(57)【要約】  本出願は、トレオニンを生産する組み換え微生物、及びそれを用いてＬ−トレオニンを生産する方法に関する。
2018529354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレオニンデアミナーゼ酵素（ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ  ｄｅａｍｉｎａｓｅ，ＩｌｖＡ）の活性が減少または不活性化され、シトラマレートシンターゼ酵素（ｃｉｔｒａｍａｌａｔｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ）の活性を有する、トレオニンを生産する組み換え微生物。
【請求項２】
前記トレオニンデアミナーゼが、配列番号７のアミノ酸配列で構成される、請求項１に記載のトレオニンを生産する組み換え微生物。
【請求項３】
前記シトラマレートシンターゼが、メタノコッカス・ヤナシイ（Ｍｅｔｈａｎｏｃｏｃｃｕｓ  ｊａｎｎａｓｃｈｉｉ）由来のシトラマレートシンターゼである、請求項１に記載のトレオニンを生産する組み換え微生物。
【請求項４】
前記シトラマレートシンターゼが、配列番号１、配列番号２及び配列番号３で構成される群から選択されるアミノ酸配列で構成される、請求項１に記載のトレオニンを生産する組み換え微生物。
【請求項５】
前記組み換え微生物が、コリネバクテリウム属微生物またはエシェリキア属微生物である、請求項１に記載のトレオニンを生産する組み換え微生物。
【請求項６】
前記コリネバクテリウム属微生物が、コリネバクテリウム・グルタミカム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ）であり、前記エシェリキア属微生物が、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）である、請求項５に記載のトレオニンを生産する組み換え微生物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の組み換え微生物を培地で培養する段階、及び前記微生物または培地からトレオニンを回収する段階を含む、トレオニンを生産する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、トレオニンを生産する組み換え微生物、及びそれを用いてＬ−トレオニンを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トレオニンは必須アミノ酸の一種で、飼料、食品添加物及び動物成長促進剤として広く用いられ、医薬用に輸液剤、医薬品の合成原料としても用いられる。
微生物を用いたトレオニン生産方法において、収率を向上させるためにトレオニン生合成遺伝子（例えば、ｐｐｃ、ａｓｐＣ、ｔｈｒＡＢＣ）の強化とともにトレオニン分解経路を遮断する方法が知られている（Ｋｗａｎｇ−Ｈｏ  Ｌｅｅ，ｅｔ  ａｌ．，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  ２００７）。トレオニン分解経路上の遺伝子には、ｔｄｈ、ｔｄｃＢ、ｇｌｙＡ、ｉｌｖＡなどがあるが、これらの中でｉｌｖＡ（トレオニンデアミナーゼ、Ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ  ｄｅａｍｉｎａｓｅ）が最も主要なトレオニン分解遺伝子として知られている。分解遺伝子のうち、ｉｌｖＡ遺伝子を欠損した場合、トレオニンの収率は大幅に向上するが、高価なイソロイシン（ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅ）に対する要求性が示されるという問題があるため、一般的にはｉｌｖＡ活性弱化及びイソロイシンに対する高敏感性の変異を適用することが知られている（Ａｋｈｖｅｒｄｉａｎ  Ｖａｌｅｒｙ  Ｚ，ｅｔ  ａｌ．）。
【０００３】
一方、コリネバクテリウム属菌株またはエシェリキア属菌株はトレオニン分解経路であるｉｌｖＡ遺伝子を介して２−ケト酪酸（２−ｋｅｔｏｂｕｔｙｒａｔｅ）を生産して、イソロイシンを生合成する。しかし、メタノコッカス・ヤナシイ（Ｍｅｔｈａｎｏｃｏｃｃｕｓ  ｊａｎｎａｓｃｈｉｉ）のような微生物は、シトラマレート合成酵素（ｃｉｔｒａｍａｌａｔｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ、ｃｉｍＡ）を介してアセチルＣｏＡ及びピルビン酸を基質として、２−ケト酪酸及びイソロイシンを合成することができると知られている（Ａｔｓｕｍｉ，Ｌｉａｏ  ＪＣ，Ａｐｐｌ  Ｅｎｖｉｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．，２００８）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国登録特許第１０‐０５７６３４２号公報
【特許文献２】韓国登録特許第１０‐０６２００９２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｈｏｗｅｌｌ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ  Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．１８１：３３１−３３３，１９９９
【非特許文献２】Ｘｕ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ  Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．１８６：５４００−５４０９，２００４
【非特許文献３】Ｒｉｓｓｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ  Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．１９０：２２６６−２２７４，２００８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らはトレオニンを効果的に生産する方法を開発するために鋭意努力した結果、トレオニン生産菌株にトレオニンデアミナーゼ（Ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ  ｄｅａｍｉｎａｓｅ、ＩｌｖＡ）酵素の活性を減少させて、シトラマレート合成酵素（ｃｉｔｒａｍａｌａｔｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ、ｃｉｍＡ）遺伝子を導入する方法によりトレオニン生産収率を向上させ、酢酸の蓄積に応じて培養が遅れるという既存の問題点（Ｘｉｅ  Ｘ，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ  Ｉｎｄ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．２０１４）を克服しうることを確認し、本出願を完成した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本出願の一つの目的は、トレオニンを高効率で生産する組み換え微生物を提供することにある。
