生産性改善法
【課題】
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を大量かつ安定に生産しうる方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を菌体外に大量かつ安定に生産しうる宿主−ベクター系により上記課題を解決する。
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を大量かつ安定に生産しうる方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を菌体外に大量かつ安定に生産しうる宿主−ベクター系により上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を工業的に生産する方法に関する。さらに詳細には、本発明は、この方法に使用する、転写を調節する塩基配列、シグナルペプチドをコードする遺伝子、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素をコードする遺伝子、およびアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を含む組換えベクター、該組換えベクターを導入した宿主細胞、ならびにγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
γ−シクロデキストリンの合成には、γ−シクロデキストリンを主生成物とするシクロデキストリン・グルカノトランスフェラーゼ（以下、「γ−シクロデキストリン合成酵素」と呼ぶ）を澱粉等に作用させる方法が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。特許文献１によれば、外来遺伝子を含む組換えベクターを宿主細胞に導入する宿主−ベクター系を利用してγ−シクロデキストリン合成酵素を取得している。具体的には、γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子をアンピシリン耐性遺伝子を含むＴ−ベクターにライゲーションし、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）を形質転換して培養することにより、γ−シクロデキストリン合成酵素を取得している。
【０００３】
一方、トレハロースの合成には、マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼをマルトースに作用させる方法が知られている（たとえば、特許文献２を参照）。特許文献２でも宿主−ベクター系を利用してマルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼを取得している。具体的には、マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子を適当なベクターに挿入し、大腸菌または枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）を形質転換してアンピシリンまたはテトラサイクリンなどを含む培地で培養することにより、マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼを取得している。
【０００４】
上記のγ−シクロデキストリン合成酵素の生産方法とマルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼの生産方法は、大腸菌を宿主細胞とする宿主−ベクター系を利用している（たとえば、特許文献１および２を参照）。大腸菌は、世代時間が約２０分と短く、様々な糖類を資化して増殖することができる。さらに大腸菌に適した多くのプラスミドベクターも開発されており、大腸菌を宿主細胞とする宿主−ベクター系は、実験室での組換えタンパク質の生産において一応の成果を期待できる。
【０００５】
しかしながら、大腸菌の組換えタンパク質を菌体内に蓄積するという性質のために、大腸菌自体の生育が阻害され、さらに菌体内のタンパク質分解酵素の作用により組換えタンパク質の機能が失いやすいという、組換えタンパク質の大量かつ安定に生産する上で不利な点があった。さらに、組換えタンパク質を取得するためには菌体を回収して破砕し、かつ、発熱性物質の一種であるリポポリサッカライドを注意深く除去しなければならない。このために、組換えタンパク質の採取・精製のための工程が頻雑になるという問題も生じていた。
【０００６】
そこで、これらの問題を解決する手段として、枯草菌を利用した宿主−ベクター系が知られている（たとえば、特許文献２および非特許文献３を参照）。特許文献２によれば、菌体内よりも菌体外の培養上清中に多くのマルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼを得ている。しかし、取得される酵素量は少なく、大量生産にまでは至っていない。
【０００７】
一方、上記のγ−シクロデキストリン合成酵素の生産方法とマルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼの生産方法は、それぞれの酵素遺伝子を抗生物質耐性遺伝子とともに挿入した組換えベクターを利用している。これにより、抗生物質耐性遺伝子に対応する抗生物質を培養培地中に加えることで、抗生物質耐性遺伝子含有組換えベクターを維持する細胞は選択され、該組換えベクターを維持しない細胞は選択されず、したがって排除される。
【０００８】
すなわち、抗生物質耐性遺伝子を組換えベクターに挿入する方法は、組換えベクターを宿主細胞内に安定に維持させることができ、実験室で通常行なわれている。しかし、下記の理由により工業的スケールの生産では望ましくない。
（ｉ）抗生物質耐性菌株の使用は、環境に対して危険を呈する可能性がある。
（ｉｉ）培養中に必要な抗生物質の量は生産コストを有意に増加させる。
（ｉｉｉ）抗生物質の使用は、ヒト及び動物向けに用いられる物質の生産においては回避すべきである。
【０００９】
そこで、抗生物質耐性遺伝子を用いずに組換えベクターを安定化させる方法として、染色体の栄養要求突然変異を補う方法が知られている（非特許文献１および２）。しかしながら、染色体の栄養要求突然変異を補って組換えベクターを安定化させる方法は、宿主細菌が必要とする栄養を培地に加えずに発酵を行う必要があるため、発酵培地の組成を厳しく制限する必要がある。しかも、栄養共生によって、組換えベクターの消失後もなお細胞が増殖しうる可能性がある。
【特許文献１】特開２００３−１０２４８９号公報
【特許文献２】国際公開第０５／００３３４３号パンフレット
【非特許文献１】Genetics. 1989 May;122(1):19-27
【非特許文献２】Curr Genet. 1989 Sep;16(3):159-63
【非特許文献３】Ohta Y, et al., Biosci. Biotechnol. Biochem. 2004 ,68,1073-1081
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者らは、枯草菌を宿主細胞として用いた宿主−ベクター系により、γ−シクロデキストリン合成酵素を大量に生産することを試みた。しかし、上記したマルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼの生産と同じく、γ−シクロデキストリン合成酵素についても、枯草菌を宿主細胞として用いたこれまでの宿主−ベクター系では菌体外に大量に分泌することができないことを見出した。
【００１１】
そこで、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼまたはトレハロースホスホリラーゼを菌体外に大量に分泌することができる、新たな宿主−ベクター系の提供が強く望まれている。
【００１２】
一方、組換えベクターを維持する宿主細胞を選択する方法について、抗生物質耐性遺伝子を組み込む方法および染色体の栄養要求突然変異を補う方法のいずれもが、培地の特殊な処理に依存している。かかる制約は、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼまたはトレハロースホスホリラーゼの生産において、発酵工程の費用の増大、および生産性向上のためにとり得る選択自由度の制限を招く。
【００１３】
そこで、抗生物質を用いることなく、かつ培地組成に制約されずに組換えベクターを維持しうる、他の選択方法が強く望まれている。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼまたはトレハロースホスホリラーゼを菌体外に大量に分泌しうる、新たな宿主−ベクター系を提供することにある。
【００１５】
さらに、抗生物質を用いることなく、かつ培地組成に制約されずに組換えベクターを維持する新たな手段を提供することにより、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼまたはトレハロースホスホリラーゼを大量かつ安定に生産しうる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために種々検討を行い、宿主細胞をバチルス属細菌として、組換えベクターに組み込む最適な転写を調節する塩基配列（以下、「遺伝子調節領域」と呼ぶ）とシグナルペプチドをコードする遺伝子（以下、「シグナルペプチド遺伝子」と呼ぶ）の組み合わせを検討し、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を菌体外に大量に分泌することができる宿主−ベクター系を得ることができ、本発明を完成するに至った。
【００１７】
さらに、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を保有する染色体外遺伝子と該アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素活性に欠損を生じさせた染色体変異宿主細胞との相補性に基づくことで、抗生物質を用いることなく、かつ培地組成に制約されずにγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を含む組換えベクターを維持することに成功し、上記した酵素を大量かつ安定に生産しうる方法を見出し、本発明を完成させた。アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を保有する染色体外遺伝子を含有した細胞のみが生存を確保されることに基づく。
【００１８】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
＜１＞γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、かつ
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターであって、
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる前記組換えベクター。
＜２＞下記（ａ）〜（ｃ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクター：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；および
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子。
＜３＞下記（ａ）〜（ｄ）の塩基配列または遺伝子を有し、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる組換えベクター：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；および
（ｄ）発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子。
＜４＞アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素が、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である、＜１＞または＜３＞に記載の組換えベクター。
＜５＞γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子が、配列番号３に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の組換えベクター。
＜６＞マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号４に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の組換えベクター。
＜７＞トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号５に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の組換えベクター。
＜８＞組換えベクターは、プラスミド、バクテリオファージ、またはレトロトランスポゾンの形態を有する＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載の組換えベクター。
＜９＞アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞であって、
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、かつ
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターで形質転換して用いられる前記宿主細胞。
＜１０＞下記（ａ）〜（ｃ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターで形質転換して用いられる宿主細胞：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；および
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子。
＜１１＞アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞であって、
下記（ａ）〜（ｄ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターで形質転換して用いられる前記宿主細胞：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；および
（ｄ）発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子。
＜１２＞アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素が、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である、＜９＞または＜１１＞に記載の宿主細胞。
＜１３＞γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子が、配列番号３に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜９＞〜＜１２＞のいずれかに記載の宿主細胞。
＜１４＞マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号４に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜９＞〜＜１２＞のいずれかに記載の宿主細胞。
＜１５＞トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号５に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜９＞〜＜１２＞のいずれかに記載の宿主細胞。
＜１６＞宿主細胞が細菌である＜９＞〜＜１５＞のいずれかに記載の宿主細胞。
＜１７＞細菌がバチルス属細菌である、＜１６＞に記載の宿主細胞。
＜１８＞下記（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有する、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法：
（ｉ）γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、さらにアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターを用意する工程；
（ｉｉ）アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞を用意する工程；
（ｉｉｉ）前記宿主細胞を前記組換えベクターで形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｖ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
＜１９＞下記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の工程を有する、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法：
（ｉ）下記［ａ］〜［ｃ］の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターを用意する工程、
［ａ］配列番号１に記載の塩基配列、
［ｂ］前記［ａ］の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子、および
［ｃ］前記［ｂ］の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；
（ｉｉ）前記組換えベクターで宿主細胞を形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｉｉ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
＜２０＞下記（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有する、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法：
（ｉ）下記［ａ］〜［ｄ］の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターを用意する工程、
［ａ］配列番号１に記載の塩基配列、
［ｂ］前記［ａ］の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子、
［ｃ］前記［ｂ］の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子、および
［ｄ］発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子；
（ｉｉ）アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞を用意する工程；
（ｉｉｉ）前記宿主細胞を前記組換えベクターで形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｖ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
＜２１＞アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素が、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である、＜１８＞または＜２０＞に記載の方法。
＜２２＞γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子が、配列番号３に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜１８＞〜＜２１＞のいずれかに記載の方法。
＜２３＞マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号４に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜１８＞〜＜２１＞のいずれかに記載の方法。
＜２４＞トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号５に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜１８＞〜＜２１＞のいずれかに記載の方法。
＜２５＞宿主細胞が細菌である＜１８＞〜＜２４＞のいずれかに記載の方法。
＜２６＞細菌がバチルス属細菌である＜２５＞に記載の方法。
＜２７＞γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、＜５＞〜＜８＞のいずれかに記載の組換えベクター。
＜２８＞γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、＜１３＞〜＜１７＞のいずれかに記載の宿主細胞。
＜２９＞γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、＜２２＞〜＜２６＞のいずれかに記載の方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、最適な遺伝子調節領域およびシグナルペプチド遺伝子の組み合わせを組換えベクターに含めることで、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を菌体外に大量に分泌することができる。
【００２０】
さらに、抗生物質を用いることなく、かつ特定成分を含有しないよう制限を加えた培地を用いることなくγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を含む組換えベクターを維持することができ、その結果、工業的な生産においても、醗酵槽内での培養が終了するまで細胞中の組換えベクターを安定化させることができ、上記した酵素を工業的規模で大量かつ安定に生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（Ａ）本発明の組換えベクター
本発明の組換えベクターの一つの形態は、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、かつアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターであって、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる前記組換えベクター（以下、「組換えベクターＡ」と呼ぶ）である。
【００２２】
本発明の組換えベクターの一つの形態は、下記（ａ）〜（ｃ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクター（以下、「組換えベクターＢ」と呼ぶ）である：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；および
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子。
【００２３】
本発明の組換えベクターの一つの形態は、下記（ａ）〜（ｄ）の塩基配列または遺伝子を有し、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる組換えベクター（以下、「組換えベクターＣ」と呼ぶ）である：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；および
（ｄ）発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子。
【００２４】
本発明の組換えベクターＡおよびＣは、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子をコードする遺伝子を発現可能な状態で含有する。該組換えベクターＡおよびＣは、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子をコードする遺伝子を、所望の宿主細胞内で発現可能な状態で含んでおり、当該宿主細胞を形質転換するために使用される。
【００２５】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素は、２０種類のアミノ酸に対応するよう、２０数種類（一部は数種類ある）存在し、例えばアラニンに対するアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素はアラニルｔＲＮＡ合成酵素（ａｌａｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅまたはａｌａｎｉｎｅ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ）と呼ばれている。アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素は、具体的には、例えば、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である。
【００２６】
トリプトファンに対応するアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素と呼び、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素が欠失している細胞株は、トリプトファンを含むタンパクの合成を行うことができないため増殖することができないことになる。
【００２７】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子は原核生物から真核生物に至るあらゆる生物に含まれる。例えば、枯草菌には、ａｌａｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号６）、ａｒｇｉｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号７）、ａｓｐａｒａｇｉｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号８）、ａｓｐａｒｔｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号９）、ｃｙｓｔｅｉｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号１０）、ｇｌｕｔａｍｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号１１）、ｇｌｕｔａｍｙｌ−ｔＲＮＡ ａｍｉｄｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ, ｓｕｂｕｎｉｔ ａ（配列番号１２）、ｇｌｙｃｉｎｅ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ａｌｐｈａ ｓｕｂｕｎｉｔ（配列番号１３）、ｇｌｙｃｉｎｅ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ｂｅｔａ ｓｕｂｕｎｉｔ（配列番号１４）、ｈｉｓｔｉｄｙｌ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ， ｈｉｓＳ（配列番号１５）、ｉｓｏｌｅｕｃｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号１６）、ｌｅｕｃｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号１７）、ｌｙｓｉｎｅ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅ（配列番号１８）、ｈｉｓｔｉｄｙｌ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ，ｈｉｓＺ（配列番号１９）、ｍｅｔｈｉｏｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号２０）、ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ａｌｐｈａ ｓｕｂｕｎｉｔ（配列番号２１）、ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ｂｅｔａ ｓｕｂｕｎｉｔ（配列番号２２）、ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ， ｙｔｐＲ （配列番号２３）、ｐｒｏｌｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号２４）、ｓｅｒｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ａｌｓｏ ｃｈａｒｇｅｓ ｓｅｌｅｎｏｃｙｓｔｅｉｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｗｉｔｈ ｓｅｒｉｎｅ（配列番号２５）、ｔｈｒｅｏｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ， ｍａｊｏｒ（配列番号２６）、ｔｈｒｅｏｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ｍｉｎｏｒ（配列番号２７）、ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号２８）、ｔｙｒｏｓｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ｍａｊｏｒ（配列番号２９）、ｔｙｒｏｓｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ， ｍｉｎｏｒ （配列番号３０）、ｖａｌｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号３１）、ｇｌｕｔａｍｙｌ−ｔＲＮＡ ａｍｉｄｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ, ｓｕｂｕｎｉｔ ｂ（配列番号３２）、ｇｌｕｔａｍｙｌ−ｔＲＮＡ ａｍｉｄｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ， ｓｕｂｕｎｉｔ ｃ（配列番号３３）などが含まれることが知られている。
