BG64911B1 - Streptomyces avermitilis gene directing the ratio of b2:b1 avermectins - Google Patents

Streptomyces avermitilis gene directing the ratio of b2:b1 avermectins Download PDF

Info

Publication number
BG64911B1
BG64911B1 BG104759A BG10475900A BG64911B1 BG 64911 B1 BG64911 B1 BG 64911B1 BG 104759 A BG104759 A BG 104759A BG 10475900 A BG10475900 A BG 10475900A BG 64911 B1 BG64911 B1 BG 64911B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
avec
avermitilis
cells
nucleotide sequence
polynucleotide molecule
Prior art date
Application number
BG104759A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG104759A (en
Inventor
Kim Stutzman-Engwall
Yoshihiro Katoh
Hamish Mcarthur
Original Assignee
Pfizer Products Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pfizer Products Inc. filed Critical Pfizer Products Inc.
Publication of BG104759A publication Critical patent/BG104759A/en
Publication of BG64911B1 publication Critical patent/BG64911B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/44Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides
    • C12P19/60Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides having an oxygen of the saccharide radical directly bound to a non-saccharide heterocyclic ring or a condensed ring system containing a non-saccharide heterocyclic ring, e.g. coumermycin, novobiocin
    • C12P19/62Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides having an oxygen of the saccharide radical directly bound to a non-saccharide heterocyclic ring or a condensed ring system containing a non-saccharide heterocyclic ring, e.g. coumermycin, novobiocin the hetero ring having eight or more ring members and only oxygen as ring hetero atoms, e.g. erythromycin, spiramycin, nystatin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/74Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora
    • C12N15/76Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora for Actinomyces; for Streptomyces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/88Lyases (4.)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/18Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing at least two hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system, e.g. rifamycin
    • C12P17/181Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring heteroatoms in the condensed system, e.g. Salinomycin, Septamycin

Abstract

The present invention relates to polynucleotide molecules comprising nucleotide sequences encoding an aveC gene product, which polynucleotide molecules can be used to alter the ratio or amount of class 2:1 avermectins produced in fermentation cultures of S. avermitilis. The present invention further relates to vectors, host cells, and mutant strains of S. avermitilis in which the aveC gene has been inactivated, or mutated so as to change the ratio or amount of class 2:1 avermectins produced.

Description

Настоящото изобретение се отнася до състави и методи за продуциране на авермектини, и най-вече се отнася до областта на здравеопазването на животните. По-специално, настоящото изобретение се отнася до полинуклеотидни молекули, включващи нуклеотидни последователности, кодиращи aveC генен продукт, който може да се използва за модулиране на съотношението на клас 2:1 авермектини, продуцирани чрез ферментационен процес на култури от Streptomyces avermitilis, и до състави и методи за скриниране на подобни полинуклеотидни молекули. Настоящото изобретение се отнася също така, до вектори, трансформирани клетки гостоприемници, и до нови мутантни щамове на S. avermitilis, в които aveC генът е мутирал, така че да модулира съотношението на продуцираните клас 2:1 авермектини.The present invention relates to compositions and methods for the production of avermectins, and in particular to the field of animal health. In particular, the present invention relates to polynucleotide molecules comprising nucleotide sequences encoding an aveC gene product that can be used to modulate the ratio of class 2: 1 avermectins produced by the fermentation process of cultures of Streptomyces avermitilis, and to compositions and methods for screening such polynucleotide molecules. The present invention also relates to vectors, transformed host cells, and novel S. avermitilis mutant strains in which the aveC gene has mutated to modulate the ratio of the produced 2: 1 avermectins.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

АвермектиниAvermectins

Видовете Streptomyces продуцират широко разнообразие от вторични метаболити, включително авермектини, което включва серия от осем свързани 16-членни макроциклени лактони, притежаващи силна противохелминтна и инсектицидна активност. Осемте отделни, но тясно свързани съединения се отбелязват като Ala, Alb, А2а, A2b,Bia,Bib,В2аиВ2Ь. Съединенията от серия “а” се отнасят до естествения авермектин, където заместителят при С25 позицията е (S)-sec-6ynui, а “Ь” серията се отнася до тези съединения, при които заместителят при С25 позицията е изопропил. Означенията “А” и “В” се отнасят до авермектини, при които заместителят при С25 позицията е метокси и хидрокси, съответно. Номерът “1” съответства на авермектини, при които присъства двойна връзка при позиция С22,23, а номерът “2” се отнася до авермектини, притежаващи водород при позиция С22 и хидроксилна група при позиция С23. Сред свързаните авермектини, В1 тип авермектин се раз познава като притежаващ най-ефективно антипаразитно и пестицидно действие, и следователно е търговски най-предпочитания авермектин.Streptomyces species produce a wide variety of secondary metabolites, including avermectins, which includes a series of eight coupled 16-membered macrocyclic lactones possessing strong anthelmintic and insecticidal activity. The eight separate but closely related compounds are denoted as Ala, Alb, A2a, A2b, Bia, Bib, B2aB2b. The compounds of series "a" refer to natural avermectin, where the substituent at the C25 position is (S) -sec-6ynui, and the "b" series refers to those compounds where the substituent at the C25 position is isopropyl. The terms "A" and "B" refer to avermectins in which the substituent at the C25 position is methoxy and hydroxy, respectively. The number "1" corresponds to avermectins having a double bond at position C22,23, and the number "2" refers to avermectins having hydrogen at position C22 and a hydroxyl group at position C23. Among the associated avermectins, the B1 type avermectin is widely known to have the most effective antiparasitic and pesticidal action, and is therefore the most commercially available avermectin.

Авермектините и тяхното продуциране чрез аеробна ферментация на щамове от S. avermitilis се описва в US 4,310,519 и US 4,429,042. Твърди се, че биосентезата на естествени авермектини се инициира ендогенно от СоА тиоестерни аналози на изобутировата киселина и S-(+)-2-Meтил бутировата киселина.Avermectins and their production by aerobic fermentation of S. avermitilis strains are described in US 4,310,519 and US 4,429,042. It is claimed that the biosynthesis of natural avermectins is initiated endogenously by the CoA thioester analogues of isobutyric acid and S - (+) - 2-methyl butyric acid.

Комбинация от двете, подобрение на щама чрез случаен мутаганез и използване на екзогенно доставени мастни киселини е довело до ефикасното производство на аналози на авермектин. Мутанти на S. avermitilis, на които липсва 2-оксо кисела дехидрогеназа с разклонена верига (мутанти с bkd недостатъчност) могат да продуцират авермектини единствено когато в процеса на ферментацията се добавят мастни киселини. Скринирането и изолирането на мутанти с дефицит на активност на 2-оксо кисела дехидрогеназа с разклонена верига (например, S. avermitilis АТСС 53567) са описани в ЕР 276103. Ферментацията на такива мутанти в присъствие на екзогенно доставени мастни киселини води до продуциране единствено на четирите авермектина, съответстващи на използваните мастни киселини. Следователно, подхранването на ферментацията на S. avermitilis (АТСС 53567) с S(+)-2-метилбутирова киселина води до продуциране на естествените авермектини Ala, А2а, Bl а и В2а; добавянето към ферментацията на изобутирова киселина води до продуциране на естествени авермектини Alb, A2b, В1 а и В2Ь; а добавянето към ферментациите на циклопентанкарбоксилна киселина води до продуцирането на четирите нови цикропентилавермектини А1, А2, В1 иВ2.A combination of the two, improvement of the strain by random mutagenesis and use of exogenously delivered fatty acids led to efficient production of avermectin analogues. S. avermitilis mutants lacking branched-chain 2-oxo acid dehydrogenase (mutants with bkd deficiency) can only produce avermectins when fatty acids are added to the fermentation process. The screening and isolation of branched-chain 2-oxo acid dehydrogenase deficient mutants (e.g., S. avermitilis ATCC 53567) are described in EP 276103. Fermentation of such mutants in the presence of exogenously delivered fatty acids results in the production of only four avermectin corresponding to the fatty acids used. Therefore, feeding the fermentation of S. avermitilis (ATCC 53567) with S (+) - 2-methylbutyric acid results in the production of the natural avermectins Ala, A2a, B1a and B2a; the addition of isobutyric acid to the fermentation results in the production of natural avermectins Alb, A2b, B1a and B2b; and the addition of cyclopentanecarboxylic acid to the fermentations results in the production of four new cyclopentyl avermectins A1, A2, B1 and B2.

