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JPH06225776A - リボフラビンの製造法 - Google Patents

リボフラビンの製造法

Info

Publication number
JPH06225776A
JPH06225776A JP5303815A JP30381593A JPH06225776A JP H06225776 A JPH06225776 A JP H06225776A JP 5303815 A JP5303815 A JP 5303815A JP 30381593 A JP30381593 A JP 30381593A JP H06225776 A JPH06225776 A JP H06225776A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dna
riboflavin
microorganism
genus
corynebacterium
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
JP5303815A
Other languages
English (en)
Inventor
Soji Koizumi
聡司 小泉
Yoshiyuki Yonetani
良之 米谷
Sadao Teshiba
貞夫 手柴
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.)
KH Neochem Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Hakko Kogyo Co 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 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd filed Critical Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
Priority to JP5303815A priority Critical patent/JPH06225776A/ja
Publication of JPH06225776A publication Critical patent/JPH06225776A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P25/00Preparation of compounds containing alloxazine or isoalloxazine nucleus, e.g. riboflavin

Landscapes

  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Plant Pathology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率よく安価にリボフラビンを製造する方法
を提供する。 【構成】 コリネバクテリウム属またはブレビバクテリ
ウム属に属する微生物由来で、リボフラビン要求性を有
する宿主微生物に導入されたとき、該宿主微生物のリボ
フラビン要求性を相補することができる性質を有するD
NAをベクターDNAに組み込んでなる組み換え体DN
Aを保有する微生物を培地に培養し、培養物中にリボフ
ラビンを生成蓄積させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリボフラビン(ビタミン
2 )の製造法に関する。リボフラビンは医薬品、飼料
添加剤、食品の着色剤等に利用される重要なビタミンで
ある。
【0002】
【従来の技術】発酵法によるリボフラビンの製造法とし
てはエレモテシウム・アシビイ( Eremothecium ashbyi
i)、アシビア・ゴシッピイ( Ashbya gossypii) 、キャ
ンディダ・フラレリ( Candida flareri)、サッカロマイ
セス・セレビシエ( Saccharomyces cerevisiae) 等を用
いた方法が知られている(プログレス・インダストリア
ル・マイクロバイオロジー、1巻、139頁、1959
年、特開昭62−228297号公報、特開昭63−1
12996号公報)。
【0003】また、遺伝子組換え技術を利用した方法と
してはバチルス属由来のリボフラビン生合成に関与する
酵素をコードする遺伝子を組み込んだバチルス属細菌を
用いた方法が知られている(特開平3−117489号
公報)。しかしながら、バチルス属細菌由来のリボフラ
ビン生合成に関与する酵素をコードする遺伝子に関する
記載があるのみでコリネバクテリウム属またはブレビバ
クテリウム属に属する微生物由来で、リボフラビン要求
性を有する宿主微生物に導入されたとき、宿主微生物の
リボフラビン要求性を相補することができる性質を有す
るDNAについては具体的な記載はない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、効率
よく安価にリボフラビンを製造することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、コリネ
バクテリウム属またはブレビバクテリウム属に属する微
生物由来で、リボフラビン要求性を有する宿主微生物に
導入されたとき、該宿主微生物のリボフラビン要求性を
相補することができる性質を有するDNA、該DNAを
ベクターDNAに組み込んでなる組換え体DNA、該組
換え体DNAを保有する微生物および該微生物を培地中
に培養し、培養物中にリボフラビンを生成蓄積させ、該
培養物よりリボフラビンを採取することを特徴とするリ
ボフラビンの製造法を提供することができる。
【0006】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
おけるDNAは、コリネバクテリウム属またはブレビバ
クテリウム属に属する微生物由来で、リボフラビン要求
