JPS63173591A - Dna sequence encoding biotin biosynthetic enzyme, vector containing the same, cell transformed by said vector and production of biotin using said cell - Google Patents
Dna sequence encoding biotin biosynthetic enzyme, vector containing the same, cell transformed by said vector and production of biotin using said cellInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はDNA組換え体技術を用いた醗酵によるビオチ
ンの製造に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to the production of biotin by fermentation using recombinant DNA technology.
(従来の技術および発明が解決しようとする問題点)
ビオチンはヒト、動物、植物およびある種の微生物に必
要とされるビタミンの1つである。(Prior Art and Problems to be Solved by the Invention) Biotin is one of the vitamins required by humans, animals, plants, and certain microorganisms.
ビオチンは卵黄から分離され、またビール酵母、穀類、
様々な器官等の中に遊離型もしくは蛋白質に結合した型
で見出されている。Biotin is isolated from egg yolks and can also be found in brewer's yeast, grains,
It is found in various organs in free form or protein-bound form.
このビタミンを、特に皮膚代謝の調整剤として、中でも
ヒトのIIl& 漏性皮膚炎の治療に用いることが提案
されている。It has been proposed to use this vitamin in particular as a regulator of skin metabolism, inter alia in the treatment of IIl&rhoea dermatitis in humans.
他にも様々な供給源が従来知られているが、ビオチンは
ある種の微生物、特にバチルススフエリカス(Baci
llus 5phaericus)のようなバチルス属
によって合成される。Although various other sources are known in the art, biotin is derived from certain microorganisms, particularly Bacillus sphaericus (Bacillus sphaericus).
It is synthesized by Bacillus species such as Bacillus 5phaericus).
第1図はこの種の微生物中におけるピメリン酸を原料と
するビオチンの生合成鎖を示すものである。この鎖には
5つの異なった酵素を用いる段階が含まれており、これ
らにおいて用いられる遺伝子は順にbio C,bio
F、 blo A、 blo Dおよびblo Bと
呼ばれている。FIG. 1 shows the biosynthetic chain of biotin using pimelic acid as a raw material in this type of microorganism. This chain contains steps using five different enzymes, and the genes used in these are, in order, bio C, bio
They are called F, blo A, blo D and blo B.
ピメリン酸を原料とする工業的な醗酵によるビオチン製
造の体系的な研究によれば、ある種の微生物、特にバチ
ルススフエリカスに属するものはビオチンと同様にビタ
ミン中間体(vltaiers)を過剰生産することが
明らかとなった。(本明細書において「ビタミン中間体
」とはビオチンを生成する様々な中間体を意味する。)
これらの細菌に関して、ビオチンの前駆体のうちでもD
TB (デスチオビオチン)は最終的に分子であるビ
オチンよりもはるかに多量に生成される支配的な成分と
なる。Systematic studies of biotin production by industrial fermentation from pimelic acid have shown that certain microorganisms, particularly those belonging to the Bacillus sphaericus species, overproduce vitamin intermediates (vltaiers) as well as biotin. became clear. (As used herein, "vitamin intermediate" refers to various intermediates that produce biotin.) Regarding these bacteria, among the biotin precursors, D
TB (desthiobiotin) ultimately becomes the dominant component produced in much larger amounts than the molecule biotin.
借地中に存在するビオチンの量に依存してビオチン合成
を抑制する強力な転写制御が存在する。There are strong transcriptional controls that suppress biotin synthesis depending on the amount of biotin present in the biotin.
この抑制はE、コリ(colt)においてもバチルスス
フエリカスにおいても同様に起こる。This suppression occurs similarly in E. colt and Bacillus sphaericus.
しかしながら、フィードバック阻害はE、コリ中のビオ
チン生合成を調節せず、またこの種の制御はバチルスス
フエリカスにおいては知られていない。However, feedback inhibition does not regulate biotin biosynthesis in E. coli, and this type of regulation is unknown in Bacillus sphaericus.
バチルススフエリカスにおいてピメリン酸から(小量の
ビオチンに対して)極めて大量のDTBが生産されるこ
とを完全に解明するためには、この細菌におけるビオチ
ン生合成の経路の機構および調節について、かなりの分
子生物学的な研究がさらに必要とされる。To fully elucidate the production of extremely large amounts of DTB from pimelic acid (relative to small amounts of biotin) in Bacillus sphaericus, the mechanism and regulation of the biotin biosynthesis pathway in this bacterium will require considerable research. Further molecular biological studies are needed.
DTBを生成するB、スフエリカス株に由来するいくつ
かの抽出半精製生合成酵素の初期研究においては、E、
コリにおいて公知であるビオチン酵素との間に有意な差
は認められなかった。In an initial study of several extracted semi-purified biosynthetic enzymes from B. sphaericus strains that produce DTB, E.
No significant difference was observed between the biotin enzyme and the known biotin enzyme in E. coli.
しかしながら、もしもビオチンの収量が改善されれば、
バチルススフエリカスのこのような株(11’0352
5.MCl89370)の工業的醗酵によるビオチンの
生産は、既存の化学的方法と競合し得るものになるであ
ろう。この目的を達成するためには、これらの株におい
てビオチンのための全ての生合成遺伝子の本質的な超発
現(hyperexpression)が得られれば有
利である。However, if the yield of biotin is improved,
Such a strain of Bacillus sphaericus (11'0352
5. Production of biotin by industrial fermentation of MCl89370) would be competitive with existing chemical methods. To achieve this aim, it is advantageous if in these strains an essential hyperexpression of all biosynthetic genes for biotin is obtained.
α−デヒドロビオチンのようなビオチン類似物に対す耐
性もしくはビオチンを過剰に分泌する突然変異株の選択
による、抑制解除されたE、コリ株の選択はもちろん公
知である。また、二極オペロン中に組織された全てのビ
オチン遺伝子の合成に多面発現的に作用するシス優性突
然変異も公知である。トランス作用突然変異も知られて
いるが、これらはビオチン遺伝子の転写制御を停止し得
ることに加え、細胞の一般的な生理機能に影響を与え得
る多面発現的特性をしばしば有している。The selection of derepressed E. coli strains by resistance to biotin analogues such as α-dehydrobiotin or selection of mutant strains that secrete excessive biotin is of course known. Also known are cis-dominant mutations that affect the synthesis of all biotin genes organized in a bipolar operon in a pleiotropic manner. Trans-acting mutations are also known, but in addition to being able to abolish transcriptional control of the biotin gene, these often have pleiotropic properties that can affect the general physiology of the cell.
これらの伝統的な微生物学的選択方法は、ビオチン生合
成の分子的な制御およびビオチン遺伝子の一般的な組織
化がバチルススフエリカスにおいてもE、コリにおける
ものと同様であると仮定すれば、バチルススフエリカス
の株にも応用できる。These traditional microbiological selection methods are suitable for Bacillus sphaericus, given that the molecular control of biotin biosynthesis and the general organization of the biotin gene are similar in Bacillus sphaericus as in E. coli. It can also be applied to Sphericus strains.
これらの仮定に加えて、大規模な工業的醗酵および連続
培養中における突然変異株の使用においては、復帰の起
こることが極めて少ない突然変異体を選択することが必
要とされ、バチルススフエリカスにおいては精度の高い
遺伝子分析法が現在まで存在していないことから、これ
は困難な仕事となっている。In addition to these assumptions, the use of mutant strains in large-scale industrial fermentations and continuous cultures requires the selection of mutants in which reversion is extremely unlikely, and in Bacillus sphaericus This is a difficult task, as no highly accurate genetic analysis methods currently exist.
他の方法は、DTBを生産するバチルススフエリカスの
株からビオチン生合成鎖に関与する全遺伝子をクローン
化し、次いでインビトロにおいて、転写制御が行なわれ
なくなるように5′制御領域を修飾することからなる。Another method consists of cloning all genes involved in the biotin biosynthetic chain from a DTB-producing strain of Bacillus sphaericus and then modifying the 5' regulatory region in vitro so that it is no longer transcriptionally regulated. .
さらに、インビトロにおけるこれらの遺伝子のクローニ
ングおよび操作によって、公知の遺伝子工学技術、特に
バチルススフエリカス株に対して機能する強力なプロモ
ーターの使用を伴った技術を用いることにより、これら
の一般的な組織の研究が可能となり、これらのインビボ
における転写が改善されるであろう。Furthermore, by cloning and manipulating these genes in vitro, using known genetic engineering techniques, especially those involving the use of strong promoters that are functional for Bacillus sphaericus strains, we can improve the ability of these common tissues. Studies will enable and improve these in vivo transcriptions.
そして、公知の形質転換、翻訳もしくは結合−流動化技
術を用いて、もはやビオチンによって調整されない(た
だし、例えば加温もしくは安価な基質の導入によって誘
導的に調整できる)これら全ての超発現遺伝子をバチル
ススフエリカスの原体に再導入することができる。All these hyperexpressed genes that are no longer regulated by biotin (but can be regulated inducibly, e.g. by heating or introduction of inexpensive substrates) are then transformed into Bacillus cells using known transformation, translation or conjugation-fluidization techniques. can be reintroduced into the bulk of Sphaericus.
また、これらの遺伝子を、食品業界において許容され、
ピメリン酸に対して浸透性のある異なった微生物、例え
ばバチルススブチリス(Baa i I l ussu
btllis) 、サツカロミセスセレビシェ(Sac
charotayccs crcvislac)もしく
はシュードモナス(Pscudomonas)の株に導
入することをもくろむこともnI能である。In addition, these genes can be used in the food industry to
Different microorganisms are permeable to pimelic acid, such as Bacillus subtilis.
btllis), Saccharomyces cerevisiae (Sac
charotayccs crcvislac) or pseudomonas (Pscudomonas).
さらに、微生物におけるこの遺伝情報の固定は染色体中
における方向性を有する組込みもしくは、例えば仏国特
許第84712598号に記載されるようなプラスミド
の自己選択によって達成することができる。Furthermore, fixation of this genetic information in microorganisms can be achieved by directional integration in the chromosome or by self-selection of plasmids, as described for example in FR 84712598.
バチルススフエリカスのbio B遺伝子のクローニン
グおよび特性化は既に特開昭60(1985)−18(
i992号、同61(1988)−66532号および
同81(198B)−95724号に記載されている。The cloning and characterization of the bio B gene of Bacillus sphaericus has already been published in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1985-18 (1985)-18 (
i992, No. 61 (1988)-66532 and No. 81 (198B)-95724.
(問題点を解決するための手段)
特に本発明は細菌のビオチン生合成鎖に関与するbio
A遺伝子、 blo D遺伝子、 blo F遺伝子
。(Means for Solving the Problems) In particular, the present invention is directed to
A gene, blo D gene, blo F gene.
bio C遺伝子、 bio H遺伝子のうちの1つに
よって生産される酵素をコードするDNA配列に関する
ものである。It relates to a DNA sequence encoding an enzyme produced by one of the bio C gene and the bio H gene.
本発明によるこれらのDNA配列のいくつかは既に同定
されたbio Bとクラスター状に連結しており、この
ようにして全グループはビオチン生合成路の殆どをカバ
ーしている。Some of these DNA sequences according to the invention are clustered together with the previously identified bio B, thus the whole group covers most of the biotin biosynthesis pathway.
興味深いDNA配列の中でも以下の遺伝子によって生産
される酵素をコードかるDNA配列を記しておくべきで
あろう:
bio Bおよびbio D
bio B、 bio Dおよびbio Abio B
、 blo D、 blo AおよびbioF0適当な
ベクター内にこの種の配列を用いると様々なビタミン中
間体からビオチンを生産することが可能となる。Among the interesting DNA sequences, we should mention those encoding enzymes produced by the following genes: bio B and bio D bio B, bio D and bio Abio B
, blo D, blo A and bioF0 Using sequences of this type in appropriate vectors makes it possible to produce biotin from various vitamin intermediates.
後述するように、ビオチンは以下の遺伝子:bjo F
およびblo C
bio Fおよびblo H
bio F、、 blo Cおよびblo Hにより生
産される酵素をコードするDNA配列および、これらの
配列に加え、以下の遺伝子:blo A
bio AおよびbioD、もしくは
bio A、 bio Bおよびbio Dの生産物を
コードする配列をそれぞれ発現するベクターを用いて醗
酵によって製造することができる。As described below, biotin is produced by the following gene: bjo F
and blo C bio F and blo H bio F, and DNA sequences encoding enzymes produced by blo C and blo H, and in addition to these sequences, the following genes: blo A bio A and bioD, or bio A, It can be produced by fermentation using vectors expressing sequences encoding the products of bio B and bio D, respectively.