【００２８】
本発明の組換えベクターＡおよびＣは、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有するものである。したがって、該組換えベクターＡおよびＣについては、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子以外に、この遺伝子を発現可能な状態とするために、宿主として枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）などの細菌を使用する場合は、たとえば、プロモーター、オペレーター領域（プロモーター、オペレーターおよびリボゾーム結合領域（ＳＤ領域）を含む）、開始コドン、選択マーカー遺伝子、終止コドン、ターミネーター領域、及びプラスミド複製可能単位などを有する。
【００２９】
選択マーカー遺伝子としては、特に制限されず、たとえば、ジヒドロ葉酸レダクターゼ（ＤＨＦＲ）遺伝子またはシゾサッカロマイセス・ポンベＴＰＩ遺伝子等のようなその補体が宿主細胞に欠けている遺伝子、またはたとえばアンピシリン、カナマイシン、テトラサイクリン、クロラムフェニコール、シクロヘキシミド、テトラマイシン、ネオマイシンもしくはヒグロマイシンのような薬剤耐性遺伝子を挙げることができる。
【００３０】
本発明の組換えベクターＡおよびＣは、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる。この宿主細胞については後述する。
【００３１】
本発明の組換えベクターは、ベクターの種類は特に限定されず、例えば、宿主細胞内で自立的に複製することが可能なもの（例えばプラスミド等）でもよいし、あるいは、宿主細胞に導入された際に宿主細胞のゲノムに組み込まれ、組み込まれた染色体と共に複製されるものであってもよい。好ましくは、本発明で用いるベクターは、プラスミド、バクテリオファージ、またはレトロトランスポゾンである。
【００３２】
宿主細胞内で自立的に複製することが可能なベクターの具体例としては、ｐＲＳ４１３、ｐＲＳ４１５、ｐＲＳ４１６、ＹＣｐ５０、ｐＡＵＲ１１２またはｐＡＵＲ１２３などのＹＣｐ型大腸菌−酵母シャトルベクター；ｐＲＳ４０３、ｐＲＳ４０４、ｐＲＳ４０５、ｐＲＳ４０６、ｐＡＵＲ１０１またはｐＡＵＲ１３５などのＹＩｐ型大腸菌−酵母シャトルベクター；大腸菌由来のプラスミド（たとえば、ｐＢＲ３２２、ｐＢＲ３２５、ｐＵＣ１８、ｐＵＣ１９、ｐＵＣ１１９、ｐＴＶ１１８Ｎ、ｐＴＶ１１９Ｎ、ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔ、ｐＨＳＧ２９８、ｐＨＳＧ３９６またはｐＴｒｃ９９ＡなどのＣｏｌＥ系プラスミド；ｐＡＣＹＣ１７７またはｐＡＣＹＣ１８４などのｐ１Ａ系プラスミド；ｐＭＷ１１８、ｐＭＷ１１９、ｐＭＷ２１８またはｐＭＷ２１９などのｐＳＣ１０１系プラスミドなど）；枯草菌由来のプラスミド（例えばｐＵＢ１１０、ｐＴＰ５など）；ｐＨＹ３００ＰＬＫなどの大腸菌−枯草菌シャトルベクターを挙げることができる。またファージベクターとして、λファージ（たとえば、Ｃｈａｒｏｎ ４Ａ、Ｃｈａｒｏｎ２１Ａ、ＥＭＢＬ４、λｇｔ１００、ｇｔ１１、ｚａｐ）、ψＸ１７４、Ｍ１３ｍｐ１８、Ｍ１３ｍｐ１９などを挙げることができる。レトロトランスポゾンとしてはＴｙ因子などを挙げることができる。また、融合タンパク質として発現する発現ベクター、例えばｐＧＥＸシリーズ（ファルマシア製）、ｐＭＡＬシリーズ（Ｂｉｏｌａｂｓ社製）を使用することもできる。
【００３３】
本発明の組換えベクターは、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する。
【００３４】
本明細書でいう「遺伝子を発現可能な状態」、または単に「発現可能な状態」とは、遺伝子の情報がｍＲＮＡに転写されるためのＲＮＡポリメラーゼ認識部位およびｍＲＮＡの情報が該遺伝子の発現産物であるタンパク質等に翻訳されるためのリボゾーム結合領域が該遺伝子の開始コドンの上流に存在する状態を意味する。要するに、該遺伝子の開始コドンから終止コドンまでをｍＲＮＡに転写されるために必要な配列が開始コドンより上流に存在し、さらにそのｍＲＮＡの情報がタンパク質等に翻訳されるための配列が開始コドンより上流に存在するということになる。ここでいう「開始コドン」とは本来染色体上における該遺伝子の開始コドン配列に限らず、開始コドンとして機能するコドンであればいずれでもよい。またここでいうリボゾーム結合領域とは、例えば原核生物の５´−ａａａｇｇａｇｇ−３´からなるコンセンサス配列を有する配列に集約されることなく、リボゾームが認識できる配列であれば良く、本来染色体上で該遺伝子のリボゾーム結合領域としての配列に限らず、リボゾームが認識できる配列であれば用いることができる。
【００３５】
本明細書でいう「γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子」とは、γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子、マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子、またはトレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子の単一物だけでなく、各遺伝子を組み合わせた複合物も含む。
【００３６】
本発明の組換えベクターの構築は、ＤＮＡ組換えの一般的な方法、たとえば、Molecular Cloning (1989) (Cold Spring Harbor Lab.)に記載される方法にしたがって行うことができる。
【００３７】
本発明の組換えベクターＢおよびＣは、遺伝子調節領域として配列番号１に記載の塩基配列を有し、シグナルペプチド遺伝子として配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子を有する。
【００３８】
配列番号１に記載の塩基配列を含むＤＮＡ断片は、たとえば、バチルス・エスピー ＪＡＭＢ７５０（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ． ＪＡＭＢ７５０）株の染色体ＤＮＡにランダム変異を導入することにより取得することができる。配列番号１に記載の塩基配列を含むＤＮＡ断片を取得するその他の方法としては、たとえば、配列番号１に記載の塩基配列の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法または突然変異誘発などの通常知られる任意の方法で作製することができる。
【００３９】
本明細書にいう「シグナルペプチド」とは、シグナルペプチドをコードする塩基配列の下流に存在する遺伝子の遺伝子産物のアミノ末端に付加して、該遺伝子産物を細胞外に分泌しうるペプチドを意味する。また、「遺伝子産物を細胞外に分泌しうる」とは、上記した通り、シグナルペプチドが遺伝子産物である組換えタンパク質のアミノ末端側に付加し、組換えタンパク質の小胞体膜への付着および膜通過等を導き、最終的に細胞外に組換えタンパク質を分泌しうる作用を意味する。
【００４０】
本明細書にいう「配列番号１の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された」とは、配列番号１に記載の塩基配列の３´末端側に０〜１０００程度の塩基を介して連結されることを意味する。
【００４１】
シグナルペプチド遺伝子を含むＤＮＡ断片は、たとえば、配列番号２に記載の塩基配列の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法または突然変異誘発などの通常知られる任意の方法で作製することができる。化学合成法としては、たとえば、ホスホアミダイト法を応用することにより自動合成しうる。なお、配列番号２に記載のシグナルペプチドは、バチルス属細菌の分泌するタンパク質群のアミノ末端側のアミノ酸配列情報から統計処理してデザインして得られた数十候補のアミノ酸配列から、組換えタンパク質生産性を評価し選択したものである。本配列は１〜数個のアミノ酸残基を付加、欠失または置換しても利用できる。
【００４２】
本発明の組換えベクターＢおよびＣは、遺伝子調節領域およびその下流に直接的または間接的に連結されたシグナルペプチド遺伝子、ならびにその下流に直接的に連結されたγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を含み、該組換えベクターを宿主細胞として枯草菌に導入し形質転換することにより、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素の発現を促進し、さらに発現する酵素を菌体外に分泌しうる。
【００４３】
本明細書にいう「配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子」とは、上記したシグナルペプチド遺伝子の３´末端側に連結されたγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子である。
【００４４】
本明細書にいう「γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子」は、特に限定されるものではないが、好ましくは配列番号３に記載の塩基配列からなる遺伝子である。配列番号３に記載の塩基配列からなる遺伝子は、たとえば、特許文献１の記載に基いてバチルス・クラーキ ７３６４（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｌａｒｋｉｉ ７３６４）株から取得される。配列番号３に記載の塩基配列からなる遺伝子を取得するその他の方法としては、配列番号３に記載の塩基配列の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法または突然変異誘発などの通常知られる任意の方法で作製することができる。
【００４５】
本明細書にいう「γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子」とは、たとえば、γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子を選択した場合に、γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子に１〜数個の塩基の欠失、置換、逆位、付加および／または挿入を有し、該遺伝子と９５％以上の相同性があり、かつ、発現産物がγ−シクロデキストリン合成酵素活性を有する酵素である遺伝子を意味する。
【００４６】
本明細書にいう「γ−シクロデキストリン合成酵素」は、糖類に作用し主生成物としてγ−シクロデキストリンを生成するシクロデキストリン・グルカノトランスフェラーゼ活性を有する酵素であればよく、好ましくは配列番号３に記載の遺伝子が発現して得られる酵素である。
【００４７】
本明細書にいう「マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子」は、特に限定されるものではないが、好ましくは配列番号４に記載の塩基配列からなる遺伝子である。配列番号４に記載の塩基配列からなる遺伝子は、たとえば、特許文献２の記載に基づいてパエニバチルス・エスピー ＳＨ−５５（Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ． ＳＨ−５５）株から取得される。配列番号４に記載の塩基配列からなる遺伝子を取得するその他の方法としては、配列番号４に記載の塩基配列に記載の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法または突然変異誘発などの通常知られる任意の方法で作製することができる。
【００４８】
本明細書にいう「マルトースホスホリラーゼ」は、マルトース中のα−１，４−グルコピラノシド結合を可逆的に加リン酸分解し、グルコースとβ−Ｄ−グルコース−１−リン酸を生成することができればよく、好ましくは、配列番号４に記載の遺伝子が発現して得られる酵素である。
【００４９】
本明細書にいう「トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子」は、特に限定されるものではないが、好ましくは配列番号５に記載の塩基配列からなる遺伝子である。配列番号５に記載の塩基配列からなる遺伝子は、たとえば、特許文献２の記載に基いてパエニバチルス・エスピー ＳＨ−５５株から取得される。配列番号５に記載の塩基配列からなる遺伝子を取得するその他の方法としては、配列番号５に記載の塩基配列に記載の塩基配列の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法または突然変異誘発などの通常知られる任意の方法で作製することができる。
【００５０】
本明細書にいう「トレハロースホスホリラーゼ」は、トレハロース中のα−１，１−グルコピラノシド結合を可逆的に加リン酸分解し、グルコースおよびβ−Ｄ−グルコース−１−リン酸を生成すればよく、好ましくは、配列番号５に記載の遺伝子が発現して得られる酵素である。
【００５１】
本発明の組換えベクターＣの具体例を、図１〜３として示す。
【００５２】
（Ｂ）本発明の宿主細胞
本発明の宿主細胞の一つの形態は、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞であって、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、かつアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターで形質転換して用いられる前記宿主細胞（以下、「宿主細胞Ａ」と呼ぶ）である。
【００５３】
本発明の宿主細胞の一つの形態は、下記（ａ）〜（ｃ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターで形質転換して用いられる宿主細胞（以下、「宿主細胞Ｂ」と呼ぶ）である：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；および
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子。
【００５４】
本発明の宿主細胞の一つの形態は、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞であって、下記（ａ）〜（ｄ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターで形質転換して用いられる前記宿主細胞（以下、「宿主細胞Ｃ」と呼ぶ）である：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；および
（ｄ）発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子。
【００５５】
一般に、細胞は、自己の増殖のためにアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を有している。それに対して、本発明の宿主細胞ＡおよびＣでは、細胞が本来有している、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させるか、あるいはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させる。アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損または該遺伝子発現の低下は、以下の方法で行うことができる。
【００５６】
[遺伝子欠損（不活性化）]
不活性化の語は染色体遺伝子のうち１以上の機能発現を妨げる方法を含んでいる。不活性化は核酸遺伝子配列における欠失、置換（例えば変異）、阻害、及び／または挿入などによって行われる。いくつかの実施態様において、変異微生物は好ましくは安定かつ不可逆的な不活性化を生じる１以上の遺伝子の不活性化を含む。
【００５７】
（挿入による不活性化）
ここで用いる“挿入配列”の語は微生物染色体内に導入されたＤＮＡ配列を言う。いくつかの実施態様において、挿入配列は形質転換される細胞のゲノム中に既に存在する、または存在しない配列であってもよい（すなわち、相同または異種配列である）。さらに別の実施態様において、挿入配列は選択マーカーを含むことがある。さらなる実施態様において、挿入配列は２つの相同ボックスを含むことがある。
【００５８】
ここで用いる“相同ボックス”とは微生物染色体の配列と相同な核酸配列をいう。より具体的には、相同ボックスは、本発明に従って不活性化される遺伝子に隣接するコード領域または遺伝子の一部と約８０〜１００％配列同一性、約９０〜１００％配列同一性または約９５％〜１００％配列同一性を有する上流または下流領域をいう。これらの配列は微生物染色体の一部が置換されることを目的とする。本発明を限定するものではないが、相同ボックスは約１塩基対（ｂｐ）〜２００キロ塩基（ｋｂ）を含む。好ましくは、相同ボックスは約１ｂｐ〜１０．０ｋｂ；１ｂｐ〜５．０ｋｂ；１ｂｐ〜２．５ｋｂ；１ｂｐ〜１．０ｋｂ及び０．２５ｋｂ〜２．５ｋｂを含む。また、相同ボックスは約１０．０ｋｂ、５．０ｋｂ、２．５ｋｂ、２．０ｋｂ、１．５ｋｂ、１．０ｋｂ、０．５ｋｂ、０．２５ｋｂ及び０．１ｋｂを含む。いくつかの実施態様において、選択マーカーの５’及び３’末端は相同ボックスに隣接し、ここで相同ボックスは当該遺伝子のコード領域にすぐ隣接した核酸配列を含む。
【００５９】
ここで用いる“選択マーカー”の語は宿主細胞において発現できるヌクレオチド配列をいい、選択マーカーの発現により対応する選択因子の存在下、または必須栄養素の不存在下で発現遺伝子を含む細胞は成長できるようになる。ここで用いる“選択可能マーカー”及び“選択マーカー”の語は宿主細胞中で発現できる核酸（例えば遺伝子）を言い、ベクターを含むこれら宿主の選択が簡単にできるようにする。当該選択マーカーの例としては、限定されないが、抗微生物剤などがある。従って、“選択マーカー”とは、宿主細胞が目的の挿入ＤＮＡを取り込んだ、またはその他の反応が起こった印を与える遺伝子をいう。通常、選択マーカーは、形質転換時に外来配列を受け取らなかった細胞と外来ＤＮＡを含む細胞との区別を可能にするために宿主細胞に抗菌耐性または代謝利点を与える遺伝子をいう。選択マーカーは抗微生物耐性マーカーなどが挙げられる（例えば、ａｍｐＲ；ｐｈｌｅｏＲ；ｓｐｅｃＲ；ｋａｎＲ；ｅｒｙＲ；ｔｅｔＲ；ｃｍｐＲ；及びｎｅｏＲ；例えばＧｕｅｒｏｔ−Ｆｌｅｕｒｙ，Ｇｅｎｅ，１６７：３３５−３３７［１９９５］；Ｐａｌｍｅｒｏｓ ｅｔ ａｌ．、Ｇｅｎｅ ２４７：２５５−２６４［２０００］；及びＴｒｉｅｕ−Ｃｕｏｔ ｅｔ ａｌ．、Ｇｅｎｅ、２３：３３１−３４１［１９８３］を参照）。いくつかの特に好ましい実施態様において、本発明はクロラムフェニコール耐性遺伝子を提供する（例えば、ｐＣ１９４上に存在する遺伝子、及びバチルス・リケニフォルミスゲノム中に存在する耐性遺伝子）。この耐性遺伝子は本発明及び染色体上統合されたカセット及び統合プラスミドの染色体増幅に関する実施態様において特に有用である。
【００６０】
例えば、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子（ｔｒｐＳ）が不活性化される遺伝子である場合、ＤＮＡ構築体は選択マーカーを挿入配列として含みその活性を阻害されるｔｒｐＳ遺伝子を有する。選択マーカーはｔｒｐＳコード配列部分の内側に挿入する。ＤＮＡ構築体は宿主染色体中のｔｒｐＳ遺伝子に本質的に同一配列を有し、二重交差の場合、ｔｒｐＳ遺伝子は選択マーカーの挿入により不活性化される。
【００６１】
（欠失による不活性化）
いくつかの好ましい実施態様において、不活性化は欠失により達成される。いくつかの好ましい実施態様において、遺伝子は相同組換えにより欠失する。例えば、いくつかの実施態様において、欠失する遺伝子がｔｒｐＳの場合、相同ボックスの両側に隣接する選択マーカーを有する挿入配列を含むＤＮＡ構築体を用いる。相同ボックスは染色体ｔｒｐＳ遺伝子の核酸フランキング領域に相同なヌクレオチド配列を含む。ＤＮＡ構築体は微生物宿主染色体の相同配列と一致し、二重交差の場合、ｔｒｐＳ遺伝子は宿主染色体から切除される。
【００６２】
ここで用いる遺伝子の“欠失”の語は、コード配列全体の欠失、コード配列の一部の欠失、またはフランキング領域を含むコード配列の欠失をいう。欠失は染色体に残った配列が欠失前の生物活性を発揮しないのであれば部分的であってもよい。コード配列のフランキング領域は約１ｂｐ〜約５００ｂｐを５´及び３´末端に含むことができる。フランキング領域は５００ｂｐよりも大きくてもよいが、好ましくは本発明に従って不活性化または欠失され得るその他の遺伝子を当該領域に含まない。最終的には、欠失遺伝子は事実上、非機能的である。簡単に言えば、“欠失”の語は１以上のヌクレオチドまたはアミノ酸残基がそれぞれ除去された（すなわち、存在しない）、ヌクレオチドまたはアミノ酸配列の変化として定義される。
【００６３】
ここで用いる“フランキング配列”とは対象の配列の上流または下流にある配列をいう（例えば、遺伝子Ａ−Ｂ−Ｃは、遺伝子ＢはＡ及びＣ遺伝子配列にフランキング（側面に位置）している）。好ましい実施態様において、挿入配列は相同ボックスの両側の側面に位置する。いくつかの実施態様において、フランキング配列は一方の側（３´または５´）にのみ存在するが、好ましい実施態様において、配列の両側の側面に位置する。各相同ボックスの配列は微生物染色体中の配列に相同である。これらの配列は微生物染色体に新しい構築体が統合されること、及び微生物染色体の一部が挿入配列により置換されることを目的とする。好ましい実施態様において、選択マーカーの５´及び３´末端は不活性化染色体断片の一部を含むポリヌクレオチド配列の側面に位置する。
【００６４】
（変異による不活性化）
別の実施態様において、不活性化は遺伝子の変異により生じる。遺伝子を変異する方法はさまざまな方法があり、限定されないが、部位特異的変異、ランダム変異発生、及びｇａｐｐｅｄ−ｄｕｐｌｅｘ法が挙げられる（例えばＭｏｒｉｎｇ ｅｔ ａｌ．、Ｂｉｏｔｅｃｈ．２：６４６［１９８４］；及びＫｒａｍｅｒ ｅｔ ａｌ．、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．，１２：９４４１［１９８４］を参照）。
【００６５】
好ましい実施態様において、変異は少なくとも染色体上の１つのコドンにおいて突然変異誘発を用いて生じる。さらなる実施態様において、変異ＤＮＡ配列は野生型配列と４０％以上、４５％以上、５０％以上、５５％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上、９５％以上または９８％以上の相同性を有する。別の実施態様において、変異ＤＮＡは公知の変異誘発手順、例えば、ＵＶ照射、ニトロソグアニジン等の化学変異剤を用いてｉｎ ｖｉｖｏで生じる。
【００６６】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素活性に欠損を生じさせる染色体変異の内でも、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子自体の欠損を用いることが望ましい。しかしアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素生合成を調節する他の遺伝子も、対応する遺伝子を保有する染色体外遺伝子を用いる限り使用できる。アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子の欠損株の場合、染色体外遺伝子に挿入されるべき遺伝子は該当するアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子が相応しい。
【００６７】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素を有する染色体外遺伝子と染色体の変異されたアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子との間の相同性組換えの可能性を回避するためには、目的のアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を染色体から実質的に欠失させることが望ましい。
【００６８】
本発明の宿主細胞Ａを形質転換する際に用いられる組換えベクターは、上記した本発明の組換えベクターＡと同様のものである。一方、本発明の宿主細胞Ｃを形質転換する際に用いられる組換えベクターは、上記した本発明の組換えベクターＣと同様のものである。
【００６９】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞は、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子が発現できない、あるいは発現量が不十分であるため、そのままではもはや増殖できない。
【００７０】
それに対して、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクター（本発明の組換えベクターＡまたはＣ）を含むことで、増殖を維持できる。即ち、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素の欠失は、染色体外遺伝子上に該アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を導入することにより相補することができる。しかし、もしも細胞が該染色体外遺伝子を失うと、該細胞はもはや増殖できなくなる。
【００７１】
したがって、本発明の宿主細胞ＡまたはＣは、上記関係の下に、培地に抗生物質や特定の栄養要求性を満たす栄養分を含めることなく組換えベクターＡまたはＣを安定して宿主細胞に維持することができる。そのため、本発明の宿主細胞ＡまたはＣは、工業的スケールの生産に使用される任意の培地に適用できるという利点を有する。
【００７２】
さらに、本発明の宿主細胞ＡおよびＣは、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現させるために用いられる。本発明の宿主細胞Ａは、前記アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子およびγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターを含むものであり、該組換えベクターを安定して宿主細胞に維持することができる。そして、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現させて、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素の生産に用いることができる。
【００７３】
本発明の宿主細胞Ｂは、本発明の組換えベクターＢを導入し形質転換して用いられる宿主細胞であり、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現させるために用いられる。