性を有する宿主微生物に導入されたとき、該宿主微生物
のリボフラビン要求性を相補することができる性質を有
するDNAである。このDNAは、リボフラビン生合成
に関与する酵素の欠損したリボフラビン要求株に導入さ
れたとき、リボフラビンを含有しない培地に生育しうる
ような性質を該要求株に付与することができるので、リ
ボフラビンの生合成に関与する酵素の遺伝情報を担うD
NAを含むことが類推される。
【0007】本発明のDNAとしては、具体的には配列
番号1に示される塩基配列からなるDNAがあげられ
る。また、該塩基配列の一部が削除されたDNA、また
は他の塩基配列に置換されたDNAでも、リボフラビン
要求性を相補する性質を微生物に付与することができれ
ば本発明のDNAとして利用できる。例えば、塩基配列
1に示される塩基配列につき、制限酵素PstIおよび
BglIIで切断される1476番目から4164番目の
塩基配列で示される2.7kbのDNAがあげられる。ま
た、このDNA断片中には、リボフラビン生合成に関与
する少なくとも2種の酵素、グアノシン三リン酸シクロ
ヒドロラーゼおよびリボフラビンシンターゼをコードす
る遺伝子が含まれている。
【0008】該DNAの供与菌としては、コリネバクテ
リウム属またはブレビバクテリウム属に属する微生物が
あげられ、とくにコリネバクテリウム属に属する微生物
が好適である。具体的にはコリネバクテリウム・アンモ
ニアゲネスKY13313〔Amino acid Nucleic acid,
22,15(1970) 〕があげられる。供与菌から染色体DN
Aの調製法としては公知の方法たとえばフェノールを用
いて染色体DNAを抽出する方法〔バイオキミカ・エ・
バイオフィジカ・アクタ(Biochem. Biophys. Acta.),
72 , 619 (1963) 〕が用いられる。
【0009】該DNAを組み込むためのベクターDNA
としては、コリネバクテリウム属、ブレビバクテリウム
属またはエッシェリヒア属菌種中で自律複製できるもの
であればファージ・ベクター、プラスミド・ベクターな
どいずれでも使用できる。好適にはpCG1、pCG
2、pCG4、pCG11、pCE52、pCE53、
pCE54(特開昭57−134500号公報、特開昭
57−183799号公報、特開昭58−105999
号公報)などを例示することができる。
【0010】コリネバクテリウム属またはブレビバクテ
リウム属に属する微生物由来で、リボフラビン要求性を
有する宿主微生物に導入されたとき、該宿主微生物のリ
ボフラビン要求性を相補することができる性質を有する
DNA(供与体DNA)をベクターDNAに組み込んで
なる組み換え体DNAは、供与体DNAを適当な制限酵
素、たとえばPstI、BglIIなどにより切断し、該
制限酵素切断断片をベクターDNAに組み込むことによ
り、種々の組換え体DNA混成物とともに得ることがで
きる。組換え体DNAの受容菌としては、コリネバクテ
リウム属またはブレビバクテリウム属に属し、リボフラ
ビン生合成に関与する酵素の欠損したリボフラビン要求
株であればよい。受容菌の例としては、コリネバクテリ
ウム・アンモニアゲネスRK122株(実施例4)があ
げられる。
【0011】こうして得られる種々の組換え体DNA混
成物を用いて、前記したような受容菌を形質転換し、目
的とするリボフラビン生合成の酵素活性を有する形質転
換株を得ることができる。組換え体DNAを受容菌に導
入するには、プロトプラストを用いる方法(特開昭63
−248394号公報)、エレクトロポーレイション法
〔W.J.Dower etal, ヌクレイック・アシッズ・リサーチ
(Nucleic Acids Research), 16, 6127(1988)〕、コー
エンらの方法〔プロシーディング・オブ・ザ・ナショナ
ル・アカデミー・オブ・サイエンス(Proc. Natl. Acad.
Sci.) USA., 69 , 2110(1979)〕などが用いられる。
【0012】リボフラビン要求性を有する宿主微生物に
導入されたとき、該宿主微生物のリボフラビン要求性を
相補する性質を有するDNAの組み込まれた組換え体D
NAを保有する形質転換株の選択には、リボフラビンを
含有しない培地に生育しうるような菌株を選択すればよ
い。また、供試するベクターDNAが抗生物質耐性など
の選択マーカーを有する場合には、上記の選択用培地に
当該抗生物質を添加する等の方法を用いれば、目的とす
る形質転換株の選択がより一層容易となる。
【0013】このようにして得られる組換え体DNA
は、その保有株から、抽出して、他のコリネバクテリウ
ム属またはブレビバクテリウム属に属する微生物に導入
したり、あるいは、組み込まれたDNAを切り出し、こ
れを他のベクターDNAに結合して、コリネバクテリウ
ム属またはブレビバクテリウム属に属する微生物に導入
して用いることもできる。このようなコリネバクテリウ
ム属またはブレビバクテリウム属に属する微生物の例と
してはコリネバクテリウム・アンモニアゲネスKY34
54(ATCC6872)、KY13313などがあげられる。
【0014】また、該DNAを含むDNA断片を他菌種
の宿主・ベクター系を用いてサブクローニングすること
により、該遺伝子を他菌種に導入することも可能であ
る。宿主・ベクター系としては従来知られているものは
すべて用いることができるが、例えば、エシェリヒア
属、バチルス属などの宿主・ベクター系があげられる。
具体的には、エシェリヒア・コリJM105株〔GENE,
33 , 103(1985)〕があげられる。
【0015】このようにして得られる形質転換株とし
て、具体的には、該DNAを含むDNA断片の組み込ま
れた組換え体DNA pFM21を保有するコリネバク
テリウム・アンモニアゲネスKY13313/pFM2
1およびpFM41を保有するコリネバクテリウム・ア
ンモニアゲネスKY13313/pFM41があげられ
る。KY13313/pFM41菌株はブダペスト条約
に基づいて平成4年9月9日付で、工業技術院微生物工
業技術研究所(微工研)に、コリネバクテリウム・アン