上述のDNA配列は様々な起源のものとすることができ
るが、バチルス株、特にバチルススフエリカス株に由来
する配列を用いることが好ましい。Although the DNA sequences mentioned above can be of various origins, it is preferred to use sequences derived from Bacillus strains, especially Bacillus sphaericus strains.
上述のように、ビオチンによる自然調節を停止し、これ
らのDNA配列を宿主株中におけるそれらの有効な転写
のために提供される選択された要素の支配下に置くため
に、これらのDNA配列は原細菌中におけるビオチン生
合成経路に関与する酵素の転写を制御することのできる
自然配列を失ったものとすることが特に好ましい。As mentioned above, these DNA sequences are subject to the control of selected elements provided for their efficient transcription in the host strain, in order to stop the natural regulation by biotin and place these DNA sequences under the control of selected elements that provide for their efficient transcription in the host strain. It is particularly preferred that the natural sequence capable of regulating the transcription of enzymes involved in the biotin biosynthesis pathway in the protobacterium has been lost.
本発明は、特に第4図〜第8図およ第17図〜第19図
に示され、上述の遺伝子の1つをコードする配列の全部
もしくは一部に関するものである。The invention particularly relates to all or part of the sequences shown in Figures 4-8 and 17-19 and encoding one of the genes mentioned above.
本発明のDNA配列は様々に用いることができる。The DNA sequences of the invention can be used in a variety of ways.
問題のDNA配列は好ましくは、細菌の形質転換を可能
とし、対応する遺伝子の発現のための全要素を含んだプ
ラスミドベクターに担持される。The DNA sequence in question is preferably carried in a plasmid vector which allows transformation of bacteria and contains all the elements for the expression of the corresponding gene.
このプラスミドは上述のように自律自己複製型のものと
することができ、また宿主株の染色体中に組込まれるよ
うな形状のものとすることもできる。This plasmid can be of an autonomous self-replicating type as described above, or can be of a form that integrates into the chromosome of the host strain.
この目的で使用する様々な技術は公知であるか、あるい
は実施例中に記載される。Various techniques used for this purpose are known or described in the Examples.
組込みベクターの場合は形質転換すべき株のゲノム中に
存在する配列と相同な少なくとも1つの配列を含むもの
とし、これによって染色体組込みを確実にするべきであ
る。自然ゲノム配列に対応する相同配列も他のプラスミ
ド組込みベクターによって導入された相同配列も使用で
きることは明白である。In the case of an integrating vector, it should contain at least one sequence homologous to a sequence present in the genome of the strain to be transformed, thereby ensuring chromosomal integration. It is clear that both homologous sequences corresponding to natural genomic sequences and homologous sequences introduced by other plasmid integrating vectors can be used.
ベクターが自律自己複製型である場合には宿主細胞中に
おいて有効な複製源を含むであろう。If the vector is autonomously replicating, it will contain an effective source of replication in the host cell.
同様に、これらの様々なプラスミドベクターは形質転換
すべき株のプロモーターの支配下にある抗生物質および
/もしくはマーカー遺伝子に対して耐性を有する遺伝子
のような選択用の要素を含んだものとすることができる
。Similarly, these various plasmid vectors should contain selection elements such as genes for resistance to antibiotics and/or marker genes under the control of the promoter of the strain to be transformed. Can be done.
宿主株として用いることができる細胞の中でも細菌、特
にニジユリシア(Eseherlchja) 、バチル
スおよびシュードモナス属および酵母、特にサツカロミ
セス属の酵母を挙げるべきであろう。Among the cells that can be used as host strains, mention should be made of bacteria, in particular of the genera Esherlichja, Bacillus and Pseudomonas, and yeasts, in particular of the genus Satucharomyces.
特に好ましい宿主細胞としてはバチルススフユリカス、
バチルススブチリスおよびニジユリシアコリを挙げるべ
きであろう。Particularly preferred host cells include Bacillus sufyuricus,
Bacillus subtilis and Bacillus subtilis should be mentioned.
本発明のDNA配列によって形質転換される特に好まし
い株は、この生合成経路に関与する他の遺伝子、すなわ
ち本明細書中に記載されるるF、 A。Particularly preferred strains transformed by the DNA sequences of the invention are those that contain other genes involved in this biosynthetic pathway, namely F, A, as described herein.
DおよびB遺伝子を発現するためのベクターによって既
に形質転換されたものである。It has already been transformed with a vector for expressing the D and B genes.
これらの条件下でbio Cおよびbio H遺伝子を
細菌中に導入するとこの細菌は生合成路の第1のビタミ
ン中間体すなわちピメリン酸からビオチンを合成するこ
とができるようになり、これによって工業的規模でかな
りの経済的な利益が得られる。Under these conditions, the introduction of the bio C and bio H genes into a bacterium enables the bacterium to synthesize biotin from the first vitamin intermediate of the biosynthetic pathway, i.e., pimelic acid, thereby making it possible to synthesize biotin on an industrial scale. considerable economic benefits can be obtained.
本発明においてプラスミド組込みベクターとしては特に
プラスミドpTG475を用いることができ、このベク
ターを後述するが、これは特に誘発性プロモーターを含
むもので、ある。In the present invention, the plasmid pTG475 can be particularly used as a plasmid integration vector, and this vector will be described later, and it contains an inducible promoter.
ベクターが自律複製源を含んでいる場合、上述の酵素を
コードするDNA配列は宿主株中におけるそれらの発現
を確実にする制御要素に挾まれていることが好ましい。If the vector contains an autonomously replicating source, the DNA sequences encoding the enzymes mentioned above are preferably flanked by control elements ensuring their expression in the host strain.
それらは特に5′末端にその体中において有効な強力な
プロモーターを有しており、場合によっては、例えば宿
主株が終結配列を必要とする酵母や他の微生物である場
合に用いられる終結配列のような他の要素を含んでいる
。They have a strong promoter, especially at the 5' end, which is effective throughout the body, and in some cases, a termination sequence is used, for example when the host strain is yeast or other microorganisms that require a termination sequence. Contains other elements such as
また本発明は本発明のベクタープラスミドによって形質
転換された細胞に関するものである。これらの細胞の中
では、特に細菌、殊にバチルス、エシェリシアもしくは
シュードモナス属および酵母、特にサツカロミセス属を
挙げるべきであろう。The present invention also relates to cells transformed with the vector plasmids of the present invention. Among these cells, mention should especially be made of bacteria, especially of the genus Bacillus, Escherichia or Pseudomonas, and yeasts, especially of the genus Satucharomyces.
これらのベクターによって形質転換され得る株の中では
、既にビオチンもしくはそのビタミン中間体の1つを生
産するものを挙げるべきであろう。Among the strains that can be transformed with these vectors, mention should be made of those that already produce biotin or one of its vitamin intermediates.
さらに、本発明は少なくともピメリン酸もしくはビオチ
ンのビタミン中間体の1つを含む増殖借地を上述のよう
なビオチンもしくは前記ビタミン中間体に浸透性の細胞
によって醗酵させ、生産されたビオチンを回収すること
からなるビオチンの製造方法に関するものである。Furthermore, the present invention comprises fermenting a propagation substrate containing at least one of the vitamin intermediates of pimelic acid or biotin by cells permeable to biotin or said vitamin intermediate as described above, and recovering the biotin produced. The present invention relates to a method for producing biotin.
本発明の方法は様々に変形することができる。The method of the invention can be modified in many ways.
特に、本発明のベクターで形質転換した細胞を用いてそ
のままビタミン中間体を製造することができる。特に、
blo F、 blo Hおよびbio C遺伝子を含
む形質転換株はピメリン酸からKAPAを生産すること
が可能であり、このKAPAからビオチンへの転換は例
えば補足遺伝子り、 A、 Bを担持する株によって
達成される。In particular, vitamin intermediates can be directly produced using cells transformed with the vector of the present invention. especially,
Transformed strains containing the blo F, blo H and bio C genes are capable of producing KAPA from pimelic acid, and this conversion of KAPA to biotin can be achieved, for example, by strains carrying complementary genes A, B. be done.
2つの醗酵を連続して行なうこともでき、また株が互い
に適していれば共醗酵を行なうこともできる。The two fermentations can be carried out sequentially or co-fermentation can be carried out if the strains are compatible with each other.
また問題の遺伝子の一部のみを有する株の相補性を予想
することもでき、また既にビオチンを生産する株を形質
転換して過剰生産性とすることもできる。It is also possible to envisage complementation of strains carrying only part of the gene in question, and it is also possible to transform strains that already produce biotin to over-productivity.
(実 施 例) 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
実施例1
a) E、コリ中
バチルススフエリカスIPO3525を200dのPA
B倍地(DIPCOBacto 抗生物質借地3.1
7.5g/ l)中において37℃で17時間培養した
。細胞菌は遠心分離によって回収し、次いで、全DNA
をサイトウの方法(Salto et al、BBA
19B3.72.619−829)によって細胞から抽
出した。このようにして純粋なりNA 450μ3を得
た。Example 1 a) E. Bacillus sphaericus IPO3525 in 200d PA
B double land (DIPCOBacto antibiotic lease land 3.1
7.5 g/l) at 37° C. for 17 hours. Cell bacteria were collected by centrifugation, and then total DNA
using Saito's method (Salto et al, BBA
19B3.72.619-829) from the cells. In this way a pure NA of 450μ3 was obtained.
全DNA20μ3を旧ndm (3U/ u gDNA
)で完全に制限した。pBR322はtllndII
[に完全に消化させた後にアルカリホスファターゼで処
理した。Total DNA 20μ3 was converted into old ndm (3U/u gDNA
) was completely restricted. pBR322 is tllndII
[After complete digestion, it was treated with alkaline phosphatase.
111ndIII (2tt ’j )に消化させたゲ
ノムDNAと上述の処理(1μg)を行なったpBR3
22を30mMのNa C免、 30a+ Mのp)1
7 、5のTrls −HCl。Genomic DNA digested with 111ndIII (2tt'j) and pBR3 treated as above (1 μg)
22 with 30mM NaC, 30a+M p)1
7,5 Trls-HCl.
10IIIMのMg CQ、z 、 0.2s+Mのp
HgのEDTA、 2 mMのDTT 、 0.5n
+MのpH7のATPおよび0.1/71ff/dのB
SAを含んだ反応緩衝液中において2ユニツトのT4リ
ガーゼ(Bochringcr Mannhcim)と
共に混合してハイブリッド組換え体プラスミドを得た。Mg CQ of 10IIIM, z, p of 0.2s+M
Hg EDTA, 2 mM DTT, 0.5n
+M pH 7 ATP and 0.1/71ff/d B
Hybrid recombinant plasmids were obtained by mixing with 2 units of T4 ligase (Bochringcr Mannhcim) in reaction buffer containing SA.
インキュベーションは14℃で16時間行なった。次い
で、E、コリC600r、 −mK+株を使用してLB
借地上のアンピリジン(100μ9/rd)に対する耐
性によって株を選択する形質転換試験(Cohenat
al、(1972)PNAS 69.2110−21
14)にこの連結混合物のアリコート量を添加した。Incubation was carried out at 14°C for 16 hours. Then, using the E. coli C600r, -mK+ strain, LB
A transformation test (Cohenat
al. (1972) PNAS 69.2110-21
An aliquot of this ligation mixture was added to 14).
次いでプラスミドDNAの4つの異なったプールを抽出
したが、これらは各々形質転換皿上における甲均10’
個のクローンに対応するものであった。Four different pools of plasmid DNA were then extracted, each with a 10'
This corresponded to several clones.
次いで、これらのDNAプールを用いてE、コリの様々
な旧0突然変異体を形質転換し、形質転換体はLB倍地
上におけるアンピシリン(100μ3/d)の存在下で
、もしくはこのひ抗生物質に対する耐性と同時にビオチ
ンに関するプロトトロフィーによって選択した(LB倍
地+アンピリジン100μ9/d+アビジン0.2μ/
m)。These DNA pools were then used to transform various old 0 mutants of E. coli, and transformants were incubated in the presence of ampicillin (100 μ3/d) on LB medium or in response to this antibiotic. Selection was made by prototrophy for biotin as well as resistance (LB medium + ampyridine 100 μ9/d + avidin 0.2 μ/
m).
得られた結果を表1に示す。The results obtained are shown in Table 1.
