遺伝子DNA及びそのDNA配列を提供することを目
的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、好アルカ
リ性細菌バチルス属由来のフラジェリン遺伝子及びその
遺伝子配列について鋭意研鑚を重ねた結果、本発明に到
達した。
【0005】フラジェリンの遺伝情報を担うDNA(以
下 染色体DNA と記す)は、好アルカリ性細菌バチ
ルス属に属する微生物から単離精製する。好アルカリ性
細菌バチルス属に属する微生物としては、たとえば、公
知の菌株であるバチルスC125菌(微工研菌寄第73
44号)を用いることができる(以下 C−125株と
記す)。サイトウ、ミウラらの方法(Biochim. Biophy
s. Acta 72 p619〜629(1963) )によりC−125株
から染色体DNAを単離、精製することができる。
【0006】このようにして得られた染色体DNAのベ
クターDNAへの組み込みは、以下のようにして行なう
ことができる。すなわち染色体DNAおよびベクターD
NAのそれぞれを制限酵素で切断したのち、両者の断片
をT4ファージ由来のDNAリガーゼにより処理して、
組換えDNAを得る。得られた組換えDNA混合物は、
例えば、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、69、p2110-2114
(1972)に記載されているカルシウムイオン処理により、
大腸菌に形質転換を行ない、ベクターDNAを含む形質
転換株を選択される。フラジェリンの遺伝情報を担うD
NA断片が組み込まれたベクターDNAの選択は、例え
ば得られた形質転換株から枯草菌のフラジェリン遺伝子
をDNAプローブとしてコロニーハイブリダイゼーショ
ン法(Proc. Nat. Acad. Sci. USA 、78、p6091-6095)
により行なうことができる。
【0007】上記の方法で得られた組換え体DNAの挿
入断片についてベクタープラスミドpUC118または
pUC119にサブクローニング後、大腸菌MV118
4株に形質転換した。得られた形質転換株を基に単離D
NAを調整し、dideoxy 法(Songer F、Science 、214
、p1205)によりDNA配列が決定される。このように
して得られたフラジェリン遺伝子DNAを含むDNA断
片を図1に、また、フラジェリンのDNA配列及びアミ
ノ酸配列を図2に示した。これよりフラジェリン遺伝子
DNAは816bpのオープンリーディングフレームから
成り、これより翻訳されるタンパク質は272個のアミ
ノ酸から成り、その質量は30013Daであることが
わかった。なお、本発明の新規なフラジェリン遺伝子を
使用して得られるフラジェリンはマイクロマシーンの材
料として使用される可能性がある。
【0008】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. フラジェリン遺伝子の分離 好アルカリ性バチルス属細菌としてC−125株を用
い、C−125株の染色体DNAはサイトウ、ミウラら
の方法(Biochim. Biophys. Acta. 72、p619〜629(196
3) )に準じて調製した。得られた染色体DNAを制限
酵素EcoR IおよびHind IIIで部分分解した。これとは別
にベクターpUC118及びpUC119をそれぞれ制
限酵素EcoRIまたはHind IIIで完全分解し、細菌由来の
アルカリフォスファターゼで処理してベクターDNA断
片とした。このようにして得られた染色体DNA断片0.
1μg とベクターDNA断片0.2μg を混合したのち、
T4ファージ由来のDNAリガーゼを加え16℃で一夜
反応させ組換えDNAを作成した。得られた組換えDN
Aを、大腸菌MV1184株コンピテントセルと混合
し、0℃下で1時間静置後、さらに、42℃で70秒間
加温して、細胞内に取りこませた。これに3mlのイース
トエキストラクト、トリプトン及びNaClから成るLB培
地を加え37℃で3時間培養後、アンピシリン100μ
g/ml、0.02%のX−Gal(5−bromo −4−chloro−
3−indolyl −β−D−Galactoside)および1mMのIP
TG(isopropyl−β−D−thiogalactoside)を含むLB
寒天平板培地上に拡げて、37℃で1晩培養した。この
平板培地上で、白色のコロニーを作る菌を形質転換体と
して選択した。さらに得られた形質転換株の中から、枯
草菌のフラジェリン遺伝子をDNAプローブとしたジゴ
キシゲニンでラベルしたコロニーハイブリダイゼーショ
ンを行ない、ポジィティブな形質転換株からアルカリ−
SDS法によりC−125株フラジェリン遺伝子を含む
約2.5kbのHind III/EcoR I断片を得た。このDNA断
片を制限酵素EcoR I及びHind IIIで切断後、アガロース
ゲル電気泳動にかけ、バキュームブロッティングにより
DNAをメンブラン上に移した後、ジゴキシゲニンでラ
ベルしたサザンハイブリダイゼーションを行なった。そ
の結果、このHind III/EcoR I断片は確かにC−125
株の染色体DNAに由来することが示された。
【0009】実施例2 フラジェリン遺伝子の解析1
(塩基配列の決定) 実施例1で得られたC−125フラジェリン遺伝子を含
むHind III/EcoR I断片についてdideoxy 法により全塩