モニアゲネスFM41(FERM BP−4003)と
して寄託されている。
【0016】コリネバクテリウム属、ブレビバクテリウ
ム属またはエッシェリヒア属に属し、かつコリネバクテ
リウム属またはブレブバクテリウム属に属する微生物由
来でリボフラビン要求性を有する宿主微生物に導入され
たとき、該宿主微生物のリボフラビン要求性を相補する
ことができる性質を有するDNAとベクターDNAから
なる組換え体DNAを保有するリボフラビン生産菌を培
養することにより、リボフラビンを効率よく安価に製造
することができる。リボフラビン生産菌の培養は、通常
の微生物の培養方法に従って行う。すなわち、該微生物
を、炭素源、窒素源、無機物、アミノ酸、ビタミンなど
を含有する通常の培地中で、好気的条件下で温度、pH
などを調節しつつ培養を行えばよい。培地に用いる炭素
源としては、例えばグルコース、フラクトース、シュー
クロース、糖蜜、澱粉、澱粉加水分解物などの炭水化
物、グルコン酸、ピルビン酸、乳酸、酢酸などの有機
酸、グリシン、グルタミン酸、アラニン、アスパラギン
酸などのアミノ酸など、該微生物が資化可能なものであ
ればいずれでも使用できる。これらの使用濃度は5〜4
0%が好ましい。
【0017】窒素源としては、アンモニア、塩化アンモ
ニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、硝酸
アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウムな
どの各種無機および有機アンモニウム塩、尿素、ペプト
ン、NZアミン、肉エキス、酵母エキス、コーンスティ
ープリカー、カゼイン加水分解物、フィッシュミールま
たはその消化物などの窒素含有有機物、グリシン、グル
タミン酸などの各種アミノ酸など種々のものが使用でき
る。その使用濃度は通常0. 1〜10%である。
【0018】無機物としてはリン酸二水素カリウム、リ
ン酸一水素カリウム、硫酸マグネシウム、リン酸マグネ
シウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、
硫酸亜鉛、炭酸カルシウムなどを用いることができる。
さらに、用いる微生物が、アミノ酸、核酸、ビタミンな
どの栄養素を生育に要求する場合には、培地にこれらの
物質を適当量添加するが、前記したような他の培地成分
に伴って培地に供給されれば特に加えなくてもよい。
【0019】培養は、振盪培養または通気攪拌培養など
の好気的条件下に行われる。培養温度は20〜40℃、
培養期間は24〜144時間が好適である。培地のpH
はアンモニア水、尿素液、水酸化ナトリウム溶液などで
中性付近に保つことが望ましい。生成されたリボフラビ
ン量は逆相カラム〔たとえば、RP−18(メルク社
製)〕を用いた高速液体クロマトグラフィーにて、発光
波長530nmおよび励起波長450nmにおける蛍光強度を測定
することにより定量することができる。培養物から、リ
ボフラビンを分離・取得するには、通常の精製手段、例
えば沈澱法、イオン交換樹脂によるクロマトグラフィー
法などの分離精製法が用いられる。
【0020】以下に本発明の実施例を示す。
【0021】
【実施例】
【0022】実施例1.染色体DNAの調製 コリネバクテリウム・アンモニアゲネスKY13313
を完全培地にアデニンとグリシンを添加したAIII AG
培地〔ポリペプトン10g/l ,肉エキス10g/l ,酵母
エキス5g/l ,塩化ナトリウム3g/l ,ビオチン30μ
g/l ,アデニン20mg/l,グリシン10g/l(pH7.2)〕に
接種して、30℃で10時間振盪培養した。この培養菌
体0. 6gをP−4緩衝液〔25mM N−トリス(ハイドロ
キシメチル)−メチル−2−アミノエタンスルホン酸(p
H7.6), 70mM 塩化ナトリウム, 5mM 塩化マグネシウム,
5mM 塩化カルシウム, 1.6M D−ソルビトール〕18mlに
懸濁し、これに、リゾチーム12mg/ml とアクロモペプ
チダーゼ3mg/ml を含むP−4緩衝液を2ml加え、30
℃で20時間放置しプロトプラストを調製した。遠心分
離によりプロトプラストを取得し、TSMC緩衝液〔50
mM トリス塩酸緩衝液(pH7.5), 0.6M コハク酸ナトリウ
ム, 10mM 塩化マグネシウム, 10mM 塩化カルシウム〕
で懸濁後、再び、遠心分離を行い、沈澱として得られた
プロトプラストをTES緩衝液〔10mM トリス塩酸緩衝
液(pH8.0), 1mM エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム
(EDTA), 10mM 塩化ナトリウム〕12mlに懸濁し、4℃
で30分間放置した。これに5M塩化ナトリウムを0.
28mlと5mg/ml リボヌクレアーゼA(シグマ社製)を
0. 04ml加え、37℃で20分間放置した。次に、1
0%ラウリル硫酸ナトリウム溶液を0. 72ml加え、4
℃で2時間放置後、65℃で5分間加熱した。この溶液
にTES緩衝液で飽和したフェノール13mlを加え、十
分に攪拌した。この溶液を遠心分離し、水層を分取し
た。このフェノール抽出の操作をさらに、2回行った
後、等量のクロロホルムを加え、十分に攪拌し、遠心分
離により水層を分取した。得られた溶液12mlに2. 5
M酢酸ナトリウム1. 2mlを加え、さらに、エタノール
30mlを加えた。析出した染色体DNAをガラス棒で巻
き取り、乾燥させた。次いで、これをTE緩衝液〔10mM
トリス塩酸緩衝液(pH8.0),1mM EDTA 〕1mlに
溶解させた。
【0023】実施例2.組換え体DNAの調製 上記実施例1で得られた染色体DNA50μgを含む液
に制限酵素PstI(宝酒造製)40単位を加え、37
℃で3時間作用させ、消化反応を行った。一方、特願昭
57−183799号に記載の方法にしたがって調製し
たベクターpCG11のDNA50μgを含む液に制限
酵素PstI40単位を加え、37℃、3時間処理後、
アルカリホスファターゼ5単位を加え、65℃で1時間
脱リン酸化反応を行った。両反応液から染色体DNAお