表 1
/μgDNA 形質転換体/μgDNAC268
*ΔbioA、his > 1033(プール
NO,4)C173*ΔbioD、his >
1032(プールNQ4)*: C1eary an
d Campbell(1972)J、Bacteri
ol、112,830゜プラスミドはアンピシリン+ア
ビジンで選択されたクローンから分離し、制限酵素を用
いて分析した。3つのプラスミド(2は0268株に由
来し、1つはC173に由来する)は1つのBgln位
と2つのS ph I位を伴ってBamHI、 5a
ll、 PsLI。Table 1/μgDNA transformant/μgDNAC268
*ΔbioA, his > 1033 (pool NO, 4) C173*ΔbioD, his >
1032 (Pool NQ4)*: C1ary an
d Campbell (1972) J, Bacteri.
The 112,830° plasmid was isolated from ampicillin+avidin selected clones and analyzed using restriction enzymes. Three plasmids (2 from strain 0268 and 1 from C173) contain BamHI, 5a with one Bgln and two Sph I positions.
ll, PsLI.
EcoRV、PvuIIもしくはAvaIを伴わない4
,3kbのl1indlIr挿入部を含んでいた。EcoRV, without PvuII or AvaI4
, and contained a 3 kb l1indlIr insert.
これらのプラスミドのうちの1つ、PTG1400の制
限マツプを第2図に示す。アンピシリン耐性およびビオ
チンに関するプロトトロフィーによる選択によって、C
10g(Δbio A) 、 C173(ΔbjoD
)、 R877(Δbio D19) (Clcary
and Campbcll、1972)、もしくはC
162(bio B)の6株もアンピシリン単独選択の
場合に得られる頻度に対応する(DNA1μJあたり1
03を超える)頻度で同じように良好に再び形質転換す
ることができた。pTG1400を使用した場合にはR
878(bio C23)もしくはR901(Δbio
A−D)株(Cleary and Can+pbel
l 、 1972)のビオチンに対する栄養要求の相
補性は得られなかった。The restriction map of one of these plasmids, PTG1400, is shown in FIG. By prototrophic selection for ampicillin resistance and biotin, C.
10g (Δbio A), C173 (ΔbjoD
), R877 (Δbio D19) (Clcary
and Campbcll, 1972) or C
The 6 strains of 162 (bio B) also correspond to the frequency obtained in the case of ampicillin alone selection (1 μJ of DNA
03) frequency could be transformed again with equal success. When using pTG1400, R
878 (bio C23) or R901 (Δbio
A-D) strain (Cleary and Can+pbel
1, 1972) could not be obtained.
b)バチルススブチリス中
バチルススブチリスの通常の複製型、プラスミド中にク
ローン化された外来挿入物中におては極めて高い頻度で
欠失が生じ得ることが知られているため、バチルススブ
チリスのblo突然変異体の相補化は困難であると考え
られていた。そこで非複製型プラスミドを用いた相補性
試験に基づいた新しい方法を開発した。ゲノムDNAと
プラスミドとの間に相同領域があるとすれば、自然コン
ビチンドパチルススブチリス細胞を用いた場合、バチル
ススブチリスのゲノムDNA中への非複製型プラスミド
の組込みはかなり高い頻度(約104形質転換体/μg
DNA)で生じる。b) The normal replicating form of Bacillus subtilis in Bacillus subtilis, as it is known that deletions can occur with extremely high frequency in foreign inserts cloned into plasmids. Complementation of the blo mutant was thought to be difficult. Therefore, we developed a new method based on complementation testing using non-replicating plasmids. If there is a homologous region between the genomic DNA and the plasmid, the integration of the non-replicating plasmid into the genomic DNA of Bacillus subtilis will occur at a fairly high frequency (approximately 104 transformants/μg
DNA).
第1段階は、第3図に構造を示すプラスミドpT G
475をバチルススブチリスの異なったbio突然変異
体に組込むことからなる。The first step was to use the plasmid pTG, the structure of which is shown in Figure 3.
475 into different bio mutants of Bacillus subtilis.
プラスミドpTG475は酵素C2,3−オキシゲナー
ゼをコードするXylE遺伝子(Zukowski e
L al、(1983)PNAS USA 、 80.
1101−1105)を含んでいるが、この遺伝子は着
色(黄色)マーカーとして用いることができ、バチルス
スブチリスのレバンシュクラーゼ遺伝子の誘発プロモー
ターの支配下で発現されるものである。また、このプラ
スミドはクロラムフェニコール耐性を付与するCAT遺
伝子を有している。CATおよびXylE遺伝子はpB
R322中に挿入した。Plasmid pTG475 contains the XylE gene encoding the enzyme C2,3-oxygenase (Zukowski et al.
L al, (1983) PNAS USA, 80.
1101-1105), which can be used as a colored (yellow) marker and is expressed under the control of the inducible promoter of the Bacillus subtilis levansucrase gene. Additionally, this plasmid has a CAT gene that confers chloramphenicol resistance. CAT and XylE genes are in pB
It was inserted into R322.
このプラスミドは以下のバチルススブチリス株の染色体
中に組込んだ:
bioA株: JK[33173(bioA 173.
aro C932:C1l pal(1975)J、B
acLcriol、121.1−8)。This plasmid was integrated into the chromosome of the following Bacillus subtilis strains: bioA strain: JK [33173 (bioA 173.
aro C932: C1l pal (1975) J, B
acLcriol, 121.1-8).
bior3株: 13GSCIA92(bjoB 14
1.aro C932Sac A 321、Arg A
2+C1l Paj(1975)J、Bacterio
l、12+。bior3 strain: 13GSCIA92 (bjoB 14
1. aro C932Sac A 321, Arg A
2+C1l Paj (1975) J, Bacterio.
l, 12+.
l−8゜
biol12株: JKB 3112(biol12;
C1l Pa1(1975)J、Baeteriol、
121.1−8)。l-8゜biol12 strain: JKB 3112 (biol12;
C1l Pa1 (1975) J, Baeteriol,
121.1-8).
この際には、R,J 、 Boyland(1972
)、J、Bactcrlol、110.281−290
のコンピテント細胞形質転換技術によって、選択はTB
AB (D l [’CO血液トリプトース寒天倍地)
に3μ9/mlのクロラムフェニコールを加えたものを
用いて行なった。In this case, R, J. Boyland (1972
), J, Bactcrlol, 110.281-290
By competent cell transformation technology, selection is made of TB
AB (D l ['CO blood tryptose agar medium)
The test was carried out using a solution containing 3μ9/ml of chloramphenicol.
形質転換されたクローンについて様々な検査を行なった
。これらのクローンはシュクロースと共に誘発させると
黄色になり、さらにblo A、 bi。Various tests were performed on the transformed clones. These clones turned yellow when induced with sucrose and also showed blo A, bi.
Bおよびbiol12株に対するサザンハイプリダイゼ
ーションによる試験ではレバンシュクロース遺伝子のプ
ロモーター中に単純な組換えによるpTG475の組込
みが認められた。これらのバチルススブチリスの形質転
換株をblo ATG 1. blo BrO3および
blol12T G 3と称する。プラスミドpTG4
75はバチルススブチリスのゲノム中にpBR322配
列を持ち込むものであるため、これら同様の配列を含む
いかなる外来遺伝子も相同組換えによって組込むことが
可能となる。In a Southern hybridization test for B and biol12 strains, integration of pTG475 into the promoter of the levansucrose gene by simple recombination was observed. These transformed strains of Bacillus subtilis were transformed into blo ATG 1. Referred to as blo BrO3 and blol12T G 3. Plasmid pTG4
Since 75 introduces the pBR322 sequence into the Bacillus subtilis genome, any foreign gene containing these similar sequences can be integrated by homologous recombination.
第2段階では予め相補化によってE、コリ中にクローン
化したプラスミドpTG1400を用いてバチルススブ
チリスbio ATGI、bio BrO3および旧o
112T G 3株を形質転換した。選択はLB借地+
アビジン0.2μ/d+クロラムフ工ニコール10μ9
7m1上で行なった。In the second step, Bacillus subtilis bio ATGI, bio BrO3 and old o
3 strains of 112T G were transformed. Select LB leased land+
Avidin 0.2μ/d + Chloramphus Nicole 10μ9
It was carried out on 7m1.
このプラスミドは、bloATGlおよびbio 87
02株由来のビオチンに対してプロトトロフィックであ
ってbiol12T G 3に対してはそうでない形質
転換体を極めて高い頻度で選択することが可能であると
認められた。したがって、pTG1400はbiol1
2突然変異を相補化しない。This plasmid contains bloATGl and bio87
It was found that it was possible to select at an extremely high frequency transformants that were prototrophic for biotin derived from the 02 strain but not for biol2T G3. Therefore, pTG1400 is biol1
2 Do not complement mutations.
c) p TG1400のHindu挿入部の最終的
特性化pTG1400の挿入部に対応するバチルススフ
エリカスIFO3525のゲノムDNA中の同様な旧n
dIIIフラグメントを検出するためにサザンハイプリ
ダイゼーション試験を行なった。c) Final characterization of the Hindu insert of pTG1400 Similar old n in the genomic DNA of Bacillus sphaericus IFO3525 corresponding to the insert of pTG1400
Southern hybridization tests were performed to detect the dIII fragment.
激してハイブリダイゼーション条件下(50%のフォル
ムアミド、0.6%のDenhardL溶液、0.1%
のSDS 、 3 X5SC、42℃)で、インビトロ
重合にツクトランスレーション)(2゜5 XIO”
cpm/μgDNA)による放射性ヌクレオチドの取込
みによって32pでラベルされたプラスミドpTG14
00を用いると一80℃における6時間のオートラジオ
グラフィーの後に単一の4.3kb HlndI[Iバ
ンドを認めることができた。これらのハイブリダイゼー
ション条件下においてpBR322はバチルススフエリ
カスIF03525のゲノムDNAと交差反応しないこ
とが確められた。これら同様の条件下においてpT G
1400をプローブとした場合、いかなる陽性反応も
バチルススブチリスBGSCIA289の旧ndIII
処理されたゲノムDNA中もしくはE、コリC600の
IIIndnl処理されたゲノムDNA中には検出され
なかった。Under vigorous hybridization conditions (50% formamide, 0.6% Denhard L solution, 0.1%
Translation for in vitro polymerization (SDS, 3 x 5 SC, 42 °C) (2 °5 x IO)
Plasmid pTG14 labeled with 32p by radionucleotide incorporation (cpm/μg DNA)
Using 00, a single 4.3 kb HlndI[I band could be seen after 6 hours of autoradiography at -80°C. It was confirmed that pBR322 did not cross-react with the genomic DNA of Bacillus sphaericus IF03525 under these hybridization conditions. Under these similar conditions pT G
1400 as a probe, any positive reaction was caused by the old ndIII of Bacillus subtilis BGSCIA289.
It was not detected in the treated genomic DNA or in the E. coli C600 IIIndnl treated genomic DNA.
音波処理によって得られたフラグメントの体系的なりロ
ーニングであるショットガン法、「サイクロン欠失(c
yclone dcletion)Jもしくはオリゴヌ
クレオチドブライマーによる伸長化を用いて4゜3kb
旧口dmフラグメントの全DNA配列を分析した。The shotgun method, which is the systematic re-loning of fragments obtained by sonication, 'cyclone deletion (c
cyclone dcletion) J or oligonucleotide primer extension to 4°3 kb.
The entire DNA sequence of the old mouth dm fragment was analyzed.
ショットガン法の場合にはプラスミドpTG1400を
超音波処理によって分解した。DNAセグメントをファ
ージT、DNAポリメラーゼで処理した後、プラントエ
ンド化されたフラグメントを低融点アガロースゲルと混
合し、約aoobpのサイズのフラグメントを分離した
。In the case of the shotgun method, plasmid pTG1400 was degraded by sonication. After treating the DNA segment with phage T, DNA polymerase, the plant-ended fragments were mixed with a low melting point agarose gel to separate fragments approximately aoobp in size.
これらのフラグメントのクローニングは、51llaI
に消化されてフォスファターゼ処理したM13ベクター
中で行なった。Cloning of these fragments was carried out using 51llaI
The procedure was carried out in M13 vector which had been digested with phosphatase.
pBR322と交差ハイブリダイゼーションを起こさな
い透明プラークをスクリーニングし、100個のクロー
ンをシーケンス化した。結果はコンピュータで分析した
。Clear plaques that did not cross-hybridize with pBR322 were screened and 100 clones were sequenced. The results were analyzed by computer.
