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1、(10)申请公布号 CN 102906260 A (43)申请公布日 2013.01.30 CN 102906260 A *CN102906260A* (21)申请号 201180017896.9 (22)申请日 2011.03.18 FERM P-21885 2010.01.06 2010-081774 2010.03.31 JP C12N 15/09(2006.01) C12N 1/15(2006.01) C12N 1/19(2006.01) C12N 1/21(2006.01) C12N 5/10(2006.01) (71)申请人 独立行政法人海洋研究开发机构 地址 日本神奈川县 (72。
2、)发明人 大田优佳莉 秦田勇二 森梢 中村信之 (74)专利代理机构 中原信达知识产权代理有限 责任公司 11219 代理人 杨青 穆德骏 (54) 发明名称 质粒载体 (57) 摘要 本发明的目的在于提供为了在产业上有效 地利用考克氏菌属细菌而利用基因工程方法对 考克氏菌属细菌进行修饰的技术。上述目的通 过一种能够在细菌内自主复制的环状质粒来解 决, 所述环状质粒具有复制区, 所述复制区包含 : DNA 结合蛋白样蛋白基因的碱基序列 ; 复制酶样 蛋白基因的碱基序列 ; 和序列号 45 所示的碱基序 列。 作为上述质粒, 可以列举例如来源于考克氏菌 MBE131(Kocuria sp.MBE。
3、131) 株 (FERM P-21885) 的包含序列号 3 或 4 所示的碱基序列的质粒。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.10.08 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2011/056635 2011.03.18 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/125467 JA 2011.10.13 (83)生物保藏信息 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 25 页 序列表 19 页 附图 11 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 25 页 序列表 19 页 附图 11 页 1/2。
4、 页 2 1. 一种能够在细菌内自主复制的环状质粒, 其具有复制区, 所述复制区包含 : DNA 结合蛋白样蛋白基因的碱基序列 ; 复制酶样蛋白基因的碱基序列 ; 以及 序列号 45 所示的碱基序列或在严格条件下与该碱基序列的互补碱基序列杂交的碱基 序列。 2. 一种能够在细菌内自主复制的环状质粒, 其具有复制区, 所述复制区包含 : DNA 结合蛋白样蛋白基因的碱基序列 ; 复制酶样蛋白基因的碱基序列 ; 以及 选自由 DNA 结合蛋白结合序列和重复基序组成的组中的至少一种序列。 3. 一种能够在细菌内自主复制的环状质粒, 其具有复制区, 所述复制区包含 : DNA 结合蛋白样蛋白基因的碱基。
5、序列 ; 复制酶样蛋白基因的碱基序列 ; 以及 包含选自由 DNA 结合蛋白结合序列和重复基序组成的组中的至少一种序列、 氧化剂敏 感性序列以及反向重复序列的碱基序列。 4.如权利要求2或3所述的质粒, 其中, 在复制区中包含选自由DNA结合蛋白结合序列 和重复基序组成的组中的至少一种序列中的 1 个以上的 DNA 结合蛋白结合序列以及 2 个以 上的重复基序。 5. 如权利要求 24 中任一项所述的质粒, 其中, DNA 结合蛋白结合序列选自由 CACCGGTG、 ACCGGTG、 CCGGTG、 ACCGGT、 CACAGGT、 CACCGGT、 CACCGG、 GTGCGCAC、 GGC。
6、CGGCC、 TCGGAGCTCCGA( 序列号 46)、 TCCCGGGA、 TGCCGGCA、 TGATCGATCA( 序列号 47) 和 GCACGTGC 组 成的组。 6. 如权利要求 25 中任一项所述的质粒, 其中, 重复基序的重复单元选自由 TGGCGTGGTCGTTG( 序列号 48)、 GCGCTGGGGTG( 序列号 49)、 TGGGGCTGTGGTGG( 序列号 50)、 GCGGTGGTG、 GCGGTGGTGTG( 序列号 51)、 GGGCCGGGGTTG( 序列号 52)、 GCCGGGGTTGT( 序列号 53)、 TGGTCGTGTTG( 序列号 54)、 。