基配列を決定した。すなわち、このDNA断片を各制限
酵素で切断後、同一の制限酵素で切断したpUC118
又はpUC119に組換えた後、実施例1で示した方法
によって各々大腸菌MV1184株に取り込ませた後、
アンピシリン50μg/ml、0.02%のX-Gal 及び1mM
のIPTGを含むLB寒天平板培地上に拡げ37℃で1
晩培養した。この平板上で白色のコロニーを作る菌株の
中からミニスクリーニング法(Holmes、D.S and Quigle
y.M.、Anal. Biochem.、114 p193(1981) )によりプラ
スミドを調製し、制限酵素により解析を行ない、目的の
DNA断片が挿入された菌株を選択した。得られた各種
形質転換株から単鎖DNAを調整し(Vieira. J 、and
Messing. J.MethodsinEnzymology 153 p3-11(198
7))、デュポン社製の蛍光ラベルされたターミネーター
を用いたジデオキシ法により、デュポン社製GENESIS 20
00DNAシーケンサーシステムを用いて塩基配列を決定
した。決定されたフラジェリン構造遺伝子全塩基配列を
図2に示す。
【0010】実施例3 フラジェリン遺伝子の解析2 実施例2で決定したフラジェリン構造遺伝子について、
C−125株から分離したフラジェリンのアミノ酸分
析、N末端アミノ酸配列の分析結果と比較した。すなわ
ち、はじめに、C−125株を培養し、対数増殖期の中
期に集菌し、生理食塩水で洗浄した後、バッファーに懸
濁した。この懸濁液を軽い超音波処理にかけてべん毛を
菌体から遊離させ遠心分離(5,000 g×30分,g:重
力加速度−以下同様)により菌体を除去した。次に上清
を超遠心分離(40,000g×4時間)にかけ、べん毛を沈
渣として回収し、10−50%のショ糖密度勾配超遠心
(100,000 g×18時間)を行ない、べん毛画分を分離
した。さらに、べん毛画分を透析してべん毛サンプルと
した。得られたべん毛サンプルをSDS−ポリアクリル
アミドゲル電気泳動(以下SDS−PAGE と記す)
にかけた結果、フラジェリンの分子量が約32KDaであ
ることが推定された。アミノ酸分析は、べん毛サンプル
を4N−メタンスルホン酸で加水分解した後、アミノ酸
分析計を用いて行なった。さらに、SDS−PAGEで
推定されたフラジェリンの分子量とアミノ酸分析値から
フラジェリンタンパクのアミノ酸組成を算出した。また
N末端アミノ酸配列の決定はべん毛サンプルをペプチド
シーケンサーにかけることにより行なった。以上のよう
にして得られたフラジェリンタンパクのアミノ酸組成及
びN末端アミノ酸配列と、実施例2により決定したフラ
ジェリン構造遺伝子のDNA配列から求められたアミノ
酸配列とを比較した。フラジェリンのアミノ酸組成は若
干違いがあるもののよく一致しており(表1)、N末端
アミノ酸配列についても両者のものに違いは認められな
かった(図3)。これらの結果から、実施例2で分離解
析したフラジェリン遺伝子はC−125株由来のもので
あり、フラジェリンをコードするDNA配列であること
が確認された。
【0011】
【表1】
【0012】
【発明の効果】本発明によって新規なフラジェリン遺伝
子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で分離したC−125株フラジェリン遺
伝子を含むDNA断片である。
【図2】フラジェリン構造遺伝子の全塩基配列およびア
ミノ酸配列を示したものである。
【図3】図3はフラジェリンのN末端アミノ酸配列につ
いて、フラジェリン遺伝子の塩基配列とフラジェリンタ
ンパクから分析した結果とを比較したものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 好アルカリ性細菌バチルス属菌に由来
    し、制限酵素Hind III認識部位を1カ所、制限酵素Pst
    I 認識部位を1カ所、制限酵素EcoR I認識部位を1カ
    所、制限酵素Acc I 認識部位を1カ所及び制限酵素Bgl
    II認識部位1カ所を有するフラジェリン遺伝子DNA。
  2. 【請求項2】 好アルカリ性細菌バチルス属が、バチル
    スC125菌(微工研菌寄第7344号)である「請求
    項1」記載のDNA。
  3. 【請求項3】 下記のアミノ酸配列をコードするフラジ
    ェリン遺伝子DNA
  4. 【請求項4】 下記の塩基配列を有する遺伝子DNA。
JP26145791A 1991-09-13 1991-09-13 フラジェリン遺伝子 Pending JPH05168483A (ja)

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JP26145791A JPH05168483A (ja) 1991-09-13 1991-09-13 フラジェリン遺伝子

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1581119A4 (en) * 2001-12-17 2008-12-03 Corixa Corp COMPOSITIONS AND METHODS OF TREATMENT AND DIAGNOSIS OF INFLAMMATORY ENDURANCE

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