DNAをシーケンス化する際には一連の重複クローン(
サイクロン系)を生成する最近の方法(1? 、 M、
K、 Dale、 B、 A、 McCl ure、
J 、 P、l1ouchins (1985)P
I asm 1d 13.3l−40)を用いた。この
方法は、結果を確認するため、ショットガン法と並行し
て行なった。When sequencing DNA, a series of overlapping clones (
Recent methods of generating cyclone systems (1?, M,
K, Dale, B, A, McClure,
J, P, l1ouchins (1985) P
I asm 1d 13.3l-40) was used. This method was performed in parallel with the shotgun method to confirm the results.
さらにこの方法によって、bio遺伝子群もしくは遊m
b i o遺伝子を含む限定された欠失プラスミドか
得られた。Furthermore, by this method, it is possible to
A limited deletion plasmid containing the b io gene was obtained.
pTG1400のll1ndInフラグメントの完全な
配列を第4.5,6.7および8図に示す。The complete sequence of the ll1ndIn fragment of pTG1400 is shown in Figures 4.5, 6.7 and 8.
この配列コンピュータ分析によれば、フラグメントは4
つの長い読み取り枠(LORP)をコードする能力を白
”していることが明らかとなった。予想される翻訳開始
位およびシャイン−ダルガノ(Shinc −Da I
gaho)領域をアンダーラインした。翻訳終結面を
表わし得る配列の5′末端においてパリンドローム領域
をアンダーラインした。According to this sequence computer analysis, the fragment consists of 4
It was revealed that the protein has the ability to encode two long open reading frames (LORP).
gaho) region is underlined. Palindromic regions are underlined at the 5' end of sequences that may represent translation termination surfaces.
詳細な相補性分析によれば、(3つの予想される翻訳開
始値を有する)最初のLORr’領域(第5図)はbi
o D遺伝子に対応することが明らかとなった。Detailed complementation analysis shows that the first LORr' region (with three predicted translation initiation values) (Fig. 5) is bi
o It was revealed that it corresponds to the D gene.
E、コリC3R803株(rec^l、phr−1,u
vrA6.Lhr−1゜Ieu−6、thi−1,ar
gE3 、 l acYl 、galK2.ara14
、xyl15 、atIf、proA2,5Lr−3
1,tsx−33,5upE44.F −、λ−)に対
して[マキシ細胞(n+axicells) Jの名で
知られる実験を行なったところ、この領域は見かけ分子
量か約25kdであるポリペプチドをコードすることか
明らかとなった。E. coli strain C3R803 (rec^l, phr-1, u
vrA6. Lhr-1゜Ieu-6, thi-1, ar
gE3, lacYl, galK2. ara14
, xyl15 , atIf, proA2,5Lr-3
1, tsx-33, 5upE44. An experiment known as [n+axicells J] was carried out on F-, λ-), and it was revealed that this region encodes a polypeptide with an apparent molecular weight of about 25 kd.
(4つの予想される翻訳開始値を有する)第2のLOR
P領域(第6図)はbio A遺伝子に対応する。a second LOR (with 4 expected translation start values)
The P region (Figure 6) corresponds to the bio A gene.
E、コリC3R603を用いた「マキシ細胞」実験によ
り、bio A遺伝子の生産物に対応する見かけ分子量
約40kdのポリペプチドが明らかとなった。"Maxi-cell" experiments using E. coli C3R603 revealed a polypeptide with an apparent molecular weight of approximately 40 kd corresponding to the product of the bio A gene.
Y遺伝子(第7図)と称される第3のLORF配列の機
能を決定することは不可能であった。極めて高い疎水性
およびコーディング領域における予想されるぞ5好配列
の存在に鑑みれば、このLORFは、転写および翻訳さ
れた場合に、膜と相互作用する蛋白質をコードするもの
と考える。このY遺伝子は、他の10遺伝子(A、Dお
よびB)とクラスターを形成していることから、ビオチ
ン代謝に関与する他の機能をコードするものと考えられ
る。It was not possible to determine the function of the third LORF sequence, designated the Y gene (Figure 7). In view of the extremely high hydrophobicity and the presence of predicted polymorphic sequences in the coding region, we believe that this LORF encodes a protein that interacts with membranes when transcribed and translated. Since this Y gene forms a cluster with other 10 genes (A, D, and B), it is thought that it encodes another function involved in biotin metabolism.
(3つの予想される翻訳開始値を有する)第4のLOR
F領域(第8図)は既に同定されており、b1oB遺伝
子をコートする領域である。ここではこの遺伝子かbi
o Aおよびbio D遺伝子にクラスター状に連結し
ていることが示された。4th LOR (with 3 expected translation start values)
The F region (Figure 8) has already been identified and is the region that coats the b1oB gene. Here, this gene or bi
It was shown to be connected to the o A and bio D genes in a cluster.
pTG1400の4.3kbのll1ndI[I挿入部
のサブクローン領域を含んだプラスミドを用いた相補性
分析によれば、第9図に示すように、第1のLORF領
域がD遺伝子の生産物に対応し、第2のLORP領域が
A遺伝子の生産物に対応することが明らかとなった。Complementation analysis using a plasmid containing the subcloned region of the 4.3 kb ll1ndI[I insert in pTG1400 revealed that the first LORF region corresponds to the product of the D gene, as shown in Figure 9. However, it became clear that the second LORP region corresponds to the product of the A gene.
実施例2
上述の方法論に従い、E、コリのbioF12突然変異
体を形質転換するために上述のバチルススフエリカスI
FO3525のIllndmゲノムDNAライブラリを
用いた。Example 2 Following the methodology described above, Bacillus sphaericus I as described above was used to transform the bioF12 mutant of E. coli.
The Illndm genomic DNA library of FO3525 was used.
得られた結果を表2に示す。The results obtained are shown in Table 2.
表 2
/μ9 DNA 形質転換体/μ9 DNAR8
74*bioF 12.his >10’
2(プールNo、l )(各プール)2(ブ
ールNα3)
4(ブールNα4)
*: C1eary and Campbell(19
72)J、Bacterlol、112.830プラス
ミドはアンピシリンおよびアビジンを含む借地上で選択
したクローンから分離し、制限酵素を用いて分析した。Table 2/μ9 DNA transformant/μ9 DNAR8
74*bioF 12. his >10'
2 (Pool No, l) (Each pool) 2 (Boolean Nα3) 4 (Boolean Nα4) *: C1early and Campbell (19
72) J, Bacterol, 112.830 Plasmids were isolated from selected clones on loans containing ampicillin and avidin and analyzed using restriction enzymes.
これらのプラスミドの2つは、Spl、KpnI。Two of these plasmids are Spl, KpnI.
Hpal、Ndcl、Aval、C1al、BglI、
Xmn1、 PvuII、 5caIおよび5tu1位
を有してBglII、Xbal、 51Ilal、
Pstl、 5ail、 Nrul。Hpal, Ndcl, Aval, C1al, BglI,
Xmn1, PvuII, BglII, Xbal, 51Ilal, with 5caI and 5tu1 positions
Pstl, 5ail, Nrul.
Baa+HI、 PvuI、 EcoRI、Hin
d II、 EcoRV、Fspl、Apal、B
a1lもしくはAatII位等を有していない約4.5
kbおよび約0.6kbの2つの11[ndIII挿入
部を含んでいた。Baa+HI, PvuI, EcoRI, Hin
d II, EcoRV, Fspl, Apal, B
Approximately 4.5 without a1l or AatII position, etc.
kb and two 11[ndIII inserts of approximately 0.6 kb.
これらのプラスミドの1つpTGL481を用い、アン
ピシリン耐性およびビオチンに対するプロトトロフィー
に関して選択を行なうことに・よって、E、コリR87
4株(bioP12.his)を、アンピシリン(to
& /μgDNAを超えるもの)による選択で得られ
る頻度に対応する平均頻度で形質転換することが可能で
あった。By using one of these plasmids, pTGL481, and selecting for ampicillin resistance and prototrophy to biotin, E. coli R87
4 strains (bioP12.his) were treated with ampicillin (to
It was possible to transform with an average frequency corresponding to the frequency obtained by selection with >& /μg DNA).
サブクローニング実験によれば、4.5kbの旧nd■
フラグメントのみが、E、コリR874株のbi。According to subcloning experiments, the 4.5kb old nd■
The only fragment is E. coli bi of strain R874.
F12突然変異体の相補性を確実にするKAPAシンセ
ターゼ機能をコードすることが明らかになった。It was found to encode a KAPA synthetase function that ensures complementation of the F12 mutant.
pTG1418の4.5kb挿入部と比較しながら、バ
チルススフエリカスlPO3525のゲノムDNA中の
4゜5kbllind mフラグメントを検出するため
にサザン実験を行なった。極めて激しいハイブリダイゼ
ーンヨン条件(50%のフォルムアミド、3XSSC1
0,1%のSDS 、 0.6%のDenhardt溶
液、42℃)を用い、M2B5 G 1425 (イン
ビトロ重合にツクトランスレーション)により2 X
10’ cpm/μgDNAの放射性ヌクレオチドを取
込むことによって32pでラベルされた4、5kbHi
nd mを含んだファージM13)を用いると、−80
℃における7時間のオートグラフィー後に、バチルスス
フエリカスIF03525のゲノムDNA中に約4.5
kbの旧ndnIバンドが認められた。Southern experiments were performed to detect the 4°5 kblind m fragment in the genomic DNA of Bacillus sphaericus lPO3525 in comparison to the 4.5 kb insert of pTG1418. Extremely aggressive hybridization conditions (50% formamide, 3XSSC1
2X with M2B5 G 1425 (translation for in vitro polymerization) using 0.1% SDS, 0.6% Denhardt solution, 42 °C).
4,5 kbHi labeled with 32p by incorporating radionucleotides at 10' cpm/μg DNA
When using phage M13) containing nd m, -80
After 7 hours of autography at °C, approximately 4.5
A former ndnI band of kb was observed.
同様の条件下では、バチルススブチリスBGSCIA2
89のl1jndI[I処理したゲノムDNAにおいて
もE。Under similar conditions, Bacillus subtilis BGSCIA2
89 l1jndI [E also in genomic DNA treated with I.
コリC600のIIIndIII処理したゲノムDNA
においても陽性反応は認められなかった。Genomic DNA of coli C600 treated with IIIndIII
No positive reactions were observed.
pTG1400の3′末端と重複するpTG140Bの
8.3kbのS ph Iフラグメントを用いても、p
TG1400の5′末端と重複するp 5BOIの8.
2kbのMbolフラグメントを用いても、pTG14
00の挿入部とpTG1418の挿入部との間に交差反
応は検出されなかった(第1O参照)。Using the 8.3 kb S ph I fragment of pTG140B, which overlaps the 3' end of pTG1400, p
8 of p5BOI, which overlaps with the 5' end of TG1400.
Even with the 2 kb Mbol fragment, pTG14
No cross-reactivity was detected between the 00 insert and the pTG1418 insert (see 10).
pTG1418の挿入部の制限マツプを分析し、第11
図に示した。We analyzed the restriction map of the insertion site of pTG1418 and
Shown in the figure.
相補性実験およびサザン分析によれば、バチルススフエ
リカス1FO3525のbio F遺伝子は同じ微生物
のbio A、 bio Dおよびbio B遺伝子に
は連結していないことが明らかとなった。Complementation experiments and Southern analysis revealed that the bio F gene of Bacillus sphaericus 1FO3525 was not linked to the bio A, bio D, and bio B genes of the same microorganism.
実施例3
の相補化
B、スブチリス突然変異体blol12はbio Fも
しくはbio C機能において行なわれたような栄養試
験(C,Il、Pa1.1975.J、Bacteri
ol 121.1−8)によって同定した。上述の方法
論に従って、この突然変異体中においてプセラスミドp
TG475をsac R−saeB座の位置に組込み、
得られた新しい株をbiol12T G 3と名付けた
。Complementation of Example 3 B, B. subtilis mutant blol12 was tested in a nutritional test (C, Il, Pa 1.1975.J, Bacteri.
ol 121.1-8). In this mutant, pcellasmid p
Incorporating TG475 at the sac R-saeB locus,
The resulting new strain was named biol2T G3.
様々なプラスミド(p TG1418.1420,14
22.1435.1436および1437、第13図〜
第16図に図示)によってbiol12T G 3株の
形質転換を行ない、次いでLB倍地+ioμg/dのク
ロラムフェニコール+500μ/免のアビジン上で選択
を行なった。相補化の結果を表3に示す。E、コリ突然
変異体R874(blo F、 his)を用いた交差
試験でも同様の結果が得られたので、B、スブチリスの
突然変異体blol12はbio F遺伝子中に生じた
可能性が高い。Various plasmids (p TG1418.1420,14
22.1435.1436 and 1437, Figure 13~
Transformation of the biol2T G 3 strain was performed using the method shown in FIG. 16) followed by selection on LB medium + ioμg/d of chloramphenicol + 500 μg/day of avidin. The results of complementation are shown in Table 3. The B. subtilis mutant blol12 likely arose in the bio F gene, since similar results were obtained in a cross-over study with the E. coli mutant R874 (blo F, his).