本出願の他の一つの目的は、前記微生物を用いてトレオニンを生産する方法を提供することにある。
【発明の効果】
【０００８】
本出願のトレオニンを生産する組み換え微生物は、トレオニンデアミナーゼ酵素（ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ  ｄｅａｍｉｎａｓｅ、ｉｌｖＡ）の活性が減少または不活性化されて、シトラマレートシンターゼ酵素（ｃｉｔｒａｍａｌａｔｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ、ｃｉｍＡ）の活性が導入されることにより、微生物内の酢酸の蓄積量が減少するのに応じて生長能が維持されるか、向上されて、優れたトレオニン生産能を有するようになった。これにより、産業的な規模においても、トレオニンの効率的かつ経済的な生産に広く活用される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ｍｉｎｉ‐Ｍｕ遺伝子の挿入方法に用いられるヘルパープラスミドであるｐＣＪ−ＭｕＡＢプラスミドの遺伝子地図を示す概要図である。
【図２】トレオニン生合成の遺伝子導入に用いられるｍｉｎｉ‐Ｍｕ遺伝子の挿入方法に用いられる導入用プラスミドであるｐＭｕ−Ｒ６Ｋプラスミドの遺伝子地図を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
前記目的を達成するために、本出願の一態様は、トレオニンデアミナーゼ酵素（ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ  ｄｅａｍｉｎａｓｅ、ＩｌｖＡ）の活性が減少または不活性化されて、シトラマレートシンターゼ酵素（ｃｉｔｒａｍａｌａｔｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ）の活性を有する、トレオニンを生産する組み換え微生物を提供する。
【００１１】
本出願で用語、「トレオニン」は、ヒドロキシ−α−アミノ酸であって、体内で生産されない必須アミノ酸の一つとして化学式ＨＯ２ＣＣＨ（ＮＨ２）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３であるアミノ酸を意味する。本出願でトレオニンは、光学異性体のＬ型またはＤ型であってもよく、これに限定されない。
【００１２】
本出願で用語、「トレオニンを生産する」とは、該当微生物が培地で培養されるとき、微生物内または前記培地にトレオニンを生産及び蓄積する能力を示すことを意味する。このようなトレオニン生産能は、野生型菌株によって保持された特性であるか、または菌株の改良によって付与または増強された特性であってもよい。
【００１３】
本出願で用語、「トレオニンデアミナーゼ（ＥＣ４．３．１．１９）」は、トレオニンアンモニアリアーゼ（ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ  ａｍｍｏｎｉａ−ｌｙａｓｅ）またはトレオニンデヒドラターゼ（ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ  ｄｅｈｙｄｒａｔａｓｅ）などとも呼ばれており、トレオニンをα−ケト酪酸（α−ｋｅｔｏｂｕｔｙｒａｔｅ）とアンモニアとに転換する反応を触媒する酵素である。このように生産されたα−ケト酪酸は、イソロイシンの前駆体として用いられるため、前記トレオニンデアミナーゼを欠損させる場合、イソロイシンの生合成が正常でないため微生物の生長が阻害されうる。
【００１４】
本出願で用語、「トレオニンデアミナーゼ酵素」と「これをコードする遺伝子」には、前記のようなトレオニンデアミナーゼ活性を有する任意のタンパク質及びこれをコードする任意の遺伝子が制限なく含まれてもよい。
【００１５】
具体的に、前記トレオニンデアミナーゼは、米国生物工学情報センター（ＮＣＢＩ）または日本のＤＮＡデータバンク（ＤＤＢＪ）などの公知のデータベースから容易に得ることができ、その例として、配列番号７のアミノ酸配列で構成されるものであってもよい。しかし、微生物の種または菌株に応じて前記活性を示すタンパク質のアミノ酸配列の違いが存在する場合があるため、これに限定されない。
【００１６】
また、配列番号７のアミノ酸配列と７０％以上、具体的には、８０％以上、より具体的には、９０％以上、さらに具体的には、９５％以上、もっと具体的には、９８％以上、最も具体的には、９９％以上の相同性を示すアミノ酸配列として、実質的にトレオニンデアミナーゼ活性を有するタンパク質であれば、制限なく本出願の範囲に含まれうる。
【００１７】
さらに、前記配列と相同性を有する配列として、実質的に配列番号７のタンパク質と同一または相当する生物学的活性を有するアミノ酸配列であれば、一部の配列が欠失、変形、置換または付加されたアミノ酸配列を有する場合も、本出願の範囲に含まれるのは自明である。
【００１８】
また、前記トレオニンデアミナーゼをコードする遺伝子は、配列番号７で表されるアミノ酸配列をコードする塩基配列を有してもよい。前記ポリヌクレオチドは、コドンの縮退性（ｄｅｇｅｎｅｒａｃｙ）により、または前記タンパク質を発現させようとする生物で好まれるコドンを考慮して、タンパク質のアミノ酸配列を変化させない範囲内でコーディング領域に多様な変形が行われてもよい。前記ポリヌクレオチド配列は、例えば、配列番号３０のポリヌクレオチド配列を有してもよく、これと相同性が８０％、具体的には、９０％以上、より具体的には、９９％以上の塩基配列を有してもよい。しかし、これに限定されない。
【００１９】
本出願で用語、「相同性」は、与えられたアミノ酸配列または塩基配列と一致する程度を意味し、パーセンテージとして示されてもよい。本明細書で、与えられたアミノ酸配列または塩基配列と同一または類似の活性を有するその相同性配列が「％相同性」として示される。例えば、スコア（ｓｃｏｒｅ）、同一性（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）及び類似度（ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ）などのパラメータ（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を計算する標準ソフトウェア、具体的にはＢＬＡＳＴ  ２．０を用いたり、定義された厳格な条件下でサザン混成化実験によって配列を比較することにより確認することができ、定義される適切な混成化条件は、当該技術の範囲内であり（例、Ｓａｍｂｒｏｏｋ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ  １９８９を参照）、当業者によく知られている方法で決定されうる。