よびベクターDNAを、上記と同じ方法によりフェノー
ル抽出およびエタノール沈澱により精製した。こうして
得られた染色体DNA10μgおよびベクターDNA2
0μgを、T4リガーゼ緩衝液〔66mMトリス塩酸緩衝液
(pH7.6), 6.6mM塩化マグネシウム, 10mMジチオスライト
ールおよび0.1mM ATP〕中でT4DNAリガーゼ(宝
酒造製)700単位を添加し、16℃で16時間連結反
応を行い、組換え体DNA混成物を得た。
【0024】同様に、染色体DNA50μgを含む液に
制限酵素BglII(宝酒造製)40単位を加え、37℃
で3時間作用させ、消化反応を行った。一方、ベクター
pCG11DNA50μgを含む液に制限酵素BglII
40単位を加え、37℃、3時間処理後、アルカリホス
ファターゼ5単位を加え、65℃で1時間脱リン酸化反
応を行った。両反応液から染色体DNAおよびベクター
DNAを、上記と同じ方法によりフェノール抽出および
エタノール沈澱により精製した。こうして得られた染色
体DNA10μgおよびベクターDNA20μgを、T
4リガーゼ緩衝液中でT4DNAリガーゼ(宝酒造製)
700単位を添加し、16℃で16時間連結反応を行
い、組換え体DNA混成物を得た。
【0025】実施例3.コリネバクテリウム・アンモニ
アゲネス( Corynebacterium ammoniagenes) のリボフラ
ビン要求株の取得 コリネバクテリウム・アンモニアゲネスKY13313
株より、リボフラビン要求株RK122株の取得は以下
のように行った。コリネバクテリウム・アンモニアゲネ
スKY13313株をAIII AG培地からグリシンを除
いた培地で30℃で7時間種培養して得られた菌体をN
−メチル- N'-ニトロ−N−ニトロソグアニジン100
μg/mlで30℃、90分間、変異処理を行った。菌体を
集菌、洗浄後、リボフラビンを含まない最少液体培地
〔グルコース 20g/l、KH2 PO4 0.1g/
l、K2 HPO4 0.3g/l、MgSO4 ・7H2
0.3g/l、CaCl2 ・2H2 O 0.01g/l、
FeSO4 ・7H2 O 10mg/l、ZnSO4 ・7H
2 O 1mg/l、MnSO4 ・4〜6H2 O 4mg/
l、CuSO4 ・5H2 O 0.2mg/l、L−システイ
ン40mg/l、ビタミンB1 10mg/l、Ca−D−パ
ントテン酸20mg/l、ビオチン60μg/l、NH4
Cl 3g/l、尿素2g/l、アデニン50mg/l、
(pH7.2)〕に植菌し、30℃で培養をおこなった。
対数増殖期にペニシリンGを100U/ml添加後、30℃
でさらに16時間培養を継続し、リボフラビン要求株の
濃縮を行った。上記の処理を行った菌体をリボフラビン
(5mg/l)を含む最少寒天平板培地およびリボフラビ
ンを含まない最少寒天平板培地〔2%寒天を含んだ最少
液体培地〕に塗布し、リボフラビンを含む最少寒天平板
培地でのみ生育できるリボフラビン要求株RK122株
を取得した。
【0026】実施例4.組換え体DNAによるコリネバ
クテリウム・アンモニアゲネス( Corynebacterium ammo
niagenes) のリボフラビン要求株の形質転換 組換え体DNAによる該菌株の形質転換はエレクトロポ
ーレイション法〔W.J.Dower et al, ヌクレイック・ア
シッズ・リサーチ(Nucleic Acids Research),16, 6127
(1988)〕によった。
【0027】すなわち、コリネバクテリウム・アンモニ
アゲネスRK122株をAIII AG培地に30℃で5時
間培養し、氷冷した272mMシュークロースを含む、1
5%グリセロール溶液で洗浄後、同溶液で懸濁した。こ
の菌体懸濁液に、上記実施例3で制限酵素PstIを用
いて調製した組換え体DNA溶液を混合し、ジーン・パ
ルサー装置(Bio-Rad Laboratories, Richmond, CA) を
用いたエレクトロポーレイション法(電圧2. 5kV、
電気容量25μF、抵抗200Ω)により、形質転換を
行った。
【0028】次に、この形質転換株を含む懸濁液をスペ
クチノマイシン150μg/l を含む最少培地寒天平板上
に塗抹して30℃で3日培養した。寒天平板培地上に生
じたコロニーから、形質転換株コリネバクテリウム・ア
ンモニアゲネスRK122/pFM21(スペクチノマ
イシンに耐性で、かつリボフラビン要求性を消失してい
る)を取得した。
【0029】同様にして、実施例3で制限酵素BglII
を用いて得た組換え体DNAにより形質転換株RK12
2/pFM41を得た。
【0030】 実施例5.形質転換株からのプラスミドの抽出 形質転換株RK122/pFM21およびRK122/
pFM41をスペクチノマイシンを含むAIII AG培地
250mlを用いて培養し、得られた菌体から、実施例2
に記載した方法により、各々約100μgのプラスミド
DNAを得た。これらのプラスミドをpFM21および
pFM41と命名した。組換え体プラスミドpFM21 およ
びpFM41 の制限酵素切断地図は図1に示した通りであり
挿入断片の大きさは各々4.7キロベースおよび4.2キロ
ベースである。図1のpFM41 においてカッコに示したBg
l II部位は染色体DNAの切断の際に認識配列がゆがん
だため、あるいはベクターDNAのホスファターゼ処理
等の原因で、Bgl II では切断されなくなっている。
制限酵素Pst I およびBgl II で切断される2.7
キロベースは両者に共通していた。
【0031】 実施例6.リボフラビンシンターゼ活性の測定 KY13313/pCG11 株、KY13313/pFM21 株、KY13313/pFM41
株につきメソッド・イン・エンザイモロジー〔(Method
in Enzymology) 122 192(1986) 〕記載の方法によりリ
ボフラビンシンターゼ活性を測定したところ、pFM21 お
よびpFM41 保有株の酵素活性はベクターのみを保有する
株に比べて、それぞれ4.8倍および13倍に上昇してい
た。
【0032】実施例7.グアノシン三リン酸シクロヒド