При добавяне на други мастни киселини се продуцират нови авермектини. Чрез скриниране на над 80 потенциални предшественика са идентифицирани над 60 други нови авермектини (виж например Dutton et al., 1991, J. Antibiot. 44: 357-36/; и Banks et al., 1994, Roy. Soc. Chem. 147:16-26). Освен това, мутантите на S. avermitilis c дефицитна 5-О-метилтрансферазна активност основно продуцират единствено В аналог авермектини. Следователно, мутантите на S. avermitilis, при които липсват и двете, активност на 2-оксо кисела дехидрогеназа и 5-О-метилтрансферазна активност, продуцират единствено В авермектини, съответстващи на използваната мастна киселина за добавка към ферментацията. Така, подхранването на такива двойни мутанти с S-(+)2-метил бутирова киселина води до продуциране единствено на естествените авермектини В1 а и В2а, докато добавянето на изобутирова киселина или на циклопентанкарбоксилна киселина води до продуциране на естествени авермектини В lb и В2Ь или на новите циклопентил В1 и В2 авермектини, съответно. Прибавянето към двойно мутантния щам на циклохексан карбоксилна киселина е предпочитан метод за продуциране на важния за търговията нов авермектин, циклохексилавермектин Bl (doramectin). Изолирането и охарактеризирането на такива двойни мутанти, например S. avermitilis (АТСС 53692) е описано в ЕР 276103.New avermectins are produced when other fatty acids are added. By screening over 80 potential precursors, over 60 other new avermectins have been identified (see, for example, Dutton et al., 1991, J. Antibiot. 44: 357-36 /; and Banks et al., 1994, Roy. Soc. Chem. 147 : 16-26). In addition, S. avermitilis mutants with deficient 5-O-methyltransferase activity mainly produce only the avermectins analogue. Therefore, S. avermitilis mutants, which lack both, 2-oxo acid dehydrogenase activity and 5-O-methyltransferase activity, only produce B avermectins corresponding to the fatty acid used to supplement the fermentation. Thus, feeding these double mutants with S - (+) 2-methyl butyric acid results in the production of only natural avermectins B1 a and B2a, while the addition of isobutyric acid or cyclopentanecarboxylic acid leads to the production of natural avermectins B1b and B2b or of the new cyclopentyl B1 and B2 avermectins, respectively. The addition to the double mutant strain of cyclohexane carboxylic acid is the preferred method of producing the commercially important new avermectin, cyclohexylvermectin Bl (doramectin). The isolation and characterization of such double mutants, for example S. avermitilis (ATCC 53692), is described in EP 276103.

Гени, включени в биосентезата на авермектинGenes involved in avermectin biosynthesis

При много случаи, гени включени в продуцирането на вторични метаболити и гени, кодиращи определен антибиотик са открити пакетирани (clustered) заедно върху хромозомата. Такъв е случая при, например, поликетид синтетазния ген (PKS) от Streptomyces (виж Hopwood and Sherman, 1990, Ann. Rev. Genet. 24:37-66). Така една стратегия за клониране на гени по биосинтетичен път е била да се изолира ген за резистентност на лекарства и след това да се тестват прилежащите области на хромозомата за други гени, свързани с биосинтезата на този определен антибиотик. Друга стратегия за клониране на гени, включена в биосинтезата на важни метаболити е била комплементацията на мутанти. Например, участъци от ДНК библиотека от организъм способен да продуцира определен метаболит са въведени в непродуциращ мутант и трансформантите са скринирани за продукция на метаболита. Според това, хибридизирането на библиотека при използване на проби произлезли от други видове Streptomyces са използвани за идентифициране и клониране на гени в биосинтетичните пътища.In many cases, genes involved in the production of secondary metabolites and genes encoding a particular antibiotic have been found clustered together on the chromosome. This is the case for, for example, the polyketide synthetase gene (PKS) of Streptomyces (see Hopwood and Sherman, 1990, Ann. Rev. Genet. 24: 37-66). Thus, a strategy for cloning genes by the biosynthetic pathway was to isolate a drug resistance gene and then test the adjacent chromosome regions for other genes related to the biosynthesis of this particular antibiotic. Another strategy for cloning genes involved in biosynthesis of important metabolites has been complementation of mutants. For example, portions of a DNA library of an organism capable of producing a particular metabolite are introduced into a non-producing mutant and transformants are screened for metabolite production. According to this, library hybridization using samples derived from other Streptomyces species has been used to identify and clone genes in biosynthetic pathways.

Гените, включени в биосинтезата на авермектин (ave гените), подобно на гените, необходими за биосинтезата на други вторични метаболити от Streptomyces (например, PKS) са открити пакетирани върху хромозомата. Голям брой гени успешно са били клонирани при из ползване на вектори да комплементират мутанти на S. avermitilis блокирани в биосинтезата на авермектин. Клонирането на такива гени е описано в US 5,252,474. Освен това, Ikeda et al., 1995, J. Antibiot. 48:582-534, описва локализацията на хромозомалната област, включваща С22,23 етапа на дехидратиране (aveC) към 4,82 kb BamHI фрагмент на S. avermitilis, така както и мутации в aveC гена, които водят до продуциране на една единствена съставка на В2а продусера. Тъй като ивермекгинът, силно антихелминтно съединение, може да се продуцира химически от авермектин В2а, такъв еднокомпонентен продусер на авермектин В2а се разглежда като изключително полезно за търговско производство на ивермекгин.The genes involved in the biosynthesis of avermectin (ave genes), similar to the genes required for the biosynthesis of other secondary metabolites of Streptomyces (eg, PKS) were found packed on the chromosome. A large number of genes have been successfully cloned using vectors to complement S. avermitilis mutants blocked in avermectin biosynthesis. The cloning of such genes is described in US 5,252,474. In addition, Ikeda et al., 1995, J. Antibiot. 48: 582-534, describes the localization of a chromosomal region including C22,23 dehydration steps (aveC) to a 4.82 kb BamHI fragment of S. avermitilis, as well as mutations in the aveC gene that lead to the production of a single ingredient of the B2a producer. Because ivermectin, a strong anthelmintic compound, can be chemically produced by avermectin B2a, such a one-component producer of avermectin B2a is considered extremely useful for the commercial production of ivermectin.

Идентифицирането на мутации в aveC гена, които опростяват сложността на продуциране на авермектин, като например, мутации, които намаляват съотношението на В2:В 1 авермектини, биха улеснили производството и пречистването на търговско значимите авермектини.Identifying mutations in the aveC gene that simplify the complexity of avermectin production, such as mutations that reduce the B2: B1 ratio of avermectins, would facilitate the production and purification of commercially available avermectins.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящото изобретение предоставя изолирана полинуклеотидна молекула, включваща пълната aveC ORF на S. avermitilis или негов съществен участък, чиято изолирана полинуклеотидна молекула е с липса на следващата пълна ORF, която е локализирана в посока downstream от aveC ORF in situ в хромозомата на S. avermitilis. Изолираната полинуклеотидна молекула на настоящото изобретение, за предпочитане включва нуклеотидна последователност, която е същата като aveC или е същата като нуклеотидната последователност на aveC ORF от фигура 1 (SEQ ID N0:1) или негова съществена част.The present invention provides an isolated polynucleotide molecule comprising the complete aveC ORF of S. avermitilis or a substantial portion thereof, the isolated polynucleotide molecule lacking the next complete ORF that is downstream of the aveC ORF in situ in the chromosome of S. avermitilis. The isolated polynucleotide molecule of the present invention preferably includes a nucleotide sequence that is the same as aveC or is the same as the nucleotide sequence of the aveC ORF of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or a substantial portion thereof.

Настоящото изобретение предоставя също така полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност, която е хомоложна на продукт-кодиращата последователност на aveC гена на S. avermitilis на плазмид pSE 186 (АТСС 209604), или на нуклеотидната последователност на aveC ORF представена на фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или на нейна съществена част.The present invention also provides a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence that is homologous to the product-coding sequence of the S. avermitilis aveC gene of plasmid pSE 186 (ATCC 209604), or to the aveC ORF nucleotide sequence shown in Figure 1 (SEQ (ID) NO: 1) or a substantial part thereof.

Настоящото изобретение предоставя също полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност, която кодира полипептид, притежаващ аминокиселинна последовател3 ност, която е хомоложна на аминокиселинната последователност на продукт-кодиращата последователност на aveC гена на S. avermitilis на плазмид pSE 186 (АТСС 209604), или на аминокиселинната последователност от фигура 1 (SEQ ID NO: 2) или на нейна съществена част.The present invention also provides a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence that encodes a polypeptide having an amino acid sequence that is homologous to the amino acid sequence of the product-coding sequence of the aveC gene of S. avermitilis of plasmid CCSE 186 or plasmid BCSE 186 the sequence of Figure 1 (SEQ ID NO: 2) or a substantial portion thereof.

Настоящото изобретение предоставя също така, изолирана полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност, кодираща генен продукт на aveC хомолог. В един предпочитан вариант за изпълнение, на настоящото изобретение, изолираната полинуклеотидна молекула включва нуклеотидна последователност, кодираща генен продукт на aveC хомолог от S. hygroscopicus, който хомоложен генен продукт включва аминокиселинната последователност на (SEQ ID N0:4) или на нейна съществена част. В един предпочитан вариант за изпълнение, изолираната полинуклеотидна молекула от настоящото изобретение, която кодира продукта на хомоложния aveC ген на S. hygroscopicus включва нуклеотидната последователност от SEQ ID N0:3 или нейна съществена част.The present invention also provides an isolated polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding an aveC homolog gene product. In a preferred embodiment of the present invention, the isolated polynucleotide molecule comprises a nucleotide sequence encoding a gene product of an aveC homolog of S. hygroscopicus, which homologous gene product includes the amino acid sequence of (SEQ ID NO: 4) or a substantial portion thereof. In a preferred embodiment, the isolated polynucleotide molecule of the present invention that encodes the product of the homologous aveC gene of S. hygroscopicus includes the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or a substantial portion thereof.

Настоящото изобретение предоставя също полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност, която е хомоложна на нуклеотидната последователност от SEQ ID N0: 3 на S. hygroscopicus. Настоящото изобретение предоставя освен това, и полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност, която кодира полипептид, който е хомоложен на генния продукт на гена на aveC хомолога на S. hygroscopicus, притежаващ аминокиселинната последователност от SEQ ID N0: 4.The present invention also provides a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence that is homologous to the nucleotide sequence of S. hygroscopicus SEQ ID NO: 3. The present invention also provides a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence that encodes a polypeptide that is homologous to the gene product of the aveC gene of the S. hygroscopicus homologue having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4.