【００２０】
本出願で用語、「酵素の活性が減少」されるということは、該当酵素の活性が野生型または変異前の状態の内在的活性に比べて減少されることを意味する。
また、本出願で用語、「不活性化」とは、該当酵素をコードする遺伝子の発現が野生菌株に比べて低いレベルに減少するか、全く発現されない場合及び発現されてもその活性がないか、減少されたことを意味する。前記酵素の活性の減少または不活性化は、当業界に知られている任意の方法によって行うことができる。
【００２１】
具体的に、該当酵素をコードするポリヌクレオチドの一部または全体の欠失、前記ポリヌクレオチドの発現が減少するように発現調節配列の変形、前記タンパク質の活性が弱化されるように染色体上の前記ポリヌクレオチド配列の変形、またはこれらの組み合わせから選択された方法で行なわれてもよいが、特にこれに限定されない。
【００２２】
前記でタンパク質をコードするポリヌクレオチドの一部または全体を欠失させる方法は、細菌内の染色体挿入用ベクターを介して、染色体内の内在的目的タンパク質を暗号化するポリヌクレオチドを一部の核酸配列が欠失されたポリヌクレオチドまたはマーカー遺伝子に交替することによって行われうる。
【００２３】
次に、前記ポリヌクレオチドの発現が減少または欠失されるように発現調節配列を変形する方法は、特にこれに限定されないが、前記発現調節配列の活性をさらに弱化するように核酸配列を欠失、挿入、非保存的または保存的置換またはこれらの組み合わせで発現調節配列上の変異を誘導して行うか、さらに弱い活性を有する核酸配列に交替することにより行うことができる。前記発現調節配列には、プロモーター、オペレーター配列、リボソーム結合部位をコードする配列、及び転写と解読の終結を調節する配列を含むことができ、これに限定されない。
【００２４】
また、染色体上のポリヌクレオチド配列を変形する方法は、前記タンパク質の活性をさらに弱化するようにポリヌクレオチド配列を欠失、挿入、非保存的または保存的置換、またはこれらの組み合わせで配列上の変異を誘導して行うか、さらに弱い活性を有するように改良されたポリヌクレオチド配列に交替することにより行うことができ、これに限定されない。
【００２５】
本出願で用語、「組み換えベクター」は、適切な宿主内で目的タンパク質を発現させうるように適切な調節配列に作動可能に連結された前記目的タンパク質をコードするポリヌクレオチドの塩基配列を含有するＤＮＡ製造物を意味する。前記調節配列は、転写を開始しうるプロモーター、このような転写を調節するための任意のオペレーター配列、適切なｍＲＮＡリボソーム結合部位をコードする配列、及び転写及び解読の終結を調節する配列を含んでもよい。組み換えベクターは、適当な宿主細胞内に形質転換された後、宿主ゲノムとは無関係に複製または機能することができ、ゲノムそれ自体に統合されうる。
【００２６】
本出願で用いられる組み換えベクターは、宿主細胞内で複製可能なものであれば特に限定されず、当業界に知られている任意のベクターを用いて製作されうる。通常用いられるベクターの例としては、天然状態であるか、組み換えされた状態のプラスミド、コスミド、ウイルス及びバクテリオファージが挙げられる。例えば、ファージベクターまたはコスミドベクターとして、ｐＷＥ１５、Ｍ１３、ＭＢＬ３、ＭＢＬ４、ＩＸＩＩ、ＡＳＨＩＩ、ＡＰＩＩ、ｔ１０、ｔ１１、Ｃｈａｒｏｎ４Ａ、及びＣｈａｒｏｎ２１Ａなどを用いてもよく、プラスミドベクターとして、ｐＢＲ系、ｐＵＣ系、ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔＩＩ系、ｐＧＥＭ系、ｐＴＺ系、ｐＣＬ系及びｐＥＴ系などを用いてもよい。本出願に使用可能なベクターは、特に制限されるものではなく、公知の発現ベクターを用いてもよい。具体的には、ｐＥＣＣＧ１１７、ｐＤＺ、ｐＡＣＹＣ１７７、ｐＡＣＹＣ１８４、ｐＣＬ、ｐＵＣ１９、ｐＢＲ３２２、ｐＭＷ１１８、ｐＣＣ１ＢＡＣベクターなどを用いてもよい。
【００２７】
一例として、宿主細胞内の染色体挿入用ベクターを介して、染色体内に目的タンパク質をコードするポリヌクレオチドを導入してもよい。前記ポリヌクレオチドの染色体内の導入は、当業界で知られている任意の方法、例えば、相同組み換えによって行われてもよいが、これに限定されない。
【００２８】
本出願で用語、「形質転換」は、標的タンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む組み換えベクターを宿主細胞内に導入して宿主細胞内で前記ポリヌクレオチドがコードするタンパク質が発現できるようにすることを意味する。形質転換されたポリヌクレオチドが宿主細胞内で発現さえされれば、宿主細胞の染色体内に挿入されて位置するか、または染色体の他に位置するかに関係なく、これらをすべて含みうる。
【００２９】
また、前記で用語、「作動可能に連結された」ということは、本出願の目的タンパク質をコードするポリヌクレオチドの転写を開始及び媒介するようにするプロモーター配列と、前記遺伝子配列が機能的に連結されていることを意味する。
【００３０】
本出願で用語、「シトラマレートシンターゼ（ＥＣ２．３．１．１８２）」は、アセチルＣｏＡとピルビン酸をシトラマレート及びコエンザイムＡに変換する過程を触媒する酵素である。この酵素は、メタノコッカス・ヤナシイ（Ｍｅｔｈａｎｏｃｏｃｃｕｓ  ｊａｎｎａｓｃｈｉｉ）（非特許文献１）、レプトスピラ・インタロガンス（Ｌｅｐｔｏｓｐｉｒａ  ｉｎｔｅｒｒｏｇａｎｓ）（非特許文献２）、ゲオバクター・スルフレデュセンス（Ｇｅｏｂａｃｔｅｒ  ｓｕｌｆｕｒｒｅｄｕｃｅｎｓ）などの古細菌類から発見され、イソロイシン生合成のトレオニン非依存経路に関与する（非特許文献３）。前記酵素は、基質としてのピルビン酸に対する特異性が高く、典型的にイソロイシンによって阻害される。
【００３１】
本出願で用語、「シトラマレートシンターゼ酵素」及び「これをコードする遺伝子」には、前記のようなシトラマレートシンターゼ活性を有する任意のタンパク質及びこれをコードする任意の遺伝子が制限なく含まれる。前記酵素の配列は、米国生物工学情報センター（ＮＣＢＩ）または日本のＤＮＡデータバンク（ＤＤＢＪ）などの公知のデータベースから容易に得ることができる。
【００３２】
具体的には、メタノコッカス・ヤナシイ由来のシトラマレートシンターゼであってもよく、配列番号１、配列番号２及び配列番号３で構成される群から選択されるアミノ酸配列で構成されるものであってもよい。