【００７４】
本発明の宿主細胞は細菌であればよく、好ましいのは枯草菌であり、さらに好ましくは枯草菌のＩＳＷ１２１４株、ＢＤ１７０株、または１６８株等である。しかし、本発明の組換えベクターを安定に保持し、複製することができるものであれば、枯草菌以外のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌などを使用してもよい。
【００７５】
本明細書でいう「バチルス属」とは、通常知られるバチルス属に含まれるすべての種類を含み限定されないが、たとえば、バチルス・ズブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）、バチルス・リケニフォルミス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）、バチルス・レンタス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｅｎｔｕｓ）、バチルス・ステアロサーモフィラス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）、バチルス・アルカロフィラス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｌｋａｌｏｐｈｉｌｕｓ)、バチルス・アミロリケファシエンス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ)、バチルス・セレウス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｅｒｅｕｓ)、バチルス・プミルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｕｍｉｌｕｓ)、バチルス・クラウジイ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｌａｕｓｉｉ)、バチルス・ハロデュランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｈａｌｏｄｕｒａｎｓ)、バチルス・メガテリウム（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ)、バチルス・コアグランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｏａｇｕｌａｎｓ)、バチルス・サーキュランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｉｒｃｕｌａｎｓ)、およびバチルス・チューリンゲンシス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ)などを意味する。なお、バチルス属は分類上再編成を受け続けており、当該属は再分類された種も含むものとする。たとえば、ジオバチルス(Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ)属、アルカリバチルス（Ａｌｋａｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、アンフィバチルス（Ａｍｐｈｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属 、アミロバチルス（Ａｍｙｌｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属、アノキシバチルス（Ａｎｏｘｙｂａｃｉｌｌｕｓ）属 、ゴリバチルス（Ｇｏｒｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、セラシバチルス（Ｃｅｒａｓｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、グラシリバチルス（Ｇｒａｃｉｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ハロバチルス（Ｈａｌｏｌａｃｔｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ハロアルカリバチルス（Ｈａｌａｌｋａｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、フィロバチルス（Ｆｉｌｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ジョーガリバチルス（Ｊｅｏｔｇａｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、サリバチルス（Ｓａｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、オーシャノバチルス（Ｏｃｅａｎｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属、マリニバチルス（Ｍａｒｉｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、リシニバチルス（Ｌｙｓｉｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、レンチバチルス（Ｌｅｎｔｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ウレーバチルス（Ｕｒｅｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、サリニバチルス（Ｓａｌｉｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ポンチバチルス（Ｐｏｎｔｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ピシバチルス（Ｐｉｓｃｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、パラリオバチルス（Ｐａｒａｌｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ヴァージバチルス（Ｖｉｒｇｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、サルシューギニバチルス(Ｓａｌｓｕｇｉｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ)属、テニューイバチルス(Ｔｅｎｕｉｂａｃｉｌｌｕｓ)属、タラソバチルス(Ｔｈａｌａｓｓｏｂａｃｉｌｌｕｓ)属、サームアルカリバチルス(Ｔｈｅｒｍａｌｋａｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ)属、チューメバチルス(Ｔｕｍｅｂａｃｉｌｌｕｓ)属などがあり、これらもまた本明細書にいうバチルス属に含まれるものとする。
【００７６】
本発明の組換えベクターを宿主細胞に導入する方法はとくに限定されないが、たとえば、コンピテントセル法、プロトプラスト法、エレクトロポレーション法、カルシウムイオン法、リポフェクション法等を用いることができる。宿主細胞が枯草菌である場合は、コンピテントセル法またはプロトプラスト法が好ましい。
【００７７】
（Ｃ）γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法。
【００７８】
本発明のγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法の一つの態様は、下記（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有する方法（以下、「酵素生産方法Ａ」と呼ぶ）である：
（ｉ）γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、さらにアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターを用意する工程；
（ｉｉ）アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異宿主細胞を用意する工程；
（ｉｉｉ）前記変異宿主細胞を前記組換えベクターで形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｖ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
【００７９】
本発明のγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法の一つの態様は、下記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の工程を有する方法（以下、「酵素生産方法Ｂ」と呼ぶ）である：
（ｉ）下記［ａ］〜［ｃ］の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターを用意する工程、
［ａ］配列番号１に記載の塩基配列、
［ｂ］前記［ａ］の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子、および
［ｃ］前記［ｂ］の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；
（ｉｉ）前記組換えベクターで宿主細胞を形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｉｉ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
【００８０】
本発明のγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法の一つの態様は、下記（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有する方法（以下、「酵素生産方法Ｃ」と呼ぶ）である：
（ｉ）下記［ａ］〜［ｄ］の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターを用意する工程、
［ａ］配列番号１に記載の塩基配列、
［ｂ］前記［ａ］の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子、
［ｃ］前記［ｂ］の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子、および
［ｄ］発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子；
（ｉｉ）アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞を用意する工程；
（ｉｉｉ）前記宿主細胞を前記組換えベクターで形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｖ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
【００８１】
酵素生産方法Ａにおける組換えベクターを用意する工程では、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で挿入し、かつ、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で挿入した組換えベクターを用意する。さらに、酵素生産方法Ｃにおける組換えベクターを用意する工程では、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で挿入し、かつ、配列番号１に記載の塩基配列、その塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子およびその遺伝子の下流に直接的に連結されたγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を挿入した組換えベクターを用意する。上記組換えベクターは、先に説明した本願発明の組換えベクターＡまたはＣである。一方、酵素生産方法Ｂにおける組換えベクターを用意する工程では、配列番号１に記載の塩基配列、その塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子およびその遺伝子の下流に直接的に連結されたγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を挿入した組換えベクターを用意する。
【００８２】
遺伝子の挿入は常法によって行うことができ、たとえば、Molecular Cloning (1989) (Cold Spring Harbor Lab.)に記載される方法に従って行うことができる。いずれの遺伝子も発現可能な状態で挿入する。そのため、各々の遺伝子の組換えベクターへの挿入位置は組換えベクターの複製に関与していない場所であれば基本的にはどこでも良く、使用するベクターによって挿入位置は異なる。使用できる組換えベクターは上記に挙げた通りであり、たとえば、枯草菌由来のプラスミド（例えばｐＵＢ１１０、ｐＴＰ５など）；ｐＨＹ３００ＰＬＫなどの大腸菌−枯草菌シャトルベクターを挙げることができる。
【００８３】
例えば大腸菌−枯草菌のシャトルベクターであるｐＨＹ３００ＰＬＫプラスミドを例に取れば、マルチクローニング部位であるＥｃｏＲＩ−ＢａｍＨＩ間に配列番号１のＤＮＡ断片と配列番号２のアミノ酸配列をコードするＤＮＡ断片を連結させたＤＮＡ断片を、ＥｃｏＲＩ部位にアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を、同じくマルチクローニング部位ＢａｍＨＩ部位にγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を挿入することなどが可能である。以下に、本発明の組換えベクターＣを用意する工程を簡単に説明する。
【００８４】
配列番号１のＤＮＡ断片と配列番号２のアミノ酸配列をコードするＤＮＡ断片を連結させたＤＮＡ断片をｐＨＹ３００ＰＬＫのＥｃｏＲＩ−ＢａｍＨＩ間に挿入したプラスミドを構築する。次に、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を有する生物の染色体ＤＮＡを鋳型にＰＣＲ増幅を用いて該酵素の活性や安定性に欠かせない領域をコードするＤＮＡ断片を増幅し、これを上記した構築済みプラスミドを制限酵素ＢａｍＨＩで消化することによって得られたＤＮＡ 断片とライゲーション反応を行い、得られたライゲーション反応混合物を用いて大腸菌を形質転換してｐＨＹ３００ＰＬＫのＢａｍＨＩ部位に目的の通りプロモーター部位から終止コドンまでを含む該遺伝子が挿入されているプラスミドを含む形質転換体を選択し、この形質転換体からプラスミドを調製する。続いて上記の通り調製できたプラスミドを制限酵素ＥｃｏＲＩで消化し、本プラスミドを切断する。枯草菌１６８（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ １６８）株の染色体ＤＮＡを鋳型にＰＣＲ増幅を用いてプロモーター部位から終止コドンまでを含むアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を増幅し、ＥｃｏＲＩで切断された構築済みプラスミド由来ＤＮＡ断片とライゲーション反応を行い、得られたライゲーション反応混合物を用いて大腸菌を形質転換して構築済みプラスミドのＥｃｏＲＩ部位に目的の通りアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子が挿入されているプラスミドを含む形質転換体を選択し、この形質転換体から目的プラスミドを調製することができる。
【００８５】
酵素生産方法ＡおよびＣにおける宿主細胞を用意する工程では、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞を用意する。この宿主細胞は、前記で説明した本発明の宿主細胞ＡまたはＣである。その調製方法は、以下のとおりである。
【００８６】
宿主細胞の調製の手順としては、宿主染色体上に存在する標的遺伝子を計画的に削除又は不活性化する方法のほか、ランダムな遺伝子の削除又は不活性化変異を与え、その後適当な方法により遺伝子解析またはタンパク質生産性の評価を行う方法が挙げられる。
【００８７】
標的とする遺伝子を削除又は不活性化するには、例えば相同組換えによる方法を用いればよい。すなわち、標的遺伝子の一部を含むＤＮＡ断片を適当なプラスミドベクターにクローニングして得られる環状の組換えプラスミドまたは直鎖上のＤＮＡ断片を宿主細胞内に取り込ませ、標的遺伝子の一部領域に於ける相同組換えによって親微生物ゲノム上の標的遺伝子を分断して不活性化することが可能である。あるいは、塩基置換や塩基挿入等による不活性化変異を導入した標的遺伝子、又は標的遺伝子の外側領域を含むが標的遺伝子を含まない直鎖状のＤＮＡ断片等をＰＣＲ等の方法によって構築し、これを親微生物細胞内に取り込ませて親微生物ゲノムの標的遺伝子内の変異箇所の外側２ヶ所、又は標的遺伝子外側の２ヶ所の領域で２回交差の相同組換えを起こさせることにより、ゲノム上の標的遺伝子を削除或いは不活性化した遺伝子断片と置換することが可能である。
【００８８】
本発明の酵素生産方法の形質転換体を得る工程は、上記した組換えベクターを用意する工程で調製した組換えベクターを用いて、宿主細胞または上記した宿主細胞を得る工程で調製した宿主細胞を形質転換する。組換えベクターによる宿主細胞の形質転換も常法により実施できる。
【００８９】
組換えベクターの宿主細胞への導入（形質転換）方法は、特に制限されず、トランスフォーメーション法、トランスフェクション法、コンピテント細胞法、エレクトロポレーションなど、導入する宿主細胞の種類や組換えベクターの形態に応じて、適宜選択することができる。
【００９０】
ここで用いる、“宿主細胞”とは新しく導入するＤＮＡ配列のための宿主または発現媒体として作用する能力を有する細胞をいう。
【００９１】
なお、組換えベクターの宿主細胞内での存在様式は、特に制限されず、染色体中に挿入されて、あるいは置換されて組み込まれてもよいし、またプラスミド状態で存在していてもよい。
【００９２】
なお、本発明の組換えベクターＡまたはＣに含まれるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子は、本発明の宿主細胞ＡまたはＣにおいて、欠損させられたアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子、または宿主細胞が成育できない程度に発現を低下させられたアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子と同種の遺伝子である。例えば、本発明の宿主細胞Ａにおいて、欠損させられたアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子、または宿主細胞が成育できない程度に発現を低下させられたアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子が、アラニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子である場合、本発明の組換えベクターＡに含まれるのもアラニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子である。
【００９３】
本発明の酵素生産方法におけるγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程では、上記した形質転換体を得る工程で得られる形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子がコードする酵素を生産する。
【００９４】
形質転換体の培養は、宿主細胞の種類に応じて、適切な培地を用い、適切な培養条件の下で実施される。宿主細胞としては、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子がコードする酵素の生産が可能なものであればよく、野生型のものでも変異を施したものでものよい。好ましくは、枯草菌などのバチルス属細菌である。
【００９５】
例えば、宿主細胞が枯草菌の場合、培養に用いる培地の種類としては、適当な窒素源、炭素源、ミネラルを含み、本発明の枯草菌宿主が生育し、目的タンパク質を生産することができるものであればよい。例えば、組換え枯草菌１６８株によって、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子がコードする酵素を生産する場合、炭素源として、ぶどう糖や果糖等の単糖類、しょ糖、麦芽糖等の二糖類又は可溶性澱粉等の多糖類等を配合した培地や、窒素源として、ペプトン類、大豆エキス、酵母エキス、魚肉エキス、コーンスティープリカー（ Ｃ Ｓ Ｌ ）、金属塩等を配合した培地等を用いることができる。
【００９６】
また、培地のｐＨ は、用いる組換え生物体が生育しうる範囲のｐＨであれば良いが、例えば枯草菌の場合ｐＨ ６．０〜８．０に調整するのが好適であり、培養条件は、１５〜４２℃ 、好ましくは２８〜３７℃で２〜７日間振盪または、通気撹拌培養すればよい。
【００９７】
このようにして得られた培養物から、本発明の組換えベクターに挿入された酵素遺伝子が発現した組換えタンパク質を採取する。該組換えタンパク質は通常形質転換体外に蓄積される。そこで、形質転換体外に蓄積された該組換えタンパク質を培養上清から一般のタンパク質の採取の手段に準じて採取する。たとえば、通常知られる手段によって形質転換体を除いた後に培養上清を組換えタンパク質含有物として用いることができる。
【００９８】
ただし、宿主細胞の種類によっては組換えタンパク質を形質転換体内または形質転換体の細胞膜内に蓄積する場合もあり得る。その場合は、特に限定はされないが、たとえば、有機溶剤やリゾチームのような酵素によって形質転換体を溶解する方法、および、超音波破砕法、フレンチプレス法、ガラスビーズ破砕法、ダイノミル破砕法等の細胞破砕法で得られた形質転換体の細胞破砕物および／または培養物を遠心分離法、ろ過法等の操作によって形質転換体と培養上清に分離する。このようにして得られた培養上清を、組換えタンパク質含有物として用いることができる。また、分離した形質転換体をそのまま組換えタンパク質含有物とすることもできる。
【００９９】
上記組換えタンパク質含有物は、そのままで使用することもできるが、必要に応じて、たとえば塩析法、沈澱法、透析法、限外濾過法等の通常知られる方法を単独または組み合わせることにより工業用途の濃縮組換えタンパク質含有物を調製できる。
【０１００】
さらに前記濃縮組換えタンパク質含有物を、たとえば、イオン交換クロマトグラフィー、等電点クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィー、レジンカラム法等の通常知られる単離・精製法の組合せに供すことにより、精製組換えタンパク質を得ることができる。
【実施例】
【０１０１】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
【０１０２】
［実施例１］枯草菌へのトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を有するプラスミドの導入
トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を保有する染色体外遺伝子であるプラスミドｐＤＡＴＳ１４を以下の方法で構築した。まず、汎用枯草菌−大腸菌のシャトルプラスミドであるｐＨＹ３００ＰＬＫ（ヤクルト社製）を鋳型として、プライマーＡ（配列番号３４）とＢ（配列番号３５）を用いてＰＣＲによる増幅を行った。得られた増幅断片を制限酵素ＸｈｏＩで消化した後、両末端を連結することにより環状プラスミドとした。本プラスミドを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。形質転換体からプラスミドを調製しｐＤＡ２とした。一方、枯草菌ＩＳＷ１２１４（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ ＩＳＷ１２１４）株の染色体を鋳型とし、プライマーＣ（配列番号３６）とＤ（配列番号３７）を用いてトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子とその近傍の領域を含むＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片を制限酵素ＸｈｏＩで消化し、予め制限酵素ＸｈｏＩで消化したｐＤＡ２と連結した。これを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られた形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＤＡＴＳ１４と命名した。次にｐＤＡＴＳ１４を用いて、２種のプロテアーゼ（アルカリプロテアーゼＥ、中性プロテアーゼＥ）に欠陥を有する枯草菌ＩＳＷ１２１４株由来変異株（参考文献 Appl.Microbiol. Biotechnol 65:583-592 (2004)Hatada,Y.ら）を、プロトプラスト形質転換法（参考文献Mol. Gen. Genet. 168:111-115 （1979） Chang, S.とCohen, S. N.）により形質転換し、染色体外にトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を保有する枯草菌形質転換体を得た。
【０１０３】
［実施例２］枯草菌の染色体トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を破壊するためのＤＮＡ断片の構築
枯草菌ＩＳＷ１２１４株の染色体ＤＮＡを鋳型とし、プライマーＥ（配列番号３８）とＦ（配列番号３９）を用いてトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子とその近傍の領域を含む約２．５ｋｂのＤＮＡ断片を得た。これを制限酵素ＥｃｏＲＩおよびＳａｌＩで消化した。ＥｃｏＲＩおよびＳａｌＩで予め消化した汎用性プラスミドｐＵＣ１８に連結し、プラスミドｐＴＳＡＦを得た。一方、汎用性プラスミドであるｐＣ１９４を鋳型として、プライマーＧ（配列番号４０）とＨ（配列番号４１）を用いてスタフィロコッカス由来クロラムフェニコール耐性遺伝子とその近傍領域を含む約１．６ｋｂのＤＮＡ断片を得た。さらに、ｐＴＳＡＦを鋳型としてプライマーＩ（配列番号４２）とＪ（配列番号４３）を用いてＰＣＲ反応を行いＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片とクロラムフェニコール耐性遺伝子とその近傍領域を含む約１．６ｋｂのＤＮＡ断片を制限酵素ＢａｍＨＩおよびＸｂａＩで消化した後連結し、大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。形質転換体からプラスミドを調製し、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子破壊用プラスミドｐＩＮＴＴＳとした。ｐＩＮＴＴＳを鋳型としてプライマーＫ（配列番号４４）とＬ（配列番号４５）を用いてＰＣＲ反応を行い直鎖状のトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子破壊用ＤＮＡ断片を得た。
【０１０４】
［実施例３］枯草菌の染色体トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子の破壊
上記トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子破壊用ＤＮＡ断片を用いて、コンピテントセル法を用いて実施例１で得た染色体外にトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を保有する形質転換体をさらに形質転換し、クロラムフェニコール耐性を獲得した形質転換体を得た。得られた形質転換体から染色体ＤＮＡを調製した。本染色体ＤＮＡに対して、プライマーＭ（配列番号４６）とＮ（配列番号４７）、あるいはＯ（配列番号４８）とＰ（配列番号４９）を用いてＰＣＲ反応を行い、染色体のトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子がコードされていた領域がトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子破壊用ＤＮＡ断片由来のクロラムフェニコール耐性遺伝子と置換されていることを確認し、本菌株をトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子欠損株であるＤＴＳ１４５１（ｐＤＡＴＳ１４）株とした。