Настоящото изобретение предоставя освен това олигонуклеотиди, които хибридизират към полинуклеотидна молекула, която притежава нуклеотидната последователност от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или SEQ ID N0: 3, или към полинуклеотидна молекула, която притежава нуклеотидна последователност, която е комплементарна на нуклеотидната последователност от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или SEQ ID N0: 3.The present invention further provides oligonucleotides that hybridize to a polynucleotide molecule having the nucleotide sequence of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or SEQ ID NO: 3, or to a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence that is complementary to a nucleotide sequence of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or SEQ ID NO: 3.

Настоящото изобретение предоставя също така, рекомбинантни вектори за клониране и експресионни вектори, които се използват при клониране или при експресия на полинуклеотида на настоящото изобретение, включително полинуклеотидни молекули, включващи aveC ORF на S. avermitilis или ORF на aveC хомолог. При един неограничаващ вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя плазмид pSE186 (АТСС 209604), който включва пълна ORF на aveC гена на S. avermitilis. Настоящото изобретение предоставя също трансформирани клетки гостоприемници, включващи полинуклеотидна молекула или рекомбинантен вектор на изобретението, нови щамове или клетъчни линии произлезли от тях.The present invention also provides recombinant cloning vectors and expression vectors for use in the cloning or expression of the polynucleotide of the present invention, including polynucleotide molecules comprising the aveC ORF of S. avermitilis or the aveC homolog ORF. In a non-limiting embodiment, the present invention provides plasmid pSE186 (ATCC 209604) that includes the complete ORF of the aveC gene of S. avermitilis. The present invention also provides transformed host cells comprising a polynucleotide molecule or recombinant vector of the invention, new strains or cell lines derived therefrom.

Настоящото изобретение предоставя също така, рекомбинантно експресиран aveC генен продукт или генен продукт на aveC хомолог, или тяхна съществена част, която е пречистена по същество или изолирана, както и техни хомолози. Настоящото изобретение предоставя също така метод за продуциране на рекомбинантен aveC генен продукт, включващ култивиране на клетка гостоприемник, трансформирана с рекомбинантен експресионен вектор, като посоченият рекомбинантен експресионен вектор включва полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност кодираща aveC генен продукт, която полинуклеотидна молекула е в оперативна връзка с един или повече регулаторни елементи, които контролират експресията на полинуклеотидната молекула в клетката гостоприемник, при условия, водещи до продуциране на рекомбинантния aveC генен продукт или на генен продукт на aveC хомолог, и получаване от клетъчна култура на aveC генен продукт или на генен продукт на aveC хомолог.The present invention also provides a recombinantly expressed aveC gene product or gene product of an aveC homolog, or a substantial portion thereof, which is substantially purified or isolated, and homologues thereof. The present invention also provides a method of producing a recombinant aveC gene product comprising culturing a host cell transformed with a recombinant expression vector, said recombinant expression vector comprising a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence coding for a nucleotide sequence with one or more regulatory elements that control the expression of the polynucleotide molecule in the host cell at words resulting in the production of the recombinant aveC gene product or aveC homolog gene product and the cell culture of an aveC gene product or aveC homolog gene product.

Настоящото изобретение предоставя също така полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност, която иначе е същата като кодиращата последователност на aveC генния продукт на S. avermitilis на плазмид pSE (АТСС 209604) или като нуклеотидната последователност на aveC ORF на S. avermitilis, както е представена на фигура 1 (SEQ ID NO: 1), но която включва освен това една или повече мутации, така че клетките на S. avermitilis щам АТСС 53692, в който е инактивиран aveC алела от див тип, и който експресира полинуклеотидната молекула, включваща мутиралата нуклеотидна последователност продуцира друго съотношение или количество авермектини спрямо продуцираните от клетките на S. avermitilis щам АТСС 53692, които вместо това експресират единствено aveC алела от див тип. Съгласно настоящото изобретение, такива полинуклеотидни молекули могат да се използват за получаване на нови щамове S. avermitilis, които проявяват значима промяна в продуцирането на авермектин, при сравнение със същия щам, който вместо това експресира единствено aveC алела от див тип. При един предпочитан вариант за изпълнение, такива полинуклеотидни молекули се използват за получаване на щамове на S. avermitilis, които продуцират авермектини при намалено сътношение на клас 2:1 авермектини, в сравнение с тези от същия щам, които вместо това експресират единствено aveC алела от див тип. При един друг предпочитан вариант за изпълнение, такива полинуклеотидни молекули се използват за получаване на нови щамове S. avermitilis, които продуцират повишени нива на авермектини, в сравнение със същия щам, който вместо това експресира единствено aveC апела от див тип. В друг предпочитан вариант за изпълнение, се използват такива полинуклеотидни молекули за получаване на нови щамове на S. avermitilis, в които aveC генът е бил инактивиран.The present invention also provides a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence that is otherwise the same as the coding sequence of the aveC gene product of S. avermitilis on plasmid pSE (ATCC 209604) or as the nucleotide sequence of aveC ORF of S. avermitilis, as represented by S. avermitilis Figure 1 (SEQ ID NO: 1), but which further comprises one or more mutations such that S. avermitilis cells strain ATCC 53692 in which the wild-type aveC allele is inactivated and which expresses a polynucleotide molecule comprising the mutated nucleotide after it produces a different ratio or amount of avermectins than that produced by S. avermitilis cells, strain ATCC 53692, which instead expresses only the wild-type aveC allele. According to the present invention, such polynucleotide molecules can be used to produce novel S. avermitilis strains that exhibit a significant change in the production of avermectin, compared to the same strain that instead expresses only the wild-type aveC allele. In a preferred embodiment, such polynucleotide molecules are used to produce strains of S. avermitilis that produce avermectins at a reduced ratio of class 2: 1 avermectins, compared to those of the same strain, which instead express only the aveC allele of wild type. In another preferred embodiment, such polynucleotide molecules are used to produce new strains of S. avermitilis that produce increased levels of avermectins, compared to the same strain that instead expresses only wild-type aveC appeals. In another preferred embodiment, such polynucleotide molecules are used to produce new strains of S. avermitilis in which the aveC gene has been inactivated.

Настоящото изобретение предоставя методи за идентифицираме на мутации на aveC ORF на S. avermitilis, способни да променят съотношението и/или количеството на продуцирания авермектин. В един предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя метод за идентифициране на мутации на aveC ORF, способни да променят съотношението на клас 2:1 на продуцираните авермектини, включващ: (а) определяне на съотношението на клас 2:1 на авермектини продуцирани от клетки от щам на S. avermitilis, в които е инактивиран нативния aveC алел, и в които е въведена и се експресира полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност кодираща мутирал aveC генен продукт; (Ь) определяне на съотношението на клас 2:1 на продуцирани авермектини от клетки на същия щам S. avermitilis, както в етап (а), но които вместо това експресират единствено aveC алел, притежаващ нуклеотидна последователност на ORF от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или нуклеотидна последователност, която е хомоложна на нея; и (с) сравняване на съотношението на клас 2:1 на авермектини продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап (а) със съотношението на клас 2:1 на авермектини продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап (Ь); така че ако клас 2:1 съотношението на продуцираните авермектини от клетките на S. avermitilis от етап (а) е различно от съотношението на клас 2:1 авермектини продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап (Ь), тогава се идентифицира мутация на aveC ORF, способна да промени съотношението на клас 2:1 авермектини. При един предпочитан вариант за изпълнение на изобретението, клас 2:1 съотношението на авермектини се редуцира от мутацията.The present invention provides methods for identifying aveC ORF mutations of S. avermitilis capable of altering the ratio and / or amount of avermectin produced. In a preferred embodiment, the present invention provides a method for identifying aveC ORF mutations capable of altering the class 2: 1 ratio of produced avermectins, including: (a) determining the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells from a strain of S. avermitilis in which the native aveC allele is inactivated and in which a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding a mutated aveC gene product is introduced and expressed; (B) determining the class 2: 1 ratio of produced avermectins from cells of the same S. avermitilis strain as in step (a), but which instead express only the aveC allele having the ORF nucleotide sequence of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or a nucleotide sequence homologous thereto; and (c) comparing the class 2: 1 ratio of avermectins produced by S. avermitilis cells of step (a) with the class 2: 1 ratio of avermectins produced by S. avermitilis cells of step (b); so if the class 2: 1 ratio of avermectins produced by S. avermitilis cells from step (a) is different from the class 2: 1 ratio of avermectins produced by S. avermitilis cells from step (b), then a mutation of aveC ORF capable of altering the class 2: 1 ratio of avermectins. In a preferred embodiment of the invention, the class 2: 1 ratio of avermectins is reduced by the mutation.