【００３３】
また、前記シトラマレートシンターゼをコードする遺伝子（ｃｉｍＡ遺伝子）は、配列番号１、配列番号２及び配列番号３で構成される群から選択されるアミノ酸配列をコードする塩基配列を有してもよい。具体的に、前記ポリヌクレオチド配列は、例えば、配列番号４、配列番号５及び配列番号６で構成される群から選択される塩基配列を有してもよく、これと相同性が８０％以上、具体的には９０％以上、さらに具体的には９９％以上の塩基配列を有してもよいが、これに限定されない。微生物の種または菌株に応じて前記活性を示すタンパク質のアミノ酸配列の違いが存在するか、または遺伝子コードの縮退性（ｄｅｇｅｎｅｒａｃｙ）により機能的に同様な多数の核酸が任意の所定のタンパク質をコードすることができるため、これに限定されない。
【００３４】
また、実質的に配列番号１、配列番号２及び配列番号３で構成される群から選択されるアミノ酸配列と７０％以上、具体的には８０％以上、より具体的には９０％以上、さらに具体的には９５％以上、もっと具体的には９８％以上、最も具体的には９９％以上の相同性を示すアミノ酸配列であって、実質的にシトラマレートシンターゼ活性を有するタンパク質であれば、制限なく、本出願の範囲に含まれうる。
【００３５】
さらに、前記配列と相同性を有する配列であって、実質的に配列番号１、配列番号２及び配列番号３で構成される群から選択されるアミノ酸配列のタンパク質と同一であるか、または相応する生物学的活性を有するアミノ酸配列であれば、一部の配列が欠失、変形、置換、または付加されたアミノ酸配列を有する場合も、本出願の範囲に含まれるのは自明である。
【００３６】
本出願で用語、「組み換え微生物」は、遺伝子操作された変異微生物を制限せずに含むことができ、遺伝子操作が可能であればエシェリキア属微生物（ｇｅｎｕｓ  Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、コリネ型微生物（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、ブレビ型微生物（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、セラチア属微生物（ｇｅｎｕｓ  Ｓｅｒｒａｔｉａ）、プロビデンシア属微生物（ｇｅｎｕｓ  Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｉａ）であってもよいが、これに限定されない。例えば、本出願の組み換え微生物は、コリネバクテリウム属微生物またはエシェリキア属微生物であってもよく、特に、前記コリネバクテリウム属微生物は、コリネバクテリウム・グルタミクム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ）であってもよく、前記エシェリキア属微生物は、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）であってもよい。
【００３７】
本出願において、前記組み換え微生物は、天然的にトレオニン生産能を有する菌株を親菌株としたものであってもよく、またはトレオニン生産能を強化させようと変異が導入された変異菌株を親菌株としたものであってもよい。前記トレオニン生産能を強化させる変異は、例えば、トレオニン生合成に関連する遺伝子を強化したり、トレオニン分解経路に関連する遺伝子を弱化させるものであってもよい。前記トレオニン生合成に関連する遺伝子は、ピリジンヌクレオチドトランスヒドロゲナーゼ（Ｐｙｒｉｄｉｎｅ  ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  ｔｒａｎｓｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ）をコードするｐｎｔＡＢ遺伝子、アスパラギン酸−β−セミアルデヒドジヒドロゲナーゼ（ａｓｐａｒｔａｔｅ−β−ｓｅｍｉａｌｄｅｈｙｄｅ  ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ）をコードするａｓｄ遺伝子、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ（Ａｓｐａｒｔａｔｅ  ａｍｉｎｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ）をコードするａｓｐＣ遺伝子、グルタミン酸ジヒドロゲナーゼ（ｇｌｕｔａｍａｔｅ  ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ）をコードするｇｄｈＡ遺伝子、ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ（ｐｈｏｓｐｈｏｅｎｏｌ  ｐｙｒｕｖａｔｅ  ｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ）を暗号化するｐｐｃ遺伝子、アスパルターゼ（ａｓｐａｒｔａｓｅ）をコードするａｓｐＡ遺伝子、トレオニンオペロン（ｔｈｒＯ）などからなる群から選択された１つ以上の遺伝子であってもよく、トレオニン分解経路に関連する遺伝子はトレオニンジヒドロゲナーゼ（ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ  ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ）をコードするｔｄｈ遺伝子、異化トレオニンヒドラターゼ（ｃａｔａｂｏｌｉｃ  ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ  ｈｙｄｒａｔａｓｅ）をコードするｔｄｃＢ遺伝子などからなる群から選択された１つ以上の遺伝子であってもよい。
【００３８】
本出願の別の態様は、本出願の前記組み換え微生物を培地で培養する段階、及び前記微生物または培地からトレオニンを回収する段階を含むトレオニンを生産する方法を提供する。
【００３９】
具体的に、トレオニンデアミナーゼ酵素の活性が低下または不活性化され、シトラマレートシンターゼ酵素の活性が導入されたトレオニンを生産する組み換え微生物を培地で培養する段階、及び前記微生物または培地からトレオニンを回収する段階を含む、トレオニンを生産する方法を提供する。
【００４０】
本出願で、前記トレオニンデアミナーゼ、シトラマレートシンターゼ、トレオニンを生産する組み換え微生物は、前記説明した通りである。
本出願で用語、「培養」は、微生物を適当に人工的に調節した環境条件で生育させることを意味する。本出願で、微生物、例えば、コリネバクテリウム属微生物やエシェリキア属微生物を培養する段階は、当業界に知られている任意の培養条件及び培養方法を用いてもよい。前記方法において、本出願による微生物、例えば、コリネバクテリウム属微生物やエシェリキア属微生物を培養する段階は、特にこれに制限されないが、公知の回分式培養方法、連続式培養方法、流加式培養方法などにより行われてもよい。