【０１０５】
［実施例４］ＤＴＳ１４５１株へのカナマイシン耐性遺伝子を有するプラスミドの導入
枯草菌ＩＳＷ１２１４株の染色体を鋳型とし、プライマーＣとＤを用いてトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子とその近傍の領域を含むＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片を制限酵素ＸｈｏＩで消化し、予め制限酵素ＸｈｏＩで消化したｐＤＡ２と連結した。これを用いて、大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られた形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＤＡＴＳ１３と命名した。汎用性プラスミドｐＵＢ１１０を鋳型とし、プライマーＱ（配列番号５０）とＲ（配列番号５１）を用いてカナマイシン耐性遺伝子とその近傍の領域を含むＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片をＥｃｏＲＩで消化し、ｐＤＡＴＳ１４を鋳型としてプライマーＳ（配列番号５２）とＴ（配列番号５３）を用いてＰＣＲで増幅して、さらにＥｃｏＲＩで消化することにより得られたＤＮＡ断片と連結した。これを用いて、大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られたカナマイシン耐性を有する形質転換体からプラスミドを調製し、プラスミドをｐＤＡＴＳＫと命名した。ｐＤＡＴＳＫを用いてｐＤＡＴＳ１４を有するＤＴＳ１４５１株をプロトプラスト形質転換法を用いて形質転換し、カナマイシン３０μｇ／ｍＬを含む再生培地（組成：コハク酸ナトリウム ８％、寒天 １％、カザミノ酸 ０．５％、酵母エキス ０．５％、リン酸２水素カリウム ０．１５％、リン酸水素２カリウム ０．３５％、グルコース ０．５％、硫酸マグネシウム ０．４％、牛血清アルブミン ０．０１％、メチオニン ０．００１％、およびロイシン ０．００１％）による選抜を行った。得られた形質転換体をカナマイシン入りＬＢ寒天培地およびテトラサイクリン７．５μｇ／ｍＬを含む再生培地に植菌し、カナマイシン耐性かつテトラサイクリン感受性となった株をＤＴＳ１４５１（ｐＤＡＴＳＫ）と命名した。
【０１０６】
［実施例５］遺伝子調節領域ＤＮＡ断片の探索用プラスミドの構築
遺伝子調節領域ＤＮＡ断片検索用ベクターｐＰＴＣＦを以下の方法で構築した。
寄託番号がＦＥＲＭ ＢＰ−８３２０である、マイクロバルバイファー・エスピー ＪＡＭＢ−Ａ７（Ｍｉｃｒｏｂｕｌｂｉｆｅｒ ｓｐ． ＪＡＭＢ−Ａ７）株由来の染色体ＤＮＡを鋳型に用いて、プライマーＵ（配列番号５４）およびプライマーＷ（配列番号５５）を用いてＰＣＲによる増幅を行った。得られたＤＮＡ断片を制限酵素、ＥｃｏＲＩで消化した後、予めＥｃｏＲＩで消化したｐＨＹ３００ＰＬＫと連結することにより環状プラスミドを構築した。本プラスミドを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。形質転換体からプラスミドを調製し、寒天分解酵素遺伝子の上流にｐＨＹ３００ＰＬＫ由来のポリリンカー部位を有するプラスミドをｐＰＴＣＦと命名した。
【０１０７】
［実施例６］遺伝子調節領域ＤＮＡ断片の取得
Ｓａｕ３ＡＩを用いて、寄託番号がＦＥＲＭ ＡＰ−２０２２７である、バチルス・エスピー ＪＡＭＢ７５０（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ． ＪＡＭＢ７５０）株の染色体ＤＮＡを消化後、これをＢａｍＨＩで切断したプラスミドｐＰＴＣＦと混ぜてＴ４ ＤＮＡリガーゼを用いてライゲーション反応を行った。得られたライゲーション液を用いて枯草菌を形質転換した。再生培地にはＤＭ３培地（組成：コハク酸ナトリウム ８％、寒天 １％、カザミノ酸 ０．５％、酵母エキス ０．５％、リン酸２水素カリウム ０．１５％、リン酸水素２カリウム ０．３５％、グルコース ０．５％、硫酸マグネシウム ０．４％、牛血清アルブミン ０．０１％、メチオニン ０．００１％、ロイシン ０．００１％、テトラサイクリン ７．５μｇ／ｍｌ）を用いた。形質転換体の周囲に寒天の窪みを形成した形質転換体を選び、約２，０００個の形質転換体を液体培地にて培養（培地組成はポリペプトンＳ ３％、魚肉エキス ０．５％、酵母エキス ０．０５％、リン酸２水素カリウム ０．１％、マルトース ４％、硫酸マグネシウム ０．０２％、塩化カルシウム ０．０５％、テトラサイクリン ７．５μｇ／ｍｌ、３０℃で４８時間振とう）した。得られた培養液毎に超音波破砕（Ｈａｎｄｙ ｓｏｎｉｃ ｍｏｄｅｌ ＵＲ−２０Ｐ、ＴＯＭＹ ＳＥＩＫＯ ＣＯ．使用）を行い、取得された超音波破砕物の寒天分解酵素活性を測定した。その中で最も活性の高かったものを選択し、この形質転換体の持つプラスミドをｐＣＤＡＧ１と命名した。
【０１０８】
［実施例７］プラスミドｐＪＥＸＯＰＴ２の構築
寄託番号がＤＳＭ１７２９７である、サラッソモナス・エスピー ＪＡＭＢ−Ａ３３（Ｔｈａｌａｓｓｏｍｏｎａｓ ｓｐ． ＪＡＭＢ−Ａ３３）株由来の染色体ＤＮＡを鋳型にプライマーＸ（配列番号５６）とプライマーＹ（配列番号５７）を用いてＰＣＲ増幅を行い約０．３ｋｂｐから成るＤＮＡ断片を取得した。このＤＮＡ断片を制限酵素ＨｉｎｄＩＩＩで切断した。続いて枯草菌−大腸菌のシャトルプラスミドであるｐＨＹ３００ＰＬＫ（ヤクルト社製）を制限酵素ＨｉｎｄＩＩＩで切断し、上記のＤＮＡ断片とリガーゼ反応により連結した。本プラスミドを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。形質転換体からプラスミドを調製しｐＨＹＴＥＲと命名した。
【０１０９】
プラスミドｐＪＥＸＯＰＴ２を以下の方法で構築した。プラスミドｐＣＤＡＧ１を鋳型にしてリン酸化プライマーＺ（配列番号５８）およびリン酸化プライマーＡ１（配列番号５９）を用いてＰＣＲによる増幅を行った。得られたＰＣＲ断片をｐＵＣ１８のＳｍａＩ部位に導入した。構築されたプラスミドを鋳型にして、プライマーＺおよびプライマーＡ１を用いてＤｉｖｅｒｓｉｆｙ ＰＣＲ Ｒａｎｄｏｍ Ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ Ｋｉｔ（ クロンテック社）を用い、キットのプロトコールにしたがって、ＰＣＲ増幅断片中にランダムに変異を導入した。このランダム変異操作を５回繰り返した。得られたＰＣＲ産物を鋳型にプライマーＺおよびリン酸化プライマーＡ１を用いてＰＣＲ増幅を行った。その後Ｔ４ＤＮＡポリメラーゼを用いてＰＣＲ産物の末端の平滑化を行った。一方、合成一本鎖ＤＮＡ断片Ａ（配列番号７４）と合成一本鎖ＤＮＡ断片Ｂ（配列番号７５）とをアニーリングさせ二本鎖ＤＮＡを形成させた。得られたＤＮＡ断片をリン酸化した後に、上記のＰＣＲ増幅断片とリガーゼ反応により結合した。得られたＤＮＡ断片を制限酵素ＥｃｏＲＩ、ＢａｍＨＩで消化した後、ＥｃｏＲＩとＢａｍＨＩで消化したｐＨＹＴＥＲと連結することにより環状プラスミド群を構築した。本プラスミド群を用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られた数千あまりの形質転換体からまとめてプラスミド群を調製した。これをプラスミド群Ａとした。
【０１１０】
次にβアガラーゼ生産菌である、寄託番号がＦＥＲＭ ＢＰ−８３２１である、マイクロバルバイファー・エスピー ＪＡＭＢ−Ａ９４（Ｍｉｃｒｏｂｕｌｂｉｆｅｒ ｓｐ． ＪＡＭＢ−Ａ９４）株の染色体を鋳型とし、プライマーＢ１（配列番号６０）およびＣ１（配列番号６１）を用いてβアガラーゼ酵素遺伝子ＤＮＡ断片をＰＣＲ増幅した。これを制限酵素ＢａｍＨＩで消化した。プラスミド群Ａを制限酵素ＢａｍＨＩで切断し、リガーゼによってβアガラーゼ酵素遺伝子と連結した。これらを大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。βアガラーゼ活性を示す形質転換体からプラスミドを調製し、これらのプラスミドを用いて枯草菌ＩＳＷ１２１４株を形質転換し、テトラサイクリン入り再生培地による選抜を行った。得られた形質転換体を液体培地（ポリペプトンＳ ３％、魚肉エキス ０．５％、酵母エキス ０．０５％、リン酸水素カリウム ０．１％、マルトース ４％、塩化マグネシウム ０．０２％、塩化カルシウム ０．０５％、テトラサイクリン １５μｇ／ｍｌ）中で３０℃、７２時間、１３０ｒｐｍにて撹拌培養を行い、得られた培養上清に含まれるβアガラーゼ活性を測定した。その結果、著量のβアガラーゼを生産できるプラスミドｐＪＥＸＯＰＴ２を取得できた。
【０１１１】
［実施例８］発現ベクターによるγ−ＣＧＴａｓｅの分泌生産
γ−ＣＧＴａｓｅ生産菌であるバチルス・クラーキー ７３６４（Ｂａｃｉｌｌｕｓ clarkii ７３６４）株由来のγ−ＣＧＴａｓｅ遺伝子（J Biochem(Tokyo). 2003 133:317-324. Takada, M.）をコードする遺伝子配列を含むプラスミドｐＧＦＴ−０１（特許公開番号２００３−１０２４８９）を鋳型として、プライマーＤ１（配列番号６２）およびＥ１（配列番号６３）を用いてＰＣＲ反応を行い、該酵素をコードするＤＮＡ断片を得て、これを制限酵素ＢａｍＨＩとＳａｌＩで消化した。ｐＪＥＸＯＰＴ２を制限酵素ＢａｍＨＩとＳａｌＩで切断し、プラスミドのオリジンを有する方のＤＮＡ断片と、リガーゼによってγ−ＣＧＴａｓｅ遺伝子と連結した。これらを大腸菌ＨＢ１０１株に導入して形質転換させた。γ−ＣＧＴａｓｅ活性を示す形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＪＥＸＯＰＴ２Ｇと命名した。次に、枯草菌ＩＳＷ１２１４株の染色体を鋳型とし、プライマーＦ１（配列番号６４）とＧ１（配列番号６５）を用いてトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子とその近傍の領域を含むＰＣＲ増幅ＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片を制限酵素ＥｃｏＲＩで消化し、予め制限酵素ＥｃｏＲＩで消化したｐＪＥＸＯＰＴ２Ｇと連結した。これを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られた形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＪＥＸＯＰＴ２ＧＳと命名した。ｐＪＥＸＯＰＴ２ＧＳを用いてＤＴＳ１４５１（ｐＤＡＴＳＫ）を形質転換し、テトラサイクリン ７．５μｇ／ｍＬ再生培地による選抜を行った。得られた形質転換体をカナマイシン入りＬＢ寒天培地およびテトラサイクリン ７．５μｇ／ｍＬを含む再生培地に植菌し、γ−ＣＧＴａｓｅ活性を示し、さらにカナマイシン感受性かつテトラサイクリン耐性となった株をＤＴＳ１４５１（ｐＪＥＸＯＰＴ２ＧＳ）と命名した。ＤＴＳ１４５１（ｐＪＥＸＯＰＴ２ＧＳ）を液体培地中（ポリペプトンS ５％、魚肉エキス ０．５％、酵母エキス ０．０５％、リン酸水素カリウム ０．１％、マルトース ４％、塩化マグネシウム ０．０１％、塩化カルシウム ０．１％、抗生物質を含有しない）で３０℃、９６時間、１３０ｒｐｍにて撹拌培養を行い、得られた培養上清に含まれるγ−ＣＧＴａｓｅ活性を測定した。その結果、培養液１Ｌあたり約１．４ｇのγ−ＣＧＴａｓｅ酵素の生産が確認できた。
【０１１２】
［実施例９］発現ベクターによるマルトースホスホリラーゼ生産
マルトースホスホリラーゼ生産菌である寄託番号ＦＥＲＭ−ＢＰ８４２０のパエニバチルス・エスピーＳＨ−５５（Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ． ＳＨ−５５）株由来のマルトースホスホリラーゼ遺伝子を含む組換え体プラスミドｐＲＳＭＰ１（国際公開番号ＷＯ２００５／００３４３号公報記載）を組換え大腸菌からＧＦＸＰｌａｓｍｉｄ ｐｒｅｐ Ｋｉｔ（ＧＥヘルスケアバイオサイエンス株式会社）を用いることにより精製した。得られた組換え体プラスミドを鋳型として、プライマーＨ１（配列番号６６）とプライマーＩ１（配列番号６７）を用い、ＰＣＲを行い、マルトースホスホリラーゼ遺伝子を含むＤＮＡ断片を取得した。これを制限酵素ＢａｍＨＩとＸｈｏＩで消化した。ｐＪＥＸＯＰＴ２を制限酵素ＢａｍＨＩとＳａｌＩで切断し、プラスミドのオリジンを有する方のＤＮＡ断片とリガーゼによってマルトースホスホリラーゼ遺伝子と連結した。これらを大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。マルトースホスホリラーゼ活性を示す形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＪＥＸＯＰＴ２Ｍと命名した。枯草菌株ＩＳＷ１２１４株の染色体を鋳型とし、プライマーＪ１（配列番号６８）とＫ１（配列番号６９）を用いてトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子とその近傍の領域を含むＰＣＲ増幅ＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片を制限酵素ＥｃｏＲＩで消化し、予め制限酵素ＥｃｏＲＩで消化したｐＪＥＸＯＰＴ２Ｍと連結した。これを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られた形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＪＥＸＯＰＴ２ＭＳと命名した。ｐＪＥＸＯＰＴ２ＭＳを用いてＤＴＳ１４５１（ｐＤＡＴＳＫ）を形質転換し、テトラサイクリン ７．５μｇ／ｍＬ再生培地による選抜を行った。得られた形質転換体をカナマイシン入りＬＢ寒天培地およびテトラサイクリン ７．５μｇ／ｍＬを含む再生培地に植菌し、マルトースホスホリラーゼ活性を示し、さらにカナマイシン感受性かつテトラサイクリン耐性となった株をＤＴＳ１４５１（ｐＪＥＸＯＰＴ２ＭＳ）と命名した。ＤＴＳ１４５１（ｐＪＥＸＯＰＴ２ＭＳ）を液体培地中（ポリペプトンＳ ５％、魚肉エキス ０．５％、酵母エキス ０．０５％、リン酸水素カリウム ０．１％、マルトース ４％、塩化マグネシウム ０．０１％、塩化カルシウム ０．１％、抗生物質を含有しない）で３０℃、９６時間、１３０ｒｐｍにて撹拌培養を行い、得られた培養上清に含まれるマルトースホスホリラーゼ活性を測定した。その結果、培養液１Ｌあたり約０．５ｇのマルトースホスホリラーゼの生産が確認できた。
【０１１３】
［実施例１０］発現ベクターによるトレハロースホスホリラーゼ生産
トレハロースホスホリラーゼ生産菌であるパエニバチルス・エスピーＳＨ−５５株由来のトレハロースホスホリラーゼ遺伝子を含む組換え体プラスミドｐＲＳＴＰ１（国際公開番号ＷＯ２００５／００３４３号公報記載）を組換え大腸菌からＧＦＸＰｌａｓｍｉｄ ｐｒｅｐ Ｋｉｔ（ＧＥヘルスケアバイオサイエンス株式会社）を用いることにより精製した。得られた組換え体プラスミドを鋳型として、プライマーＬ１（配列番号７０）とプライマーＭ１（配列番号７１）を用い、ＰＣＲを行い、トレハロースホスホリラーゼ遺伝子を含むＤＮＡ断片を取得した。これを制限酵素ＢａｍＨＩとＸｈｏＩで消化した。ｐＪＥＸＯＰＴ２を制限酵素ＢａｍＨＩとＳａｌＩで切断し、プラスミドのオリジンを有する方のＤＮＡ断片とリガーゼによってトレハロースホスホリラーゼ遺伝子と連結した。これらを大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。トレハロースホスホリラーゼ活性を示す形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＪＥＸＯＰＴ２Ｔと命名した。枯草菌ＩＳＷ１２１４株の染色体を鋳型とし、プライマーＮ１（配列番号７２）とＯ１（配列番号７３）を用いてトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子とその近傍の領域を含むＰＣＲ増幅ＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片を制限酵素ＥｃｏＲＩで消化し、予め制限酵素ＥｃｏＲＩで消化したｐＪＥＸＯＰＴ２Ｔと連結した。これを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られた形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＪＥＸＯＰＴ２ＴＳと命名した。ｐＪＥＸＯＰＴ２ＴＳを用いてＤＴＳ１４５１（ｐＤＡＴＳＫ）を形質転換し、テトラサイクリン ７．５μｇ／ｍＬ再生培地による選抜を行った。得られた形質転換体をカナマイシン入りＬＢ寒天培地およびテトラサイクリン ７．５μｇ／ｍＬを含む再生培地に植菌し、トレハロースホスホリラーゼ活性を示し、さらにカナマイシン感受性かつテトラサイクリン耐性となった株をＤＴＳ１４５１（ｐＪＥＸＯＰＴ２ＴＳ）と命名した。ＤＴＳ１４５１（ｐＪＥＸＯＰＴ２ＴＳ）を液体培地中（ポリペプトンS ５％、魚肉エキス ０．５％、酵母エキス ０．０５％、リン酸水素カリウム ０．１％、マルトース ４％、塩化マグネシウム ０．０１％、塩化カルシウム ０．１％、抗生物質を含有しない）で３０℃、９６時間、１３０ｒｐｍにて撹拌培養を行い、得られた培養上清に含まれるトレハロースホスホリラーゼ活性を測定した。その結果、培養液１Ｌあたり約１．２ｇのトレハロースホスホリラーゼの生産が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】γ−シクロデキストリン合成酵素（γ−ＣＧＴａｓｅ）発現ベクターの具体例。
【図２】マルトースホスホリラーゼ発現ベクターの具体例。
【図３】トレハロースホスホリラーゼ発現ベクターの具体例。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を工業的に生産する方法に関する。さらに詳細には、本発明は、この方法に使用する、転写を調節する塩基配列、シグナルペプチドをコードする遺伝子、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素をコードする遺伝子、およびアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を含む組換えベクター、該組換えベクターを導入した宿主細胞、ならびにγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
γ−シクロデキストリンの合成には、γ−シクロデキストリンを主生成物とするシクロデキストリン・グルカノトランスフェラーゼ（以下、「γ−シクロデキストリン合成酵素」と呼ぶ）を澱粉等に作用させる方法が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。特許文献１によれば、外来遺伝子を含む組換えベクターを宿主細胞に導入する宿主−ベクター系を利用してγ−シクロデキストリン合成酵素を取得している。具体的には、γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子をアンピシリン耐性遺伝子を含むＴ−ベクターにライゲーションし、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）を形質転換して培養することにより、γ−シクロデキストリン合成酵素を取得している。
【０００３】
一方、トレハロースの合成には、マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼをマルトースに作用させる方法が知られている（たとえば、特許文献２を参照）。特許文献２でも宿主−ベクター系を利用してマルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼを取得している。具体的には、マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子を適当なベクターに挿入し、大腸菌または枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）を形質転換してアンピシリンまたはテトラサイクリンなどを含む培地で培養することにより、マルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼを取得している。
【０００４】
上記のγ−シクロデキストリン合成酵素の生産方法とマルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼの生産方法は、大腸菌を宿主細胞とする宿主−ベクター系を利用している（たとえば、特許文献１および２を参照）。大腸菌は、世代時間が約２０分と短く、様々な糖類を資化して増殖することができる。さらに大腸菌に適した多くのプラスミドベクターも開発されており、大腸菌を宿主細胞とする宿主−ベクター系は、実験室での組換えタンパク質の生産において一応の成果を期待できる。
【０００５】
しかしながら、大腸菌の組換えタンパク質を菌体内に蓄積するという性質のために、大腸菌自体の生育が阻害され、さらに菌体内のタンパク質分解酵素の作用により組換えタンパク質の機能が失いやすいという、組換えタンパク質の大量かつ安定に生産する上で不利な点があった。さらに、組換えタンパク質を取得するためには菌体を回収して破砕し、かつ、発熱性物質の一種であるリポポリサッカライドを注意深く除去しなければならない。このために、組換えタンパク質の採取・精製のための工程が頻雑になるという問題も生じていた。
【０００６】
そこで、これらの問題を解決する手段として、枯草菌を利用した宿主−ベクター系が知られている（たとえば、特許文献２および非特許文献３を参照）。特許文献２によれば、菌体内よりも菌体外の培養上清中に多くのマルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼを得ている。しかし、取得される酵素量は少なく、大量生産にまでは至っていない。
【０００７】
一方、上記のγ−シクロデキストリン合成酵素の生産方法とマルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼの生産方法は、それぞれの酵素遺伝子を抗生物質耐性遺伝子とともに挿入した組換えベクターを利用している。これにより、抗生物質耐性遺伝子に対応する抗生物質を培養培地中に加えることで、抗生物質耐性遺伝子含有組換えベクターを維持する細胞は選択され、該組換えベクターを維持しない細胞は選択されず、したがって排除される。
【０００８】
すなわち、抗生物質耐性遺伝子を組換えベクターに挿入する方法は、組換えベクターを宿主細胞内に安定に維持させることができ、実験室で通常行なわれている。しかし、下記の理由により工業的スケールの生産では望ましくない。
（ｉ）抗生物質耐性菌株の使用は、環境に対して危険を呈する可能性がある。
（ｉｉ）培養中に必要な抗生物質の量は生産コストを有意に増加させる。
（ｉｉｉ）抗生物質の使用は、ヒト及び動物向けに用いられる物質の生産においては回避すべきである。
【０００９】
そこで、抗生物質耐性遺伝子を用いずに組換えベクターを安定化させる方法として、染色体の栄養要求突然変異を補う方法が知られている（非特許文献１および２）。しかしながら、染色体の栄養要求突然変異を補って組換えベクターを安定化させる方法は、宿主細菌が必要とする栄養を培地に加えずに発酵を行う必要があるため、発酵培地の組成を厳しく制限する必要がある。しかも、栄養共生によって、組換えベクターの消失後もなお細胞が増殖しうる可能性がある。
【特許文献１】特開２００３−１０２４８９号公報
【特許文献２】国際公開第０５／００３３４３号パンフレット
【非特許文献１】Genetics. 1989 May;122(1):19-27
【非特許文献２】Curr Genet. 1989 Sep;16(3):159-63
【非特許文献３】Ohta Y, et al., Biosci. Biotechnol. Biochem. 2004 ,68,1073-1081
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者らは、枯草菌を宿主細胞として用いた宿主−ベクター系により、γ−シクロデキストリン合成酵素を大量に生産することを試みた。しかし、上記したマルトースホスホリラーゼおよびトレハロースホスホリラーゼの生産と同じく、γ−シクロデキストリン合成酵素についても、枯草菌を宿主細胞として用いたこれまでの宿主−ベクター系では菌体外に大量に分泌することができないことを見出した。
【００１１】
そこで、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼまたはトレハロースホスホリラーゼを菌体外に大量に分泌することができる、新たな宿主−ベクター系の提供が強く望まれている。
【００１２】
一方、組換えベクターを維持する宿主細胞を選択する方法について、抗生物質耐性遺伝子を組み込む方法および染色体の栄養要求突然変異を補う方法のいずれもが、培地の特殊な処理に依存している。かかる制約は、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼまたはトレハロースホスホリラーゼの生産において、発酵工程の費用の増大、および生産性向上のためにとり得る選択自由度の制限を招く。
【００１３】
そこで、抗生物質を用いることなく、かつ培地組成に制約されずに組換えベクターを維持しうる、他の選択方法が強く望まれている。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼまたはトレハロースホスホリラーゼを菌体外に大量に分泌しうる、新たな宿主−ベクター系を提供することにある。
【００１５】
さらに、抗生物質を用いることなく、かつ培地組成に制約されずに組換えベクターを維持する新たな手段を提供することにより、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼまたはトレハロースホスホリラーゼを大量かつ安定に生産しうる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために種々検討を行い、宿主細胞をバチルス属細菌として、組換えベクターに組み込む最適な転写を調節する塩基配列（以下、「遺伝子調節領域」と呼ぶ）とシグナルペプチドをコードする遺伝子（以下、「シグナルペプチド遺伝子」と呼ぶ）の組み合わせを検討し、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を菌体外に大量に分泌することができる宿主−ベクター系を得ることができ、本発明を完成するに至った。
【００１７】
さらに、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を保有する染色体外遺伝子と該アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素活性に欠損を生じさせた染色体変異宿主細胞との相補性に基づくことで、抗生物質を用いることなく、かつ培地組成に制約されずにγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を含む組換えベクターを維持することに成功し、上記した酵素を大量かつ安定に生産しうる方法を見出し、本発明を完成させた。アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を保有する染色体外遺伝子を含有した細胞のみが生存を確保されることに基づく。
【００１８】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
＜１＞γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、かつ
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターであって、
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる前記組換えベクター。
＜２＞下記（ａ）〜（ｃ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクター：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；および
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子。
＜３＞下記（ａ）〜（ｄ）の塩基配列または遺伝子を有し、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる組換えベクター：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；および
（ｄ）発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子。