При друг предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя метод за идентифициране на мутации на aveC ORF или генетични структури, включващи aveC ORF, способни да променят количеството на продуцирани авермектини, който включва: (а) определяне на количеството авермектини продуцирани от клетки от щам на S. avermitilis, в който е инактивиран нативния aveC алел, и в които е въведена и се експресира полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност кодираща мутирал aveC генен продукт или включващи генетични структури, съдържащи нуклеотидна последователност, съдържаща aveC генен продукт; (Ь) определяне количеството на продуцирани авермектини от клетки на същия щам S. avermitilis, както в етап (а), но които вместо това експресират единствено aveC алел, притежаващ нуклеотидната последователност на ORF от фигура 1 (SEQ ID N0:1) или нуклеотидна последователност, която е хомоложна на нея; и (с) сравняване на количеството на авермектини продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап (а) с количеството на авермектини продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап (Ь); така че количеството на продуцираните авермектини от клетките на S. avermitilis от етап (а) е различно от количеството авермектини продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап (Ь), тогава се идентифицира мутация на aveC ORF или генетична структура способна да промени количеството на авермектини. При един предпочитан вариант за изпълнение на изобретението, количеството на продуцирани авермектини се увеличава чрез мутацията.In another preferred embodiment, the present invention provides a method for identifying mutations of aveC ORFs or genetic structures including aveC ORFs capable of altering the amount of avermectins produced, which includes: (a) determining the amount of avermectins produced by cells from a strain of S. avermitilis, in which the native aveC allele is inactivated and in which a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding a mutated aveC gene product or incorporating genetic structures is introduced and expressed, contains a nucleotide sequence comprising an aveC gene product; (B) determining the amount of avermectins produced from cells of the same S. avermitilis strain as in step (a) but which instead express only the aveC allele having the nucleotide sequence of the ORF of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or nucleotide a sequence that is homologous to it; and (c) comparing the amount of avermectins produced by S. avermitilis cells from step (a) with the amount of avermectins produced by S. avermitilis cells from step (b); so that the amount of avermectins produced by S. avermitilis cells from step (a) is different from the amount of avermectins produced by S. avermitilis cells from step (b), then a mutation of aveC ORF or genetic structure capable of altering the amount of avermectins. In a preferred embodiment of the invention, the amount of avermectins produced is increased by mutation.

Настоящото изобретение предоставя освен това рекомбинантни вектори, които се използват за получаване на нови щамове S. avermitilis, притежаващи променена продукция на авермектин. Например, настоящото изобретение предоставя вектори, които могат да се използват като ми шени на която и да е от полинуклеотидните молекули, включващи мутиралите нуклеотидни последователности на настоящото изобретение, към сайта на aveC гена на хромозомата на S. avermitilis или за инсериране или за замяна на aveC ORF или на негова част с хомоложно рекомбиниране. Съгласно настоящото изобретение, въпреки това, полинуклеотидната молекула, включваща мутирала нуклеотидна последователност на настоящото изобретение, предоставено в настоящото, може също така да функционира за модулиране на биосинтезата на авермектин, когато се инсерира в хромозомата на S. avermitilis в сайт различен от този за aveC гена, или когато се поддържа епизомално в клетките на S. avermitilis. Така, настоящото изобретение предоставя също така, вектори, включващи полинуклеотидна молекула, съдържаща мутирала нуклеотидна последователност от настоящото изобретение, които вектори могат да се използват за инсериране на полинуклеотидната молекула в сайт на хромозомата на S. avermitilis, различен от сайта на aveC гена, или за да се поддържа епизомално. В един предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя вектори за заместване на гени, които могат да се използват за инсериране на мутирал aveC алел в хромозомата на S. avermitilis, за получаване на нов щам клетки, които продуцират авермектини в намалено съотношение на класа 2:1, в сравнение с клетките от същия щам, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип.The present invention further provides recombinant vectors that are used to produce new S. avermitilis strains having altered avermectin production. For example, the present invention provides vectors that can be used to target any of the polynucleotide molecules, including the mutated nucleotide sequences of the present invention, to the aveC gene site of the S. avermitilis chromosome or to insert or replace aveC ORF or homologous recombination portion thereof. According to the present invention, however, a polynucleotide molecule comprising the mutated nucleotide sequence of the present invention provided herein may also function to modulate avermectin biosynthesis when inserted into the S. avermitilis chromosome at a site other than that of aveC gene, or when maintained episomally in S. avermitilis cells. Thus, the present invention also provides vectors comprising a polynucleotide molecule comprising a mutated nucleotide sequence of the present invention, which vectors can be used to insert the polynucleotide molecule into a site of the S. avermitilis chromosome other than the aveC gene site, or to keep it episomal. In a preferred embodiment, the present invention provides gene replacement vectors that can be used to insert a mutated aveC allele into the S. avermitilis chromosome to produce a new strain of cells that produce class 2 reduced avermectins. : 1, compared to cells from the same strain that instead express only the wild-type aveC allele.

Настоящото изобретение предоставя също така методи за получаване на нови щамове на S. avermitilis, включващи клетки, които експресират мутирал aveC алел, и които продуцират променено съотношение и/или количества авермектини, в сравнение с клетки от същия щам S. avermitilis, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип. В един предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя метод за получаване на нови щамове на S. avermitilis, включващи клетки, които експресират мутирал aveC алел, и които продуцират променено съотношение на клас 2:1 авермектини, в сравнение със същия щам S. avermitilis, който вместо това експресира единствено aveC алел от див тип, включващи трансформиране на клетки от щам на S. avermitilis с вектор пренасящ мутирал aveC алел, който кодира генен продукт, който променя съотношението на клас 2:1 авермектини, продуцирани от клетки от щам на S. avermitilis, който експресира мутиралия алел, в сравнение с клетки от същия щам, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип, и селекциониране на трансформирани клетки, които продуцират авермектини при едно променено съотношение на клас 2:1 авермектини в сравнение със съотношение на клас 2:1 продуцирано от клетки от щама, който вместо това експресира aveC алел от див тип. В един предпочитан вариант за изпълнение на изобретението, съотношението на клас 2:1 продуцирани авермектини се намалява в клетки на новия щам.The present invention also provides methods for producing new strains of S. avermitilis, including cells that express the mutated aveC allele, and which produce altered ratios and / or amounts of avermectins, compared to cells from the same S. avermitilis strain, which instead only express the wild-type aveC allele. In a preferred embodiment, the present invention provides a method for producing new strains of S. avermitilis, including cells that express a mutated aveC allele, and which produce a modified class 2: 1 ratio of avermectins compared to the same strain of S. avermitilis , which instead expresses only a wild-type aveC allele involving transformation of S. avermitilis strain cells with a vector-carrying mutated aveC allele that encodes a gene product that changes the class 2: 1 ratio of avermectins produced by S. avermitilis, co it expresses the mutated allele, compared to cells of the same strain that instead express only the wild-type aveC allele, and selection of transformed cells that produce avermectins at an altered class 2: 1 ratio of avermectins compared to the class 2 ratio : 1 produced by cells from a strain that instead expresses aveC wild-type allele. In a preferred embodiment of the invention, the ratio of class 2: 1 produced avermectins is reduced in cells of the new strain.

В друг предпочитан вариант на изпълнение, настоящото изобретение предоставя метод за получаване на нови щамове на S. avermitilis, включващи клетки, които продуцират променени количества авермектин, включващи трансформиране на клетки от щам S. avermitilis с вектор, който пренася мутирал aveC алел или генетична структура, включваща aveC алел, експресията на който води до променено количество на авермектини продуцирани от клетки от щам на S. avermitilis, които експресират мутиралия aveC алел или генетична структура, при сравнение с клетки от същия щам, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип, и селекциониране на трансформирани клетки, които продуцират авермектини при променено количество, при сравнение с количеството авермектини продуцирани от клетки от щам, който вместо това експресира единствено aveC алел от див тип. При един предпочитан вариант за изпълнение на изобретението, количеството продуцирани авермектини нараства при клетки от новия щам.In another preferred embodiment, the present invention provides a method for producing new strains of S. avermitilis, including cells that produce altered amounts of avermectin, including transforming cells from a strain of S. avermitilis with a vector that carries a mutated aveC allele or genetic structure , comprising the aveC allele, the expression of which results in an altered amount of avermectins produced by cells from a strain of S. avermitilis that express the mutated aveC allele or genetic structure, compared to cells from the same strain that instead of ca express only an aveC allele from the wild type, and selecting transformed cells that produce avermectins in an altered amount compared to the amount of avermectins produced by cells of the strain that instead express only an aveC allele from the wild type. In a preferred embodiment of the invention, the amount of avermectins produced is increased in cells from the new strain.

При един друг предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя метод за получаване на нови щамове от S. avermitilis, клетките на които включват инактивиран aveC алел, включващ трансформиране на клетки от щам на S. avermitilis, които експресират aveC алел от див тип с вектор, който инактивира aveC алела, и селекциониране на трансформираните клетки, в които е бил инактивиран aveC алела.In another preferred embodiment, the present invention provides a method for producing new strains of S. avermitilis, the cells of which include an inactivated aveC allele involving the transformation of cells of a strain of S. avermitilis that express the wild-type aveC allele with a vector , which inactivates the aveC allele, and selects the transformed cells in which the aveC allele has been inactivated.

Настоящото изобретение предоставя също така нови щамове от S. avermitilis, включващи клетки, които са били трансформирани с която и да е от полинуклеотидните молекули или вектори, включващи мутирала нуклеотидна последователност от настоящото изобретение. При един предпочитан вариант на изпълнение, настоящото изобретение предоставя щамове на S. avermitilis, включващи клетки, които експресират мутирал aveC алел вместо, или в допълнение на aveC алела от див тип, като клетките на новия щам продуцират авермектини при едно променено съотношение на клас 2:1 в сравнение с клетки от същия щам, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип. При един по-предпочитан вариант за изпълнение на изобретението клетките от новия щам продуцират авермектин в намалено съотношение на клас 2:1 в сравнение с клетки от същия щам, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип. Такива нови щамове са полезни при продуцирането в големи мащаби на подходящите за търговската мрежа авермектини и дорамектин.The present invention also provides novel strains of S. avermitilis comprising cells that have been transformed with any of the polynucleotide molecules or vectors comprising the mutated nucleotide sequence of the present invention. In a preferred embodiment, the present invention provides strains of S. avermitilis comprising cells that express a mutated aveC allele instead of, or in addition to, a wild-type aveC allele, with the cells of the new strain producing avermectins at a modified class 2 ratio : 1 compared to cells from the same strain that instead express only the wild-type aveC allele. In a more preferred embodiment of the invention, cells from the new strain produce avermectin in a reduced class 2: 1 ratio compared to cells from the same strain, which instead express only the wild-type aveC allele. Such new strains are useful in the large-scale production of commercially available avermectins and doramectin.