【００４１】
培養に使用される培地は、適切な方法で特定菌株の要件を満たす必要があり、当業者は、公知された内容に応じて適宜使用することができる。コリネバクテリア属菌株やエシェリキア属菌株に対する培養培地は公知されている（例えば、Ｍａｎｕａｌ  ｏｆ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ．Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ  Ｄ．Ｃ．，ＵＳＡ，１９８１）。
【００４２】
このとき、培養条件は特に限定されないが、塩基性化合物（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムまたはアンモニア）または酸性化合物（例えば、リン酸または硫酸）を用いて、適正ｐＨ（例えば、ｐＨ５〜９、好ましくはｐＨ６〜８、最も好ましくはｐＨ６．８）を調節することができる。また、脂肪酸ポリグリコールエステルのような消泡剤を使用して気泡生産を抑制することができる。
【００４３】
酸素または酸素含有ガス混合物を培養物に導入させて好気性条件を維持することができ、培養物の温度は通常２０℃〜４５℃、好ましくは２５℃〜４０℃である。培養は、トレオニンの生産量が最大に得られるまで続ける。この目的のために、通常、１０〜１６０時間で達成される。トレオニンは培養培地中に排出されるか、細胞中に含まれてもよい。
【００４４】
併せて、使用される培養用培地は、炭素供給源として、糖及び炭水化物（例えば、グルコース、スクロース、ラクトース、フロクトース、マルトース、糖蜜、澱粉及びセルロース）、油脂及び脂肪（例えば、大豆油、ヒマワリの種油、ピーナッツ油及びココナッツ油）、脂肪酸（例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、及びリノール酸）、アルコール（例えば、グリセロール及びエタノール）及び有機酸（例えば、酢酸）などを個別に使用するか、または混合して使用してもよいが、これに限定されるものではない。
【００４５】
窒素供給源としては、窒素含有有機化合物（例えば、ペプトン、酵母抽出液、肉汁、麦芽抽出液、トウモロコシ浸漬液、大豆泊分及びウレア）、または無機化合物（例えば、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム及び硝酸アンモニウム）などを個別に使用するか、または混合して使用してもよいが、これに限定されるものではない。
【００４６】
リン供給源として、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、これに相応するナトリウム含有塩などを個別に使用するか、または混合して使用してもよいが、これに限定されるものではない。
【００４７】
その他の金属塩（例えば、硫酸マグネシウムまたは硫酸鉄）、アミノ酸及びビタミンのような必須成長促進物質を含んでもよいが、これに限定されるものではない。
また、培養培地に適切な前駆体が使用されてもよい。また、前記した原料は、培養過程で培養物に適切な方法によって回分式または連続式で添加されてもよいが、これに限定されるものではない。
【００４８】
併せて、微生物または培地からトレオニンを回収する段階は、培養方法、例えば、回分式、連続式または流加式培養方法などによって当業界に公知された適切な方法により行われてもよい。具体的に、公知のトレオニン回収方法は、特にこれに限定されないが、遠心分離、ろ過、抽出、噴霧、乾燥、蒸発、沈殿、結晶化、電気泳動、分別溶解（例えば硫酸アンモニウム沈殿）、クロマトグラフィー（例えば、ＨＰＬＣ、イオン交換、親和性、疎水性及びサイズ排除）などの方法が使用されてもよいが、これに限定されるものではない。
【００４９】
本出願の別の態様は、
トレオニンデアミナーゼ酵素（ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ  ｄｅａｍｉｎａｓｅ、ＩｌｖＡ）の活性が減少または不活性化され、シトラマレートシンターゼ酵素（ｃｉｔｒａｍａｌａｔｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ）の活性を有する組み換え微生物のトレオニン生産用途を提供する。
【００５０】
前記用途において、トレオニンデアミナーゼ酵素（ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ  ｄｅａｍｉｎａｓｅ、ＩｌｖＡ）の活性が減少または不活性化され、シトラマレートシンターゼ酵素（ｃｉｔｒａｍａｌａｔｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ）の活性を有するトレオニンを生産する組み換え微生物は、先に説明した通りである。
【００５１】
前記で説明したように、本出願のトレオニンを生産する組み換え微生物は、トレオニンデアミナーゼ酵素（ｔｈｒｅｏｎｉｎｅ  ｄｅａｍｉｎａｓｅ、ｉｌｖＡ）の活性が減少または不活性化され、シトラマレートシンターゼ酵素（ｃｉｔｒａｍａｌａｔｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ、ｃｉｍＡ）の活性が導入されることによって、微生物内の酢酸の蓄積量が減少されることに応じて生長能を維持したり向上され、優れたトレオニン生産能を有する。
【００５２】
（実施例）
以下、実施例を通じて本出願をさらに詳細に説明する。これらの実施例は、単に本出願を例示するためのもので、本出願の範囲がこれらの実施例により制限されるものと解釈されない。
【００５３】
実施例１：野生型大腸菌ベースのトレオニン生産株の製作
１−１．遺伝子導入用プラスミドとヘルパープラスミド（ｈｅｌｐｅｒ  ｐｌａｓｍｉｄ）の製作