得られた相補性を使用されたプラスミドに関して分析す
ると、pTG1418の挿入部上のblo F遺伝子を
Xmn1およびNcol制限位に挾まれたフラグメント
の位置に局在化されることが可能である(第21図〜第
23図参照)。Analyzing the resulting complementarity with respect to the plasmid used, it is possible to localize the blo F gene on the insert of pTG1418 to the position of the fragment flanked by the Xmn1 and Ncol restriction sites (21st (See Fig. 23).
表 3
p TG1418 5.1 kbのIf I nd m
挿入部 十+p TG1422 bi
o PおよびLORFνの一部を含む3.1 kbのC
la I挿入部 十+pTG1420 Xお
よびLORP W(7)一部を含む2 kbのC1a
l−11ind m挿入部
−pTG1436 bio F gene遺伝子を
含む1.3kbのXmn I−Ncol
挿入部 十+p TG14
37 bio F遺伝子を含むLJkbのNeo l
−Xll1nl
挿入部 十十pTG143
5 1、OI?I’ Xを含む0.6 kb(7)11
pa I−Pvun挿入部 −実施例4
11indlII挿入部をM !3T G 131中に
おいてポリリンカーの対応色の位置にクローン化した。Table 3 If I nd m of p TG1418 5.1 kb
Insertion part 10+p TG1422 bi
o 3.1 kb of C containing P and part of LORFν
la I insert 10 + 2 kb C1a containing part of pTG1420X and LORP W(7)
l-11ind m insertion part
-pTG1436 1.3kb Xmn I-Ncol insert containing bio F gene gene 10+p TG14
37 bio Neo l of LJkb containing F gene
-Xll1nl insertion section 10pTG143
5 1. OI? 0.6 kb (7) 11 containing I'
pa I-Pvun insertion part - Example 4 11indlII insertion part M! 3T G 131 at the corresponding color positions of the polylinker.
いわゆる[サイクロン」法をこのプラスミドM 137
G 1425に用い、結果はコンピュータで分析した
。特定のオリゴヌクレオチドを用いたところ、シーケン
シングにおいて2本の相補性ストランド間にいくつかの
読取りの差があることが明らかとなった。The so-called [cyclone] method was applied to this plasmid M137.
G 1425 and the results were analyzed by computer. Using certain oligonucleotides, sequencing revealed some reading differences between the two complementary strands.
その配列を第17図〜第19図に詳細に示す。この挿入
部は、それぞれ分子量が18462ダルトン、2804
8ダルトン、 4294(lダルトンの蛋白質(サブユ
ニット)をコードする3つの読取り枠を含んでいること
が認められる。読取り方向に沿って最後の遺伝子はbi
o Fとして同定される領域に位置づけられ、このB、
スフエリカス蛋白質の分子量はE5コリKAPAシンセ
ターゼのそれ(M、A、lEisenberg、 19
73、adv、Enzymol、 38.317−37
2)と同じオーダーの大きさであった。The arrangement is shown in detail in FIGS. 17 to 19. The inserts have molecular weights of 18,462 Daltons and 2,804 Daltons, respectively.
It is recognized that it contains three open reading frames encoding proteins (subunits) of 8 Daltons and 4294 (1 Daltons).The last gene along the reading direction is bi
o located in the region identified as F, and this B,
The molecular weight of the Sphaericus protein is that of E5 coli KAPA synthetase (M, A, l Eisenberg, 19
73, adv, Enzymol, 38.317-37
It was of the same order of magnitude as 2).
これら3つの読取り枠の並列はプラスミドpTG 14
00の場合と同じようにオペロン構造に典型的なもので
あろう。最初の遺伝子の上流において、プラスミドpT
G1400の挿入部の最初の遺伝子(bioD)上流に
同様に存在する15塩基対の配列(第17図においてア
ンダーラインされたもの)か同定できることを記してお
くべきであろう。この有意な特性はB、スフエリカスの
ビオチン遺伝子の2つのグループが少なくとも1つの共
通な調節をうけることを示唆し得るものである。この調
節とは、既にB、スフエリカスのKAPAシンセターゼ
(bioF)について記載されたように(Y、Yzum
i、に、5ato、Y、Tan1 and K、O
gata、1973.Agric、Biol、Chem
J7. 1335)、ビオチン(もしくはその誘導体
)による制御に対応し得るものである。The juxtaposition of these three open reading frames is plasmid pTG 14
Like the case of 00, this would be typical of an operon structure. Upstream of the first gene, plasmid pT
It should be noted that a 15 base pair sequence (underlined in Figure 17) that is also present upstream of the first gene (bioD) of the G1400 insert can be identified. This significant feature may suggest that the two groups of B. sphaericus biotin genes are subject to at least one common regulation. This regulation is defined as previously described for B. sphaericus KAPA synthetase (bioF) (Y.
i, ni, 5ato, Y, Tan1 and K, O
gata, 1973. Agric, Biol, Chem
J7. 1335), which can be regulated by biotin (or its derivatives).
シーケンス化された最後の遺伝子の3′側には転写ター
ミネータ−の特性を有する配列(第18図においてアン
ダーラインされたもの)を同定することが可能である。On the 3' side of the last gene sequenced it is possible to identify a sequence (underlined in Figure 18) having the characteristics of a transcription terminator.
実施例ら
プラスミドp T G 1418(1433)およびp
TG1440プラスミ、ドpTG1418およびその誘
導体を用い、E、コリ突然変異体のための伝統的な相補
性試験法を実施した。Examples Plasmids pTG 1418 (1433) and p
Traditional complementation assays for E. coli mutants were performed using the TG1440 plasmid, pTG1418 and its derivatives.
E、コリ突然変異体R87g (bio C,his
)のコンピテント細胞をプラスミドpTG1418およ
びpT G 1433で形質転換しく表4参照)、次い
でLB倍地十IODμ9/dのアンピシリン±200μ
/免のアビジン上に広げると、37℃における36時間
のインキュベーション後に増殖が認められた。この借地
上における形質転換されたクローンの出現頻度はLB借
地+100μg/dのアンピシリン上でal11定され
たものと同等のオーダーであった。E, coli mutant R87g (bio C, his
) were transformed with plasmids pTG1418 and pTG 1433 (see Table 4) and then treated with ampicillin ± 200μ of LB medium 10 IOD μ9/d.
When spread on avidin of /immune, growth was observed after 36 hours of incubation at 37°C. The frequency of transformed clones on this plot was of the same order as that determined on the LB plot plus 100 μg/d ampicillin.
表 4
p TG1418 103 103弱p TG1
433 103to3弱
p BR3221030
(38h、37℃のインキュベーション後)LB+アン
ピシリンにおいて正常である形質転換されたクローンの
増殖はビオチンの欠如下(LB倍池+アンピシリン+ア
ビジン;ビオチンを含まず、最小限のカザノミ酸を添加
したもの)において遅延された。突然変異体R878b
ioCのビオチン栄養要求性のこの相補性は、同様の突
然変異体がpBR322由来の様々なプラスミドによっ
て形質転換された際にビオチンを欠いた借地上で残余的
な増殖を全く示さないことに鑑みると、大きな意味を持
っている。Table 4 p TG1418 103 103 little p TG1
433 103to3 weak p BR3221030 (38 h after incubation at 37°C) Growth of transformed clones normal in LB + ampicillin in the absence of biotin (LB + ampicillin + avidin; no biotin, minimal oxidation (added acid). Mutant R878b
This complementarity of the biotin auxotrophy of ioC is in light of the fact that similar mutants show no residual growth on borrows lacking biotin when transformed with various plasmids derived from pBR322. , has great meaning.
プラスミドpTG1400およびpTG1418の2つ
の挿入部をpBR322中にクローンしてプラスミドp
TG1440(・第20図)を得た。このプラスミドp
TG1440はE、コリのC261(Δbio FCD
、 hiS)に導入されると、LB倍倍地100μg/
m1のアンピシリン+200μ/免のアビジン上におけ
るクローンの選択を可能にする。得られる形質転換の頻
度はLB+アンピシリン上で7TIJ定されるそれと直
接比較可能なものであった。ここでも、LB倍借地アン
ピシリンにおいて正常なこれら組換え体クローンの増殖
はビオチンの欠如下によって遅延された。これら2つの
結果(突然変異体bio CおよびbjoΔFCDのビ
オチン栄養要求性の相補性)から、プラスミドpT01
418の挿入部もB9 スフエリカスのbio C遺伝
子を含んでいることが明らかとなった。pTG1418
の挿入部に由来する様々なサブクローニング体(第21
図〜第23図)はE。The two inserts of plasmids pTG1400 and pTG1418 were cloned into pBR322 to create plasmid pTG1400 and pTG1418.
TG1440 (Figure 20) was obtained. This plasmid p
TG1440 is E, Cori's C261 (Δbio FCD
, hiS), 100 μg/L of LB double medium
Allow selection of clones on m1 ampicillin + 200μ/mm avidin. The frequency of transformation obtained was directly comparable to that determined by 7TIJ on LB+ampicillin. Again, growth of these recombinant clones normal on LB double ampicillin was retarded in the absence of biotin. From these two results (complementation of the biotin auxotrophy of mutants bioC and bjoΔFCD), plasmid pT01
It was revealed that the insertion site of 418 also contains the bio C gene of B9 sphaericus. pTG1418
Various subcloned bodies (21st
Figures to Figure 23) are E.
コリのbio C突然変異体において相補性を得ること
を可能にるものではなかった。3つの遺伝子の全てを有
する挿入部のみがE、コリのbio C突然変異に有効
な相補性を付与するものであった。It was not possible to obtain complementation in the E. coli bio C mutant. Only inserts with all three genes conferred effective complementation to the E. coli bio C mutation.
実施例に
の突然変異体は当初bio Bと記載されたものである
(D、l1atrield、M、IIof’nung
and M、5chvartz。The mutant in the example was originally described as bio B (D, l1atrield, M, II of'nung
and M, 5chvartz.
1909、J、l3acterio!、 98’;’、
559−507)。次いで、これはいかなるビタミン中
間体も分泌せず、KAPA、DAPA、1)T13もし
くはビオチンの存在下において無機借地上で増殖可能で
あると特定された。次いで、アイゼンバーブ(Einc
nbcrg;1985.八nnals New Yor
kAcademy of’ 5ciencCs 447
,335−349)はこの遺伝子がピメロインーCoA
シンセターゼ(bioH)のサブユニットをコードする
と提唱した。ビオチンを過剰生産するE、コリ突然変異
体(E、 コリのbioB栄養要求株の増殖を6エ能
にするビタミンの分泌レベルもしくはα−デヒドロビオ
チン耐性によって選択したもの)は全て遺伝子学的には
bio R座に配されるものであると同定されたことを
記しておくべきであろう。この遺伝子座は(bloAB
FCDオペロンのメツセンジャーRNへの合成のリプレ
ッサーであると同時に、カルボキシラーゼ機能を有する
様々なアポ酵素のりジン残基にビオチンを結合させるホ
ロ酵素シンセターゼである)多機能蛋白質をコードする
ものである。1909, J, l3acterio! , 98';',
559-507). It was then determined that it does not secrete any vitamin intermediates and is capable of growing on inorganic substrates in the presence of KAPA, DAPA, 1) T13 or biotin. Next, Eisenbarb (Einc
nbcrg; 1985. 8nnals New Year
kAcademy of' 5ciencCs 447
, 335-349), this gene is pimeloin-CoA.
It was proposed that it encodes a subunit of synthetase (bioH). E. coli mutants that overproduce biotin (selected for their levels of vitamin secretion or α-dehydrobiotin resistance that enable the growth of bioB auxotrophs of E. coli) are all genetically It should be noted that it was identified as being located at the bioR locus. This locus is (bloAB
It encodes a multifunctional protein that is a repressor of the synthesis of the FCD operon to metsenger RN, and at the same time is a holoenzyme synthetase that binds biotin to the lysine residue of various apoenzymes with carboxylase function.
現在までに同定された全てのビオチン過剰生産性E、コ
リ突然変異体はトランス活性リプレッサーをコードする
遺伝子中に局在化しており、bt。All biotin-overproducing E. coli mutants identified to date have been localized in the gene encoding the trans-active repressor, bt.