При един друг предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя нови щамове на S. avermitilis, включващи клетки, които експресират мутирал aveC алел или генетична структура, включваща aveC алел, вместо или в допълнение на aveC алел от див тип, което води до продуциране от клетките на променено количество на авермектини, в сравнение с количеството авермектини продуцирани от клетки от същия щам, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип. В предпочитания вариант за изпълнение, новите клетки продуцират повишено количество на авермектини.In another preferred embodiment, the present invention provides novel strains of S. avermitilis, including cells that express a mutated aveC allele or genetic structure including the aveC allele, instead of or in addition to a wild-type aveC allele that results in the production of cells with altered avermectins, compared to the amount of avermectins produced by cells of the same strain, which instead express only the wild-type aveC allele. In a preferred embodiment, the new cells produce an increased amount of avermectins.

При един друг предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя нови щамове на S. avermitilis, включващи клетки, в които aveC генът е бил инактивиран. Такива щамове са полезни както за различните спектри авермектини, които те продуцират, в сравнение с щама от див тип, така и за комплементарното скрининг изследване, както се описва в настоящото, за да се определи дали целенасоченият или случайният мутагенез на aveC гена засяга продуцирането на авермектин.In another preferred embodiment, the present invention provides novel strains of S. avermitilis, including cells in which the aveC gene has been inactivated. Such strains are useful for both the different avermectin spectra they produce, compared with the wild-type strain, and for the complementary screening assay described herein to determine whether targeted or incidental mutagenesis of the aveC gene affects the production of the aveC gene. avermectin.

Настоящото изобретение предоставя, освен това, метод за получаване на авермектини, включващ култивиране на клетки от щам на S. avermitilis, които клетки експресират мутирал aveC алел, който кодира генен продукт, който променя съотношението на клас 2:1 авермектини, продуцирани от клетки на S. avermitilis, експресиращи мутиралия aveC алел, в сравнение с клетки на същия щам, които не експресират мутиралия aveC алел, а вместо това експресират единствено aveC алел от див тип, в културална среда при условия, позволяващи или индуциращи продуцирането на авермектини от него, и получаване на авермектини от културата. В един предпочитан вариант за изпълнение на изобретението се намалява съотношението на клас 2:1 авермектини продуцирани от клетки експресиращи мутацията. Методът предоставя повишена ефикасност при продуцирането на авермектини с търговска стойност, като дорамектин.The present invention further provides a method of producing avermectins comprising culturing cells from a strain of S. avermitilis, which cells express a mutated aveC allele that encodes a gene product that alters the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of S. avermitilis expressing the mutated aveC allele compared to cells of the same strain that do not express the mutated aveC allele but instead express only the wild-type aveC allele in a culture medium under conditions that allow or induce the production of avermectins by not oh, and getting avermectins from the culture. In a preferred embodiment of the invention, the ratio of class 2: 1 avermectins produced by cells expressing the mutation is reduced. The method provides increased efficacy in the production of commercially available avermectins, such as doramectin.

Настоящото изобретение предоставя освен това, метод за получаване на авермектини, който включва култивиране на клетки от щам на S. avermitilis, които клетки експресират мутирал aveC алел или генетична структура, включваща aveC алел, който води до продуциране на променено количество авермектини, продуцирани от клетки на щам S. avermitilis, експресиращи мутиралия aveC алел или генетична структура, в сравнение с клетки на същия щам, които не експресират мутиралия aveC алел или генетична структура, а вместо това експресират единствено aveC алел от див тип, в културална среда, при условия, които позволяват или индуцират продуцирането на авермектини от тях, и получаване на посочените авермектини от културата. При един предпочитан вариант за изпълнение на изобретението се повишава количеството на авермектини продуцирани от клетките експресиращи мутацията или генетичната структура.The present invention further provides a method for producing avermectins, which involves culturing cells from a strain of S. avermitilis, which cells express a mutated aveC allele or a genetic structure including the aveC allele, which results in the production of a changed amount of avermectins produced by cells of S. avermitilis strain expressing the mutated aveC allele or genetic structure, compared with cells of the same strain that do not express the mutated aveC allele or genetic structure, but instead express only the wild-type aveC allele in culture. under conditions that permit or induce the production of avermectins from them and the production of said avermectins from the culture. In a preferred embodiment, the amount of avermectins produced by cells expressing the mutation or genetic structure is increased.

Настоящото изобретение предоставя, освен това, нов състав на авермектини, редуциран от щам на S. avermitilis експресиращ мутирал aveC алел от настоящото изобретение, при който авермектините се продуцират при намалено съотношение на клас 2:1, при сравнение със съотношението на клас 2:1 на авермектини продуцирани от клетки на същия щам на S. avermitilis, който не експресира мутиралия aveC алел, а вместо това експресира единствено aveC алел от див тип. Новият състав на авермектини може да присъства под формата на продуциран във ферментационната културална среда или може да се извлече от нея и може да бъде частично или цялостно пречистен от средата.The present invention further provides a new composition of avermectins, reduced by a strain of S. avermitilis expressing the mutated aveC allele of the present invention, wherein the avermectins are produced at a reduced ratio of class 2: 1, in comparison with the ratio of class 2: 1 of avermectins produced by cells of the same strain of S. avermitilis, which does not express the mutated aveC allele but instead expresses only the wild-type aveC allele. The new composition of avermectins may be present in the form produced in the fermentation culture medium or may be derived from it and may be partially or completely purified from the medium.

Кратко описание на фигуритеShort description of the figures

Фигура 1. ДНК последователност (SEQ ID NO: 1), включваща aveC ORF на S. avermitilis и изведената аминокиселинна последователност (SEQ ID NO: 2).Figure 1. DNA sequence (SEQ ID NO: 1) comprising the aveC ORF of S. avermitilis and the deduced amino acid sequence (SEQ ID NO: 2).

Фигура 2. Плазмиден вектор pSEl 86 (АТСС 209604), включващ пълната ORF на aveC гена на S. avermitilis.Figure 2. Plasmid vector pSEl 86 (ATCC 209604) comprising the complete ORF of the aveC gene of S. avermitilis.

Фигура 3. Вектор pSE180 (АТСС 209605) за замяна на ген, включващ еппЕ гена на Sacc. erythraea в aveC ORF на S. avermitilis.Figure 3. Vector pSE180 (ATCC 209605) for replacement of a gene comprising the Sacc eppE gene. erythraea in the aveC ORF of S. avermitilis.

Фигура 4. BamHI рестрикционна карта на авермектин поликетид синтетазния генен клъстер на S. avermitilis с пет идентифицирани препокриващи се козмидни клонове (т.е. pSE65, pSE66, pSE67, pSE68, pSE69. Взаимосъотношението HapSE118HpSE119 също е посочено.Figure 4. BamHI restriction map of the avermectin polyketide synthetase gene cluster of S. avermitilis with five identified overlapping cosmid clones (i.e., pSE65, pSE66, pSE67, pSE68, pSE69. The relationship HapSE118HpSE119 is also indicated.

Фигура 5. ВЕТХ анализ на ферментационни продукти продуцирани от щамове S. avermitilis. Пикови количества се получават чрез сравнение на стандартни количества циклохексил В1. Времето за задържане на циклохексил В2 е 7,4-7,7 min; времето за задържане на циклохексил В1 е 11,9 - 12,3 min.Figure 5. HPLC analysis of fermentation products produced from S. avermitilis strains. Peak amounts are obtained by comparing standard amounts of cyclohexyl B1. The retention time of cyclohexyl B2 is 7.4-7.7 min; the retention time of cyclohexyl B1 is 11.9 - 12.3 min.

Фигура 5А. S. avermitilis щам SE180-11 с инактивирана aveC ORF.Figure 5A. S. avermitilis strain SE180-11 with aveC ORF inactivated.

Фигура 5В. S. avermitilis щам SE180-11 трансформиран с pSE186 (АТСС 209604).Figure 5B. S. avermitilis strain SE180-11 transformed with pSE186 (ATCC 209604).

Фигура 5С. S. avermitilis щам pSEl80-11 трансформиран с pSE187.Figure 5C. S. avermitilis strain pSEl80-11 transformed with pSE187.

Фигура 5D. S. avermitilis щам SE180-11 трансформиран с pSEI88.Figure 5D. S. avermitilis strain SE180-11 transformed with pSEI88.

Фигура 6. Сравнение на изведените аминокиселинни последователности кодиращи aveC ORF на S. avermitilis (SEQ ID NO: 2), aveC хомолог частична ORF на S. hygroscopicus (SEQ ID NO: 4). Валиновиятостатък c дебели букви е предполагаемия стартов сайт за протеина. Запазените остатъци са показани с главни букви за хомоложност във всичките три последователности, а в долните полета са букви за хомоложност в две от трите последователности. Аминокиселинните последователности имат приблизително 50% идентичност на последователностите.Figure 6. Comparison of derived amino acid sequences encoding the aveC ORF of S. avermitilis (SEQ ID NO: 2), the aveC homolog partial partial ORF of S. hygroscopicus (SEQ ID NO: 4). The bold valine residue is the putative protein start site. Reserved residues are shown in uppercase letters for homology in all three sequences, and in the lower margins are letters for homology in two of the three sequences. The amino acid sequences have approximately 50% sequence identity.