野生型大腸菌Ｗ３１１０（寄託番号ＡＴＣＣ９６３７）からトレオニンを生産するために、ｍｉｎｉ‐Ｍｕトランスポゾンベースのゲノム挿入方法（Ａｋｈｖｅｒｄｙａｎ  ＶＺ，Ｇａｋ  ＥＲ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｐｐｌ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．２０１１）を用いた。ｍｉｎｉ‐Ｍｕ挿入方法を用いるためにｐＣＪ−ＭｕＡＢと命名したヘルパープラスミド（ｈｅｌｐｅｒ  ｐｌａｓｍｉｄ、図１）とｐＭｕ−Ｒ６Ｋと命名した導入用プラスミド（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｖｅ  ｐｌａｓｍｉｄ、図２）を製作した。ｐＣＪ１‐ＭｕＡＢ、ヘルパープラスミドは、アラビノースによって発現が誘導される（ａｒａｂｉｎｏｓｅ−ｉｎｄｕｃｉｂｌｅ）ＰａｒａＢプロモーターを用いて、トランスポジション因子、ＭｕＡとＭｕＢが発現され、感温敏感性レプリコンを含み、容易にプラスミドを除去できるように製作された。ｐＭｕ−Ｒ６Ｋ、導入用プラスミドは、ｍｉｎｉ‐ＭｕユニットであるＭｕ‐ａｔｔＬ／Ｒとの両方の側面にｌｏｘＰ６６とｌｏｘＰ７１（Ｏｌｅｇ  Ｔｏｌｍａｃｈｏｖ，ｅｔ  ａｌ．，Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．２００６）を含むｃａｔ遺伝子を有する。そしてＲ６Ｋレプリコンを有していてｐｉｒ遺伝子を有してない一般的な大腸菌内では、増殖されない自殺ベクター（ｓｕｉｃｉｄａｌ  ｖｅｃｔｏｒ）の特徴を有する（Ｘｉａｏ−Ｘｉｎｇ  Ｗｅｉ，Ｚｈｅｎ−Ｙｕ  Ｓｈｉ．ｅｔ  ａｌ．，Ａｐｐｌ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．２０１０）。
【００５４】
１−２．トレオニン生合成遺伝子を強化するための導入用プラスミドのクローニング
前記実施例１−１で製作したプラスミドを用いてトレオニン生合成遺伝子の発現を強化するために、３つの導入用プラスミドを製作した。
【００５５】
１−２−１：ｐＭｕ−Ｒ６Ｋ＿ｐｎｔＡＢ  ａｓｄ  ａｓｐＣ−ｔｈｒＯ
前記実施例１−１で製造された導入用ｐＭｕ−Ｒ６ＫプラスミドをＳｍａＩ制限酵素を処理した後、ＤＮＡを精製して切断された線形クローニングベクターを用意した。Ｗ３１１０ゲノム  ＤＮＡを鋳型として、配列番号８及び配列番号９をプライマーとしてＰＣＲし、ｐｎｔＡＢ遺伝子を増幅した。具体的に、ＳｏｌＧｅｎｔＴＭ  Ｐｆｕ‐Ｘ  ＤＮＡポリメラーゼ（ｓｏｌｇｅｎｔ、ＤＮＡ）を用いて、変性（ｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ）段階は、９４℃で３０秒、アニーリング（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）段階は、５５℃で３０秒、延長（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）段階は、７２℃で３分間行い、これを３０回行った。
【００５６】
また、Ｗ３１１０ゲノム  ＤＮＡを鋳型として、配列番号１０及び配列番号１１をプライマーとしてＰＣＲしてａｓｄ遺伝子を前記のような方法で増幅し、配列番号１２及び配列番号１３をプライマーとしてＰＣＲしてａｓｐＣ遺伝子を前記のような方法で増幅した。
【００５７】
ＫＣＣＭ１０５４１（特許文献１）ゲノムＤＮＡから配列番号１４及び配列番号１５をプライマーとしてＰＣＲし、トレオニンオペロン（ｔｈｒＯ）を増幅した。前記に用意されたそれぞれの４種類のＤＮＡとベクターＤＮＡをギブソンアセンブリ（Ｇｉｂｓｏｎ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）方法を介してｐＭｕ−Ｒ６Ｋ＿ｐｎｔＡＢ  ａｓｄ  ａｓｐＣ‐ｔｈｒＯプラスミドを製作した（Ｄａｎｉｅｌ  Ｇ  Ｇｉｂｓｏｎ，ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ２００９）。
【００５８】
前記ギブソンアセンブリ方法は、まず表１の組成で５×ＩＳＯバッファを製造した後、下記表２の組成で５×ＩＳＯバッファとＴ５エキソヌクレアーゼ（Ｅｐｉｃｅｎｔｒｅ）、ｐｈｕｓｉｏｎポリメラーゼ（Ｎｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  Ｂｉｏｌａｂｓ）、Ｔａｑリガーゼ（Ｎｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  Ｂｉｏｌａｂｓ）３種の酵素を混合したギブソンアセンブリマスターミックス１５μｌとクローニングしようとするＤＮＡの５μｌを５０℃で１時間反応させる。以後ＴｒａｎｓｆｏｒＭａｘＴＭ  ＥＣ１００ＤＴＭ  ｐｉｒ‐１１６ＥｌｅｃｔｒｏｃｏｍｐｅｔｅｎｔＥ．ｃｏｌｉ（ｅｐｉｃｅｎｔｒｅ、ＵＳＡ）コンピテント細胞に電気ショック（２５００Ｖ）を加えた。前記から菌株を回収し、１００μｇ／Ｌアンピシリン（ａｍｐｉｃｉｌｌｉｎ）を含むＬＢ平板培地に塗抹して３７℃で一晩培養した後、アンピシリン耐性を示す菌株を選別した。このように選別された菌株からプラスミドを獲得し、最終的には目的の塩基配列を有するプラスミドであることをシークエンシング分析で確認した。
【００５９】
【表１】
2018529354.tif 000003
【００６０】
【表２】
2018529354.tif 000004
【００６１】
１−２−２：ｐＭｕ−Ｒ６Ｋ＿ｇｄｈＡ  ａｓｐＣ  ｔｈｒＯ
前記実施例１−１で製造した導入用ｐＭｕ−Ｒ６Ｋプラスミドを、前記１−２−１と同様の方法でｐＭｕ−Ｒ６ＫプラスミドをＳｍａＩ制限酵素処理した後、ＤＮＡを精製して切断された線形クローニングベクターを用意した。Ｗ３１１０ゲノムＤＮＡから配列番号１８及び配列番号１９をプライマーとしてＰＣＲしてｇｄｈＡ遺伝子を増幅し、配列番号２０及び配列番号２１をプライマーとしてＰＣＲしてａｓｐＣ遺伝子を増幅した。ｔｈｒＯ（トレオニンオペロン）はＫＣＣＭ１０５４１ゲノムＤＮＡから配列番号１４及び配列番号１５をプライマーとしてＰＣＲしてｔｈｒＯ（トレオニンオペロン）を増幅した。前記に用意されたそれぞれの３種類のＤＮＡとベクターＤＮＡをギブソンアセンブリ方法を介してｐＭｕ−Ｒ６Ｋ＿ｇｄｈＡ  ａｓｐＣ  ｔｈｒＯプラスミドを製作した。
【００６２】
１−２−３：ｐＭｕ−ｐｐｃ  ａｓｐＡ  ｔｈｒＯ
前記実施例１−１で製造した導入用ｐＭｕ−Ｒ６Ｋプラスミドを、前記１−２−１と同様の方法でｐＭｕ−Ｒ６ＫプラスミドをＳｍａＩ制限酵素処理した後、ＤＮＡを精製して切断された線形クローニングベクターを用意した。Ｗ３１１０ゲノムＤＮＡから配列番号２２及び配列番号２３をプライマーとしてＰＣＲしてｐｐｃ遺伝子を増幅し、配列番号２４及び配列番号２５をプライマーとしてＰＣＲしてａｓｐＡ遺伝子を増幅した。ＫＣＣＭ１０５４１ゲノムＤＮＡから配列番号２６及び配列番号２７をプライマーとしてＰＣＲしてｔｈｒＯ（トレオニンオペロン）を増幅した。前記に用意されたそれぞれの３種類のＤＮＡとベクターＤＮＡをギブソンアセンブリ方法を介してｐＭｕ−Ｒ６Ｋ＿ｐｐｃ  ａｓｐＡ  ｔｈｒＯプラスミドを製作した。
【００６３】
１−３．トレオニン生合成強化の野生型大腸菌の製作