ABCDオペロンのオペレーター中にはないことから、
ビオチン生合成に関与する他の遺伝子がこの調節をうけ
るものと考えられる。文献によれば、最もその可能性が
高いのはbio H遺伝子である。Since it is not among the operators of ABCD operon,
It is likely that other genes involved in biotin biosynthesis are subject to this regulation. According to the literature, the bio H gene is the most likely.
pT01418の挿入部はB、スフエリカスのbt。The insert of pT01418 is B, Sphaericus bt.
Fおよびbio C遺伝子を含んでいるため、第3の遺
伝子がbjo H遺伝子に対応するかどうかを調べた。Since it contains the F and bio C genes, we investigated whether a third gene corresponds to the bjo H gene.
E、コリのbio H突然変異体の相補性はプラスミド
pTGI433を用いることによって効果的に得た。こ
の借地において得られる増殖はここでも遅延されたが、
対照と比較すると完全に有意なものであった。(表5参
照)。Complementation of the E. coli bio H mutant was effectively obtained by using plasmid pTGI433. The multiplication obtained on this leased land was here also delayed, but
It was fully significant when compared to the control. (See Table 5).
表 5
p BR3221040
p TG1433 、 103 103弱(36h
、37℃のインキュベーション後)bio C突然変異
体の相補化の場合と同じようにbio H突然変異体の
相補化の必要十分条件は体中に導入されるl) TG1
418挿入部の3つの遺伝子が同時に存在することであ
る(第21図〜第23図)。Table 5 p BR3221040 p TG1433, 103 a little less than 103 (36h
, after incubation at 37° C.) Necessary and sufficient conditions for the complementation of the bio H mutant are introduced into the body as in the case of the complementation of the bio C mutant l) TG1
The three genes of the 418 insertion are present at the same time (Figures 21-23).
B、スフエリカスの単一遺伝子によって相補化され得る
E、コリおよびB、スブチリスのblo F突然変異体
と同様に、ビオチン不在下におけるbioCおよびbi
o H突然変異体の増殖はpTG141gのl1ind
III挿入部の3つの遺伝子を担持する組換え体プラス
ミドが導入された場合のみに得られた。bioC and bi in the absence of biotin, similar to the blo F mutant of E. coli and B. subtilis that can be complemented by a single gene of B. sphaericus.
o The growth of the H mutant is caused by l1ind of pTG141g.
was obtained only when a recombinant plasmid carrying the three genes of the III insert was introduced.
これは、特に、B、スフエリカスのビメロイルーCoA
シンセターゼとE、コリの対応する酵素との間の酵素特
性の違い(基質、特に多酵素系に、対する親和性の違い
)もしくはピメリン酸がらKAPAへの代謝フラックス
を制限するE、コリ中におけるB、スフエリカスのピメ
ロイルーCoAシンセターゼ合成の低減を招くものと考
えられる。This is especially true for B. sphaericus bimeroy-CoA
Differences in enzymatic properties between the synthetase and the corresponding enzyme in E. coli (differences in affinity for substrates, especially for multienzyme systems) or limiting the metabolic flux of pimelic acid to KAPA in E. coli and B. , is thought to lead to a reduction in the synthesis of pimeloyl-CoA synthetase in S. sphaericus.
実施例7
bioFCH遺伝子の機能試験
B、スフエリカスから分離した4、5kbのIli口d
mフラグメントに由来する挿入部を担持する組換え体プ
ラスミドを用いたE、コリのbio F、 bio H
およびbio C突然変異体の相補性試験はこのDNA
上におけるbio F、 bio Hおよびblo C
遺伝子の存在を実証するものと考えることができる。Example 7 Functional test of bioFCH gene B, 4 to 5 kb Ili d isolated from Sphaericus
E. coli bio F, bio H using a recombinant plasmid carrying an insert derived from the m fragment.
and bio C mutant complementation tests were carried out using this DNA
bio F, bio H and blo C above
It can be thought of as proving the existence of genes.
しかしながら、B、スフエリカスからクローン化したこ
れらの遺伝子の生産物の活性試験によって、この情報を
補足することは有用である。E。However, it is useful to supplement this information by testing the activity of the products of these genes cloned from B. sphaericus. E.
コリのbio F遺伝子の生産物はピメロインーC。The product of the coli bio F gene is pimeloin-C.
AのKAPAへの転換を触媒するものと特徴づけられて
いる(1’EIsenberg、196g) o 2つ
の遺伝子blo Cおよびbio Hの生産物は現在ま
で明確には同定されていないが、文献に記載された仮説
(Elsenberg、1985)はこれらがビメロイ
ルーCoAの生合成に関与する蛋白質をコードするもの
であることを示唆している。bio F、 C,H配
列が特にピメリン酸からKAPAへの転換を達成するも
のであるかを調べるために試験を行なった。(1'EIsenberg, 196g) o The products of the two genes blo C and bio H have not been clearly identified to date, but have been described in the literature. The proposed hypothesis (Elsenberg, 1985) suggests that these encode proteins involved in the biosynthesis of bimeroy-CoA. Tests were conducted to determine whether the bio F, C, H sequence specifically accomplishes the conversion of pimelic acid to KAPA.
bio F、 CおよびH遺伝子に関連した蛋白質の
有意な発現レベルを青るため、B、スフエリカスのFC
Hコーディング部を担持する挿入部(連結されたpTG
1434のEcoRV−3phIフラグメントとpTG
143Bの5phl−8phIフラグメントの組合せ形
状で回収されたもの)を、pBR322にテトラサイク
リン耐性を付与する遺伝子のプロモーターに融合してプ
ラスミドpTG1446を得た。FC of B. sphaericus due to significant expression levels of proteins related to F, C and H genes.
Insert carrying H-coding region (ligated pTG
EcoRV-3phI fragment of 1434 and pTG
143B (recovered in the combined form of 5phl-8phI fragments) was fused to the promoter of the gene conferring tetracycline resistance to pBR322 to obtain plasmid pTG1446.
次いで、このプラスミドをE、コリbio H株のコン
ピテント細胞中に導入した。次いで、この組換え体株を
、100μ9/rrd!のアンピシリンおよび0.5μ
g/戒のピメリン酸(pH7,5)を添加したGP倍借
地1込あたり、20gのグリセロール、30gのプロテ
オースペブトン、5gの無ビタミンカザミノ酸、1gの
に2HPO,,0,59のKC見。This plasmid was then introduced into competent cells of the E. coli strain H. Next, this recombinant strain was used at 100μ9/rrd! of ampicillin and 0.5μ
20 g of glycerol, 30 g of proteose pebtone, 5 g of vitamin-free casamino acids, 1 g of 2HPO, 0.59 KC look.
0.5gのMg So、−7H2O,0,旧グのFeS
O4−7H20,pH6,8−7の0.001 gのM
nSO4・4Hz o、20μ9のチアミン−HC9J
を含むもの)中で37℃において48時間培養した。0.5g Mg So, -7H2O,0, old G FeS
0.001 g M of O4-7H20, pH 6,8-7
nSO4・4Hz o, 20μ9 Thiamine-HC9J
The cells were cultured at 37° C. for 48 hours.
次いでその上澄のアリコート量(5μ9J)をシリカプ
レート上において、生産されたビタミン中間体およびビ
オチンを分離するように分層分析した(クロマト溶媒:
n−ブタノール(60)/酢酸(15)/水(25)
、vol/vol 、溶媒移動:10cm>。An aliquot of the supernatant (5 μ9 J) was then placed on a silica plate and subjected to phase separation analysis to separate the produced vitamin intermediates and biotin (chromatographic solvent:
n-butanol (60)/acetic acid (15)/water (25)
, vol/vol, solvent transfer: 10 cm>.
各ビタミン中間体に特異的な移動の後、サツカロミセス
セレビシェコレクション株、すなわちATCC7754
を用い、生物学アッセイによってKAPAを定量した。After specific transfer for each vitamin intermediate, the Satucharomyces cerevisiae collection strain, namely ATCC7754
KAPA was quantified using a biological assay.
これらの条件下において、借地上澄1dあたり(ビオチ
ン相当物として表現される)85μ9のKAPAの測定
が再現可能であった。Under these conditions, measurements of 85 μ9 KAPA (expressed as biotin equivalent) per d of borrowed supernatant were reproducible.
この実験に用いられた対照は同一条件下で培養された、
プラスミドpBR322を含む同一の株であった。この
場合にはKAPAの有意な検出は認められなかった。The controls used in this experiment were grown under the same conditions,
It was the same strain containing plasmid pBR322. No significant detection of KAPA was observed in this case.
したがって、ここで、pTG1418挿入部はピメリン
酸からKAPAへの転換に必要かつ十分な機能すなわち
旧oC,HおよびF遺伝子の生産物をコードするもので
あることが明らかとなった。Therefore, it has now become clear that the pTG1418 insert encodes the necessary and sufficient functions for the conversion of pimelic acid to KAPA, ie, the products of the old oC, H and F genes.
本発明を代表する株の寄託
E、コリ株CGOOp T G 1400およびR87
4p TG1418は1986年9月26日にパスツー
ル研究所の仏国立微生物収集館 (la Co11ec
tion Nationale dc Cu1ture
s da Microorganismes de I
’ In5titutPasteur、28 rue
du Docteur−Roux 75724 Par
isCedcx 15)に寄託番号1−608およびl
−609の下に寄託した。Deposit of strains representative of the invention E, coli strains CGOop TG 1400 and R87
4p TG1418 was collected on September 26, 1986 at the French National Collection of Microorganisms at the Institut Pasteur (la Co11ec).
tion Nationale dc Culture
s da Microorganismes de I
'In5titutPasteur, 28 rue
du Docteur-Roux 75724 Par
isCedcx 15) with deposit numbers 1-608 and l
Deposited under -609.
引用文献
P、P、C1eary and A、Can+pbe1
1(1972)J、BacLerlol。References P, P, C1early and A, Can+pbe1
1 (1972) J, BacLerol.
112.830−839゜
M、 M、Zukovsk i 、 D、 F、Gaf
f’ney 、 D、 5peck 、 M、 Ka
urf’mann、A、Findeli、A、讐1se
cup and J、P、Lecocq(1983)P
NAS USA 80,1101−1105゜C,Il
、Pai (1975)J、Bacterlol 、1
21.18、I?、J、Boyland、N、H,Me
ndelson、D、l3rooks and P、E
、Young(1972)J、Bactcriol、1
10.281−290゜R,M、に、Dalc、B、A
、Mc C1ure and J、P、1Iouehi
ns(198f3)PlaIlid 13.31−40
゜S、N、Cohcn、A、C,Y、Cheng an
d L、Hsu(1972)PNAS USA 69,
211.0−2114゜
Il、5aiLo and K、1.Miura(19
83)BBA 72,819−829゜M、A、Eis
enberg(1985)RegulaLIon ol
’ the blotinoperon、^nnals
New York Acadesy or 5cie
nces。112.830-839゜M, M, Zukovsk i, D, F, Gaf
f'ney, D, 5peck, M, Ka
urf'mann, A, Findeli, A, enemy1se
cup and J, P, Lecocq (1983) P
NAS USA 80, 1101-1105°C, Il
, Pai (1975) J, Bacterol, 1
21.18, I? , J. Boyland, N. H. Me.
ndelson, D., l3rooks and P.E.
, Young (1972) J, Bactcriol, 1
10.281-290°R, M, Dalc, B, A
, Mc C1ure and J.P., Iouehi.
ns(198f3)PlaIlid 13.31-40
゜S, N, Cohcn, A, C, Y, Cheng an
d L, Hsu (1972) PNAS USA 69,
211.0-2114°Il, 5aiLo and K, 1. Miura (19
83) BBA 72,819-829゜M, A, Eis
enberg (1985) Regula LIon ol
' the blotinoperon, ^nnals
New York Academy or 5cie
nces.
447.335−349゜
M、A、Eisenberg and C,Star(
196g)J、Bacteriol、。447.335-349゜M, A, Eisenberg and C, Star (
196g) J, Bacteriol.