ロラーゼ活性の測定 KY13313/pCG11 株、KY13313/pFM21 株およびKY13313/pF
M41 株につき、文献記載の方法〔Archives of Microbio
logy, 124, 255(1980) 〕にてグアノシン三リン酸シク
ロヒドロラーゼ活性を測定したところ、pFM21 およびpF
M41 保有株においてはベクターのみを保有する株に比べ
て、それぞれ6.1倍および4.3倍の酵素活性を示した。
【0033】実施例8.リボフラビン要求性を相補する
性質を微生物に付与できるDNAの解析 上記で得られたプラスミドpFM21およびpFM41
に組み込まれた断片のうち両者に共通する2. 7キロベ
ースを含むSalI〜SalIの5. 6キロベースの断
片につき、そのDNA塩基配列をジデオキシ法〔メッシ
ング(Messing.J.),メソッド・イン・エンジモロジー(Me
thod in Enzymol.), 101 ,20(1983) 〕で決定した。そ
の結果を配列番号1に示した。
【0034】 実施例9.プラスミドのエシェリヒア・コリへの導入 実施例5で得られたプラスミドpFM21のDNA1μ
gを含む液に制限酵素PstI2単位を加え、37℃で
1時間反応後、アガロースゲル電気泳動により4. 7キ
ロベースの断片を単離精製した。一方、ベクターpUC
19(宝酒造製)0.5μgを含む液にPstI2単位を
加え、37℃、1時間消化反応をした後、実施例2記載
の方法と同様にアルカリホスファターゼで、脱リン酸化
反応を行った。反応終了後、フェノール抽出、エタノー
ル沈澱により、ベクターDNAを調製した。こうして得
られたpFM21由来のDNA断片100ngとベクタ
ーDNA50ngを混合し、T4リガーゼ緩衝液中で、
T4リガーゼ100単位を添加し、16℃で2時間連結
反応を行った。得られた組換え体DNAを用いて大腸菌
JM105株をコーエンらの方法〔プロシーディング・
オブ・ザ・ナショナル・アカデミイ・オブ・サイエンス
(Proc.Natl.Acad.Sci.)USA., 69, 2110(1979)〕により
形質転換し、100mg/l アンピシリン、0.1mM イソプロピ
ルチオガラクトサイドおよび0.004 %の5−ブロモ−4
−クロロ−3−インドイル−β−D−ガラクトピラノシ
ドを含むLB寒天平板培地〔LB液体培地(バクトトリ
プトン10g/l, 酵母エキス5g/l ,塩化ナトリウム5g/l
(pH7.2) 〕に1. 5%の寒天を含有する培地〕に塗抹し
た。
【0035】得られた白色を呈する形質転換株から、プ
ラスミドDNAをManiatisらの著書〔モレキュラー・ク
ローニング(Molecular Cloning A Laboratory Manual,
ColdSpring Harbor Laboratory)(1982)〕に記載された
方法により分離精製した。プラスミドDNAの構造を制
限酵素による消化実験により解析し、pUC19のla
cプロモーターの下流にpFM21由来のリボフラビン
生合成に関与する酵素をコードする遺伝子を含むDNA
断片が挿入された図2に示す構造であるものを選択しp
FM201と命名した。
【0036】実施例10.エシェリヒア・コリの形質転
換株を用いるリボフラビンの生産 実施例9で得られた形質転換株JM105/pFM201を100mg/l
のアンピシリンを含有する8mlのLB液体培地に接種
し、30℃で16時間培養した。得られた培養液0.08ml
を100mg/l のアンピシリンを含有する8mlの最少培地
(KH2PO4 3g/l,NaCl5g/l, NH4Cl 1g/l, NaHPO4 6g/l, M
gSO4 ・7H2O 0.25g/l, ビタミンB1 4mg/l, グルコース3g
/l)に接種し、37℃で24時間培養した。培養液中の
リボフラビンの蓄積量は14. 4mg/lであった。同一条
件下、ベクターのみを保持する大腸菌JM105/pUC19 の培
養液中には0. 3mg/lのリボフラビンが含まれていた。
【0037】実施例11.コリネバクテリウム・アンモ
ニアゲネスの形質転換株を用いるリボフラビンの生産 コリネバクテリウム・アンモニアゲネスKY13313
を実施例5で取得したpFM41のDNAを用いて、実
施例4に記載した方法により形質転換し、形質転換株を
含む懸濁液を150μg/mlのスペクチノマイシンを含む
培地に塗沫して、30℃で3日間培養し、生じたコロニ
ーからスペクチノマイシンに耐性な形質転換株コリネバ
クテリウム・アンモニアゲネスFM41株(FERM
BP−4003)を取得した。
【0038】次に、種培地〔ポリペプトン10g/l ,肉
エキス10g/l ,酵母エキス5g/l,塩化ナトリウム3g
/l ,ビオチン30μg/l ,アデニン20mg/l,スペク
チノマイシン150mg/l(pH7.2) 〕8mlを含む太型試験
管に、コリネバクテリウム・アンモニアゲネスFM41
株を一白金耳接種し、30℃で24時間振盪培養した。
この培養液1. 5mlを、第1表の発酵培地30mlを含む
300ml容三角フラスコに接種し、30℃で72時間振
盪培養したところ、培養液中にリボフラビンが620mg
/l蓄積した。なお、ベクタープラスミドpCG11のみ
を保有するコリネバクテリウム・アンモニアゲネスKY
13313を上記と同一の条件で培養した際のリボフラ
ビン蓄積量は35mg/lであった。
【0039】
【表1】
【0040】 実施例12.バチルス属細菌由来遺伝子との相違 バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis) 168株
の染色体DNA 2μgを含む液に制限酵素PstI
5単位を加え、37℃、5時間消化反応を行った後、ア
ガロースゲル電気泳動により分離し、DNAをナイロン
フィルター上に固定した。これにpFM201由来のX
hoI〜HindIII の1kb断片をプローブとして、ベ
ーリンガー・マンハイム山之内社製のノンラジオシステ
ムDNA標識及び検出キットを用いてサザンハイブリダ
イゼイションを行った。その結果、このプローブは16