7、TGTTGCTGGGGTG( 序列号 55)、 TGGCGGTGTTGTGG( 序列号 56) 和 GGGGTGCCGGTGG( 序列号 57) 组成的组。 7.如权利要求26中任一项所述的质粒, 其中, 在复制区中包含1个以上的氧化剂敏感 性序列。 8. 如 权 利 要 求 7 所 述 的 质 粒,其 中,氧 化 剂 敏 感 性 序 列 选 自 由 TGTGGGGTGGCCCCTCAGCGAAATA( 序列号 58)、GGCCTCTCAGC( 序列号 59)、 CTGCGGGCACCTCCTAC( 序列号 60)、 TTCGATGAG、 GGTGAGGGGTAACCC( 序列号 61)、 G。
8、TGGGGTGGC( 序列号 62)、 GGGGGGTGGCTTCCTATCG( 序列号 63)、 GTGGGGTGGCCC( 序列号 64)、 TGTGGCGGCGGCACGTGCGCTAA(序列号65)、 GCGGGGGCACCCGA(序列号66)和CTGAGGGTCCTC(序 列号 67) 组成的组。 9.如权利要求28中任一项所述的质粒, 其中, 在复制区中包含1个以上的反向重复序 列。 10. 如 权 利 要 求 9 所 述 的 质 粒,其 中,反 向 重 复 序 列 选 自 由 GAAAAAGCCGGGCTGCTGCCCGGCTTTTTC(序列号68)和CACAGAAAAAGCCG。
9、GGTGGTAGAGCCCGGCTTTT TCCGTG( 序列号 69) 组成的组。 权 利 要 求 书 CN 102906260 A 2 2/2 页 3 11. 如权利要求 110 中任一项所述的质粒, 其中, 复制酶样蛋白基因的碱基序列为 RepA 蛋白基因的碱基序列。 12. 如权利要求 110 中任一项所述的质粒, 其中, 复制酶样蛋白基因的碱基序列为序 列号 2 所示的碱基序列或在严格条件下与该碱基序列的互补碱基序列杂交且编码具有复 制酶活性的蛋白的碱基序列。 13.如权利要求112中任一项所述的质粒, 其中, DNA结合蛋白样蛋白基因的碱基序列 为螺旋 - 转角 - 螺旋蛋白基因的。
10、碱基序列。 14.如权利要求112中任一项所述的质粒, 其中, DNA结合蛋白样蛋白基因的碱基序列 为序列号 1 所示的碱基序列或在严格条件下与该碱基序列的互补碱基序列杂交且编码螺 旋 - 转角 - 螺旋蛋白的碱基序列。 15.如权利要求114中任一项所述的质粒, 其中, 复制区为序列号3所示的碱基序列或 在严格条件下与该碱基序列的互补碱基序列杂交的碱基序列。 16. 如权利要求 115 中任一项所述的质粒, 其中, 细菌为考克氏菌属 (Kocuria) 细菌。 17. 一种能够在考克氏菌属细菌内自主复制的环状质粒, 其中, 作为限制性酶识别位点 及其数量, 以限制性酶识别位点 : 数量的形式。
11、表示, 包含 SmaI : 2、 SphI : 1、 SalI : 1、 XhoI : 1 和 BamHI : 1。 18. 如权利要求 17 所述的质粒, 其中, 依次包含限制性酶识别位点 SmaI、 SmaI、 SphI、 SalI、 XhoI 和 BamHI。 19. 如权利要求 17 或 18 所述的质粒, 其中, 碱基对数为 3.01033.4103。 20. 如权利要求 1719 中任一项所述的质粒, 其由以下的限制性酶图谱 (I) 表示, 21. 如权利要求 1720 中任一项所述的质粒, 其包含序列号 3 或 4 所示的碱基序列。 22. 如权利要求 1721 中任一项所述的质。
12、粒, 其来源于考克氏菌 MBE131(Kocuria sp.MBE131) 株, 所述考克氏菌 MBE131 株的保藏编号为 FERM P-21885。 23.一种DNA片段, 其包含序列号3所示的碱基序列或在严格条件下与该碱基序列的互 补碱基序列杂交的碱基序列。 24. 一种载体, 其包含权利要求 23 所述的 DNA 片段的碱基序列。 25. 一种转化体, 其含有权利要求 122 中任一项所述的质粒、 权利要求 23 所述的 DNA 片段或权利要求 24 所述的载体。 权 利 要 求 书 CN 102906260 A 3 1/25 页 4 质粒载体 0001 相关申请的相互参考 0002 。