96.1291−1297゜96.1291-1297°
第1図はビオチン生合成路を示す工程図、第2図はプラ
スミドpTG1400の構造を示す模式図、
第3図はプラスミドpTG475の構造を示す模式図、
第4図はpTG1400のl1indIIIフラグメン
トにおける第1のLO1?P配列の上流の無コーディン
グ配列を示す模式図、
第5図はblo D遺伝子に対応する上記第1のLOR
P配列を示す模式図、
第6図はbio A遺伝子に対応する上記フラグメント
の第2の1.ORF配列を示す模式図、第7図はY遺伝
子に対応する上記フラグメントの第3の1.ORF配列
を示す模式図、第8図はbio B遺伝子に対応する上
記フラグメントの第4のLORP配列を示す模式図、第
9図はpTG1400の相補性試験を示す模式図、第1
O図は異なったプラスミド間の相補性試験を示す模式図
、
第11図はプラスミドpTG141gの構造を示す模式
図、
第12図はpT01418の相補性試験を示す模式図1
、 第13図はプラスミド中に使用されるB、スフエ
リカスの挿入部の制限マツプ、
第14図はプラスミドpTG1418およびpTG14
20の構造を示す模式図、
第15図はプラスミドpTG1422およびpTG14
35の構造を示す模式図、
第16図はプラスミドpTG1436およびpTG14
37の構造を示す模式図、
第17図はLORF X配列を示す模式図、第18図は
I、ORF W配列を示す模式図、第19図はLORr
’ P配列を示す模式図、第20図はプラスミドpTG
1440を示す模式図、第21図はプラスミドpTG1
418の挿入部の制限マツプ、
第22図および第23図は相補性試験に使用されたpT
01418由来の様々なプラスミドを示す模式図である
。
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FIG−23
−p紛とr市正需(方式)
昭和63年01月21日Figure 1 is a process diagram showing the biotin biosynthesis pathway, Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of plasmid pTG1400, Figure 3 is a schematic diagram showing the structure of plasmid pTG475, and Figure 4 is a schematic diagram showing the structure of plasmid pTG475. LO1? A schematic diagram showing the non-coding sequence upstream of the P sequence, Figure 5 is the first LOR corresponding to the blo D gene.
A schematic diagram showing the P sequence, FIG. 6 shows the second 1. A schematic diagram showing the ORF sequence, FIG. 7, is the third 1. of the above fragment corresponding to the Y gene. FIG. 8 is a schematic diagram showing the fourth LORP sequence of the above fragment corresponding to the bio B gene. FIG. 9 is a schematic diagram showing the complementation test of pTG1400.
Figure O is a schematic diagram showing the complementarity test between different plasmids. Figure 11 is a schematic diagram showing the structure of plasmid pTG141g. Figure 12 is a schematic diagram 1 showing the complementation test of pT01418.
, Figure 13 is a restriction map of the B. sphaericus insert used in the plasmids, Figure 14 is the restriction map of the plasmids pTG1418 and pTG14.
Figure 15 is a schematic diagram showing the structure of plasmids pTG1422 and pTG14.
Figure 16 is a schematic diagram showing the structure of plasmids pTG1436 and pTG14.
Figure 17 is a schematic diagram showing the structure of LORF
'Schematic diagram showing P sequence, Figure 20 is plasmid pTG
Schematic diagram showing 1440, Figure 21 shows plasmid pTG1
Restriction map of the insertion site of 418, Figures 22 and 23 are pT used for complementation test.
FIG. 2 is a schematic diagram showing various plasmids derived from 01418. Five layers Seal 2 E4 Embryo! ki a concave umbu li 5 hyakudo yoya marrow sa H5 uji ξ kuji j keko bu 5 已士 sukiko yo 5 eye 5 tsuba = practice n tamizo yo 5 5 5 matsui bu 5 door senhyakudo ( Bu H4F 3 Agriculture Sleep 3 Yo 5 Kiba Meba Iris S Yo 52 Agriculture H A Mimi Thatch = 3 Day 2 Ki ÷ Indei Uma ; Fortune E3 Rom Eye 5 Kaoru Sa Landfill × 2 Yo 5 To ξ Toz Self Kuzu Transfer Kanyo < l 3-5 Transfer E a 0 Kuchi Takumi j Betsu' 8 Self Cui-! Annotation J Roro Ukihei Shi,! 0 mouth committee-! 1 lecture Castle 1!E 1:,!3”
”:50 Ku-dan a 8 ゜, 5 82 gun j Yo5 ′″ 8':5> Transfer leg-, e eyes X; mouth 3□! Yozo #! Kuro 0: Mi C ← α Go 4 Civilian Mi Committee 4 Superior < ← Toko = 5 44 Sister J! ni jku- ni! ! Pij Kieru - c +) α Kuguchi< Hiatari Castle Soldier ■ < ′ Te: -5 Huge <
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Betsusho Shushu H A Fukiko Hyakua Kuchij Gushu Fukiko Day 3
bottom j ji 5 to 2 loco 8 嬬 100 S mi;bladder a genus
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Tensho self 5shi 3 pi; H5H, c ninji job
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Fguchi 3 Zoku 3 Hyaku” 81 ■Ko 5 E Togo Gen a Hyakudo Genu a Mi 1 Day Lord 8 Sheep H5 Bladder a Miya 2 Ya Me 5 Cao 3 Meji note Japanese ship J Hξ Toko E
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Mi ■ eyes and - 珪≦li YO Hide 36, to he to he Q
Takumi 2 Class C! Kuchisamij Shōzo Takua Kozo Kuchidoro Hβ Kumisho Tsubado Nishu Suzuj Kuchi3 Fartj Risa E L1 Gei 8ya E33
Ya Fuki C1 Lord and ξyo ≦ Day j Tan 2 Token Terusei Genu 6 Fuki Rεsho Gu divination Kaoru divination Miya E3 100 atozEz
To2 Fuki; To2 Ina practice a 翳divestment buff; Meshiba F
3 Household divination Kumisho 8th divination S-KiR Azudate Day 2 51C
;Zan village agricultural transfer pregnancy j civilian third layer j Go! Tsubame S Mi51
The Lord Doayo 52-so Village Iris Leaves Tsubako Tsubaj The Lord Yumi E and Ken Tol
Jinj Ba 5 Betsukomi 5 Toyo 5 Genus ε Practice 2 Yono
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Ku <- 12 horses = $g bladder n 8 lectures) Kazu (Koniro C: 5 trolls?; Rudder j “mouth〉口 FIG-23 -p dispute and r city official demand (method) January 1988 21st
Claims (1)
子、bioD遺伝子、bioF遺伝子、bioC遺伝子
およびbioH遺伝子のうちの1つによって生産される
酵素をコードするDNA配列。 (2)bioBおよびbioD遺伝子によって生産され
る酵素をコードするものであることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のDNA配列。 (3)bioD、bioAおよびbioB遺伝子によっ
て生産される酵素をコードするものであることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のDNA配列。 (4)bioD、bioA、bioBおよびbioF遺
伝子によって生産される酵素をコードするものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のDNA配列
。 (5)原細菌中におけるビオチン生合成経路の酵素の転
写を制御する自然配列を失っていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項に記載のD
NA配列。 (6)バチルス株に由来することを特徴とする特許請求
の範囲第1項〜第5項のいずれか1項に記載のDNA配
列。 (7)バチルススフェリカス株に由来することを特徴と
する特許請求の範囲第6項記載のDNA配列。 (8)細菌のビオチン生合成鎖に関与する以下の遺伝子
群: bioFおよびbioC bioFおよびbioH bioF、bioCおよびbioH のうちの1つによって生産される酵素をコードするDN
A配列。 (9)前記酵素に加えて以下の遺伝子群: bioA bioAおよびbioD のうちの1つによって生産される少なくとも1つの酵素
をコードするものであることを特徴とする特許請求の範
囲第8項記載のDNA配列。 (10)bioD、bioAおよびbioB遺伝子によ
って生産される酵素をコードするものであることを特徴
とする特許請求の範囲第8項もしくは第9項記載のDN
A配列。 (11)原細菌中におけるビオチン生合成経路の酵素の
転写を制御する自然配列を失っていることを特徴とする
特許請求の範囲第8項〜第10項のいずれか1項に記載
のDNA配列。 (12)バチルス株に由来することを特徴とする特許請
求の範囲第8項〜第11項のいずれか1項に記載のDN
A配列。 (13)バチルススフェリカス株に由来することを特徴
とする特許請求の範囲第12項記載のDNA配列。 (14)細菌のビオチン生合成鎖に関与するbioA遺
伝子、bioD遺伝子、bioF遺伝子、bioC遺伝
子およびbioH遺伝子のうちの1つによって生産され
る酵素をコードするDNA配列の少なくとも1つを含有
するプラスミドベクター。 (15)該ベクターの宿主細胞染色体中への組込みを可
能にするDNA配列を含有していることを特徴とする特
許請求の範囲第14項記載のベクター。 (18)形質転換すべき株のゲノム中に存在して組込み
を可能にする配列と相同な少なくとも1つの配列を含有
していることを特徴とする特許請求の範囲第15項記載
のベクター。 (17)前記相同な配列が自然ゲノム配列であることを
特徴とする特許請求の範囲第16項記載のベクター。 (18)前記相同な配列がプラスミド組込みベクターに
よってゲノム中に組込まれた配列であることを特徴とす
る特許請求の範囲第16項記載のベクター。 (19)前記プラスミド組込みベクターが、形質転換す
べき株のプロモーターの支配下にある少なくとも1つの
抗生物質耐性ベクターとマーカー遺伝子とを含むもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第18項記載のベ
クター。 (20)前記プロモーターが誘発性プロモーターである
ことを特徴とする特許請求の範囲第19項記載のベクタ
ー。 (21)前記プラスミド組込みベクターがプラスミドp
TG475であることを特徴とする特許請求の範囲第2
0項記載のベクター。 (22)自律複製源を含有していることを特徴とする特
許請求の範囲第14項記載のベクター。 (23)前記自律複製源がバチルス株もしくはエシェリ
シア株中における自律複製源であることを特徴とする特
許請求の範囲第22項記載のベクター。 (24)ビオチン生合成鎖に関与する酵素をコードする
DNA配列が宿主細胞中における発現を確実にするため
の要素に挾まれていることを特徴とする特許請求の範囲
第22項もしくは第23項記載のベクター。 (25)前記要素の中に宿主株中において有効なプロモ
ーターおよびターミネーターが存在していることを特徴
とする特許請求の範囲第24項記載のベクター。 (26)細菌のビオチン生合成鎖に関与する以下の遺伝
子群: bioFおよびbioC bioFおよびbioH bioF、bioCおよびbioH のうちの1つによって生産される酵素をコードするDN
A配列の少なくとも1つを含有するプラスミドベクター
。 (27)該ベクターの宿主細胞染色体中への組込みを可
能にするDNA配列を含有していることを特徴とする特
許請求の範囲第26項記載のベクター。 (28)形質転換すべき株のゲノム中に存在して組込み
を可能にする配列と相同な少なくとも1つの配列を含有
していることを特徴とする特許請求の範囲第27項記載
のベクター。 (29)前記相同な配列が自然ゲノム配列であることを
特徴とする特許請求の範囲第28項記載のベクター。 (30)前記相同な配列がプラスミド組込みベクターに
よってゲノム中に組込まれた配列であることを特徴とす
る特許請求の範囲第28項記載のベクター。 (31)前記プラスミド組込みベクターが、形質転換す
べき株のプロモーターの支配下にある少なくとも1つの
抗生物質耐性ベクターとマーカー遺伝子とを含むもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第30項記載のベ
クター。 (32)前記プロモーターが誘発性プロモーターである
ことを特徴とする特許請求の範囲第31項記載のベクタ
ー。 (33)前記プラスミド組込みベクターがプラスミドp
TG475であることを特徴とする特許請求の範囲第3
2項記載のベクター。 (34)自律複製源を含有していることを特徴とする特
許請求の範囲第26項記載のベクター。 (35)前記自律複製源がバチルス株もしくはエシェリ
シア株中における自律複製源であることを特徴とする特
許請求の範囲第34項記載のベクター。 (36)ビオチン生合成鎖に関与する酵素をコードする
DNA配列が宿主細胞中における発現を確実にするため
の要素に挾まれていることを特徴とする特許請求の範囲
第34項もしくは第35項記載のベクター。 (37)前記要素の中に宿主株中において有効なプロモ
ーターおよびターミネーターが存在していることを特徴
とする特許請求の範囲第36項記載のベクター。 (38)細菌のビオチン生合成鎖に関与するbioA遺
伝子、bioD遺伝子、bioF遺伝子、bioC遺伝
子およびbioH遺伝子のうちの1つによって生産され
る酵素をコードするDNA配列の少なくとも1つを含有
するプラスミドベクターによって形質転換された細胞。 (39)バチルス属、エシェリシア属およびシュードモ
ナス属からなる群より選ばれた細菌であることを特徴と
する特許請求の範囲第38項記載の細胞。 (40)サッカロミセス属の酵母であることを特徴とす
る特許請求の範囲第38項記載の細胞。 (41)前記細菌がバチルススフェリカス、バチルスス
ブチリスおよびエシェリシアコリからなる群より選ばれ
たものであることを特徴とする特許請求の範囲第39項
記載の細胞。 (42)ビオチンもしくはそのビタミン中間体を生産す
るものであることを特徴とする特許請求の範囲第38項
〜第41項のいずれか1項に記載の細胞。 (43)細菌のビオチン生合成鎖に関与する以下の遺伝
子群: bioFおよびbioC bioFおよびbioH bioF、bioCおよびbioH のうちの1つによって生産される酵素をコードするDN
A配列の少なくとも1つを含有するプラスミドベクター
によって形質転換された細胞。 (44)バチルス属、エシェリシア属およびシュードモ
ナス属からなる群より選ばれた細菌であることを特徴と
する特許請求の範囲第43項記載の細胞。 (45)サッカロミセス属の酵母であることを特徴とす
る特許請求の範囲第43項記載の細胞。 (46)前記細菌がバチルススフェリカス、バチルスス
ブチリスおよびエシェリシアコリからなる群より選ばれ
たものであることを特徴とする特許請求の範囲第44項
記載の細胞。 (47)ビオチンもしくはそのビタミン中間体を生産す
るものであることを特徴とする特許請求の範囲第43項
〜第46項のいずれか1項に記載の細胞。 (48)少なくともピメリン酸もしくは少なくとも1つ
のビオチンのビタミン中間体を含有する培地を、細菌の
ビオチン生合成鎖に関与するbioA遺伝子、bioD
遺伝子、bioF遺伝子、bioC遺伝子およびbio
H遺伝子のうちの1つによって生産される酵素をコード
するDNA配列の少なくとも1つを含有するプラスミド
ベクターによって形質転換された、ピメリン酸もしくは
前記ビオチンのビタミン中間体に対して浸透性の細胞に
よって発酵させ、形成されたビオチンを回収することか
らなるビオチンの製造法。 (49)前記ビオチンのビタミン中間体が、該ビタミン
中間体を生産する前記細胞によって少なくともピメリン
酸を含有する培地を発酵させることによって得られるも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第48項記載
の製造法。 (50)ピメリン酸からビオチンのビタミン中間体を生
産する前記細胞の株およびこのビタミン中間体を発酵し
てビオチンを生産する前記細胞の株を用いて共発酵を行
なうことを特徴とする特許請求の範囲第49項記載の製
造法。 (51)少なくともピメリン酸もしくは少なくとも1つ
のビオチンのビタミン中間体を含有する培地を、細菌の
ビオチン生合成鎖に関与する以下の遺伝子群: bioFおよびbioC bioFおよびbioH bioF、bioCおよびbioH のうちの1つによって生産される酵素をコードするDN
A配列の少なくとも1つを含有するプラスミドベクター
によって形質転換された、ピメリン酸もしくは前記ビオ
チンのビタミン中間体に対して浸透性の細胞によって発
酵させ、形成されたビオチンを回収することからなるビ
オチンの製造法。 (52)前記ビオチンのビタミン中間体が、該ビタミン
中間体を生産する前記細胞によって少なくともピメリン
酸を含有する培地を発酵させることによって得られるも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第51項記載
の製造法。 (53)ピメリン酸からビオチンのビタミン中間体を生
産する前記細胞の株およびこのビタミン中間体を発酵し
てビオチンを生産する前記細胞の株を用いて共発酵を行
なうことを特徴とする特許請求の範囲第52項記載の製
造法。Claims: (1) A DNA sequence encoding an enzyme produced by one of the bioA, bioD, bioF, bioC, and bioH genes involved in the bacterial biotin biosynthesis chain. (2) The DNA sequence according to claim 1, which encodes an enzyme produced by the bioB and bioD genes. (3) The DNA sequence according to claim 1, which encodes an enzyme produced by the bioD, bioA, and bioB genes. (4) The DNA sequence according to claim 1, which encodes an enzyme produced by the bioD, bioA, bioB, and bioF genes. (5) D according to any one of claims 1 to 4, which has lost the natural sequence that controls transcription of enzymes in the biotin biosynthesis pathway in protobacteria.