8株の染色体のDNAとは会合が認められなかった。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、リボフラビンを発酵法
により効率よく製造することができる。
【0042】
【配列表】
【0043】配列番号:1 配列の長さ:5589 配列の型:核酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:Genomic DNA ハイポセティカル:NO アンチセンス:NO 起源: 生物名:コリネバクテリウム・アンモニアゲネス 配列: GTCGACATTA TGGACGGCCA TTTCGTCCCG AACCTGTCCT TTGGTCCAGA TATCACCAAG 60 GCCGTCGATG GGATCACGGA TCAAACCCTT GATGTGCATT TGATGATCCA GGAGCCAGCA 120 CAGTGGGTAG ACACTTACGC TAAGGCGGTG CAGATTGCAT CATCTTCCAC GTCGAGGCGG 180 TTGAAGACGA GGCAGCAGCG CTTGCATTGG CAGCTAAGAT CCGCGAGCTC GGCGTTCGCG 240 CTGGATTTTC CATTAAGCCC AATACCCCAA TTGAGCCGTG GCTAGATAAG CTGTCCCACT 300 TCGACTTAGT TCTGGTGATG AGTGTTGAAC CGGGCTTTGG CGGGCAGAAA TTTATGCCGG 360 AGATGCTCGA TAAGGTGCGC AAGCTCCGCT CAGCTATCGA TGAGCAAGGC TTAGATACGC 420 TCATCGAAAT TGATGGCGGA ATTTCTGCTG ACACCATCGC GCAAAGCGCG GAAGCTGGCT 480 GCGATGCATT CGTGGCGGGT TCGGCAATCT TTAAGCAACG TGACCGCGCA GCCGAGGTAG 540 AGAACCTGCG CGCTTTGGCC ACCGTCTAAT TAAGGGATTA CTGGATTATG GATAGCAACC 600 CCGGTGCAGA CCAAGCCGTG GCTCCGATTG TGGAGCAGGC GTTGCGCACC GCAATGTCTG 660 CAGGGTGGGA AGTGCGCGGG ACTACCAGCC CGAATCCACC GGTGGGTGCG GTAATTATTT 720 CGACTTCGGG TGAGATTGTG GGCACCGGTG CGACTCAGCC GGTGGGCGGG GTGCACGCAG 780 AAGTCCAAGC TCTAGCCGAT GCCGCGGGCA AGACCGAAGG CGCTACCGCC GTGGTGACGC 840 TGGAGCCGTG CCGGCATACC GGCCGCACGG GACCGTGCAC GCAGGCTTTA ATTGAAGCCG 900 GCATCAAAGA TGTCCTTTTC TTACACTCCG ACCCGAATCC CAGTGCGGGC GGCGGGGAAC 960 AGGTGCTTGT CGATGCCGGC ATCAACGTCG TGCAGCTGCC CAGCCCGGAG GGGGTACCGG 1020 ATGCGCTCAT TCCGTGGTTG AAGTCCGTGC AGTTGCGACG TCCCCACGTT ACGTTGAAAT 1080 TTGCGCAAAC TATCGATGGC TTTACTGCAG CTGCCGATGG CACCAGCCAG TGGATCACTG 1140 GGGAAATGGC GCGTGACTAT GTCCACGCTG ACCGTGAACA CCGCGATGCC ATTATCATCG 1200 GCACTGGCAC GGCCTTGATT GATAATCCAT CGCTTACTGC CCGCTATCCA GACGGCACCC 1260 AACGCGAACA CCAACCCCGG CGAGTTGTCA TTGGCCGTCG CAATATTGCG GATGCCGGCG 1320 ATGCCGCGTC TAATCTCAAC CGGCTTGGAT TTGAGCAATA TGCCACCATC GATGAAGCTC 1380 TGGCCGAGCT TTATGCCACC GGTGCCCGTG ATGTGCTCGT CGAAGGCGGA GCAGGTTTGG 1440 CCTCAGGCTT TGCCAACCAA GGACTGGTGG ATTGGCTGCA GGTCTACCAG GCGCCGCTCC 1500 TACTCGGTGA GGGAATTTCG GTCTTGGCAC ATCCGTTGAC CAATACGTTG AAAGGCGCCA 1560 GCGCGCTTTG CCCGCGGGCA GCTTCTGGCG CTGGGCGATG ATTTATTAAT CAACTACGTG 1620 CGTACTGCAC ACACTAAATA ATTTCACTAA AGGAGAATTG GTTGTTTACT GGGCTGGTTG 1680 AAGAAAAAGG CAAGGTTATC GCGCTGGAGG AGCTTGGGGA TTCTATCCGC ATGCAAATTG 1740 AGGCACCGGT GGTAACCGCT GATGCTCAAC TAGGAGACTC CATTTCTGTC AACGGCGTGT 1800 GCTTGACCGT CGCGGAGCTG GGAGACGCGA CGTTTATCGC CGACATTATG CAGGAATCTC 1860 TAAACCGCTC AGCTTTGGGT GAACTTGCGC CACAGAGCAC GGTAAACCTC GAACGCGCAT 1920 TGCTACCTAC CACCCGATTG GGCGGGCATA TCGTGCAAGG CCATGTCGAT GGCACCGCCA 1980 AACTTATCTC CCGCACTCCG TCGGAGCACT GGGATATTTT GCGTTTCGAA TTGCCTGCGG 2040 ATCTGGCACG TTATGTTGTT GAAAAGGGCT