実施例１−１で製作したｐＣＪ−ＭｕＡＢを形質転換したＷ３１１０野生型大腸菌を１００μｇ／Ｌアンピシリン（Ａｍｐｉｃｉｌｌｉｎ）と５ｍＭアラビノースが添加されたＬＢ培地を用いて、３０℃でＯＤ６００  ０．６まで培養した後、遠心分離機を介して滅菌蒸留水で１回、１０％グリセロール（ｇｌｙｃｅｒｏｌ）で２回洗浄してコンピテント細胞を製作した（Ｓａｍｂｒｏｏｋ  ａｎｄ  Ｒｕｓｓｅｌｌ  ２００１）。用意されたコンピテント細胞に導入用プラスミド、ｐＭｕ−Ｒ６Ｋ＿ｐｎｔＡＢ  ａｓｄ  ａｓｐＣ−ｔｈｒＯに電気ショック（ｅｌｅｃｔｒｏｐｏｒａｔｉｏｎ）を加え、１ｍＬ  ＳＯＣ培地を添加した後、３７℃で１時間インキュベーションした。以後、２５μｇ／Ｌクロラムフェニコール（Ｃｈｌｏｒａｍｐｈｅｎｉｃｏｌ）が含まれたＬＢ平板培地に塗抹した後、クロラムフェニコール耐性菌コロニーを配列番号１０と配列番号１５でコロニーＰＣＲを行い、ｐｎｔＡＢ  ａｓｄ  ａｓｐＣ  ｔｈｒＯ遺伝子がゲノム上に導入されたことを確認した。以後、選別菌株でｐＪＷ１６８プラスミドを形質転換した後、０．１ｍＭ  ＩＰＴＧが添加されたＬＢ平板培地に塗抹してクロラムフェニコール耐性マーカー（ｃａｔ）を除去した（Ｂｅａｔｒｉ’ｚ  Ｐａｌｍｅｒｏｓ  ｅｔ  ａｌ．，２０００，Ｇｅｎｅ）。前記のようなｍｉｎｉ‐Ｍｕ  ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ方法で順次的にｐＭｕ−Ｒ６Ｋ＿ｇｄｈＡ  ａｓｐＣ  ｔｈｒＯを導入して、配列番号１８と配列番号１５にコロニーＰＣＲして導入したかどうかを確認し、ｐＭｕ‐ｐｐｃ  ａｓｐＡ  ｔｈｒＯを導入した後、配列番号２２と配列番号２７でコロニーＰＣＲして導入したかどうかを確認した。このように製作された野生型大腸菌（Ｗ３１１０）ベースのトレオニン生産菌株をＣＪＴ１と命名した。
【００６４】
実施例２：ｉｌｖＡ遺伝子の欠損菌株の製作
トレオニン代表分解経路であるｉｌｖＡ遺伝子を欠損させるために、ＦＲＴ−ｏｎｅ−ｓｔｅｐ−ＰＣＲ  ｄｅｌｅｔｉｏｎ方法を用いた（Ｋｉｒｉｌｌ  Ａ，ｅｔ  ａｌ．，２０００，ＰＮＡＳ）。ｐＫＤ３ベクターを鋳型に、配列番号２８と配列番号２９番のプライマーを用いてＰＣＲ方法を通じた欠損カセット（ｄｅｌｅｔｉｏｎ  ｃａｓｓｅｔｔｅ）を製作した。ＳｏｌＧｅｎｔＴＭ  Ｐｆｕ−Ｘ  ＤＮＡポリメラーゼ（ｓｏｌｇｅｎｔ、Ｋｏｒｅａ）を用いて、変性（ｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ）段階は、９４℃で３０秒、アニーリング（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）段階は、５５℃で３０秒、延長（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）段階は、７２℃で３分間行い、これを３０回行った。
【００６５】
その結果、得られたＰＣＲ産物を１．０％アガロースゲルで電気泳動した後、１．２ｋｂｐサイズのバンドからｉｌｖＡ欠損カセットを精製した。ｐＫＤ４６（Ｋｉｒｉｌｌ  Ａ，ｅｔ  ａｌ．，２０００，ＰＮＡＳ）ベクターが導入されたＫＣＣＭ１０５４１  ｐＫＤ４６とＣＪＴ１  ｐＫＤ４６菌株を１００μｇ／Ｌアンピシリン（ａｍｐｉｃｉｌｉｎ）と５ｍＭアラビノース（Ｌ−ａｒａｂｉｎｏｓｅ）が含まれたＬＢ培地で、３０℃／２００ｒｐｍでＯＤ６００＝０．６まで培養した後、滅菌蒸留水で１回、１０％グリセロール（ｇｌｙｃｅｒｏｌ）で２回洗浄してコンピテント細胞を製作した。前記製作されたコンピテント細胞にｉｌｖＡ欠損カセットを電気ショック（２５００Ｖ）を介して導入した。以後、１ｍＬ  ＳＯＣ培地を添加した後、３７℃で一晩培養した後、耐性を示す菌株を選別した。
【００６６】
選別された菌株を、配列番号２８と配列番号２９のプライマーでコロニーＰＣＲした後、１．０％アガロースゲル上で遺伝子のサイズが１．２ｋｂで観察されたことを確認することにより、ｉｌｖＡ遺伝子欠損を確認した。確認された菌株は、再びｐＣＰ２０ベクター（Ｋｉｒｉｌｌ  Ａ，ｅｔ  ａｌ．，２０００，ＰＮＡＳ）で形質転換させ、１００μｇ／Ｌアンピシリン（ａｍｐｉｃｉｌｉｎ）のＬＢ平板培地で塗抹し、得られたコロニーで再び同じ条件のコロニーＰＣＲを介して、１．０％アガロースゲル上で遺伝子のサイズが１５０ｂｐに小さくなった最終ｉｌｖＡ遺伝子欠損の菌株を製作し、クロラムフェニコールマーカーが除去されたことを確認した。ＫＣＣＭ１０５４１にｉｌｖＡが欠損した菌株をＫＣＣＭ１０５４１‐ｉｌｖＡと命名し、ＣＪＴ１にｉｌｖＡが欠損した菌株をＣＪＴ１‐ｉｌｖＡと命名した。
【００６７】
実施例３：ｃｉｍＡ遺伝子導入菌株の製作
ＣＪ１プロモーター（特許文献２）が含まれたメタノコッカス・ヤナシイ由来のｃｉｍＡ遺伝子をベースにコドン最適化（ｃｏｄｏｎ−ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）して、ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ、ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ  ２．０、ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ  ３．７（Ａｔｓｕｍｉ，Ｌｉａｏ  ＪＣ，Ａｐｐｌ  Ｅｎｖｉｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．２００８）ＤＮＡを製作した。遺伝子合成時の両方の側面にＢａｍＨＩ部位を添加してＣｏｐｙＣｏｎｔｒｏｌ  ｐＣＣ１ＢＡＣ（ＢａｍＨＩ）（Ｅｐｉｃｅｎｔｒｅ、ＵＳＡ）にサブクローニングし、最終的にｃｉｍＡ遺伝子を発現するｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ、ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ  ２．０、ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ  ３．７プラスミドを製作した。そしてＫＣＣＭ１０５４１‐ｉｌｖＡ、ＣＪＴ１‐ｉｌｖＡ菌株に前記の３種のプラスミドと対照群（Ｃｏｎｔｒｏｌ）プラスミドであるｐＣＣ１ＢＡＣを電気ショック（２５００Ｖ）の方法で形質転換して、最終的に実験に使用する菌株を製作した。そして実験の比較のために、前記のような方法でＫＣＣＭ１０５４１、ＣＪＴ１の両菌株にｐＣＣ１ＢＡＣを形質転換した菌株も製作した。
【００６８】
前記でｃｉｍＡ遺伝子は、野生型シトラマレート合成酵素（ｃｉｔｒａｍａｌａｔｅ  ｓｙｎｔｈａｓｅ）をコードし、ｃｉｍＡ  ２．０及びｃｉｍＡ  ３．７は、特異的な活性が増加してイソロイシンによるフィードバック阻害（ｆｅｅｄｂａｃｋ−ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ）が減少した変異型シトラマレート合成酵素をコードする（Ａｔｓｕｍｉ，Ｌｉａｏ  ＪＣ，Ａｐｐｌ  Ｅｎｖｉｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．２００８）。ｃｉｍＡ  ２．０及びｃｉｍＡ  ３．７に対するアミノ酸配列は、それぞれ配列番号２及び３であり、塩基配列は、配列番号５及び６に該当する。