13、本申请要求 2010 年 3 月 31 日提交的日本特愿 2010-81774 号的优先权, 将该申请 的全部记载作为公开的内容特别援引到本说明书中。 技术领域 0003 本发明涉及使用基因工程方法的有助于提高微生物的功能的技术。详细而言, 本 发明涉及来源于考克氏菌属 (Kocuria) 细菌的质粒载体。 背景技术 0004 微球菌科 (Micrococcaceae) 细菌中的很多细菌在食品工业、 药品制造业、 化学 工业、 环境净化等领域确认到有用性。例如, 在奶酪等乳制品的制作等中使用丙酸杆菌 (propionibacteria)。 另外, 作为L-谷氨酰胺的生产菌, 已知有短杆菌属(B。
14、revibacteria) 细菌。 0005 但是, 这些细菌的野生株存在产物的生成能力低、 培养困难等各种问题。因此, 为 了解决上述问题, 正在尝试通过对这些细菌实施基因操作来得到产物的生成能力、 环境适 应性等得到提高的突变株。 此时利用的是能够在上述细菌中自主复制的质粒等载体。 例如, 能够用于丙酸杆菌的载体有作为专利文献1的日本特开2002-112790号公报中记载的载体 ( 特别将专利文献 1 的记载作为公开的内容援引到本说明书中 )。 0006 作为属于微球菌科的细菌, 已知考克氏菌属 (Kocuria) 细菌。考克氏菌属细菌显 示出高度的耐有机溶剂性、 耐重金属性和增殖能力, 。
15、因而期待其在燃料或医药化学产品的 制造、 环境净化等领域中的应用。 发明内容 0007 发明所要解决的问题 0008 但是, 尚未获知在考克氏菌属细菌中稳定保持外源性基因的技术。也没有成功地 使用该细菌并利用基因工程方法进行微生物修饰的例子。结果, 也不能赋予新的生物学功 能或使原来的功能达到最佳化, 因此, 考克氏菌属细菌在产业界中几乎未得到应用。 0009 因此, 本发明中, 发明所要解决的问题在于, 提供为了在产业上有效地利用考克氏 菌属细菌而利用基因工程方法对考克氏菌属细菌进行修饰的技术。 0010 用于解决问题的手段 0011 本发明人为了解决上述问题进行了深入研究, 结果, 成功地。
16、从相模湾内的深度约 2000m 的底泥中分离出具有大小较小且容易处理的环状质粒的新的考克氏菌属细菌即考克 氏菌 MBE131(Kocuria sp.MBE131) 株 (FERM P-21885 ; 以下有时也称为 MBE131 株 )。 0012 本发明人将由 MBE131 株获取的质粒命名为 pKR100, 将外源性基因和能够在大肠 杆菌内自主复制的质粒连接, 构建了 MBE131 株和大肠杆菌的穿梭载体。将该穿梭载体导入 MBE131 株和大肠杆菌中, 结果在任意一种细菌内均表达外源性基因。 说 明 书 CN 102906260 A 4 2/25 页 5 0013 此外, 本发明人进一步。
17、对质粒 pKR100 进行了研究, 结果弄清了推测在质粒 pKR100 中负责 DNA 复制的区域 ( 复制区 )。接着, 准备在质粒 pKR100 中不同于复制区的区域中插 入外源性基因而得到的重组质粒, 将其导入作为与 MBE131 株不同的考克氏菌属细菌的嗜 根考克氏菌 DC2201(Kocuria rhizophila DC2201) 株 (NBRC103217) 中。结果, 该重组质粒 在嗜根考克氏菌 DC2201 株中也能够表达外源性基因并且能够自主复制。 0014 本发明基于上述发现而完成。 因此, 根据本发明, 提供一种能够在细菌内自主复制 的环状质粒, 其具有复制区, 所述复。
18、制区包含 : DNA 结合蛋白样蛋白基因的碱基序列 ; 复制 酶样蛋白基因的碱基序列 ; 以及序列号 45 所示的碱基序列或在严格条件下与该碱基序列 的互补碱基序列杂交的碱基序列。 0015 根据本发明的另一方面, 提供一种能够在细菌内自主复制的环状质粒, 其具有复 制区, 所述复制区包含 : DNA 结合蛋白样蛋白基因的碱基序列 ; 复制酶样蛋白基因的碱基序 列 ; 以及选自由 DNA 结合蛋白结合序列和重复基序组成的组中的至少一种序列。 0016 根据本发明的另一方面, 提供一种能够在细菌内自主复制的环状质粒, 其具有复 制区, 所述复制区包含 : DNA 结合蛋白样蛋白基因的碱基序列 ;。