＜４＞アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素が、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である、＜１＞または＜３＞に記載の組換えベクター。
＜５＞γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子が、配列番号３に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の組換えベクター。
＜６＞マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号４に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の組換えベクター。
＜７＞トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号５に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の組換えベクター。
＜８＞組換えベクターは、プラスミド、バクテリオファージ、またはレトロトランスポゾンの形態を有する＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載の組換えベクター。
＜９＞アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞であって、
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、かつ
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターで形質転換して用いられる前記宿主細胞。
＜１０＞下記（ａ）〜（ｃ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターで形質転換して用いられる宿主細胞：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；および
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子。
＜１１＞アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞であって、
下記（ａ）〜（ｄ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターで形質転換して用いられる前記宿主細胞：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；および
（ｄ）発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子。
＜１２＞アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素が、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である、＜９＞または＜１１＞に記載の宿主細胞。
＜１３＞γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子が、配列番号３に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜９＞〜＜１２＞のいずれかに記載の宿主細胞。
＜１４＞マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号４に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜９＞〜＜１２＞のいずれかに記載の宿主細胞。
＜１５＞トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号５に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜９＞〜＜１２＞のいずれかに記載の宿主細胞。
＜１６＞宿主細胞が細菌である＜９＞〜＜１５＞のいずれかに記載の宿主細胞。
＜１７＞細菌がバチルス属細菌である、＜１６＞に記載の宿主細胞。
＜１８＞下記（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有する、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法：
（ｉ）γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、さらにアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターを用意する工程；
（ｉｉ）アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞を用意する工程；
（ｉｉｉ）前記宿主細胞を前記組換えベクターで形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｖ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
＜１９＞下記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の工程を有する、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法：
（ｉ）下記［ａ］〜［ｃ］の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターを用意する工程、
［ａ］配列番号１に記載の塩基配列、
［ｂ］前記［ａ］の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子、および
［ｃ］前記［ｂ］の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；
（ｉｉ）前記組換えベクターで宿主細胞を形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｉｉ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
＜２０＞下記（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有する、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法：
（ｉ）下記［ａ］〜［ｄ］の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターを用意する工程、
［ａ］配列番号１に記載の塩基配列、
［ｂ］前記［ａ］の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子、
［ｃ］前記［ｂ］の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子、および
［ｄ］発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子；
（ｉｉ）アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞を用意する工程；
（ｉｉｉ）前記宿主細胞を前記組換えベクターで形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｖ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
＜２１＞アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素が、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である、＜１８＞または＜２０＞に記載の方法。
＜２２＞γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子が、配列番号３に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜１８＞〜＜２１＞のいずれかに記載の方法。
＜２３＞マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号４に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜１８＞〜＜２１＞のいずれかに記載の方法。
＜２４＞トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号５に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、＜１８＞〜＜２１＞のいずれかに記載の方法。
＜２５＞宿主細胞が細菌である＜１８＞〜＜２４＞のいずれかに記載の方法。
＜２６＞細菌がバチルス属細菌である＜２５＞に記載の方法。
＜２７＞γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、＜５＞〜＜８＞のいずれかに記載の組換えベクター。
＜２８＞γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、＜１３＞〜＜１７＞のいずれかに記載の宿主細胞。
＜２９＞γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、＜２２＞〜＜２６＞のいずれかに記載の方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、最適な遺伝子調節領域およびシグナルペプチド遺伝子の組み合わせを組換えベクターに含めることで、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を菌体外に大量に分泌することができる。
【００２０】
さらに、抗生物質を用いることなく、かつ特定成分を含有しないよう制限を加えた培地を用いることなくγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を含む組換えベクターを維持することができ、その結果、工業的な生産においても、醗酵槽内での培養が終了するまで細胞中の組換えベクターを安定化させることができ、上記した酵素を工業的規模で大量かつ安定に生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（Ａ）本発明の組換えベクター
本発明の組換えベクターの一つの形態は、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、かつアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターであって、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる前記組換えベクター（以下、「組換えベクターＡ」と呼ぶ）である。
【００２２】
本発明の組換えベクターの一つの形態は、下記（ａ）〜（ｃ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクター（以下、「組換えベクターＢ」と呼ぶ）である：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；および
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子。
【００２３】
本発明の組換えベクターの一つの形態は、下記（ａ）〜（ｄ）の塩基配列または遺伝子を有し、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる組換えベクター（以下、「組換えベクターＣ」と呼ぶ）である：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；および
（ｄ）発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子。
【００２４】
本発明の組換えベクターＡおよびＣは、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子をコードする遺伝子を発現可能な状態で含有する。該組換えベクターＡおよびＣは、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子をコードする遺伝子を、所望の宿主細胞内で発現可能な状態で含んでおり、当該宿主細胞を形質転換するために使用される。
【００２５】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素は、２０種類のアミノ酸に対応するよう、２０数種類（一部は数種類ある）存在し、例えばアラニンに対するアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素はアラニルｔＲＮＡ合成酵素（ａｌａｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅまたはａｌａｎｉｎｅ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ）と呼ばれている。アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素は、具体的には、例えば、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である。
【００２６】
トリプトファンに対応するアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素と呼び、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素が欠失している細胞株は、トリプトファンを含むタンパクの合成を行うことができないため増殖することができないことになる。
【００２７】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子は原核生物から真核生物に至るあらゆる生物に含まれる。例えば、枯草菌には、ａｌａｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号６）、ａｒｇｉｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号７）、ａｓｐａｒａｇｉｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号８）、ａｓｐａｒｔｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号９）、ｃｙｓｔｅｉｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号１０）、ｇｌｕｔａｍｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号１１）、ｇｌｕｔａｍｙｌ−ｔＲＮＡ ａｍｉｄｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ, ｓｕｂｕｎｉｔ ａ（配列番号１２）、ｇｌｙｃｉｎｅ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ａｌｐｈａ ｓｕｂｕｎｉｔ（配列番号１３）、ｇｌｙｃｉｎｅ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ｂｅｔａ ｓｕｂｕｎｉｔ（配列番号１４）、ｈｉｓｔｉｄｙｌ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ， ｈｉｓＳ（配列番号１５）、ｉｓｏｌｅｕｃｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号１６）、ｌｅｕｃｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号１７）、ｌｙｓｉｎｅ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅ（配列番号１８）、ｈｉｓｔｉｄｙｌ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ，ｈｉｓＺ（配列番号１９）、ｍｅｔｈｉｏｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号２０）、ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ａｌｐｈａ ｓｕｂｕｎｉｔ（配列番号２１）、ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ｂｅｔａ ｓｕｂｕｎｉｔ（配列番号２２）、ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ， ｙｔｐＲ （配列番号２３）、ｐｒｏｌｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号２４）、ｓｅｒｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ａｌｓｏ ｃｈａｒｇｅｓ ｓｅｌｅｎｏｃｙｓｔｅｉｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｗｉｔｈ ｓｅｒｉｎｅ（配列番号２５）、ｔｈｒｅｏｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ， ｍａｊｏｒ（配列番号２６）、ｔｈｒｅｏｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ｍｉｎｏｒ（配列番号２７）、ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号２８）、ｔｙｒｏｓｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ, ｍａｊｏｒ（配列番号２９）、ｔｙｒｏｓｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ， ｍｉｎｏｒ （配列番号３０）、ｖａｌｙｌ−ｔＲＮＡ ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ（配列番号３１）、ｇｌｕｔａｍｙｌ−ｔＲＮＡ ａｍｉｄｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ, ｓｕｂｕｎｉｔ ｂ（配列番号３２）、ｇｌｕｔａｍｙｌ−ｔＲＮＡ ａｍｉｄｏｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ， ｓｕｂｕｎｉｔ ｃ（配列番号３３）などが含まれることが知られている。
【００２８】
本発明の組換えベクターＡおよびＣは、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有するものである。したがって、該組換えベクターＡおよびＣについては、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子以外に、この遺伝子を発現可能な状態とするために、宿主として枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）などの細菌を使用する場合は、たとえば、プロモーター、オペレーター領域（プロモーター、オペレーターおよびリボゾーム結合領域（ＳＤ領域）を含む）、開始コドン、選択マーカー遺伝子、終止コドン、ターミネーター領域、及びプラスミド複製可能単位などを有する。
【００２９】
選択マーカー遺伝子としては、特に制限されず、たとえば、ジヒドロ葉酸レダクターゼ（ＤＨＦＲ）遺伝子またはシゾサッカロマイセス・ポンベＴＰＩ遺伝子等のようなその補体が宿主細胞に欠けている遺伝子、またはたとえばアンピシリン、カナマイシン、テトラサイクリン、クロラムフェニコール、シクロヘキシミド、テトラマイシン、ネオマイシンもしくはヒグロマイシンのような薬剤耐性遺伝子を挙げることができる。
【００３０】
本発明の組換えベクターＡおよびＣは、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる。この宿主細胞については後述する。
【００３１】
本発明の組換えベクターは、ベクターの種類は特に限定されず、例えば、宿主細胞内で自立的に複製することが可能なもの（例えばプラスミド等）でもよいし、あるいは、宿主細胞に導入された際に宿主細胞のゲノムに組み込まれ、組み込まれた染色体と共に複製されるものであってもよい。好ましくは、本発明で用いるベクターは、プラスミド、バクテリオファージ、またはレトロトランスポゾンである。
【００３２】
宿主細胞内で自立的に複製することが可能なベクターの具体例としては、ｐＲＳ４１３、ｐＲＳ４１５、ｐＲＳ４１６、ＹＣｐ５０、ｐＡＵＲ１１２またはｐＡＵＲ１２３などのＹＣｐ型大腸菌−酵母シャトルベクター；ｐＲＳ４０３、ｐＲＳ４０４、ｐＲＳ４０５、ｐＲＳ４０６、ｐＡＵＲ１０１またはｐＡＵＲ１３５などのＹＩｐ型大腸菌−酵母シャトルベクター；大腸菌由来のプラスミド（たとえば、ｐＢＲ３２２、ｐＢＲ３２５、ｐＵＣ１８、ｐＵＣ１９、ｐＵＣ１１９、ｐＴＶ１１８Ｎ、ｐＴＶ１１９Ｎ、ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔ、ｐＨＳＧ２９８、ｐＨＳＧ３９６またはｐＴｒｃ９９ＡなどのＣｏｌＥ系プラスミド；ｐＡＣＹＣ１７７またはｐＡＣＹＣ１８４などのｐ１Ａ系プラスミド；ｐＭＷ１１８、ｐＭＷ１１９、ｐＭＷ２１８またはｐＭＷ２１９などのｐＳＣ１０１系プラスミドなど）；枯草菌由来のプラスミド（例えばｐＵＢ１１０、ｐＴＰ５など）；ｐＨＹ３００ＰＬＫなどの大腸菌−枯草菌シャトルベクターを挙げることができる。またファージベクターとして、λファージ（たとえば、Ｃｈａｒｏｎ ４Ａ、Ｃｈａｒｏｎ２１Ａ、ＥＭＢＬ４、λｇｔ１００、ｇｔ１１、ｚａｐ）、ψＸ１７４、Ｍ１３ｍｐ１８、Ｍ１３ｍｐ１９などを挙げることができる。レトロトランスポゾンとしてはＴｙ因子などを挙げることができる。また、融合タンパク質として発現する発現ベクター、例えばｐＧＥＸシリーズ（ファルマシア製）、ｐＭＡＬシリーズ（Ｂｉｏｌａｂｓ社製）を使用することもできる。
【００３３】
本発明の組換えベクターは、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する。
【００３４】
本明細書でいう「遺伝子を発現可能な状態」、または単に「発現可能な状態」とは、遺伝子の情報がｍＲＮＡに転写されるためのＲＮＡポリメラーゼ認識部位およびｍＲＮＡの情報が該遺伝子の発現産物であるタンパク質等に翻訳されるためのリボゾーム結合領域が該遺伝子の開始コドンの上流に存在する状態を意味する。要するに、該遺伝子の開始コドンから終止コドンまでをｍＲＮＡに転写されるために必要な配列が開始コドンより上流に存在し、さらにそのｍＲＮＡの情報がタンパク質等に翻訳されるための配列が開始コドンより上流に存在するということになる。ここでいう「開始コドン」とは本来染色体上における該遺伝子の開始コドン配列に限らず、開始コドンとして機能するコドンであればいずれでもよい。またここでいうリボゾーム結合領域とは、例えば原核生物の５´−ａａａｇｇａｇｇ−３´からなるコンセンサス配列を有する配列に集約されることなく、リボゾームが認識できる配列であれば良く、本来染色体上で該遺伝子のリボゾーム結合領域としての配列に限らず、リボゾームが認識できる配列であれば用いることができる。
【００３５】
本明細書でいう「γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子」とは、γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子、マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子、またはトレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子の単一物だけでなく、各遺伝子を組み合わせた複合物も含む。
【００３６】
本発明の組換えベクターの構築は、ＤＮＡ組換えの一般的な方法、たとえば、Molecular Cloning (1989) (Cold Spring Harbor Lab.)に記載される方法にしたがって行うことができる。
【００３７】
本発明の組換えベクターＢおよびＣは、遺伝子調節領域として配列番号１に記載の塩基配列を有し、シグナルペプチド遺伝子として配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子を有する。
【００３８】
配列番号１に記載の塩基配列を含むＤＮＡ断片は、たとえば、バチルス・エスピー ＪＡＭＢ７５０（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ． ＪＡＭＢ７５０）株の染色体ＤＮＡにランダム変異を導入することにより取得することができる。配列番号１に記載の塩基配列を含むＤＮＡ断片を取得するその他の方法としては、たとえば、配列番号１に記載の塩基配列の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法または突然変異誘発などの通常知られる任意の方法で作製することができる。
【００３９】
本明細書にいう「シグナルペプチド」とは、シグナルペプチドをコードする塩基配列の下流に存在する遺伝子の遺伝子産物のアミノ末端に付加して、該遺伝子産物を細胞外に分泌しうるペプチドを意味する。また、「遺伝子産物を細胞外に分泌しうる」とは、上記した通り、シグナルペプチドが遺伝子産物である組換えタンパク質のアミノ末端側に付加し、組換えタンパク質の小胞体膜への付着および膜通過等を導き、最終的に細胞外に組換えタンパク質を分泌しうる作用を意味する。
【００４０】
本明細書にいう「配列番号１の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された」とは、配列番号１に記載の塩基配列の３´末端側に０〜１０００程度の塩基を介して連結されることを意味する。
【００４１】
シグナルペプチド遺伝子を含むＤＮＡ断片は、たとえば、配列番号２に記載の塩基配列の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法または突然変異誘発などの通常知られる任意の方法で作製することができる。化学合成法としては、たとえば、ホスホアミダイト法を応用することにより自動合成しうる。なお、配列番号２に記載のシグナルペプチドは、バチルス属細菌の分泌するタンパク質群のアミノ末端側のアミノ酸配列情報から統計処理してデザインして得られた数十候補のアミノ酸配列から、組換えタンパク質生産性を評価し選択したものである。本配列は１〜数個のアミノ酸残基を付加、欠失または置換しても利用できる。
【００４２】
本発明の組換えベクターＢおよびＣは、遺伝子調節領域およびその下流に直接的または間接的に連結されたシグナルペプチド遺伝子、ならびにその下流に直接的に連結されたγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を含み、該組換えベクターを宿主細胞として枯草菌に導入し形質転換することにより、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素の発現を促進し、さらに発現する酵素を菌体外に分泌しうる。
【００４３】
本明細書にいう「配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子」とは、上記したシグナルペプチド遺伝子の３´末端側に連結されたγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子である。
【００４４】
本明細書にいう「γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子」は、特に限定されるものではないが、好ましくは配列番号３に記載の塩基配列からなる遺伝子である。配列番号３に記載の塩基配列からなる遺伝子は、たとえば、特許文献１の記載に基いてバチルス・クラーキ ７３６４（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｌａｒｋｉｉ ７３６４）株から取得される。配列番号３に記載の塩基配列からなる遺伝子を取得するその他の方法としては、配列番号３に記載の塩基配列の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法または突然変異誘発などの通常知られる任意の方法で作製することができる。
【００４５】