【００６９】
前記ＫＣＣＭ１０５４１またはＫＣＣＭ１０５４１‐ｉｌｖＡをベースにＫＣＣＭ１０５４１  ｐＣＣ１ＢＡＣ、ＫＣＣＭ１０５４１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ、ＫＣＣＭ１０５４１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ、ＫＣＣＭ１０５４１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ  ２．０、ＫＣＣＭ１０５４１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ  ３．７の組み換え微生物を製造し、ＣＪＴ１またはＣＪＴ１−ｉｌｖＡをベースにＣＪＴ１  ｐＣＣ１ＢＡＣ、ＣＪＴ１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ、ＣＪＴ１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ、ＣＪＴ１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ  ２．０、ＣＪＴ１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ  ３．７の組み換え微生物を製造した。
【００７０】
本発明者らは、前記組み換え微生物のうち「ＣＪＴ１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ」、「ＣＪＴ１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ２．０」、「ＣＪＴ１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ３．７」の組み換え微生物をそれぞれ「ＣＡ０３‐８３０３」、「ＣＡ０３‐８３０４」、「ＣＡ０３‐８３０５」と命名した後、ブダペスト条約下で、２０１４年１２月５日付で韓国微生物保存センターに寄託し、それぞれ受託番号「ＫＣＣＭ１１６３２Ｐ」、「ＫＣＣＭ１１６３３Ｐ」、「ＫＣＣＭ１１６３４Ｐ」を付与された。
【００７１】
実施例４：ｉｌｖＡ欠損とｃｉｍＡ発現菌株のフラスコ評価を通じたトレオニン生産性の確認
前記実施例３で製作した菌株のトレオニン生産量を比較するためにフラスコの評価を行った。フラスコのテストは、それぞれの菌株を２５μｇ／Ｌクロラムフェニコール（Ｃｈｌｏｒａｍｐｈｅｎｉｃｏｌ）のＬＢプレートににストリーキング（ｓｔｒｅａｋｉｎｇ）して３３℃培養器に１６時間培養した後、単一コロニー（ｃｏｌｏｎｙ）をＬＢ培地２ｍＬに接種した後、２００ｒｐｍ／３３℃培養器で１２時間培養した。そして２５０ｍＬのフラスコに下記表３のトレオニン生産フラスコ培地２５ｍＬを入れて、先に培養した培養液を５００μＬずつ投入した。以後、フラスコを２００ｒｐｍ／３３℃培養器で４８時間培養した後、ＨＬＰＣを用いて、それぞれの菌株から得られたトレオニン量を比較し、その結果を下記の表４に示した。
【００７２】
【表３】
2018529354.tif 000005
【００７３】
【表４−１】
2018529354.tif 000006
【００７４】
【表４−２】
2018529354.tif 000007
【００７５】
前記表４で確認したように、ｉｌｖＡが欠損したＫＣＣＭ１０５４１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ、ＣＪＴ１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣの両菌株は、ｉｌｖＡが欠損しないＫＣＣＭ１０５４１  ｐＣＣ１ＢＡＣ、ＣＪＴ１  ｐＣＣ１ＢＡＣ菌株に比べてイソロイシンの要求により成長がよく起こらないことを観察した（ＯＤ値を参照）。しかし、これに３種類のｃｉｍＡが導入された変異菌株（ＫＣＣＭ１０５４１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ、ＫＣＣＭ１０５４１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ  ２．０、ＫＣＣＭ１０５４１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ  ３．７、ＣＪＴ１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ、ＣＪＴ１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ  ２．０及びＣＪＴ１‐ｉｌｖＡ  ｐＣＣ１ＢＡＣ：ＰＣＪ１＿ｃｉｍＡ  ３．７）のすべて成長が回復され、トレオニン生産量も約１０〜３０％ほど増加し、酢酸生産量も約３０〜６０％減少することを確認した。
【００７６】
特に、ｉｌｖＡ欠損菌株にｃｉｍＡを導入した場合よりもｃｉｍＡ  ２．０またはｃｉｍＡ  ３．７を導入した場合に菌株の成長能が２０％以上優れて、トレオニン生産量も多少増加し、酢酸の生産量もさらに減少することを確認した。
【００７７】
以上の説明から、本発明が属する技術分野の当業者は本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施できることを理解できるだろう。これに関連し、以上で記述した実施例は、すべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解するべきである。本発明の範囲は、前記の詳細な説明ではなく、後述する特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【００７８】
【表５】
2018529354.tif 000008
【００７９】
【表６】
2018529354.tif 000009
【００８０】
【表７】
2018529354.tif 000010
【図１】
2018529354.tif 000011
【図２】
2018529354.tif 000012
【配列表】
2018529354000001.app
【国際調査報告】
2018529354.tif 000013
2018529354.tif 000014
2018529354.tif 000015
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