19、 复制酶样蛋白基因的碱基序 列 ; 以及包含选自由 DNA 结合蛋白结合序列和重复基序组成的组中的至少一种序列、 氧化 剂敏感性序列及反向重复序列的碱基序列。 0017 优选本发明的质粒在复制区中包含选自由 DNA 结合蛋白结合序列和重复基序组 成的组中的至少一种序列中的 1 个以上的 DNA 结合蛋白结合序列以及 2 个以上的重复基 序。 0018 优选 DNA 结合蛋白结合序列选自由 CACCGGTG、 ACCGGTG、 CCGGTG、 ACCGGT、 CACAGGT、 CACCGGT、 CACCGG、 GTGCGCAC、 GGCCGGCC、 TCGGAGCTCCGA( 序列号 46)、 。
20、TCCCGGGA、 TGCCGGCA、 TGATCGATCA( 序列号 47) 和 GCACGTGC 组成的组。 0019 优选重复基序的重复单元选自由 TGGCGTGGTCGTTG( 序列号 48)、 GCGCTGGGGTG( 序 列 号 49)、 TGGGGCTGTGGTGG( 序 列 号 50)、 GCGGTGGTG、 GCGGTGGTGTG( 序 列 号 51)、 GGGCCGGGGTTG( 序 列 号 52)、 GCCGGGGTTGT( 序 列 号 53)、 TGGTCGTGTTG( 序 列 号 54)、 TGTTGCTGGGGTG( 序列号 55)、 TGGCGGTGTTGTGG(。
21、 序列号 56) 和 GGGGTGCCGGTGG( 序列号 57) 组成的组。 0020 优选本发明的质粒在复制区中包含 1 个以上的氧化剂敏感性序列。 0021 优 选 氧 化 剂 敏 感 性 序 列 选 自 由 TGTGGGGTGGCCCCTCAGCGAAATA( 序 列 号 58)、 GGCCTCTCAGC( 序 列 号 59)、 CTGCGGGCACCTCCTAC( 序 列 号 60)、 TTCGATGAG、 GGTGAGGGGTAACCC( 序 列 号 61)、 GTGGGGTGGC( 序 列 号 62)、 GGGGGGTGGCTTCCTATCG( 序 列 号 63)、 GTGGGG。
22、TGGCCC( 序 列 号 64)、 TGTGGCGGCGGCACGTGCGCTAA( 序 列 号 65)、 GCGGGGGCACCCGA( 序列号 66) 和 CTGAGGGTCCTC( 序列号 67) 组成的组。 0022 优选本发明的质粒在复制区中包含 1 个以上的反向重复序列。 0023 优选反向重复序列选自由 GAAAAAGCCGGGCTGCTGCCCGGCTTTTTC( 序列号 68) 和 CAC AGAAAAAGCCGGGTGGTAGAGCCCGGCTTTTTCCGTG( 序列号 69) 组成的组。 0024 优选复制酶样蛋白基因的碱基序列为 RepA 蛋白基因的碱基序列。 00。
23、25 优选复制酶样蛋白基因的碱基序列为序列号 2 所示的碱基序列或在严格条件下 与该碱基序列的互补碱基序列杂交且编码具有复制酶活性的蛋白的碱基序列。 说 明 书 CN 102906260 A 5 3/25 页 6 0026 优选 DNA 结合蛋白样蛋白基因的碱基序列为螺旋 - 转角 - 螺旋蛋白基因的碱基序 列。 0027 优选DNA结合蛋白样蛋白基因的碱基序列为序列号1所示的碱基序列或在严格条 件下与该碱基序列的互补碱基序列杂交且编码螺旋 - 转角 - 螺旋蛋白的碱基序列。 0028 优选复制区为序列号 3 所示的碱基序列或在严格条件下与该碱基序列的互补碱 基序列杂交的碱基序列。 0029 。
24、优选细菌为考克氏菌属 (Kocuria) 细菌。 0030 根据本发明的另一方面, 提供一种能够在考克氏菌属细菌内自主复制的环状质 粒, 其中, 作为限制性酶识别位点及其数量, 以限制性酶识别位点 : 数量的形式表示, 包含 SmaI : 2、 SphI : 1、 SalI : 1、 XhoI : 1 和 BamHI : 1。 0031 优选本发明的质粒依次包含限制性酶识别位点 SmaI、 SmaI、 SphI、 SalI、 XhoI、 BamHI 和 SacI。 0032 优选本发明的质粒的碱基对数为 3.01033.4103。 0033 优选本发明的质粒由以下的限制性酶图谱 (I) 表示 。