本明細書にいう「γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子」とは、たとえば、γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子を選択した場合に、γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子に１〜数個の塩基の欠失、置換、逆位、付加および／または挿入を有し、該遺伝子と９５％以上の相同性があり、かつ、発現産物がγ−シクロデキストリン合成酵素活性を有する酵素である遺伝子を意味する。
【００４６】
本明細書にいう「γ−シクロデキストリン合成酵素」は、糖類に作用し主生成物としてγ−シクロデキストリンを生成するシクロデキストリン・グルカノトランスフェラーゼ活性を有する酵素であればよく、好ましくは配列番号３に記載の遺伝子が発現して得られる酵素である。
【００４７】
本明細書にいう「マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子」は、特に限定されるものではないが、好ましくは配列番号４に記載の塩基配列からなる遺伝子である。配列番号４に記載の塩基配列からなる遺伝子は、たとえば、特許文献２の記載に基づいてパエニバチルス・エスピー ＳＨ−５５（Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ． ＳＨ−５５）株から取得される。配列番号４に記載の塩基配列からなる遺伝子を取得するその他の方法としては、配列番号４に記載の塩基配列に記載の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法または突然変異誘発などの通常知られる任意の方法で作製することができる。
【００４８】
本明細書にいう「マルトースホスホリラーゼ」は、マルトース中のα−１，４−グルコピラノシド結合を可逆的に加リン酸分解し、グルコースとβ−Ｄ−グルコース−１−リン酸を生成することができればよく、好ましくは、配列番号４に記載の遺伝子が発現して得られる酵素である。
【００４９】
本明細書にいう「トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子」は、特に限定されるものではないが、好ましくは配列番号５に記載の塩基配列からなる遺伝子である。配列番号５に記載の塩基配列からなる遺伝子は、たとえば、特許文献２の記載に基いてパエニバチルス・エスピー ＳＨ−５５株から取得される。配列番号５に記載の塩基配列からなる遺伝子を取得するその他の方法としては、配列番号５に記載の塩基配列に記載の塩基配列の情報に基づいて、化学合成、遺伝子工学的手法または突然変異誘発などの通常知られる任意の方法で作製することができる。
【００５０】
本明細書にいう「トレハロースホスホリラーゼ」は、トレハロース中のα−１，１−グルコピラノシド結合を可逆的に加リン酸分解し、グルコースおよびβ−Ｄ−グルコース−１−リン酸を生成すればよく、好ましくは、配列番号５に記載の遺伝子が発現して得られる酵素である。
【００５１】
本発明の組換えベクターＣの具体例を、図１〜３として示す。
【００５２】
（Ｂ）本発明の宿主細胞
本発明の宿主細胞の一つの形態は、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞であって、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、かつアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターで形質転換して用いられる前記宿主細胞（以下、「宿主細胞Ａ」と呼ぶ）である。
【００５３】
本発明の宿主細胞の一つの形態は、下記（ａ）〜（ｃ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターで形質転換して用いられる宿主細胞（以下、「宿主細胞Ｂ」と呼ぶ）である：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；および
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子。
【００５４】
本発明の宿主細胞の一つの形態は、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞であって、下記（ａ）〜（ｄ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターで形質転換して用いられる前記宿主細胞（以下、「宿主細胞Ｃ」と呼ぶ）である：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；および
（ｄ）発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子。
【００５５】
一般に、細胞は、自己の増殖のためにアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を有している。それに対して、本発明の宿主細胞ＡおよびＣでは、細胞が本来有している、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させるか、あるいはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させる。アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損または該遺伝子発現の低下は、以下の方法で行うことができる。
【００５６】
[遺伝子欠損（不活性化）]
不活性化の語は染色体遺伝子のうち１以上の機能発現を妨げる方法を含んでいる。不活性化は核酸遺伝子配列における欠失、置換（例えば変異）、阻害、及び／または挿入などによって行われる。いくつかの実施態様において、変異微生物は好ましくは安定かつ不可逆的な不活性化を生じる１以上の遺伝子の不活性化を含む。
【００５７】
（挿入による不活性化）
ここで用いる“挿入配列”の語は微生物染色体内に導入されたＤＮＡ配列を言う。いくつかの実施態様において、挿入配列は形質転換される細胞のゲノム中に既に存在する、または存在しない配列であってもよい（すなわち、相同または異種配列である）。さらに別の実施態様において、挿入配列は選択マーカーを含むことがある。さらなる実施態様において、挿入配列は２つの相同ボックスを含むことがある。
【００５８】
ここで用いる“相同ボックス”とは微生物染色体の配列と相同な核酸配列をいう。より具体的には、相同ボックスは、本発明に従って不活性化される遺伝子に隣接するコード領域または遺伝子の一部と約８０〜１００％配列同一性、約９０〜１００％配列同一性または約９５％〜１００％配列同一性を有する上流または下流領域をいう。これらの配列は微生物染色体の一部が置換されることを目的とする。本発明を限定するものではないが、相同ボックスは約１塩基対（ｂｐ）〜２００キロ塩基（ｋｂ）を含む。好ましくは、相同ボックスは約１ｂｐ〜１０．０ｋｂ；１ｂｐ〜５．０ｋｂ；１ｂｐ〜２．５ｋｂ；１ｂｐ〜１．０ｋｂ及び０．２５ｋｂ〜２．５ｋｂを含む。また、相同ボックスは約１０．０ｋｂ、５．０ｋｂ、２．５ｋｂ、２．０ｋｂ、１．５ｋｂ、１．０ｋｂ、０．５ｋｂ、０．２５ｋｂ及び０．１ｋｂを含む。いくつかの実施態様において、選択マーカーの５’及び３’末端は相同ボックスに隣接し、ここで相同ボックスは当該遺伝子のコード領域にすぐ隣接した核酸配列を含む。
【００５９】
ここで用いる“選択マーカー”の語は宿主細胞において発現できるヌクレオチド配列をいい、選択マーカーの発現により対応する選択因子の存在下、または必須栄養素の不存在下で発現遺伝子を含む細胞は成長できるようになる。ここで用いる“選択可能マーカー”及び“選択マーカー”の語は宿主細胞中で発現できる核酸（例えば遺伝子）を言い、ベクターを含むこれら宿主の選択が簡単にできるようにする。当該選択マーカーの例としては、限定されないが、抗微生物剤などがある。従って、“選択マーカー”とは、宿主細胞が目的の挿入ＤＮＡを取り込んだ、またはその他の反応が起こった印を与える遺伝子をいう。通常、選択マーカーは、形質転換時に外来配列を受け取らなかった細胞と外来ＤＮＡを含む細胞との区別を可能にするために宿主細胞に抗菌耐性または代謝利点を与える遺伝子をいう。選択マーカーは抗微生物耐性マーカーなどが挙げられる（例えば、ａｍｐＲ；ｐｈｌｅｏＲ；ｓｐｅｃＲ；ｋａｎＲ；ｅｒｙＲ；ｔｅｔＲ；ｃｍｐＲ；及びｎｅｏＲ；例えばＧｕｅｒｏｔ−Ｆｌｅｕｒｙ，Ｇｅｎｅ，１６７：３３５−３３７［１９９５］；Ｐａｌｍｅｒｏｓ ｅｔ ａｌ．、Ｇｅｎｅ ２４７：２５５−２６４［２０００］；及びＴｒｉｅｕ−Ｃｕｏｔ ｅｔ ａｌ．、Ｇｅｎｅ、２３：３３１−３４１［１９８３］を参照）。いくつかの特に好ましい実施態様において、本発明はクロラムフェニコール耐性遺伝子を提供する（例えば、ｐＣ１９４上に存在する遺伝子、及びバチルス・リケニフォルミスゲノム中に存在する耐性遺伝子）。この耐性遺伝子は本発明及び染色体上統合されたカセット及び統合プラスミドの染色体増幅に関する実施態様において特に有用である。
【００６０】
例えば、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子（ｔｒｐＳ）が不活性化される遺伝子である場合、ＤＮＡ構築体は選択マーカーを挿入配列として含みその活性を阻害されるｔｒｐＳ遺伝子を有する。選択マーカーはｔｒｐＳコード配列部分の内側に挿入する。ＤＮＡ構築体は宿主染色体中のｔｒｐＳ遺伝子に本質的に同一配列を有し、二重交差の場合、ｔｒｐＳ遺伝子は選択マーカーの挿入により不活性化される。
【００６１】
（欠失による不活性化）
いくつかの好ましい実施態様において、不活性化は欠失により達成される。いくつかの好ましい実施態様において、遺伝子は相同組換えにより欠失する。例えば、いくつかの実施態様において、欠失する遺伝子がｔｒｐＳの場合、相同ボックスの両側に隣接する選択マーカーを有する挿入配列を含むＤＮＡ構築体を用いる。相同ボックスは染色体ｔｒｐＳ遺伝子の核酸フランキング領域に相同なヌクレオチド配列を含む。ＤＮＡ構築体は微生物宿主染色体の相同配列と一致し、二重交差の場合、ｔｒｐＳ遺伝子は宿主染色体から切除される。
【００６２】
ここで用いる遺伝子の“欠失”の語は、コード配列全体の欠失、コード配列の一部の欠失、またはフランキング領域を含むコード配列の欠失をいう。欠失は染色体に残った配列が欠失前の生物活性を発揮しないのであれば部分的であってもよい。コード配列のフランキング領域は約１ｂｐ〜約５００ｂｐを５´及び３´末端に含むことができる。フランキング領域は５００ｂｐよりも大きくてもよいが、好ましくは本発明に従って不活性化または欠失され得るその他の遺伝子を当該領域に含まない。最終的には、欠失遺伝子は事実上、非機能的である。簡単に言えば、“欠失”の語は１以上のヌクレオチドまたはアミノ酸残基がそれぞれ除去された（すなわち、存在しない）、ヌクレオチドまたはアミノ酸配列の変化として定義される。
【００６３】
ここで用いる“フランキング配列”とは対象の配列の上流または下流にある配列をいう（例えば、遺伝子Ａ−Ｂ−Ｃは、遺伝子ＢはＡ及びＣ遺伝子配列にフランキング（側面に位置）している）。好ましい実施態様において、挿入配列は相同ボックスの両側の側面に位置する。いくつかの実施態様において、フランキング配列は一方の側（３´または５´）にのみ存在するが、好ましい実施態様において、配列の両側の側面に位置する。各相同ボックスの配列は微生物染色体中の配列に相同である。これらの配列は微生物染色体に新しい構築体が統合されること、及び微生物染色体の一部が挿入配列により置換されることを目的とする。好ましい実施態様において、選択マーカーの５´及び３´末端は不活性化染色体断片の一部を含むポリヌクレオチド配列の側面に位置する。
【００６４】
（変異による不活性化）
別の実施態様において、不活性化は遺伝子の変異により生じる。遺伝子を変異する方法はさまざまな方法があり、限定されないが、部位特異的変異、ランダム変異発生、及びｇａｐｐｅｄ−ｄｕｐｌｅｘ法が挙げられる（例えばＭｏｒｉｎｇ ｅｔ ａｌ．、Ｂｉｏｔｅｃｈ．２：６４６［１９８４］；及びＫｒａｍｅｒ ｅｔ ａｌ．、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．，１２：９４４１［１９８４］を参照）。
【００６５】
好ましい実施態様において、変異は少なくとも染色体上の１つのコドンにおいて突然変異誘発を用いて生じる。さらなる実施態様において、変異ＤＮＡ配列は野生型配列と４０％以上、４５％以上、５０％以上、５５％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上、９５％以上または９８％以上の相同性を有する。別の実施態様において、変異ＤＮＡは公知の変異誘発手順、例えば、ＵＶ照射、ニトロソグアニジン等の化学変異剤を用いてｉｎ ｖｉｖｏで生じる。
【００６６】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素活性に欠損を生じさせる染色体変異の内でも、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子自体の欠損を用いることが望ましい。しかしアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素生合成を調節する他の遺伝子も、対応する遺伝子を保有する染色体外遺伝子を用いる限り使用できる。アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子の欠損株の場合、染色体外遺伝子に挿入されるべき遺伝子は該当するアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子が相応しい。
【００６７】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素を有する染色体外遺伝子と染色体の変異されたアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子との間の相同性組換えの可能性を回避するためには、目的のアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を染色体から実質的に欠失させることが望ましい。
【００６８】
本発明の宿主細胞Ａを形質転換する際に用いられる組換えベクターは、上記した本発明の組換えベクターＡと同様のものである。一方、本発明の宿主細胞Ｃを形質転換する際に用いられる組換えベクターは、上記した本発明の組換えベクターＣと同様のものである。
【００６９】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞は、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子が発現できない、あるいは発現量が不十分であるため、そのままではもはや増殖できない。
【００７０】
それに対して、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクター（本発明の組換えベクターＡまたはＣ）を含むことで、増殖を維持できる。即ち、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素の欠失は、染色体外遺伝子上に該アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を導入することにより相補することができる。しかし、もしも細胞が該染色体外遺伝子を失うと、該細胞はもはや増殖できなくなる。
【００７１】
したがって、本発明の宿主細胞ＡまたはＣは、上記関係の下に、培地に抗生物質や特定の栄養要求性を満たす栄養分を含めることなく組換えベクターＡまたはＣを安定して宿主細胞に維持することができる。そのため、本発明の宿主細胞ＡまたはＣは、工業的スケールの生産に使用される任意の培地に適用できるという利点を有する。
【００７２】
さらに、本発明の宿主細胞ＡおよびＣは、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現させるために用いられる。本発明の宿主細胞Ａは、前記アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子およびγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターを含むものであり、該組換えベクターを安定して宿主細胞に維持することができる。そして、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現させて、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素の生産に用いることができる。
【００７３】
本発明の宿主細胞Ｂは、本発明の組換えベクターＢを導入し形質転換して用いられる宿主細胞であり、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現させるために用いられる。
【００７４】
本発明の宿主細胞は細菌であればよく、好ましいのは枯草菌であり、さらに好ましくは枯草菌のＩＳＷ１２１４株、ＢＤ１７０株、または１６８株等である。しかし、本発明の組換えベクターを安定に保持し、複製することができるものであれば、枯草菌以外のバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属細菌などを使用してもよい。
【００７５】
本明細書でいう「バチルス属」とは、通常知られるバチルス属に含まれるすべての種類を含み限定されないが、たとえば、バチルス・ズブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）、バチルス・リケニフォルミス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）、バチルス・レンタス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｅｎｔｕｓ）、バチルス・ステアロサーモフィラス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）、バチルス・アルカロフィラス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｌｋａｌｏｐｈｉｌｕｓ)、バチルス・アミロリケファシエンス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ)、バチルス・セレウス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｅｒｅｕｓ)、バチルス・プミルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｕｍｉｌｕｓ)、バチルス・クラウジイ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｌａｕｓｉｉ)、バチルス・ハロデュランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｈａｌｏｄｕｒａｎｓ)、バチルス・メガテリウム（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ)、バチルス・コアグランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｏａｇｕｌａｎｓ)、バチルス・サーキュランス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｉｒｃｕｌａｎｓ)、およびバチルス・チューリンゲンシス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ)などを意味する。なお、バチルス属は分類上再編成を受け続けており、当該属は再分類された種も含むものとする。たとえば、ジオバチルス(Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ)属、アルカリバチルス（Ａｌｋａｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、アンフィバチルス（Ａｍｐｈｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属 、アミロバチルス（Ａｍｙｌｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属、アノキシバチルス（Ａｎｏｘｙｂａｃｉｌｌｕｓ）属 、ゴリバチルス（Ｇｏｒｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、セラシバチルス（Ｃｅｒａｓｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、グラシリバチルス（Ｇｒａｃｉｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ハロバチルス（Ｈａｌｏｌａｃｔｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ハロアルカリバチルス（Ｈａｌａｌｋａｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、フィロバチルス（Ｆｉｌｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ジョーガリバチルス（Ｊｅｏｔｇａｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、サリバチルス（Ｓａｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、オーシャノバチルス（Ｏｃｅａｎｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属、マリニバチルス（Ｍａｒｉｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、リシニバチルス（Ｌｙｓｉｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、レンチバチルス（Ｌｅｎｔｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ウレーバチルス（Ｕｒｅｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、サリニバチルス（Ｓａｌｉｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ポンチバチルス（Ｐｏｎｔｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ピシバチルス（Ｐｉｓｃｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、パラリオバチルス（Ｐａｒａｌｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属、ヴァージバチルス（Ｖｉｒｇｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、サルシューギニバチルス(Ｓａｌｓｕｇｉｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ)属、テニューイバチルス(Ｔｅｎｕｉｂａｃｉｌｌｕｓ)属、タラソバチルス(Ｔｈａｌａｓｓｏｂａｃｉｌｌｕｓ)属、サームアルカリバチルス(Ｔｈｅｒｍａｌｋａｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ)属、チューメバチルス(Ｔｕｍｅｂａｃｉｌｌｕｓ)属などがあり、これらもまた本明細書にいうバチルス属に含まれるものとする。
【００７６】
本発明の組換えベクターを宿主細胞に導入する方法はとくに限定されないが、たとえば、コンピテントセル法、プロトプラスト法、エレクトロポレーション法、カルシウムイオン法、リポフェクション法等を用いることができる。宿主細胞が枯草菌である場合は、コンピテントセル法またはプロトプラスト法が好ましい。
【００７７】
（Ｃ）γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法。
【００７８】
本発明のγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法の一つの態様は、下記（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有する方法（以下、「酵素生産方法Ａ」と呼ぶ）である：
（ｉ）γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、さらにアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターを用意する工程；
（ｉｉ）アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異宿主細胞を用意する工程；
（ｉｉｉ）前記変異宿主細胞を前記組換えベクターで形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｖ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
【００７９】
本発明のγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法の一つの態様は、下記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の工程を有する方法（以下、「酵素生産方法Ｂ」と呼ぶ）である：
（ｉ）下記［ａ］〜［ｃ］の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターを用意する工程、
［ａ］配列番号１に記載の塩基配列、
［ｂ］前記［ａ］の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子、および
［ｃ］前記［ｂ］の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；
（ｉｉ）前記組換えベクターで宿主細胞を形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｉｉ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
【００８０】
本発明のγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法の一つの態様は、下記（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有する方法（以下、「酵素生産方法Ｃ」と呼ぶ）である：
（ｉ）下記［ａ］〜［ｄ］の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターを用意する工程、
［ａ］配列番号１に記載の塩基配列、
［ｂ］前記［ａ］の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子、
［ｃ］前記［ｂ］の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子、および
［ｄ］発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子；
（ｉｉ）アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞を用意する工程；
（ｉｉｉ）前記宿主細胞を前記組換えベクターで形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｖ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
【００８１】
酵素生産方法Ａにおける組換えベクターを用意する工程では、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で挿入し、かつ、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で挿入した組換えベクターを用意する。さらに、酵素生産方法Ｃにおける組換えベクターを用意する工程では、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で挿入し、かつ、配列番号１に記載の塩基配列、その塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子およびその遺伝子の下流に直接的に連結されたγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を挿入した組換えベクターを用意する。上記組換えベクターは、先に説明した本願発明の組換えベクターＡまたはＣである。一方、酵素生産方法Ｂにおける組換えベクターを用意する工程では、配列番号１に記載の塩基配列、その塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子およびその遺伝子の下流に直接的に連結されたγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を挿入した組換えベクターを用意する。