CGATTGCGAT TAGCGGCACG TCTTTGACGG 2100 TATCTGCAAT TGGGGAAGCC TGGTTTGAGG TCTCTTTGAT TCCAGTTACT TTGCGCGACA 2160 CCATCTTGGG TGATTTAGCC GACGGTGATC TGGTTAATCT CGAGGTTGAC GTGTTAGCGA 2220 AGTATGTCGA GAAGATGGTT CGCCCCCAAG GCGAGGTTTA ACAAGGGTAG AGACTAAGCT 2280 AGATAGCTAT GAACGCACCT TTAAATAGCG CAGTTCGTCT GGACTCCATC GAGGAGGCGA 2340 TTGCGGATAT CGCTGCCGGC AAGGCAGTAG TTGTAGTTGA CAACGAGGAC CGTGAGAATG 2400 AGGGTGACCT GATTTTCGCC GCGGAGCTTG CAACACCTGA GCTCGTAGCT TTTATGGTGC 2460 GCTATTCCTC GGGTTATATT TGCGTGCCTT TGCTGCCTGA AGACTGCAAG CGTTTGAACC 2520 TGCCACCGAT GATGGGCAGA AATGAAGACG TGCGCGGTAC TGCGTATACC GTCACGGTTG 2580 ATGCAAATAC AGGCACCACC GGAATCTCCG CCACTAGCCG CGCAGAAACT ATGCTGCGTC 2640 TCGCAGACCC TATGAGCGTG GTGGATGACT TTACCCGTCC AGGGCATGTG GTTCCGCTGG 2700 CTGCACGTCC TAACGGTGTT CTTGAGCGTG ATGGGCACAC GGAAGCCGCC ATCGACTTGG 2760 CTCGCTTGGC GGGCCTGCGT CCAGCGGGTG TTTTGTGTGA AATCGTCTCT GAAGAAGACC 2820 CGACCACGAT GGCTCGTTCC GAAGAGCTGC GTCGTTTTTC TGATGAGCAT GACTTGAAGA 2880 TGATATCCAT CGAGCAGCTC ATCGAATGGC GCCGTCACAA TGAGACTCAG GTACGTCGCA 2940 CGGTCGAAAC CCAGTTGCCG ACGGACTTCG GCTCTTTTAC CGCACTGGGC TACAAGCACG 3000 AGATCGACGG CCAAGAGCAC GTGGCACTGA TTGCAGGTGG CGTGGAAGAA CTCAACGGTG 3060 CCGAGGATGT CTTTGTCCGC GTGCACTCAG AATGCCTCAC CGGCGATGTC TTCCATTCCC 3120 GTCGTTGCGA CTGTGGCCAG CAGCTGCACC AGTCTATGGA GATTATCCAA GAGGCTGGCC 3180 AGGGAATCAT CATTTACTTG CGCGGTCACG AAGGCCGCGG CATTGGACTT TTGGCAAAGC 3240 TTAAGGCCTA CAGCCTGCAA GATTCAGGCC TCGATACTGT CGATGCCAAC CTGGAGCAAG 3300 GCTTGCCGGA AGATGCCCGT GAATACTCAG TCGCCGGGCA AATCCTGCGC GATCTGGGCA 3360 TCAAGTCAGC AAACCTGTTG ACCAATAACC CGCACAAAGG CGAAGGCCTG CGTGGCTTCG 3420 GGGTAGAAGC GTCCGCGCAT ACTCCGGTAG AAATAGAGCC AAACGCAGAC AATATTGATT 3480 ACCTGCGCAC CAAGCGTGAC CGTATGAACC ACGATTTGCC GCAGGTTGCG CGGTGGGACG 3540 CTGCGCACGC GCTGAAGTAA GAACCCTGAA AAACGTCGAA GAAAGCAAGA ACATGAGCAA 3600 AGAAGGACTA CCAGAAGTCG CCACGATTGA TGCCACCGGC ATCTCCGTCG CGGTTATCAG 3660 CGCAACCTGG AACGCAGATA TTTGTGACCG CCTCCATGAG CGAGCACTTG CTCATGCACA 3720 GCAACTTGGC GCCGAAGCAG ATGGTTTCCG CGTCGTCGGC GCACTGGAGA TTCCCGTCGC 3780 GGTACAAGAA GCAGCACGCC ACTACGACGC AGTTGTAGCA CTGGGTTGTG TCATCCGTGG 3840 TGGCACTCCG CACTTTGATT ATGTCTGTGA CTCCGTCACT CAGGGCCTAA CCCGAATTGC 3900 GCTGGATACT TCCAAGCCGA TTGCTAATGG CGTCTTGACA GTCAACACCC ACGACCAAGC 3960 GGTGGATCGT TCAGGTGCAC CAGGTGCTGC CGAAGACAAG GGCGTAGAAG CCATGCAAGC 4020 GGCTTTAGAT ACTGTGCTGC AATTGCGTAA TATCAAAGAA CGCGCATCAA AGCGCGGACT 4080 GTAGGAGATG ACTAATTCCA TGACTGACTC AACGGCTGGT GCCCCCGGCG ACTACCAACC 4140 GAAGAAGAAG CTAACTGATG AAGAGATCTT GGCGTATACC ACCGCCGATC CCTTCGCTAT 4200 GACCTCCACG AAGCCGTGGG AGTTGACTAT TTCCTCGCCA TTTCTGCGCA AAGTGGCGTG 4260 GGTGTGCATC GCGATTGTGA TTCCCGTGCA CCTTTTTATG GGCATCATGC TGGATGTCGA 4320 ATTTACCGGT GCGTATATCA