25、: 0034 0035 优选本发明的质粒包含序列号 3 或 4 所示的碱基序列。 0036 优选本发明的质粒来源于考克氏菌 MBE131(Kocuria sp.MBE131) 株 (FERM P-21885)。 0037 根据本发明的另一方面, 提供一种DNA片段, 其包含序列号3所示的碱基序列或在 严格条件下与该碱基序列的互补碱基序列杂交的碱基序列。 0038 根据本发明的另一方面, 提供一种载体, 其包含本发明的 DNA 片段的碱基序列。 0039 根据本发明的另一方面, 提供一种转化体, 其含有本发明的质粒、 本发明的 DNA 片 段或本发明的载体。 0040 发明效果 0041 根据本。
26、发明的质粒, 能够构建用于将外源性基因导入考克氏菌属细菌中并使其进 行表达的载体。 因此, 使用本发明的质粒时, 能够将有用基因导入考克氏菌属细菌等宿主细 胞中, 从而能够赋予宿主细胞新的生物学功能或提高宿主细胞原来的功能。 0042 使用本发明的 DNA 片段和载体时, 能够制造能在考克氏菌属细菌和其他细菌中自 主复制的穿梭载体。 本发明的转化体中有对宿主细胞赋予新的生物学功能的转化体和使宿 说 明 书 CN 102906260 A 6 4/25 页 7 主细胞原来的功能提高的转化体等, 可以根据用途在各种领域中使用。 附图说明 0043 图 1 是在 pKR100 的限制性酶图谱中加入 2。
27、 个开放阅读框后的图。 0044 图 2 是表示明示出分别编码 ORF1 和 ORF2 的碱基序列的区域的 pKR100 的碱基序 列的图。 0045 图 3 是表示明示出分别编码 ORF1 和 ORF2 的碱基序列的区域的 pKR100 的碱基序 列的图 ( 图 2 续 )。 0046 图4是表示对例6所示的pKR100中的DNA复制区进行考察而得到的结果的图。 图 4 所示的包含 DNA 片段的质粒中,“+” 表示观察到复制的质粒,“-” 表示未能确认到复制的 质粒。 0047 图 5 是表示由例 3 中的考克氏菌 MBE131(Kocuria sp.MBE131) 株和玫瑰色考克氏 菌 。
28、(Kocuria rosea) 标准株提取 DNA 而得到的质粒检测结果的图。泳道 1 表示由 MBE131 株提取的 DNA。泳道 2 表示由玫瑰色考克氏菌标准株提取的 DNA。泳道 3 表示 DNA 大小标 记物。 0048 图 6 是表示以由例 3 中的 MBE131 株和玫瑰色考克氏菌标准株提取的 DNA 为模板 并使用表 1 所示的引物组 AF 实施 PCR 时的质粒检测结果的图。 0049 图 7 是表示以例 3 中的 MBE131 株和玫瑰色考克氏菌标准株的细胞溶解液中所含 的 DNA 为模板并使用表 1 所示的引物组 AF 实施 PCR 时的质粒检测结果的图。 0050 图 8。
29、 是表示例 5 中的、 利用 PCR 得到的导入 MBE131 转化株中的重组质粒 pR6632 的检测结果的图。泳道 1 表示 DNA 大小标记物。 0051 图 9 是表示例 5 中的、 利用限制性酶消化图谱得到的导入 MBE131 转化株中的重组 质粒 pR6632 的确认结果的图。泳道 1 表示 DNA 大小标记物。 0052 图 10 是表示例 7 中的利用 PCR 得到的导入 DC2201 株中的质粒 pR6632 的检测结 果的图。泳道 3 表示 DNA 大小标记物。 0053 图 11A 表示序列号 3 所示的碱基序列与奇迹束丝放线菌 (Actinosynnema mirum)。
30、 DSM43827 株的碱基序列的比对结果。 0054 图 11B 表示序列号 3 所示的碱基序列与奇迹束丝放线菌 DSM43827 株的碱基序列 的比对结果 ( 图 11A 续 )。 0055 图 11C 表示序列号 3 所示的碱基序列与奇迹束丝放线菌 DSM43827 株的碱基序列 的比对结果 ( 图 11B 续 )。 0056 图 12 是表示例 8 中的各种合成质粒在考克氏菌属细菌内的质粒保持率 (%) 的图。 具体实施方式 0057 以下, 对本发明的详细内容进行说明。 0058 1 质粒 (1) 0059 首先, 对作为本发明的质粒的一个实施方式的、 能够在考克氏菌属细菌内自主复 。
31、制的环状质粒进行说明。需要说明的是, 本说明书中的 “自主复制” 是指质粒存在于宿主细 菌的细胞质内且独立于宿主的染色体 DNA 而进行复制和 / 或增殖。 说 明 书 CN 102906260 A 7 5/25 页 8 0060 考克氏菌属细菌是属于微球菌亚目 (Micrococcineae) 中的微球菌科的、 不制造 菌丝的革兰氏阳性球菌中的一种。 考克氏菌属细菌由多种多样的分离源分离得到, 例如, 由 哺乳类的皮肤、 土壤、 根际、 发酵食品、 临床样本、 淡水、 海底沉积物等分离得到。 考克氏菌属 细菌的鉴定方法可以不受限制地使用目前为止已知的方法, 例如可以采用基于微生物基因 组的1。