NA sequence. (6) The DNA sequence according to any one of claims 1 to 5, which is derived from a Bacillus strain. (7) The DNA sequence according to claim 6, which is derived from a Bacillus sphaericus strain. (8) The following gene groups involved in the bacterial biotin biosynthesis chain: bioF and bioC bioF and bioH DN encoding an enzyme produced by one of bioF, bioC and bioH
A array. (9) In addition to the enzyme, the enzyme encodes at least one enzyme produced by one of the following gene groups: bioA, bioA, and bioD. DNA sequence. (10) The DN according to claim 8 or 9, which encodes an enzyme produced by the bioD, bioA, and bioB genes.
A array. (11) The DNA sequence according to any one of claims 8 to 10, characterized in that it has lost a natural sequence that controls the transcription of enzymes in the biotin biosynthetic pathway in protobacteria. . (12) The DN according to any one of claims 8 to 11, which is derived from a Bacillus strain.
A array. (13) The DNA sequence according to claim 12, which is derived from a Bacillus sphaericus strain. (14) A plasmid vector containing at least one DNA sequence encoding an enzyme produced by one of the bioA gene, bioD gene, bioF gene, bioC gene, and bioH gene involved in the bacterial biotin biosynthetic chain. . (15) The vector according to claim 14, characterized in that it contains a DNA sequence that enables integration of the vector into the chromosome of a host cell. (18) The vector according to claim 15, characterized in that it contains at least one sequence homologous to a sequence that is present in the genome of the strain to be transformed and allows integration. (17) The vector according to claim 16, wherein the homologous sequence is a natural genome sequence. (18) The vector according to claim 16, wherein the homologous sequence is a sequence integrated into the genome by a plasmid integrating vector. (19) The vector according to claim 18, wherein the plasmid integration vector contains at least one antibiotic resistance vector and a marker gene under the control of the promoter of the strain to be transformed. . (20) The vector according to claim 19, wherein the promoter is an inducible promoter. (21) The plasmid integration vector is plasmid p
Claim 2 characterized in that it is TG475.
Vector described in item 0. (22) The vector according to claim 14, which contains an autonomous replication source. (23) The vector according to claim 22, wherein the autonomous replication source is an autonomous replication source in a Bacillus strain or an Escherichia strain. (24) Claim 22 or 23, characterized in that the DNA sequence encoding an enzyme involved in the biotin biosynthesis chain is sandwiched between elements for ensuring expression in the host cell. Vectors listed. (25) The vector according to claim 24, wherein a promoter and a terminator that are effective in the host strain are present in the elements. (26) The following gene groups involved in the bacterial biotin biosynthesis chain: bioF and bioC bioF and bioH DN encoding an enzyme produced by one of bioF, bioC and bioH
A plasmid vector containing at least one A sequence. (27) The vector according to claim 26, characterized in that it contains a DNA sequence that enables integration of the vector into the host cell chromosome. (28) The vector according to claim 27, characterized in that it contains at least one sequence homologous to a sequence that is present in the genome of the strain to be transformed and allows integration. (29) The vector according to claim 28, wherein the homologous sequence is a natural genome sequence. (30) The vector according to claim 28, wherein the homologous sequence is a sequence integrated into the genome by a plasmid integrating vector. (31) The vector according to claim 30, wherein the plasmid integration vector contains at least one antibiotic resistance vector and a marker gene under the control of the promoter of the strain to be transformed. . (32) The vector according to claim 31, wherein the promoter is an inducible promoter. (33) The plasmid integration vector is plasmid p
Claim 3 characterized in that it is TG475.
The vector described in Section 2. (34) The vector according to claim 26, which contains an autonomous replication source. (35) The vector according to claim 34, wherein the autonomous replication source is an autonomous replication source in a Bacillus strain or an Escherichia strain. (36) Claim 34 or 35, characterized in that the DNA sequence encoding an enzyme involved in the biotin biosynthetic chain is sandwiched between elements for ensuring expression in the host cell. Vectors listed. (37) The vector according to claim 36, wherein a promoter and a terminator that are effective in the host strain are present in the elements. (38) A plasmid vector containing at least one DNA sequence encoding an enzyme produced by one of the bioA gene, bioD gene, bioF gene, bioC gene, and bioH gene involved in the bacterial biotin biosynthetic chain. cells transformed by. (39) The cell according to claim 38, which is a bacterium selected from the group consisting of Bacillus, Escherichia, and Pseudomonas. (40) The cell according to claim 38, which is a yeast of the genus Saccharomyces. (41) The cell according to claim 39, wherein the bacterium is selected from the group consisting of Bacillus sphaericus, Bacillus subtilis, and Escherichia coli. (42) The cell according to any one of claims 38 to 41, which produces biotin or its vitamin intermediate. (43) The following gene groups involved in the bacterial biotin biosynthesis chain: bioF and bioC bioF and bioH DN encoding an enzyme produced by one of bioF, bioC and bioH
A cell transformed with a plasmid vector containing at least one A sequence. (44) The cell according to claim 43, which is a bacterium selected from the group consisting of Bacillus, Escherichia, and Pseudomonas. (45) The cell according to claim 43, which is a yeast of the genus Saccharomyces. (46) The cell according to claim 44, wherein the bacterium is selected from the group consisting of Bacillus sphaericus, Bacillus subtilis, and Escherichia coli. (47) The cell according to any one of claims 43 to 46, which produces biotin or its vitamin intermediate. (48) A medium containing at least pimelic acid or at least one vitamin intermediate of biotin was added to the bioA gene involved in the bacterial biotin biosynthesis chain, bioD
gene, bioF gene, bioC gene and bio
Fermented by cells permeable to pimelic acid or said biotin vitamin intermediate transformed with a plasmid vector containing at least one DNA sequence encoding an enzyme produced by one of the H genes. A method for producing biotin, which comprises the steps of: (49) Claim 48, wherein the vitamin intermediate of biotin is obtained by fermenting a medium containing at least pimelic acid by the cells that produce the vitamin intermediate. Manufacturing method described. (50) Co-fermentation is carried out using the cell strain that produces a vitamin intermediate of biotin from pimelic acid and the cell strain that ferments this vitamin intermediate to produce biotin. The manufacturing method according to scope item 49. (51) A medium containing at least pimelic acid or at least one vitamin intermediate of biotin is added to one of the following gene groups involved in the bacterial biotin biosynthesis chain: bioF and bioC bioF and bioH bioF, bioC and bioH DN encoding an enzyme produced by
Production of biotin, consisting of fermentation and recovery of the biotin formed by cells permeable to pimelic acid or said vitamin intermediate of biotin, transformed by a plasmid vector containing at least one of the A sequences. Law. (52) Claim 51, wherein the vitamin intermediate of biotin is obtained by fermenting a medium containing at least pimelic acid by the cells that produce the vitamin intermediate. Manufacturing method described. (53) Co-fermentation is carried out using the cell strain that produces a vitamin intermediate of biotin from pimelic acid and the cell strain that ferments this vitamin intermediate to produce biotin. The manufacturing method according to scope item 52.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8613603A FR2604436B1 (en) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | CLONING OF BIOA, BIOD, BACILLUS SPHAERICUS BIOF, TRANSFORMED VECTORS AND CELLS AND PROCESS FOR THE PREPARATION OF BIOTIN |
FR8613603 | 1986-09-30 | ||
FR8706916 | 1987-05-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63173591A true JPS63173591A (en) | 1988-07-18 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62247775A Pending JPS63173591A (en) | 1986-09-30 | 1987-09-30 | Dna sequence encoding biotin biosynthetic enzyme, vector containing the same, cell transformed by said vector and production of biotin using said cell |
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KR (1) | KR880004093A (en) |
FR (1) | FR2604436B1 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61149091A (en) * | 1984-12-24 | 1986-07-07 | Nippon Soda Co Ltd | Duplex dna to code biotin synthase, bacterium containing same and production of biotin |
CA1317245C (en) * | 1985-08-26 | 1993-05-04 | Eric F. Fisher | System for biotin synthesis |
-
1986
- 1986-09-30 FR FR8613603A patent/FR2604436B1/en not_active Expired
-
1987
- 1987-09-30 JP JP62247775A patent/JPS63173591A/en active Pending
- 1987-09-30 KR KR870011002A patent/KR880004093A/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR2604436A1 (en) | 1988-04-01 |
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KR880004093A (en) | 1988-06-01 |
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