【００８２】
遺伝子の挿入は常法によって行うことができ、たとえば、Molecular Cloning (1989) (Cold Spring Harbor Lab.)に記載される方法に従って行うことができる。いずれの遺伝子も発現可能な状態で挿入する。そのため、各々の遺伝子の組換えベクターへの挿入位置は組換えベクターの複製に関与していない場所であれば基本的にはどこでも良く、使用するベクターによって挿入位置は異なる。使用できる組換えベクターは上記に挙げた通りであり、たとえば、枯草菌由来のプラスミド（例えばｐＵＢ１１０、ｐＴＰ５など）；ｐＨＹ３００ＰＬＫなどの大腸菌−枯草菌シャトルベクターを挙げることができる。
【００８３】
例えば大腸菌−枯草菌のシャトルベクターであるｐＨＹ３００ＰＬＫプラスミドを例に取れば、マルチクローニング部位であるＥｃｏＲＩ−ＢａｍＨＩ間に配列番号１のＤＮＡ断片と配列番号２のアミノ酸配列をコードするＤＮＡ断片を連結させたＤＮＡ断片を、ＥｃｏＲＩ部位にアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を、同じくマルチクローニング部位ＢａｍＨＩ部位にγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を挿入することなどが可能である。以下に、本発明の組換えベクターＣを用意する工程を簡単に説明する。
【００８４】
配列番号１のＤＮＡ断片と配列番号２のアミノ酸配列をコードするＤＮＡ断片を連結させたＤＮＡ断片をｐＨＹ３００ＰＬＫのＥｃｏＲＩ−ＢａｍＨＩ間に挿入したプラスミドを構築する。次に、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を有する生物の染色体ＤＮＡを鋳型にＰＣＲ増幅を用いて該酵素の活性や安定性に欠かせない領域をコードするＤＮＡ断片を増幅し、これを上記した構築済みプラスミドを制限酵素ＢａｍＨＩで消化することによって得られたＤＮＡ 断片とライゲーション反応を行い、得られたライゲーション反応混合物を用いて大腸菌を形質転換してｐＨＹ３００ＰＬＫのＢａｍＨＩ部位に目的の通りプロモーター部位から終止コドンまでを含む該遺伝子が挿入されているプラスミドを含む形質転換体を選択し、この形質転換体からプラスミドを調製する。続いて上記の通り調製できたプラスミドを制限酵素ＥｃｏＲＩで消化し、本プラスミドを切断する。枯草菌１６８（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ １６８）株の染色体ＤＮＡを鋳型にＰＣＲ増幅を用いてプロモーター部位から終止コドンまでを含むアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を増幅し、ＥｃｏＲＩで切断された構築済みプラスミド由来ＤＮＡ断片とライゲーション反応を行い、得られたライゲーション反応混合物を用いて大腸菌を形質転換して構築済みプラスミドのＥｃｏＲＩ部位に目的の通りアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子が挿入されているプラスミドを含む形質転換体を選択し、この形質転換体から目的プラスミドを調製することができる。
【００８５】
酵素生産方法ＡおよびＣにおける宿主細胞を用意する工程では、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞を用意する。この宿主細胞は、前記で説明した本発明の宿主細胞ＡまたはＣである。その調製方法は、以下のとおりである。
【００８６】
宿主細胞の調製の手順としては、宿主染色体上に存在する標的遺伝子を計画的に削除又は不活性化する方法のほか、ランダムな遺伝子の削除又は不活性化変異を与え、その後適当な方法により遺伝子解析またはタンパク質生産性の評価を行う方法が挙げられる。
【００８７】
標的とする遺伝子を削除又は不活性化するには、例えば相同組換えによる方法を用いればよい。すなわち、標的遺伝子の一部を含むＤＮＡ断片を適当なプラスミドベクターにクローニングして得られる環状の組換えプラスミドまたは直鎖上のＤＮＡ断片を宿主細胞内に取り込ませ、標的遺伝子の一部領域に於ける相同組換えによって親微生物ゲノム上の標的遺伝子を分断して不活性化することが可能である。あるいは、塩基置換や塩基挿入等による不活性化変異を導入した標的遺伝子、又は標的遺伝子の外側領域を含むが標的遺伝子を含まない直鎖状のＤＮＡ断片等をＰＣＲ等の方法によって構築し、これを親微生物細胞内に取り込ませて親微生物ゲノムの標的遺伝子内の変異箇所の外側２ヶ所、又は標的遺伝子外側の２ヶ所の領域で２回交差の相同組換えを起こさせることにより、ゲノム上の標的遺伝子を削除或いは不活性化した遺伝子断片と置換することが可能である。
【００８８】
本発明の酵素生産方法の形質転換体を得る工程は、上記した組換えベクターを用意する工程で調製した組換えベクターを用いて、宿主細胞または上記した宿主細胞を得る工程で調製した宿主細胞を形質転換する。組換えベクターによる宿主細胞の形質転換も常法により実施できる。
【００８９】
組換えベクターの宿主細胞への導入（形質転換）方法は、特に制限されず、トランスフォーメーション法、トランスフェクション法、コンピテント細胞法、エレクトロポレーションなど、導入する宿主細胞の種類や組換えベクターの形態に応じて、適宜選択することができる。
【００９０】
ここで用いる、“宿主細胞”とは新しく導入するＤＮＡ配列のための宿主または発現媒体として作用する能力を有する細胞をいう。
【００９１】
なお、組換えベクターの宿主細胞内での存在様式は、特に制限されず、染色体中に挿入されて、あるいは置換されて組み込まれてもよいし、またプラスミド状態で存在していてもよい。
【００９２】
なお、本発明の組換えベクターＡまたはＣに含まれるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子は、本発明の宿主細胞ＡまたはＣにおいて、欠損させられたアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子、または宿主細胞が成育できない程度に発現を低下させられたアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子と同種の遺伝子である。例えば、本発明の宿主細胞Ａにおいて、欠損させられたアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子、または宿主細胞が成育できない程度に発現を低下させられたアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子が、アラニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子である場合、本発明の組換えベクターＡに含まれるのもアラニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子である。
【００９３】
本発明の酵素生産方法におけるγ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程では、上記した形質転換体を得る工程で得られる形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子がコードする酵素を生産する。
【００９４】
形質転換体の培養は、宿主細胞の種類に応じて、適切な培地を用い、適切な培養条件の下で実施される。宿主細胞としては、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子がコードする酵素の生産が可能なものであればよく、野生型のものでも変異を施したものでものよい。好ましくは、枯草菌などのバチルス属細菌である。
【００９５】
例えば、宿主細胞が枯草菌の場合、培養に用いる培地の種類としては、適当な窒素源、炭素源、ミネラルを含み、本発明の枯草菌宿主が生育し、目的タンパク質を生産することができるものであればよい。例えば、組換え枯草菌１６８株によって、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子がコードする酵素を生産する場合、炭素源として、ぶどう糖や果糖等の単糖類、しょ糖、麦芽糖等の二糖類又は可溶性澱粉等の多糖類等を配合した培地や、窒素源として、ペプトン類、大豆エキス、酵母エキス、魚肉エキス、コーンスティープリカー（ Ｃ Ｓ Ｌ ）、金属塩等を配合した培地等を用いることができる。
【００９６】
また、培地のｐＨ は、用いる組換え生物体が生育しうる範囲のｐＨであれば良いが、例えば枯草菌の場合ｐＨ ６．０〜８．０に調整するのが好適であり、培養条件は、１５〜４２℃ 、好ましくは２８〜３７℃で２〜７日間振盪または、通気撹拌培養すればよい。
【００９７】
このようにして得られた培養物から、本発明の組換えベクターに挿入された酵素遺伝子が発現した組換えタンパク質を採取する。該組換えタンパク質は通常形質転換体外に蓄積される。そこで、形質転換体外に蓄積された該組換えタンパク質を培養上清から一般のタンパク質の採取の手段に準じて採取する。たとえば、通常知られる手段によって形質転換体を除いた後に培養上清を組換えタンパク質含有物として用いることができる。
【００９８】
ただし、宿主細胞の種類によっては組換えタンパク質を形質転換体内または形質転換体の細胞膜内に蓄積する場合もあり得る。その場合は、特に限定はされないが、たとえば、有機溶剤やリゾチームのような酵素によって形質転換体を溶解する方法、および、超音波破砕法、フレンチプレス法、ガラスビーズ破砕法、ダイノミル破砕法等の細胞破砕法で得られた形質転換体の細胞破砕物および／または培養物を遠心分離法、ろ過法等の操作によって形質転換体と培養上清に分離する。このようにして得られた培養上清を、組換えタンパク質含有物として用いることができる。また、分離した形質転換体をそのまま組換えタンパク質含有物とすることもできる。
【００９９】
上記組換えタンパク質含有物は、そのままで使用することもできるが、必要に応じて、たとえば塩析法、沈澱法、透析法、限外濾過法等の通常知られる方法を単独または組み合わせることにより工業用途の濃縮組換えタンパク質含有物を調製できる。
【０１００】
さらに前記濃縮組換えタンパク質含有物を、たとえば、イオン交換クロマトグラフィー、等電点クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィー、レジンカラム法等の通常知られる単離・精製法の組合せに供すことにより、精製組換えタンパク質を得ることができる。
【実施例】
【０１０１】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
【０１０２】
［実施例１］枯草菌へのトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を有するプラスミドの導入
トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を保有する染色体外遺伝子であるプラスミドｐＤＡＴＳ１４を以下の方法で構築した。まず、汎用枯草菌−大腸菌のシャトルプラスミドであるｐＨＹ３００ＰＬＫ（ヤクルト社製）を鋳型として、プライマーＡ（配列番号３４）とＢ（配列番号３５）を用いてＰＣＲによる増幅を行った。得られた増幅断片を制限酵素ＸｈｏＩで消化した後、両末端を連結することにより環状プラスミドとした。本プラスミドを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。形質転換体からプラスミドを調製しｐＤＡ２とした。一方、枯草菌ＩＳＷ１２１４（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ ＩＳＷ１２１４）株の染色体を鋳型とし、プライマーＣ（配列番号３６）とＤ（配列番号３７）を用いてトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子とその近傍の領域を含むＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片を制限酵素ＸｈｏＩで消化し、予め制限酵素ＸｈｏＩで消化したｐＤＡ２と連結した。これを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られた形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＤＡＴＳ１４と命名した。次にｐＤＡＴＳ１４を用いて、２種のプロテアーゼ（アルカリプロテアーゼＥ、中性プロテアーゼＥ）に欠陥を有する枯草菌ＩＳＷ１２１４株由来変異株（参考文献 Appl.Microbiol. Biotechnol 65:583-592 (2004)Hatada,Y.ら）を、プロトプラスト形質転換法（参考文献Mol. Gen. Genet. 168:111-115 （1979） Chang, S.とCohen, S. N.）により形質転換し、染色体外にトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を保有する枯草菌形質転換体を得た。
【０１０３】
［実施例２］枯草菌の染色体トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を破壊するためのＤＮＡ断片の構築
枯草菌ＩＳＷ１２１４株の染色体ＤＮＡを鋳型とし、プライマーＥ（配列番号３８）とＦ（配列番号３９）を用いてトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子とその近傍の領域を含む約２．５ｋｂのＤＮＡ断片を得た。これを制限酵素ＥｃｏＲＩおよびＳａｌＩで消化した。ＥｃｏＲＩおよびＳａｌＩで予め消化した汎用性プラスミドｐＵＣ１８に連結し、プラスミドｐＴＳＡＦを得た。一方、汎用性プラスミドであるｐＣ１９４を鋳型として、プライマーＧ（配列番号４０）とＨ（配列番号４１）を用いてスタフィロコッカス由来クロラムフェニコール耐性遺伝子とその近傍領域を含む約１．６ｋｂのＤＮＡ断片を得た。さらに、ｐＴＳＡＦを鋳型としてプライマーＩ（配列番号４２）とＪ（配列番号４３）を用いてＰＣＲ反応を行いＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片とクロラムフェニコール耐性遺伝子とその近傍領域を含む約１．６ｋｂのＤＮＡ断片を制限酵素ＢａｍＨＩおよびＸｂａＩで消化した後連結し、大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。形質転換体からプラスミドを調製し、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子破壊用プラスミドｐＩＮＴＴＳとした。ｐＩＮＴＴＳを鋳型としてプライマーＫ（配列番号４４）とＬ（配列番号４５）を用いてＰＣＲ反応を行い直鎖状のトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子破壊用ＤＮＡ断片を得た。
【０１０４】
［実施例３］枯草菌の染色体トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子の破壊
上記トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子破壊用ＤＮＡ断片を用いて、コンピテントセル法を用いて実施例１で得た染色体外にトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子を保有する形質転換体をさらに形質転換し、クロラムフェニコール耐性を獲得した形質転換体を得た。得られた形質転換体から染色体ＤＮＡを調製した。本染色体ＤＮＡに対して、プライマーＭ（配列番号４６）とＮ（配列番号４７）、あるいはＯ（配列番号４８）とＰ（配列番号４９）を用いてＰＣＲ反応を行い、染色体のトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子がコードされていた領域がトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子破壊用ＤＮＡ断片由来のクロラムフェニコール耐性遺伝子と置換されていることを確認し、本菌株をトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子欠損株であるＤＴＳ１４５１（ｐＤＡＴＳ１４）株とした。
【０１０５】
［実施例４］ＤＴＳ１４５１株へのカナマイシン耐性遺伝子を有するプラスミドの導入
枯草菌ＩＳＷ１２１４株の染色体を鋳型とし、プライマーＣとＤを用いてトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子とその近傍の領域を含むＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片を制限酵素ＸｈｏＩで消化し、予め制限酵素ＸｈｏＩで消化したｐＤＡ２と連結した。これを用いて、大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られた形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＤＡＴＳ１３と命名した。汎用性プラスミドｐＵＢ１１０を鋳型とし、プライマーＱ（配列番号５０）とＲ（配列番号５１）を用いてカナマイシン耐性遺伝子とその近傍の領域を含むＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片をＥｃｏＲＩで消化し、ｐＤＡＴＳ１４を鋳型としてプライマーＳ（配列番号５２）とＴ（配列番号５３）を用いてＰＣＲで増幅して、さらにＥｃｏＲＩで消化することにより得られたＤＮＡ断片と連結した。これを用いて、大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られたカナマイシン耐性を有する形質転換体からプラスミドを調製し、プラスミドをｐＤＡＴＳＫと命名した。ｐＤＡＴＳＫを用いてｐＤＡＴＳ１４を有するＤＴＳ１４５１株をプロトプラスト形質転換法を用いて形質転換し、カナマイシン３０μｇ／ｍＬを含む再生培地（組成：コハク酸ナトリウム ８％、寒天 １％、カザミノ酸 ０．５％、酵母エキス ０．５％、リン酸２水素カリウム ０．１５％、リン酸水素２カリウム ０．３５％、グルコース ０．５％、硫酸マグネシウム ０．４％、牛血清アルブミン ０．０１％、メチオニン ０．００１％、およびロイシン ０．００１％）による選抜を行った。得られた形質転換体をカナマイシン入りＬＢ寒天培地およびテトラサイクリン７．５μｇ／ｍＬを含む再生培地に植菌し、カナマイシン耐性かつテトラサイクリン感受性となった株をＤＴＳ１４５１（ｐＤＡＴＳＫ）と命名した。
【０１０６】
［実施例５］遺伝子調節領域ＤＮＡ断片の探索用プラスミドの構築
遺伝子調節領域ＤＮＡ断片検索用ベクターｐＰＴＣＦを以下の方法で構築した。
寄託番号がＦＥＲＭ ＢＰ−８３２０である、マイクロバルバイファー・エスピー ＪＡＭＢ−Ａ７（Ｍｉｃｒｏｂｕｌｂｉｆｅｒ ｓｐ． ＪＡＭＢ−Ａ７）株由来の染色体ＤＮＡを鋳型に用いて、プライマーＵ（配列番号５４）およびプライマーＷ（配列番号５５）を用いてＰＣＲによる増幅を行った。得られたＤＮＡ断片を制限酵素、ＥｃｏＲＩで消化した後、予めＥｃｏＲＩで消化したｐＨＹ３００ＰＬＫと連結することにより環状プラスミドを構築した。本プラスミドを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。形質転換体からプラスミドを調製し、寒天分解酵素遺伝子の上流にｐＨＹ３００ＰＬＫ由来のポリリンカー部位を有するプラスミドをｐＰＴＣＦと命名した。
【０１０７】
［実施例６］遺伝子調節領域ＤＮＡ断片の取得
Ｓａｕ３ＡＩを用いて、寄託番号がＦＥＲＭ ＡＰ−２０２２７である、バチルス・エスピー ＪＡＭＢ７５０（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ． ＪＡＭＢ７５０）株の染色体ＤＮＡを消化後、これをＢａｍＨＩで切断したプラスミドｐＰＴＣＦと混ぜてＴ４ ＤＮＡリガーゼを用いてライゲーション反応を行った。得られたライゲーション液を用いて枯草菌を形質転換した。再生培地にはＤＭ３培地（組成：コハク酸ナトリウム ８％、寒天 １％、カザミノ酸 ０．５％、酵母エキス ０．５％、リン酸２水素カリウム ０．１５％、リン酸水素２カリウム ０．３５％、グルコース ０．５％、硫酸マグネシウム ０．４％、牛血清アルブミン ０．０１％、メチオニン ０．００１％、ロイシン ０．００１％、テトラサイクリン ７．５μｇ／ｍｌ）を用いた。形質転換体の周囲に寒天の窪みを形成した形質転換体を選び、約２，０００個の形質転換体を液体培地にて培養（培地組成はポリペプトンＳ ３％、魚肉エキス ０．５％、酵母エキス ０．０５％、リン酸２水素カリウム ０．１％、マルトース ４％、硫酸マグネシウム ０．０２％、塩化カルシウム ０．０５％、テトラサイクリン ７．５μｇ／ｍｌ、３０℃で４８時間振とう）した。得られた培養液毎に超音波破砕（Ｈａｎｄｙ ｓｏｎｉｃ ｍｏｄｅｌ ＵＲ−２０Ｐ、ＴＯＭＹ ＳＥＩＫＯ ＣＯ．使用）を行い、取得された超音波破砕物の寒天分解酵素活性を測定した。その中で最も活性の高かったものを選択し、この形質転換体の持つプラスミドをｐＣＤＡＧ１と命名した。
【０１０８】
［実施例７］プラスミドｐＪＥＸＯＰＴ２の構築
寄託番号がＤＳＭ１７２９７である、サラッソモナス・エスピー ＪＡＭＢ−Ａ３３（Ｔｈａｌａｓｓｏｍｏｎａｓ ｓｐ． ＪＡＭＢ−Ａ３３）株由来の染色体ＤＮＡを鋳型にプライマーＸ（配列番号５６）とプライマーＹ（配列番号５７）を用いてＰＣＲ増幅を行い約０．３ｋｂｐから成るＤＮＡ断片を取得した。このＤＮＡ断片を制限酵素ＨｉｎｄＩＩＩで切断した。続いて枯草菌−大腸菌のシャトルプラスミドであるｐＨＹ３００ＰＬＫ（ヤクルト社製）を制限酵素ＨｉｎｄＩＩＩで切断し、上記のＤＮＡ断片とリガーゼ反応により連結した。本プラスミドを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。形質転換体からプラスミドを調製しｐＨＹＴＥＲと命名した。
【０１０９】
プラスミドｐＪＥＸＯＰＴ２を以下の方法で構築した。プラスミドｐＣＤＡＧ１を鋳型にしてリン酸化プライマーＺ（配列番号５８）およびリン酸化プライマーＡ１（配列番号５９）を用いてＰＣＲによる増幅を行った。得られたＰＣＲ断片をｐＵＣ１８のＳｍａＩ部位に導入した。構築されたプラスミドを鋳型にして、プライマーＺおよびプライマーＡ１を用いてＤｉｖｅｒｓｉｆｙ ＰＣＲ Ｒａｎｄｏｍ Ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ Ｋｉｔ（ クロンテック社）を用い、キットのプロトコールにしたがって、ＰＣＲ増幅断片中にランダムに変異を導入した。このランダム変異操作を５回繰り返した。得られたＰＣＲ産物を鋳型にプライマーＺおよびリン酸化プライマーＡ１を用いてＰＣＲ増幅を行った。その後Ｔ４ＤＮＡポリメラーゼを用いてＰＣＲ産物の末端の平滑化を行った。一方、合成一本鎖ＤＮＡ断片Ａ（配列番号７４）と合成一本鎖ＤＮＡ断片Ｂ（配列番号７５）とをアニーリングさせ二本鎖ＤＮＡを形成させた。得られたＤＮＡ断片をリン酸化した後に、上記のＰＣＲ増幅断片とリガーゼ反応により結合した。得られたＤＮＡ断片を制限酵素ＥｃｏＲＩ、ＢａｍＨＩで消化した後、ＥｃｏＲＩとＢａｍＨＩで消化したｐＨＹＴＥＲと連結することにより環状プラスミド群を構築した。本プラスミド群を用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られた数千あまりの形質転換体からまとめてプラスミド群を調製した。これをプラスミド群Ａとした。
【０１１０】
次にβアガラーゼ生産菌である、寄託番号がＦＥＲＭ ＢＰ−８３２１である、マイクロバルバイファー・エスピー ＪＡＭＢ−Ａ９４（Ｍｉｃｒｏｂｕｌｂｉｆｅｒ ｓｐ． ＪＡＭＢ−Ａ９４）株の染色体を鋳型とし、プライマーＢ１（配列番号６０）およびＣ１（配列番号６１）を用いてβアガラーゼ酵素遺伝子ＤＮＡ断片をＰＣＲ増幅した。これを制限酵素ＢａｍＨＩで消化した。プラスミド群Ａを制限酵素ＢａｍＨＩで切断し、リガーゼによってβアガラーゼ酵素遺伝子と連結した。これらを大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。βアガラーゼ活性を示す形質転換体からプラスミドを調製し、これらのプラスミドを用いて枯草菌ＩＳＷ１２１４株を形質転換し、テトラサイクリン入り再生培地による選抜を行った。得られた形質転換体を液体培地（ポリペプトンＳ ３％、魚肉エキス ０．５％、酵母エキス ０．０５％、リン酸水素カリウム ０．１％、マルトース ４％、塩化マグネシウム ０．０２％、塩化カルシウム ０．０５％、テトラサイクリン １５μｇ／ｍｌ）中で３０℃、７２時間、１３０ｒｐｍにて撹拌培養を行い、得られた培養上清に含まれるβアガラーゼ活性を測定した。その結果、著量のβアガラーゼを生産できるプラスミドｐＪＥＸＯＰＴ２を取得できた。
【０１１１】
［実施例８］発現ベクターによるγ−ＣＧＴａｓｅの分泌生産
γ−ＣＧＴａｓｅ生産菌であるバチルス・クラーキー ７３６４（Ｂａｃｉｌｌｕｓ clarkii ７３６４）株由来のγ−ＣＧＴａｓｅ遺伝子（J Biochem(Tokyo). 2003 133:317-324. Takada, M.）をコードする遺伝子配列を含むプラスミドｐＧＦＴ−０１（特許公開番号２００３−１０２４８９）を鋳型として、プライマーＤ１（配列番号６２）およびＥ１（配列番号６３）を用いてＰＣＲ反応を行い、該酵素をコードするＤＮＡ断片を得て、これを制限酵素ＢａｍＨＩとＳａｌＩで消化した。ｐＪＥＸＯＰＴ２を制限酵素ＢａｍＨＩとＳａｌＩで切断し、プラスミドのオリジンを有する方のＤＮＡ断片と、リガーゼによってγ−ＣＧＴａｓｅ遺伝子と連結した。これらを大腸菌ＨＢ１０１株に導入して形質転換させた。γ−ＣＧＴａｓｅ活性を示す形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＪＥＸＯＰＴ２Ｇと命名した。次に、枯草菌ＩＳＷ１２１４株の染色体を鋳型とし、プライマーＦ１（配列番号６４）とＧ１（配列番号６５）を用いてトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子とその近傍の領域を含むＰＣＲ増幅ＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片を制限酵素ＥｃｏＲＩで消化し、予め制限酵素ＥｃｏＲＩで消化したｐＪＥＸＯＰＴ２Ｇと連結した。これを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られた形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＪＥＸＯＰＴ２ＧＳと命名した。ｐＪＥＸＯＰＴ２ＧＳを用いてＤＴＳ１４５１（ｐＤＡＴＳＫ）を形質転換し、テトラサイクリン ７．５μｇ／ｍＬ再生培地による選抜を行った。得られた形質転換体をカナマイシン入りＬＢ寒天培地およびテトラサイクリン ７．５μｇ／ｍＬを含む再生培地に植菌し、γ−ＣＧＴａｓｅ活性を示し、さらにカナマイシン感受性かつテトラサイクリン耐性となった株をＤＴＳ１４５１（ｐＪＥＸＯＰＴ２ＧＳ）と命名した。ＤＴＳ１４５１（ｐＪＥＸＯＰＴ２ＧＳ）を液体培地中（ポリペプトンS ５％、魚肉エキス ０．５％、酵母エキス ０．０５％、リン酸水素カリウム ０．１％、マルトース ４％、塩化マグネシウム ０．０１％、塩化カルシウム ０．１％、抗生物質を含有しない）で３０℃、９６時間、１３０ｒｐｍにて撹拌培養を行い、得られた培養上清に含まれるγ−ＣＧＴａｓｅ活性を測定した。その結果、培養液１Ｌあたり約１．４ｇのγ−ＣＧＴａｓｅ酵素の生産が確認できた。
【０１１２】
［実施例９］発現ベクターによるマルトースホスホリラーゼ生産