32、6S rRNA区域的基因工程系统分析或基于微生物的生理/生物化学性质的鉴定方法。 0061 本发明的质粒可以利用例如限制性酶识别位点及其数量来表示。 本发明的质粒的 一个优选实施方式中, 作为限制性酶识别位点及其数量, 以限制性酶识别位点 : 数量的形式 表示, 包含 SmaI : 2、 SphI : 1、 SalI : 1、 XhoI : 1 和 BamHI : 1。该方式中, 限制性酶 SmaI 识别的 位点为 2 处, SphI 识别的位点为 1 处, SalI 识别的位点为 1 处, XhoI 识别的位点为 1 处, 并 且 BamHI 识别的位点为 1 处。 0062 本发明的质粒的。
33、一个更优选的实施方式中, 依次包含限制性酶识别位点 SmaI、 SmaI、 SphI、 SalI、 XhoI 和 BamHI。 0063 本发明的质粒中的限制性酶识别位点的确认方法没有特别限制, 可以采用例如 : 确定质粒的碱基序列、 然后对照限制性酶识别位点进行确认的方法 ; 对质粒进行限制性酶 处理、 然后供于琼脂糖凝胶电泳并由生成的条带的图样确认限制性酶识别位点的方法。 0064 本发明的质粒优选 GC 含量为 6070%。需要说明的是, 作为后述的本发明的具体 方式之一的图 1 中所示的质粒 pKR100 的 GC 含量为约 63%。确认 GC 含量的方法没有特别 限制, 可以采用例如。
34、 : 确定质粒的全部碱基序列、 然后计算出碱基序列G和C的数量的方法 ; 将质粒水解至碱基单元并利用 HPLC 等色谱法计算出 G 和 C 的数量的方法。 0065 本发明的质粒只要能够在考克氏菌属细菌内自主复制则没有特别限制, 可以想出 各种方式, 其整体的大小为约 3.2103碱基对, 优选为 3.01033.4103碱基对。该 “约 3.2103碱基对” 是指从考克氏菌属细菌分离出的天然质粒的碱基对数, 可以通过将推测 负责在考克氏菌属细菌内自主复制和 / 或增殖的功能的区域 ( 以下也称为复制区 ) 以外的 区域切掉或插入外源性基因来改变其碱基对数。 0066 本发明的质粒的一个优选实。
35、施方式包含例如由以下的限制性酶图谱 (I) 表示的 限制性酶识别位点。 0067 0068 上述质粒的更具体的方式为由图 1 所示的质粒 pKR100。 0069 图 1 中, orf1 和 orf2 分别表示不同的开放阅读框。由 orf1 编码的蛋白 (ORF1) 由 说 明 书 CN 102906260 A 8 6/25 页 9 70个氨基酸构成, 推测分子量为8.1kDa并且等电点为10.4。 通过二级结构预测, 推测ORF1 具有由无规卷曲结构隔开的 2 个螺旋结构, 因此, 推测其为形成螺旋 - 转角 - 螺旋 (HTH) 结 构的 DNA 结合蛋白或其类似物。本说明书中, 将上述推。
36、测形成螺旋 - 转角 - 螺旋 (HTH) 结 构的 DNA 结合蛋白及其类似物统称为 DNA 结合蛋白样蛋白。进而, 将编码 DNA 结合蛋白样 蛋白的碱基序列称为 DNA 结合蛋白样蛋白基因。 0070 由 orf2 编码的蛋白 (ORF2) 由 385 个氨基酸构成, 推测分子量为 41kDa, 等电点为 11.1。ORF2 与玫瑰色红球菌 (Rhodococcus rhodochrous) 来源的复制蛋白 RepA( 登记号 YP_345164)具有31%的同源性(80/257个氨基酸、 E值6e-6)。 本说明书中, 将这样的与RepA 具有 30% 以上的同源性且推测具有与 Rep。
37、A 类似的活性的蛋白称为复制酶样蛋白。另外, 将 编码复制酶样蛋白的碱基序列称为复制酶样蛋白基因。 0071 由图 1 表示的质粒含有作为 DNA 结合蛋白样蛋白基因的 orf1 和作为复制酶样蛋 白基因的 orf2。orf2 编码的蛋白与作为具有 型复制方式的质粒的、 来源于偶发分枝杆 菌 (Mycobacterium fortuitum) 的质粒 pAL5000 所编码的 RepA( 登记号 AAA98171, 74/263 个氨基酸序列一致 ( 同一性 28%) 和作为与 pAL5000 相关的质粒的、 来源于玫瑰色红球 菌 (Rhodococcus rhodochrous) 的质粒 p。