Фигура 7. Хибридна плазмидна структура, съдържаща 564 bp BsaAI/Kpnl сайт в aveC ORF на S. avermitilis.Figure 7. Hybrid plasmid structure containing 564 bp BsaAI / Kpnl site in the aveC ORF of S. avermitilis.

Подробно описание на изобретениетоDetailed description of the invention

Настоящото изобретение се отнася до идентифицирането и охарактеризирането на полинуклеотидни молекули, притежаващи нуклеотидни последователности кодиращи AveC генен продукт от Streptomyces avermitilis, конструирането на нови щамове от S. avermitilis, които могат да се използват за скриниране на мутирали AveC генни продукти за тяхното действие върху продукцията на авермектини, и до откритието, че някои мутирали AveC генни продукти могат да намаляват съотношението на В2: В1 авермектини продуцирани от S. avermitilis. Като пример, изобретението се описва в разделите по-долу, за полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност, която е същата като AveC продукт-кодиращата последователност на плазмид pSEl 86 (АТСС 209604} на S. avermitilis, или нуклеотидната последователност на ORF от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) и полинуклеотидни молекули, притежаващи мутирали нуклеотидни последователности, произлизащи от тях. Все пак, постановените принципи в настоящото изобретение могат аналогично да се приложат на други полинуклеотидни молекули, включително aveC хомоложни гени от видовете на Streptomyces, включително, например, S. hygroscopicus и S. griseochromogenes, измежду други.The present invention relates to the identification and characterization of polynucleotide molecules having nucleotide sequences encoding the AveC gene product of Streptomyces avermitilis, constructing new strains of S. avermitilis that can be used to screen for mutated AveC gene products avermectins, and to the discovery that some mutated AveC gene products may reduce the B2: B1 ratio of avermectins produced by S. avermitilis. As an example, the invention is described in the sections below for a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence that is the same as the AveC product-encoding sequence of plasmid pSEl 86 (ATCC 209604} of S. avermitilis, or the nucleotide sequence of ORF of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) and polynucleotide molecules having mutated nucleotide sequences derived therefrom, However, the principles of the present invention can be similarly applied to other polynucleotide molecules, including the aveC homologous genes of Streptomyces species, including, for example, S. hygroscopicus and S. griseochromogenes, among others.

Полинуклеотидни молекули кодиращи AveC генен продукт на S. avermitilisPolynucleotide molecules encoding the AveC gene product of S. avermitilis

Настоящото изобретение предоставя изолирани полинуклеотидни молекули, включващи пълната aveC ORF на S. avermitilis или негова съществена част, на която изолирана полинуклеотидна молекула й липсва следващата пълна ORF, която е разположена в посока downstream от aveC ORF in situ в хромозомата на S. avermitilis.The present invention provides isolated polynucleotide molecules comprising the complete aveC ORF of S. avermitilis or a substantial portion thereof, the isolated polynucleotide molecule missing the next complete ORF, which is located downstream of the aveC ORF in situ in the S. avermitilis chromosome.

Изолираната полинуклеотидна молекула на настоящото изобретение за предпочитане включва нуклеотидна последователност, която е същата като AveC генната продукт-кодираща последователност на S. avermitilis на плазмид pSE 186 (АТСС 209604) или която е същата като нуклеотидната последователност на ORF от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или нейна съществена част. Както се използва в настоящото, “съществена часτ’’ от една изолирана полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност кодиращата AveC генен продукт на S. avermitilis, означава изолирана полинуклеотидна молекула, включваща поне приблизително 70% от пълната ORF aveC последователност, показана на фигура 1 (SEQ ID N0:1), и която кодира функционално еквивалентен AveC генен продукт. В това съотношение, “функционално еквивалентен” AveC генен продукт се дефинира като генен продукт, който, когато се експресира в S. avermitilis щам АТСС 53692, в който нативния aveC алел е бил инактивиран, води до продуциране на същото по същество съотношение и количество на авермектини, като продуцираните от S. avermitilis щам АТСС 53692, който вместо това експресира единствено дивия тип функционален aveC алел нативен за S. avermitilis щам АТСС 53692.The isolated polynucleotide molecule of the present invention preferably includes a nucleotide sequence that is the same as the AveC gene product coding sequence of S. avermitilis of plasmid pSE 186 (ATCC 209604) or which is the same as the nucleotide sequence of ORF of Figure 1 (SEQ ID NO : 1) or a substantial part thereof. As used herein, "substantial hour" of an isolated polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding the AveC gene product of S. avermitilis means an isolated polynucleotide molecule comprising at least approximately 70% of the complete ORF aveC sequence shown in Figure 1 ( SEQ ID NO: 1), which encodes a functionally equivalent AveC gene product. In this ratio, a "functionally equivalent" AveC gene product is defined as a gene product that, when expressed in S. avermitilis strain ATCC 53692, in which the native aveC allele has been inactivated, produces the same substantially ratio and amount of avermectins, such as produced by S. avermitilis strain ATCC 53692, which instead expresses only the wild-type functional aveC allele native to S. avermitilis strain ATCC 53692.

Освен нуклеотидните последователности на aveC ORF, изолираната нуклеотидна молекула от настоящото изобретение може да включва също така, нуклеотидни последователности, които естествено ограничават aveC гена in situ в S. avermitilis, като тези граничещи нуклеотидни последователности показани на фигура 1 (SEQ ID N0:1).In addition to the nucleotide sequences of the aveC ORF, the isolated nucleotide molecule of the present invention may also include nucleotide sequences that naturally limit the aveC gene in situ in S. avermitilis, such borderline nucleotide sequences shown in Figure 1 (SEQ ID NO: 1) .

Както се използва в настоящото, “полинуклеотидна молекула”, “полинуклеотидна последователност”, “кодираща последователност”, “отворена рамка за разчитане”, и “ORF” се отнасят към двете, ДНК и РНК молекулите, които могат да са или едноверижни или двуверижни, и които могат да се транскрибират и транслират (ДНК), или да се транслират (РНК) в AveC генен продукт или, както е описано по-долу в хомолог на AveC генен продукт, или в полипептид, който е хомоложен на AveC генен продукт или на хомоложен AveC генен продукт в подходяща клетка гостоприемник, когато се постави под контрола на подходящи регулаторни елементи. Кодиращата последователност може да включва, но без да се ограничава до, прокариотни последователности, сДНК последователности, геномни ДНК последователности и химично синтезирани ДНК и РНК последователности.As used herein, "polynucleotide molecule", "polynucleotide sequence", "coding sequence", "open reading frame", and "ORF" refer to both DNA and RNA molecules, which may be either single stranded or double stranded , and which can be transcribed and translated (DNA) or translated (RNA) into an AveC gene product or, as described below, into an AveC gene product homologue, or into a polypeptide homologous to an AveC gene product or a homologous AveC gene product in a suitable host cell when o put under the control of appropriate regulatory elements. The coding sequence may include, but is not limited to, prokaryotic sequences, cDNA sequences, genomic DNA sequences, and chemically synthesized DNA and RNA sequences.

Нуклеотидната последователност показана на фигура 1 (SEQ ID N0:1) включва четири различни GTG кодона при Ьр позиции 42, 174, 177 и 180. Както е описано в раздел 9 по-долу, конструират се многобройни делеции на 5' областта на aveC ORF фигура 1 (SEQ ID N0:1), за да се подпомогне определянето кои от тези кодони биха могли да действат в aveC ORF като стартови сайтове за експресия на протеина. Деления в първия GTG сайт при Ьр 42 не премахва aveC активността. Допълнителна деления на всички GTG кодони заедно при Ьр позициите 174,177 и 180 отстранява AveC активността, което показва, че тази област е необходима за експресията на протеина. Настоящото изобретение обхваща, по този начин, различни дължини на aveC ORF, които първоначално инициират транслацията на който и да е от GTG сайтовете, локализирани при bp 174,177 и 180 Ьр, както е представено на фигура 1 (SEQ ID NO: 1) и съответните полипептиди за всеки.The nucleotide sequence shown in Figure 1 (SEQ ID NO: 1) includes four different GTG codons at the bp positions 42, 174, 177 and 180. As described in section 9 below, numerous deletions are constructed in the 5 'region of the aveC ORF Figure 1 (SEQ ID NO: 1) to aid in determining which of these codons could act in the aveC ORF as starting sites for protein expression. The divisions in the first GTG site at Lp 42 did not remove the aveC activity. Further division of all GTG codons together at the bp positions 174,177 and 180 eliminates AveC activity, indicating that this region is required for protein expression. The present invention thus encompasses different lengths of the aveC ORF that initially initiate translation of any of the GTG sites localized at bp 174,177 and 180 bp, as represented in Figure 1 (SEQ ID NO: 1) and the corresponding polypeptides for each.