マルトースホスホリラーゼ生産菌である寄託番号ＦＥＲＭ−ＢＰ８４２０のパエニバチルス・エスピーＳＨ−５５（Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ． ＳＨ−５５）株由来のマルトースホスホリラーゼ遺伝子を含む組換え体プラスミドｐＲＳＭＰ１（国際公開番号ＷＯ２００５／００３４３号公報記載）を組換え大腸菌からＧＦＸＰｌａｓｍｉｄ ｐｒｅｐ Ｋｉｔ（ＧＥヘルスケアバイオサイエンス株式会社）を用いることにより精製した。得られた組換え体プラスミドを鋳型として、プライマーＨ１（配列番号６６）とプライマーＩ１（配列番号６７）を用い、ＰＣＲを行い、マルトースホスホリラーゼ遺伝子を含むＤＮＡ断片を取得した。これを制限酵素ＢａｍＨＩとＸｈｏＩで消化した。ｐＪＥＸＯＰＴ２を制限酵素ＢａｍＨＩとＳａｌＩで切断し、プラスミドのオリジンを有する方のＤＮＡ断片とリガーゼによってマルトースホスホリラーゼ遺伝子と連結した。これらを大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。マルトースホスホリラーゼ活性を示す形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＪＥＸＯＰＴ２Ｍと命名した。枯草菌株ＩＳＷ１２１４株の染色体を鋳型とし、プライマーＪ１（配列番号６８）とＫ１（配列番号６９）を用いてトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子とその近傍の領域を含むＰＣＲ増幅ＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片を制限酵素ＥｃｏＲＩで消化し、予め制限酵素ＥｃｏＲＩで消化したｐＪＥＸＯＰＴ２Ｍと連結した。これを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られた形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＪＥＸＯＰＴ２ＭＳと命名した。ｐＪＥＸＯＰＴ２ＭＳを用いてＤＴＳ１４５１（ｐＤＡＴＳＫ）を形質転換し、テトラサイクリン ７．５μｇ／ｍＬ再生培地による選抜を行った。得られた形質転換体をカナマイシン入りＬＢ寒天培地およびテトラサイクリン ７．５μｇ／ｍＬを含む再生培地に植菌し、マルトースホスホリラーゼ活性を示し、さらにカナマイシン感受性かつテトラサイクリン耐性となった株をＤＴＳ１４５１（ｐＪＥＸＯＰＴ２ＭＳ）と命名した。ＤＴＳ１４５１（ｐＪＥＸＯＰＴ２ＭＳ）を液体培地中（ポリペプトンＳ ５％、魚肉エキス ０．５％、酵母エキス ０．０５％、リン酸水素カリウム ０．１％、マルトース ４％、塩化マグネシウム ０．０１％、塩化カルシウム ０．１％、抗生物質を含有しない）で３０℃、９６時間、１３０ｒｐｍにて撹拌培養を行い、得られた培養上清に含まれるマルトースホスホリラーゼ活性を測定した。その結果、培養液１Ｌあたり約０．５ｇのマルトースホスホリラーゼの生産が確認できた。
【０１１３】
［実施例１０］発現ベクターによるトレハロースホスホリラーゼ生産
トレハロースホスホリラーゼ生産菌であるパエニバチルス・エスピーＳＨ−５５株由来のトレハロースホスホリラーゼ遺伝子を含む組換え体プラスミドｐＲＳＴＰ１（国際公開番号ＷＯ２００５／００３４３号公報記載）を組換え大腸菌からＧＦＸＰｌａｓｍｉｄ ｐｒｅｐ Ｋｉｔ（ＧＥヘルスケアバイオサイエンス株式会社）を用いることにより精製した。得られた組換え体プラスミドを鋳型として、プライマーＬ１（配列番号７０）とプライマーＭ１（配列番号７１）を用い、ＰＣＲを行い、トレハロースホスホリラーゼ遺伝子を含むＤＮＡ断片を取得した。これを制限酵素ＢａｍＨＩとＸｈｏＩで消化した。ｐＪＥＸＯＰＴ２を制限酵素ＢａｍＨＩとＳａｌＩで切断し、プラスミドのオリジンを有する方のＤＮＡ断片とリガーゼによってトレハロースホスホリラーゼ遺伝子と連結した。これらを大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。トレハロースホスホリラーゼ活性を示す形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＪＥＸＯＰＴ２Ｔと命名した。枯草菌ＩＳＷ１２１４株の染色体を鋳型とし、プライマーＮ１（配列番号７２）とＯ１（配列番号７３）を用いてトリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素遺伝子とその近傍の領域を含むＰＣＲ増幅ＤＮＡ断片を得た。本ＤＮＡ断片を制限酵素ＥｃｏＲＩで消化し、予め制限酵素ＥｃｏＲＩで消化したｐＪＥＸＯＰＴ２Ｔと連結した。これを用いて大腸菌ＨＢ１０１株を形質転換した。得られた形質転換体からプラスミドを調製し、ｐＪＥＸＯＰＴ２ＴＳと命名した。ｐＪＥＸＯＰＴ２ＴＳを用いてＤＴＳ１４５１（ｐＤＡＴＳＫ）を形質転換し、テトラサイクリン ７．５μｇ／ｍＬ再生培地による選抜を行った。得られた形質転換体をカナマイシン入りＬＢ寒天培地およびテトラサイクリン ７．５μｇ／ｍＬを含む再生培地に植菌し、トレハロースホスホリラーゼ活性を示し、さらにカナマイシン感受性かつテトラサイクリン耐性となった株をＤＴＳ１４５１（ｐＪＥＸＯＰＴ２ＴＳ）と命名した。ＤＴＳ１４５１（ｐＪＥＸＯＰＴ２ＴＳ）を液体培地中（ポリペプトンS ５％、魚肉エキス ０．５％、酵母エキス ０．０５％、リン酸水素カリウム ０．１％、マルトース ４％、塩化マグネシウム ０．０１％、塩化カルシウム ０．１％、抗生物質を含有しない）で３０℃、９６時間、１３０ｒｐｍにて撹拌培養を行い、得られた培養上清に含まれるトレハロースホスホリラーゼ活性を測定した。その結果、培養液１Ｌあたり約１．２ｇのトレハロースホスホリラーゼの生産が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】γ−シクロデキストリン合成酵素（γ−ＣＧＴａｓｅ）発現ベクターの具体例。
【図２】マルトースホスホリラーゼ発現ベクターの具体例。
【図３】トレハロースホスホリラーゼ発現ベクターの具体例。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、かつ
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターであって、
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる前記組換えベクター。
【請求項２】
下記（ａ）〜（ｃ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクター：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；および
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子。
【請求項３】
下記（ａ）〜（ｄ）の塩基配列または遺伝子を有し、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる組換えベクター：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；および
（ｄ）発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子。
【請求項４】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素が、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である、請求項１または３に記載の組換えベクター。
【請求項５】
γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子が、配列番号３に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組換えベクター。
【請求項６】
マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号４に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組換えベクター。
【請求項７】
トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号５に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組換えベクター。
【請求項８】
組換えベクターは、プラスミド、バクテリオファージ、またはレトロトランスポゾンの形態を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の組換えベクター。
【請求項９】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞であって、
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、かつ
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターで形質転換して用いられる前記宿主細胞。
【請求項１０】
下記（ａ）〜（ｃ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターで形質転換して用いられる宿主細胞：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；および
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子。
【請求項１１】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞であって、
下記（ａ）〜（ｄ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターで形質転換して用いられる前記宿主細胞：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；および
（ｄ）発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子。
【請求項１２】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素が、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である、請求項９または１１に記載の宿主細胞。
【請求項１３】
γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子が、配列番号３に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の宿主細胞。
【請求項１４】
マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号４に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の宿主細胞。
【請求項１５】
トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号５に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の宿主細胞。
【請求項１６】
宿主細胞が細菌である請求項９〜１５のいずれか１項に記載の宿主細胞。
【請求項１７】
細菌がバチルス属細菌である、請求項１６に記載の宿主細胞。
【請求項１８】
下記（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有する、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法：
（ｉ）γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、さらにアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターを用意する工程；
（ｉｉ）アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞を用意する工程；
（ｉｉｉ）前記宿主細胞を前記組換えベクターで形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｖ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
【請求項１９】
下記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の工程を有する、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法：
（ｉ）下記［ａ］〜［ｃ］の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターを用意する工程、
［ａ］配列番号１に記載の塩基配列、
［ｂ］前記［ａ］の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子、および
［ｃ］前記［ｂ］の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；
（ｉｉ）前記組換えベクターで宿主細胞を形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｉｉ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
【請求項２０】
下記（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有する、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法：
（ｉ）下記［ａ］〜［ｄ］の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターを用意する工程、
［ａ］配列番号１に記載の塩基配列、
［ｂ］前記［ａ］の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子、
［ｃ］前記［ｂ］の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子、および
［ｄ］発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子；
（ｉｉ）アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞を用意する工程；
（ｉｉｉ）前記宿主細胞を前記組換えベクターで形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｖ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
【請求項２１】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素が、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である、請求項１８または２０に記載の方法。
【請求項２２】
γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子が、配列番号３に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号４に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号５に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
宿主細胞が細菌である請求項１８〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
細菌がバチルス属細菌である請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、請求項５〜８のいずれか１項に記載の組換えベクター。
【請求項２８】
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の宿主細胞。
【請求項２９】
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、請求項２２〜２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１】
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、かつ
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターであって、
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる前記組換えベクター。
【請求項２】
下記（ａ）〜（ｃ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクター：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；および
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子。
【請求項３】
下記（ａ）〜（ｄ）の塩基配列または遺伝子を有し、アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞において用いられる組換えベクター：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；および
（ｄ）発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子。
【請求項４】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素が、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である、請求項１または３に記載の組換えベクター。
【請求項５】
γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子が、配列番号３に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組換えベクター。
【請求項６】
マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号４に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組換えベクター。
【請求項７】
トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号５に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組換えベクター。
【請求項８】
組換えベクターは、プラスミド、バクテリオファージ、またはレトロトランスポゾンの形態を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の組換えベクター。
【請求項９】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞であって、
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、かつ
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターで形質転換して用いられる前記宿主細胞。
【請求項１０】
下記（ａ）〜（ｃ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターで形質転換して用いられる宿主細胞：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；および
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子。
【請求項１１】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞であって、
下記（ａ）〜（ｄ）の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターで形質転換して用いられる前記宿主細胞：
（ａ）配列番号１に記載の塩基配列；
（ｂ）前記（ａ）の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子；
（ｃ）前記（ｂ）の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；および
（ｄ）発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子。
【請求項１２】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素が、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である、請求項９または１１に記載の宿主細胞。
【請求項１３】
γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子が、配列番号３に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の宿主細胞。
【請求項１４】
マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号４に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の宿主細胞。
【請求項１５】
トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号５に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の宿主細胞。
【請求項１６】
宿主細胞が細菌である請求項９〜１５のいずれか１項に記載の宿主細胞。
【請求項１７】
細菌がバチルス属細菌である、請求項１６に記載の宿主細胞。
【請求項１８】
下記（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有する、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法：
（ｉ）γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有し、さらにアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子を発現可能な状態で有する組換えベクターを用意する工程；
（ｉｉ）アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞を用意する工程；
（ｉｉｉ）前記宿主細胞を前記組換えベクターで形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｖ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
【請求項１９】
下記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の工程を有する、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法：
（ｉ）下記［ａ］〜［ｃ］の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターを用意する工程、
［ａ］配列番号１に記載の塩基配列、
［ｂ］前記［ａ］の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子、および
［ｃ］前記［ｂ］の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子；
（ｉｉ）前記組換えベクターで宿主細胞を形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｉｉ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
【請求項２０】
下記（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有する、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する方法：
（ｉ）下記［ａ］〜［ｄ］の塩基配列または遺伝子を有する組換えベクターを用意する工程、
［ａ］配列番号１に記載の塩基配列、
［ｂ］前記［ａ］の塩基配列の下流に直接的または間接的に連結された配列番号２に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子、
［ｃ］前記［ｂ］の遺伝子の下流に直接的に連結された、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素をコードする遺伝子、および
［ｄ］発現可能な状態にあるアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする遺伝子；
（ｉｉ）アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子を欠損させた変異を有する宿主細胞またはアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素をコードする染色体遺伝子の発現を宿主細胞が成育できない程度に低下させた変異を有する宿主細胞を用意する工程；
（ｉｉｉ）前記宿主細胞を前記組換えベクターで形質転換して形質転換体を得る工程；および
（ｉｖ）前記形質転換体を培養して、γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の酵素を生産する工程。
【請求項２１】
アミノアシルｔＲＮＡ合成酵素が、トリプトファニルｔＲＮＡ合成酵素、アラニルｔＲＮＡ合成酵素、アルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルギニルｔＲＮＡ合成酵素、アスパルチルｔＲＮＡ合成酵素、システイニルｔＲＮＡ合成酵素、グルタミンｔＲＮＡ合成酵素、グルタメートｔＲＮＡ合成酵素、グリシンｔＲＮＡ合成酵素、ヒスチジルｔＲＮＡ合成酵素、イソロイシルｔＲＮＡ合成酵素、ロイシルｔＲＮＡ合成酵素、リシンｔＲＮＡ合成酵素、メチオニルｔＲＮＡ合成酵素、フェニルアラニンｔＲＮＡ合成酵素、プロリルｔＲＮＡ合成酵素、セリルｔＲＮＡ合成酵素、トレオニルｔＲＮＡ合成酵素、チロシルｔＲＮＡ合成酵素、またはバリルｔＲＮＡ合成酵素である、請求項１８または２０に記載の方法。
【請求項２２】
γ−シクロデキストリン合成酵素をコードする遺伝子が、配列番号３に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
マルトースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号４に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
トレハロースホスホリラーゼをコードする遺伝子が、配列番号５に記載のアミノ酸配列をコードする遺伝子である、請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
宿主細胞が細菌である請求項１８〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
細菌がバチルス属細菌である請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、請求項５〜８のいずれか１項に記載の組換えベクター。
【請求項２８】
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の宿主細胞。
【請求項２９】
γ−シクロデキストリン合成酵素、マルトースホスホリラーゼ、およびトレハロースホスホリラーゼからなる群から選択される１種の酵素の遺伝子が、前記遺伝子と９５％以上の相同性を有し、かつ、前記選択される酵素の活性を有するタンパク質をコードする遺伝子である、請求項２２〜２６のいずれか１項に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１７８４２（Ｐ２００９−１７８４２Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８３９３７（Ｐ２００７−１８３９３７）
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【出願人】（５０４１９４８７８）独立行政法人海洋研究開発機構 (110)
【出願人】（０００２３１４５３）日本食品化工株式会社 (68)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【出願人】（５０４１９４８７８）独立行政法人海洋研究開発機構 (110)
【出願人】（０００２３１４５３）日本食品化工株式会社 (68)
【Ｆターム（参考）】
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