38、NC500 所编码的 RepA( 登记号 BAF45389, 60/210 个氨基酸序列一致 ( 同一性 28%) 显示出同源性, 因此, 本发明的质粒为稳定进行复制的 (Theta) 型质粒的可能性高。因此, 本发明的质粒优选为复制方式为 型的质粒。 0072 由图 1 表示的质粒的碱基序列只要包含图 1 中所示的限制性酶识别位点以及 DNA 结合蛋白样蛋白基因和复制酶样蛋白基因则没有特别限制, 优选包含由图 2 和 3 表示的碱 基序列 ( 序列号 4)。 0073 由图 2 表示的碱基序列在 orf1 的上游包含 H 位点样序列 (H-site-like seq)( 图 2 中由小字表示。
39、的序列 )。H 位点样序列是指与作为存在于偶发分枝杆菌 (Mycobacteriu fortuitum) 来源的质粒 pAL5000 的复制起始区的复制蛋白结合位点已知的高亲和性位点 (H 位点, H-site) 中所含的称为 GCbox 的序列显示出同源性的序列 ( 参考 Stolt P,Stoker NG.,Nucleic Acids Res.1997,25(19):3840-6., 将该文献的记载作为公开的内容特别援 引到本说明书中)。 另外, pAL5000中的H位点具有以下结构特征 : 包含称为GCbox的由8个 碱基构成的 100% 一致回文序列。由此, 在本说明书中, 将具有由 。
40、8 个碱基以上构成的 100% 一致回文结构的序列也称为 H 位点样序列。进而, 在本说明书中, 将 H 位点样序列等与复制 蛋白等 DNA 结合蛋白结合的序列称为 DNA 结合蛋白结合序列。 0074 由图 2 表示的碱基序列在 orf1 的上游包含氧化剂敏感性序列 ( 图 2 中上部具 有虚线的以斜体表示的序列 )。一般已知, 作为 DNA 结合蛋白的 RepB 蛋白结合到 DNA 上 的 H 位点时, 会使该 DNA 产生弯折 ( 参考 Chatterjee S,Basu A,Basu A,Das Gupta SK.,J Bacteriol.2007,189(23):8584-92., 。
41、将该文献的记载作为公开的内容特别援引到本说明 书中 )。在该 DNA 的弯折部分的周围存在对氧化剂显示出敏感性的碱基序列的区域 ( 称为 氧化剂敏感性序列 )。可以推测氧化剂敏感性序列对氧化剂显示出敏感性是因为上述序列 中发生了 DNA 的解离。因此暗示, 从氧化剂敏感性序列开始复制。作为氧化剂敏感性序列 及其周围的碱基序列, 已知 TGTGGGGTGGCCCCTCAGCGAAATA( 序列号 58) 及其互补链。如图所 示, 由图2表示的碱基序列包含与序列号58及其互补链具有同源性的序列作为氧化剂敏感 性序列。 说 明 书 CN 102906260 A 9 7/25 页 10 0075 由图。
42、 2 表示的碱基序列在 orf1 的上游包含近似的重复基序 ( 正向重复序 列 )( 图 2 中下部具有实线的由粗体字表示的序列 )。另外, 由图 2 表示的碱基序列 在 orf1 的上游和 orf1 与 orf2 之间包含近似的反向重复序列 ( 图 2 中下部具有箭头 的序列 )。一般已知, 作为重复基序的重复区 (iteron) 作为顺式元件 (cis-element) 对 型质粒家族的复制和拷贝数调控担负着重要的功能 ( 参考 Chattoraj DK.,Mol Microbiol.2000,37(3):467-76. 和 Cha KI,Lim K,Jang S,Lim W,Kim T,。
43、Chang H.,J Microbiol Biotechnol.2007,17(11):1841-7., 将上述文献的记载作为公开的内容特别援 引到本说明书中)。 顺式元件是指基因自身含有的负责基因调控的元件, 区别于基因组或其 他质粒等能够从外部供给的元件 ( 反式元件 (trans-element)。例如, 有如下报道 : 在作 为 型质粒的 pCD3.4 中, 通过删除 1 个重复区而使拷贝数降低, 从而使质粒的稳定性降低 (参考van Belkum MJ,Stiles ME.,Microbiology.2006,152:171-8., 将该文献的记载作为 公开的内容特别援引到本说明书中。
