[发明专利]赋予过氧化氢耐性的基因及其利用

说明书

技术领域

本发明涉及对微生物赋予过氧化氢耐性的基因及其利用方法。 

背景技术

许多需氧型微生物具有负责氧代谢的呼吸链，在氧存在下能够获得能量，良好地繁殖。另外，一部分氧在其代谢过程中产生超氧阴离子或过氧化氢，而这样的微生物具有利用清除这些物质的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶或过氧化物酶等将这些物质无毒化而避免其毒性的机制。 

在厌氧型微生物中作为有用菌被已知的乳酸菌属于兼性厌氧型菌，不具有呼吸链和过氧化氢酶，但是许多乳酸菌即使在氧存在下也能够繁殖，具有耐氧性。以前，关于乳酸菌耐氧性机理进行了若干研究，其中，作为代谢氧的酶，已知有NADH氧化酶和丙酮酸氧化酶等。NADH氧化酶被报告有水生成型和过氧化氢生成型的2种类型，水生成型将氧进行4电子还原形成水而无毒化。另一方面，报告了过氧化氢生成型以2电子还原产生过氧化氢，但在变异链球菌等乳酸菌中，利用烷基过氧化氢还原酶将该过氧化氢转化为水，发挥作为2成分性的过氧化物酶的功能。 

另外，也报告了具有清除由氧产生的超氧阴离子或过氧化氢的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶或NADH过氧化物酶等的乳酸菌。 

在乳酸菌植物乳杆菌WCFS1中，通过强化硫氧还蛋白还原酶基因的表达，对过氧化氢等的氧化应力的抵抗力更强，由此提出了硫氧还蛋白还原酶在氧化应力抗性中起着重要作用（非专利文献1）。 

另外，在厌氧型革兰氏阴性细菌脆弱拟杆菌中，硫氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶系统被认为是负责硫醇/二硫化物的氧化还原反应的唯一系统，报告了通过硫氧还蛋白还原酶的缺失，即使在厌氧环境下，不添加半胱氨酸、二硫苏糖醇等还原剂，菌也不能繁殖（非专利文献2）。 

另外，报告了在大肠杆菌中，存在为了将细胞内保持为还原状态所必须的谷胱甘肽-谷胱甘肽还原酶系统或硫氧还蛋白-硫氧还蛋白还原酶系统，与这些系统相关的基因破坏株对过氧化氢等的氧化应力具有敏感性。 

另一方面，报告了在乳酸菌乳酸乳球菌中，通过破坏硫氧还蛋白还原酶，有氧条件下繁殖被抑制（非专利文献3），但有氧条件下的繁殖抑制，由于以二硫苏糖醇的添加得到恢复，而且如果培养24小时就会成为与野生株同样程度的菌体量，所以有氧条件下的繁殖抑制和耐氧性的关系没有解明。 

另外，报告了在变异链球菌中，由于将NADH氧化酶、烷基过氧化氢还原酶（ahpC）双敲除的变异株具有耐氧性，所以作为另一个具有铁结合性的蛋白质的基因是与耐氧性相关的基因（专利文献1）。但是，这些基因不是所有微生物具有的基因，耐氧性机理尚未明确之处较多。另外，如这里所举出的那样，与耐氧性相关的基因有多个，不是只有1个基因发挥耐氧性能力，因此难以简便进行实际应用。 

另外，本发明的发明人等报告了干酪乳杆菌和鼠李糖乳杆菌中存在的fnr基因是对于有氧条件下的菌繁殖特别必要的基因，是赋予耐氧性的基因（专利文献2）。 

但是，在氧化应力中，对在代谢过程中产生的过氧化氢的耐性也很重要，在乳杆菌属的微生物中，报告了NADH过氧化物酶或过氧化氢酶等的与清除过氧化氢相关的基因，但至今没有发现对过氧化氢直接显示抗性的基因。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开2001-327292号公报 

专利文献2：国际公开第2009/150856号小册子 

非专利文献 

非专利文献1：L.Mariela Serrano et al.Microbial Cell Factories6:29（2007） 

非专利文献2：Edson R.Rocha et al.J.Bacteriol.189:8015-8023（2007） 

非专利文献3：Karin Vido et al.J.Bacteriol.187:601-610（2005） 

发明内容

发明所要解决的课题 

本发明涉及提供对微生物赋予对过氧化氢的耐性的基因及其利用方法。 

用于解决课题的方法 

本发明的发明人等对于干酪乳杆菌YIT9029（FERM BP-1366）的基因组基因进行研究，发现存在即使暴露于过氧化氢下也抑制羟基自由基生成的基因，通过利用该基因，能够对微生物赋予对过氧化氢的耐性或强化微生物本来具有的对过氧化氢的耐性。 

即，本发明是涉及以下发明。 

1）一种赋予过氧化氢耐性的基因，其编码选自以下的（a）～（c）中的蛋白质：