Настоящото изобретение предоставя освен това, полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност хомоложна на AveC генен продукг-кодираща последователност на плазмид pSE186 (АТСС 209604) или на нуклеотидната последователнст на aveC ORF, представено на фигура 1 (SEQ ID N0:1) или на негова съществена част. Когато термина “хомоложен” се използва да се отнася до полинуклеотидна молекула, която е хомоложна на AveC генен продукг-кодираща последователност на S. avermitilis, тогава той означава полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност: (а) която кодира същия AveC генен продукт като AveC генен продукг-кодиращата последователност на S. avermitilis HapSE186 (АТСС 209604), или който кодира същия AveC генен продукт като нуклеотидната последователност на AveC ORF, представена на фигура 1 (SEQ ID N0:1), но която показва една или повече сайлънт промени на нуклеотидната последователност, в съответствие на разпада на генетичния код; или (б) която хибридизира към комплемента на полинуклеотидната молекула, притежаваща нуклеотидна последователност, която кодира аминокиселинната последователност, кодирана от AveC генен продукт-кодиращата последователност на плазмид pSE186 (АТСС 209604), или която кодира аминокиселинната последователност показана на фигура 1 (SEQ ID N0:2), при средно строги условия, т.е., хибридизиране към свързана-с-филтьр ДНК в 0,5 М NaHPO4, 7% натриев додецил сулфат (SDS), 1 mM EDTA при 65°С, и промиване в 0,2 х SSC/0,1% SDS при 42°С (виж Ausubel et al., (eds.), 1989, Current Protocols in Molecular Biology, Vol. I, Green Publishing Associates, Inc., and John Wiley & Sons, Inc., New York, at p.The present invention further provides a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence homologous to the AveC gene product-coding sequence of plasmid pSE186 (ATCC 209604) or to the aveC ORF nucleotide sequence represented in Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or SEQ ID NO thereof part. When the term "homologous" is used to refer to a polynucleotide molecule that is homologous to the AveC gene product encoding sequence of S. avermitilis, then it means a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence: (a) which encodes the same AveC gene product as AveC the gene product coding sequence of S. avermitilis HapSE186 (ATCC 209604), or which encodes the same AveC gene product as the nucleotide sequence of the AveC ORF presented in Figure 1 (SEQ ID NO: 1) but which shows one or more cilient changes in nucleotide th sequence according to degeneracy of the genetic code; or (b) which hybridizes to the complement of a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence that encodes the amino acid sequence encoded by the AveC gene product-coding sequence of plasmid pSE186 (ATCC 209604), or which encodes the amino acid sequence N1 sequence of the N-amino acid sequence : 2), under medium-stringent conditions, i.e., hybridization to coupled-to-filter DNA in 0.5 M NaHPO 4 , 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 1 mM EDTA at 65 ° C, and washing in 0.2 x SSC / 0.1% SDS at 42 ° C (see Ausubel et al., (Eds.), 1989, Current Protocols in Molecular Biology, Vol. I, Green Publishing As sociates, Inc., and John Wiley & Sons, Inc., New York, at p.

2.10.3), и кодира функционално еквивалентен AveC генен продукт, както е дефинирано по-горе. При един предпочитан вариант за изпълнение на изобретението, хомоложната полинуклеотидна молекула хибридизира към комплемента на AveC генен продукт-кодиращата нуклеотидна последователност на плазмид pSE186 (АТСС 209604), или комплемента на нуклеотидната последователност показана на фигура 1 (SEC ID N0:1) или на нейна съществена част, при много строги условия, т.е., хибридизиране към свързана-с-филтър ДНК в 0,5 М NaHPO4, 7% натриев додецилсулфат (SDS), 1 mM EDTA при 65°С, и промиване в 0,1 х SSC/0,1% SDS при 68°С (виж Ausubel et al., 1989, по-горе) и кодира функционално еквивалентен AveC генен продукт, както е дефиниран по-горе.2.10.3), and encodes a functionally equivalent AveC gene product, as defined above. In a preferred embodiment of the invention, the homologous polynucleotide molecule hybridizes to the complement of the AveC gene product encoding the nucleotide sequence of plasmid pSE186 (ATCC 209604), or the complement of the nucleotide sequence shown in Figure 1 (SEC ID NO: 1) or substantial under very stringent conditions, i.e., hybridization to DNA-coupled DNA in 0.5 M NaHPO 4 , 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 1 mM EDTA at 65 ° C, and washing at 0, 1 x SSC / 0.1% SDS at 68 ° C (see Ausubel et al., 1989, supra) and encodes a functionally equivalent AveC g accordingly product as defined above.

Активността на AveC гснния продукт и на неговите потенциални функционални еквивалента може да се определи чрез ВЕТХ анализ на ферментационните продукти, както е описано в примерите по-долу. Полинуклеотидните молекули, притежаващи нуклеотидни последователности, които кодират функционални еквиваленти на AveC генния продукт на S. avermitilis включват естествено срещани в природата aveC гени, присъстващи в други щамове на S. avermitilis, aveC хомоложни гени, присъстващи в други видове на Streptomyces, и мутирали aveC алели, както естествено срещаните в природата, така и генноинженерно получени.The activity of the AveC product and its potential functional equivalents can be determined by HPLC analysis of the fermentation products, as described in the examples below. Polynucleotide molecules having nucleotide sequences that encode functional equivalents of the AveC gene product of S. avermitilis include naturally occurring aveC genes present in other strains of S. avermitilis, aveC homologous genes present in other strains and Streptomites, and alleles, both naturally occurring in nature and genetically engineered.

Настоящото изобретение предоставя освен това, полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност, която кодира полипептид, притежаващ аминокиселинна последователност хомоложна на аминокиселинната последователност кодирана от AveC генен продукт-кодираща нуклеотидна последователност на плазмид pSE186 (АТСС 209604), или на аминокиселинната последователност от фигура 1 (SEQ ID N0:2} или на нейна съществена част. Както се използва в настоящото, “съществена част” от аминокиселинната последователност от фигура 1 (SEQ ID N0:2) означава полипептид, съдържащ поне 70% от аминокиселинната последователност от фигура 1 (SEQ ID NO: 2), и който съставя функционално еквивалентен AveC генен продукт, както е дефинирано по-горе.The present invention further provides a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence that encodes a polypeptide having an amino acid sequence homologous to the amino acid sequence encoded by the AveC gene product encoding the nucleotide sequence of plasmid pSE186 or the plasmidTSE186 sequence ID NO: 2} or a substantial portion thereof As used herein, the “substantial portion” of the amino acid sequence of Figure 1 (SEQ ID NO: 2) means a polype a bird comprising at least 70% of the amino acid sequence of Figure 1 (SEQ ID NO: 2), and which constitutes a functionally equivalent AveC gene product as defined above.

Както се използва в настоящото, за да се означат аминокиселинните последователности хомоложни на аминокиселинната последователност на AveC генен продукт от S. avermitilis терминът “хомол ожен” се отнася до полипептид кодиран от AveC ген продукт-кодиращата нуклеотидна последователност на плазмид pSEl 86 (АТСС 209604) или: притежаващ аминокиселинна последователност от фигура 1 (SEQ ID N0:2), но в която един или повече аминокиселинни остатъци са били консервативно заместени с различни аминокиселинни остатъци, когато такива консервативни замествания водят до функционално еквивалентен генен продукт, както дефинирания по-горе. Консервативни аминокиселинни замествания са добре известни от предшестващото състояние на техниката. Правилата за осъществяване на такива замествания включват описаните от Dayhof, M.D., 1978, Nat. Biomed. Res. Found., Washington, D.C., Vol. 5, Sup. 3, измежду други такива. По-специално, консервативните аминокиселинни замествания са тези, които обикновено се състоят вътре в едно семейство аминокиселини, които са свързани по киселинност, полярност или обемността на техните странични вериги. Генетично кодираните аминокиселини обикновено се разделят на четири групи: (1) кисели = аспартат, глутамат; (2) основни = лизин, аргинин, хистидин; (3) неполярни = аланин, валин, левцин, изолевцин, пролин, фенилаланин, метионин, триптофан; и (4) полярни незаредени - глицин, аспаргин, глутамаг, цистеин, серин, треонин, тирозин. Фенилаланин, триптофан и тирозин се класифицират също като ароматни аминокиселини. Едно или повече замествания вътре в една определена група, например на левцина с изолевцин или валин, или на аспартат с глутамат, или на треонин със серин, или на който и да е друг аминокиселинен остатък със структурно свързан аминокиселинен остатък, например аминокиселинен остатък с подобна активност, полярност, обемност, или с подобност на някои негови комбинации, би имал незначителен ефект върху функцията на полипептида.As used herein, to refer to amino acid sequences homologous to the amino acid sequence of the AveC gene product of S. avermitilis, the term "homologous" refers to a polypeptide encoded by the AveC gene encoding the nucleotide sequence of plasmid pSEl 86 (pSE1604) (pSEl 86) or: having the amino acid sequence of Figure 1 (SEQ ID NO: 2), but in which one or more amino acid residues have been conservatively substituted by different amino acid residues when such conservative substitutions result in an uniquely equivalent gene product as defined above. Conservative amino acid substitutions are well known in the art. Rules for making such substitutions include those described by Dayhof, M.D., 1978, Nat. Biomed. Really. Found., Washington, D.C., Vol. 5, Sup. 3, among others. In particular, conservative amino acid substitutions are those that usually consist within a family of amino acids that are linked by the acidity, polarity, or volume of their side chains. Genetically encoded amino acids are usually divided into four groups: (1) acidic = aspartate, glutamate; (2) basic = lysine, arginine, histidine; (3) non-polar = alanine, valine, leucine, isoleucine, proline, phenylalanine, methionine, tryptophan; and (4) polar uncharged - glycine, asparagine, glutamag, cysteine, serine, threonine, tyrosine. Phenylalanine, tryptophan and tyrosine are also classified as aromatic amino acids. One or more substitutions within a particular group, for example of leucine with isoleucine or valine, or of aspartate with glutamate, or of threonine with serine, or of any other amino acid residue with a structurally related amino acid residue, for example an amino acid residue with a similar activity, polarity, bulk, or similarity to some combinations thereof, would have a negligible effect on the function of the polypeptide.