44、 )。另外, 有如下报道 : 在作为 型质粒的 p705/5 中, 通过使 RepA 蛋白与存在于 repA 基因的启动子区域的反向重复序列结合, 抑制 RepA 蛋白的 转录, 从而调节质粒的拷贝数(参考上述Cha KI等人的文献)。 另一方面, 也有还存在未发 现反向重复序列的 型质粒的报道 ( 参考上述 van Belkum MJ 等人的文献 )。 0076 例如, 有如下报道 : 在 pAL5000 中, 推测重复基序 ( 重复区 )、 repA 基因和 repB 基因为负责 pAL5000 的自主复制的序列。向不具有 pAL5000 来源的 repA 基因和 repB 基 因而具有 。
45、pAL5000 来源的重复基序的质粒以反式供给其他质粒来源的 RepA 蛋白和 RepB 蛋白时, 该具有 pAL5000 来源的重复基序的质粒能够进行复制 ( 参考 Stolt P,Stoker NG.,Microbiology.1996,142(Pt 10):2795-802., 将该文献的记载作为公开的内容特别援 引到本说明书中)。 由该文献的报道也可知, 推测重复基序为与质粒的不相容性、 拷贝数、 稳 定性相关的顺式元件。 0077 如例 8 所示, 本发明人制作了包含 1 组由图 2 表示的碱基序列中的多个重复基序 和1个反向重复序列且包含第1031-3170位的碱基序列(序列号3)。
46、的区域的质粒pKR141, 并且发现了该 pKR141 能够在考克氏菌属细菌内自主复制。因此, 能够在由图 2 表示的碱基 序列的除第 1031-3170 位的碱基序列以外的区域中导入或取代外源性基因。 0078 序列号 3 所示的碱基序列为单一的碱基序列。例如, 通过利用 DDBJ 的 FASTA 检索 对序列号 3 所示的碱基序列实施同源性检索时, 碱基序列的同一性为约 54% 的奇迹束丝放 线菌 DSM43827(Actinosynnema mirum DSM43827) 株显示在第一位 (http:/fasta.ddbj. nig.ac.jp/top-j.html ; 关于FASTA检。
47、索, 参考Pearson WR,Lipman DJ.,(1988),Proc Natl Acad Sci USA.85(8):2444-8, Lipman DJ,Pearson WR.,(1985),Science.227(4693):1435 -41和Wilbur WJ,Lipman DJ.,(1983),Proc Natl Acad Sci USA.80(3):726-30, 将上述文 献的记载作为公开的内容特别援引到本说明书中 )。将序列号 3 所示的碱基序列与奇迹束 丝放线菌 DSM43827 株的碱基序列的比对结果示于图 11 中。 0079 由于序列号 3 所示的碱基序列为单一的碱。
48、基序列, 因此, 作为考克氏菌属细菌来 源的质粒且在线性单链化的形态下、 在严格条件下与包含序列号 3 所示的碱基序列中连续 的 500 个碱基以上、 优选 1000 个碱基以上、 更优选 1500 个碱基以上、 进一步优选 1700 个碱 基以上、 更进一步优选1900个碱基以上的碱基序列的互补碱基序列的DNA片段杂交的质粒 在考克氏菌属细菌内自主扩增的可能性高。因此, 这种质粒也包括在本发明的质粒中。 说 明 书 CN 102906260 A 10 8/25 页 11 0080 本说明书中的 “在严格条件下杂交” 是指通过使用 DNA 作为探针并使用菌落杂 交法、 噬菌斑杂交法、 DNA 。
49、印迹杂交法等得到的 DNA 的碱基序列, 可以列举例如可通过下述 进行鉴定的 DNA 等 : 使用固定有来源于菌落或噬菌斑的 DNA 或该 DNA 的片段的过滤器, 在 0.52.0M的NaCl存在下在4075下实施杂交、 优选在0.71.0M的NaCl存在下在65下 实施杂交, 然后, 使用 0.12SSC 溶液 (1SSC 溶液为 150mM 氯化钠、 15mM 柠檬酸钠 ) 在 65的条件下清洗过滤器。 探针的制备和杂交可以依据Molecular Cloning:A laboratory Manual( 分子克隆实验指南 ), 第二版 , 冷泉港实验室 , 冷泉港 ,NY.,1989( 以下简称为分 子克隆第二版)、 Current Protocols in Molecular Biology(最新分子生物学实验方法汇 编 ), 附录 138, 约翰。