CTTTCATCGA TAAGCTAGCT TTCCCTGGCA TCGGTATTGT 4380 CATATCGATA ATCGCGTGGC TGGCGTTCAA CCGTCCACGT CTGCGCGCTA ATTCTGATGG 4440 CGTAGAAATC CGCAACATCA TCGGCACGCG CTTTTACCCG TGGGAAGTCA TCTACGGCAT 4500 GTCTTTCCCC GAAGGCTCAC GCATGGCGCG CATTGAATTG CCGAATTTCG AATACGTGCC 4560 AGTCTGGGCA ATCCAATCCG GCGATAAAGA AGCAGCGATT GCTGCTACCC GGAACTTCCG 4620 CGAACTTGAA GCGAAGTACA TGCCGCTGGA TTAACCAGCA CAAAAGAAGG GAAGTTGGCC 4680 ACCGTGGCAG ATCCAAGCAC TTACCGGCCT GCTCCTGGAA CCATCCCGAC AGATCCAGGC 4740 GTATATAAAT TCCGCGATGA AAATAAACGC GTTGTATATG TCGGGAAGGC GAAAAACCTT 4800 CGCTCGCGGC TCTCGAACTA TTTCCAAGAC ATCACGCAGC TGCATCCTCG CACTCGCCAA 4860 ATGGTGCAAA CCGCGGCGAG CGTCGAGTGG ACGGTTGTTG CCAGCGAAGT AGAAGCTCTT 4920 GCGCTGGAAT ATACGTGGAT TAAGAAATTC GATCCGCGCT TCAACGTCAA ATACCGTGAC 4980 GATAAAACTT ATCCGATGCT GGCGGTATCC GTTGGCGAGC GCATTCCGCG AGCATTTTTC 5040 TACCGTGGTC CGCGCCGTAA AGGTGTGCGC TACTTCGGGC CTTATTCCCA CGCGTGGGCT 5100 GTGCGTGAAG CCCTGGATCT ACTCACGCGC GTCTTTCCCA TGCGCACGTG CTCCAAGGGC 5160 GTATACAACC GGCACGAAAG CCTTGGCCGA CCGTGTCTTT TGGGCTATAT TGGCAAGTGC 5220 AATGCACCGT GTATTGGGCG AGTGAGCGAG GACGAGCACC GCGATACTGT TAATCAGCTG 5280 GTCTCGTTTA TGAACGGTAA CACCGGCCCG GTGGTACGCC AGCTTACGGC ACAGATGCAG 5340 GAAGCATCGG AAGCACTAGA GTTTGAACGC GCGGCACGCC TGCGCGATGA CCTTGAGGCC 5400 ATTAATAAAA TCATGGAGCA ACAAGCTGTT GTCTTCACTG ATTCGACGGA TGCGGACCTC 5460 ATCGCTTTTC ACACTGATGA GCTGGAAGCC GCATTGCAGA TTTTCCACGT GCGCGATGGA 5520 CGTATCCGCG GCCAACGCGG CTGGGTTGTA GAGCGCATGG GCGACCAAGC CCCATTGAAG 5580 AAAGTCGAC 5589
【図面の簡単な説明】
【図1】はプラスミドpFM21およびpFM41の制
限酵素地図を示す。
【図2】はプラスミドpFM201の制限酵素地図を示
す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 //(C12N 1/21 C12R 1:15) (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 15/52 C12R 1:15) (C12P 25/00 C12R 1:15) (C12P 25/00 C12R 1:19)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コリネバクテリウム属またはブレビバク
    テリウム属に属する微生物由来で、リボフラビン要求性
    を有する宿主微生物に導入されたとき、該宿主微生物の
    リボフラビン要求性を相補することができる性質を有す
    るDNA。
  2. 【請求項2】 DNAがリボフラビン生合成に関与する
    酵素をコードする遺伝子である請求項1記載のDNA。
  3. 【請求項3】 DNAが、少なくともグアノシン三リン
    酸シクロヒドロラーゼおよびリボフラビンシンターゼを
    コードしている遺伝子である請求項2記載のDNA。
  4. 【請求項4】 DNAが配列番号1に示される塩基配列
    またはその一部からなるDNAである請求項1記載のD
    NA。
  5. 【請求項5】 DNAが配列番号1に示される塩基配列
    につき、1476番目から4164番目の塩基配列で示
    される2.7kbのDNAである請求項4記載のDNA。
  6. 【請求項6】 コリネバクテリウム属に属する微生物が
    コリネバクテリウム・アンモニアゲネスに属する微生物
    である請求項1記載のDNA。
  7. 【請求項7】 請求項1記載のDNAをベクターDNA
    に組み込んでなる組換え体DNA。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の組換え体DNAを保有す
    る微生物。
  9. 【請求項9】 微生物が、コリネバクテリウム属、ブレ
    ビバクテリウム属またはエッシェリヒア属に属する微生
    物である請求項8記載の微生物。
  10. 【請求項10】 請求項8記載の微生物を培地中に培養
    し、培養物中にリボフラビンを生成蓄積させ、該培養物
    より、リボフラビンを採取することを特徴とするリボフ
    ラビンの製造法。
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