Настоящото изобретение предоставя също така, изолирана полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност, кодираща хомоложен AveC генен продукт. Както се използва в настоящото, “хомоложен AveC генен продукт” се дефинира като генен продукт, притежаващ поне 50% идентичност на аминоки селинната последователност с един AveC генен продукт на S. avermitilis, включващ аминокиселинната последователност кодирана от AveC генен продукт-кодиращата нуклеотидна последователност на плазмид pSEl86 (АТСС 209604), или от аминокиселинната последователност показана на фигура 1 (SEQ ID N0:2). При един неограничаващ вариант за изпълнение на изобретението, хомоложен AveC генен продукт е от S. hygroscopicus (описан в ЕР заявка 0298423; депозит FFRM ВР-1901) и включва аминокиселинната последователност от SEQ ID N0:4, или негова съществена част. “Съществена чест” от аминокиселинната последователност на SEQ ID N0:4 означава полипептид, включващ най-малко 70% от аминокиселинната последователност на SEQ ID NO: 4, и който съставя функционално еквивалентен хомолог на AveC генен продукт. “Функционално еквивалентен” хомолог на AveC генен продукт се дефинира като генен продукт, който, когато се експресира в S. hygroscopicus щам FFRM ВР-1901, в който е инактивиран хомолога на нативния AveC алел, това води до продуциране на по същество същото съотношение и количество на милбемицини, както продуцираните от S. hygroscopicus щам FERN ВР-1901, който експресира вместо това единствено див тип, функционален хомолог на AveC алел нативен за S. hygroscopicus щам FERM ВР-1901. При един неограничаващ вариант за изпълнение на изобретението, изолираната полинуклеотидна молекула от настоящото изобретение, която кодира S. hygroscopicus хомолог на AveC генен продукт включва нуклеотидната последователност от SEQ ID N0:3 или на негова съществена част. В този смисъл, “съществена част” от изолираната полинуклетидна молекула, включваща нуклеотидна последователност на SEQ ID N0:3 означава изолирана полинуклеотидна молекула, включваща най-малко 70% изолираната полинуклеотидна молекула от SEQ ID N0: 3 и която кодира функционално еквивалентен хомолог на AveC генен продукт, както е дефиниран непосредствено по-горе.The present invention also provides an isolated polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding a homologous AveC gene product. As used herein, a "homologous AveC gene product" is defined as a gene product having at least 50% amino acid sequence identity with an AveC gene product of S. avermitilis comprising the amino acid sequence encoded by the AveC gene product encoding the nucleotide sequence of plasmid pSEl86 (ATCC 209604), or from the amino acid sequence shown in Figure 1 (SEQ ID NO: 2). In a non-limiting embodiment, the homologous AveC gene product is from S. hygroscopicus (described in EP application 0298423; deposit FFRM BP-1901) and includes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, or a substantial portion thereof. An "essential honor" of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 means a polypeptide comprising at least 70% of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 and which constitutes a functionally equivalent homolog of the AveC gene product. The "functionally equivalent" homolog of an AveC gene product is defined as a gene product that, when expressed in S. hygroscopicus strain FFRM BP-1901, in which the homolog of the native AveC allele is inactivated, results in the production of essentially the same ratio and an amount of milbemycin as produced by S. hygroscopicus strain FERN BP-1901, which instead expresses the only wild-type, functional homolog of the AveC allele native to S. hygroscopicus strain FERM BP-1901. In a non-limiting embodiment of the invention, the isolated polynucleotide molecule of the present invention that encodes the S. hygroscopicus homolog of an AveC gene product includes the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or a substantial portion thereof. In this sense, an "essential portion" of an isolated polynucleotide molecule comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 means an isolated polynucleotide molecule comprising at least 70% of the isolated polynucleotide molecule of SEQ ID NO: 3 and which encodes a functionally equivalent AveC homologue gene product as defined immediately above.

Настоящото изобретение предоставя освен това полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност, която е хомоложна на нуклеотидната последователност на S. hygroscopicus от SEQ ID N0: 3. Терминът “хомоложен”, когато се използва за полинуклео тидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност, която е хомоложна на AveC хомоложен генен продукт-кодираща последователност на S. hygroscopicus от SEQ ID N0: 3 означава полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност: (а) която кодира същия генен продукт като нуклеотидната последователност от SEQ ID N0: 3 или на негова съществена част, но която включва една или повече сайлънт промени на нуклеотидната последователност, в съответствие с разпада на генетичния код; (б) която хибридизира към комплемента на полинуклеотидната молекула притежаваща нуклеотидна последователност, която кодира аминокиселинната последователност от SEQ ID N0: 4, при средно строги условия, т.е. хибридизиране към свързана-с-филтър ДНК в 0,5 М NaHPO4, 7% натриев додецил сулфат (SDS), 1 mM EDTA при 65 °C, и промиване в 2 х SSC/ 0,1 % SDS при 42°С (виж Ausubel et al., по-горе), и кодира функционално еквивалентен хомолог на AveC генен продукт, както е дефинирано по-горе. При един предпочитан вариант за изпълнение на настоящото изобретение, хомоложната полинуклеотидна молекула хибридизира към комплемента на хомоложната AveC генен продукт-кодираща нуклеотидна последователност от SEQ ID N0: 3 или на негова съществена част, при много строги условия, т.е., хибридизиране към свързана-с-филтър ДНК в 0,5 М NaHPO4, 7% натриев додецил сулфат (SDS), 1 mM EDTA при 65°С, и промиване в 2 х 0,1 SSC/0,1% SDS при 68°С (виж Ausubel et al., 1989, по-горе) и кодира функционално еквивалентен AveC хомоложен генен продукт, както е дефинирано погоре.The present invention further provides a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence that is homologous to the nucleotide sequence of S. hygroscopicus of SEQ ID NO: 3. The term "homologous" when used for a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence that is homologous to a homologous sequence AveC homologous gene product-coding sequence of S. hygroscopicus of SEQ ID NO: 3 means a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence: (a) which encodes the same gene product as the nucleotide sequence the identity of SEQ ID NO: 3 or a substantial portion thereof, but including one or more saylent changes in the nucleotide sequence, in accordance with the cleavage of the genetic code; (b) which hybridizes to the complement of the polynucleotide molecule having a nucleotide sequence that encodes the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 under medium stringent conditions, i. hybridization to DNA-coupled filter in 0.5 M NaHPO 4 , 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 1 mM EDTA at 65 ° C, and washing in 2 x SSC / 0.1% SDS at 42 ° C ( see Ausubel et al., supra), and encodes a functionally equivalent homolog of an AveC gene product as defined above. In a preferred embodiment of the present invention, the homologous polynucleotide molecule hybridizes to the complement of the homologous AveC gene product encoding the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or a substantial portion thereof, under very stringent conditions, i.e., hybridization to a bound -c-filter DNA in 0.5 M NaHPO 4 , 7% sodium dodecyl sulfate (SDS), 1 mM EDTA at 65 ° C, and washing in 2 x 0.1 SSC / 0.1% SDS at 68 ° C ( see Ausubel et al., 1989, supra) and encodes a functionally equivalent AveC homologous gene product, as defined above.

Настоящото изобретение предоставя също така, полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност, която кодира полипептид, който е хомоложен на AveC хомоложен генен продукт на S. hygroscopicus. Както се използва в настоящото, че се отнася до полипептиди, които са хомоложни на AveC хомоложен генен продукт от SEQ ID N0: 4 на S. hygroscopicus, терминът “хомоложен” означава полипептид притежаващ аминокиселинна последователност от SEQ ID N0:4, но в която един или повече аминокиселинни остатъци са били консервативно заместени и различни аминокиселинни остатъци, като такива консервативни за мествания водят до функционално еквивалентен AveC хомоложен генен продукт, както е дефинирано по-горе.The present invention also provides a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence that encodes a polypeptide that is homologous to the AveC homologous gene product of S. hygroscopicus. As used herein, to refer to polypeptides that are homologous to the AveC homologous gene product of S. hygroscopicus SEQ ID NO: 4, the term "homologous" means a polypeptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, but in which one or more amino acid residues have been conservatively substituted and different amino acid residues, such conserved shifts leading to a functionally equivalent AveC homologous gene product, as defined above.

Настоящото изобретение предоставя освен това, олигонуклеотиди, които хибридизират към полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или към SEQ ID NO: 3 или към полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност, която е комплемент на нуклеотидна последователност от фигура 1 (SEQID NO: 1) или SEQ ID N0: 3. Такива олигонуклеотиди са най-малкото с дължина 10 нуклеотида, и за предпочитане от 15 до 30 нуклеотида дължина, и хибридизират към една от горепосочените полинуклеотидни молекули при много строги условия, т.е., промиване в 6 х SSC/0,5% натриев пирофасфат при ~37°С за ~14-базови олиго, при ~48°С за ~17-базови олиго, при ~55°С за 20-базови олиго, и ~60°С за 23-базови олиго. При един вариант за изпълнение на изобретението, олигонуклеотидите са комплемснтарни на част от една от гореспоменатите молекули. Тези олигонуклеотиди се използват за многообразни цели, включително да кодират или да действат като антисенс .молекули, полезни при генното регулиране, или като праймери при амплифициране на aveC или AveC хомоложните генен продукг-кодиращи полинуклеотидни молекули.The present invention further provides oligonucleotides that hybridize to a polynucleotide molecule having the nucleotide sequence of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or to SEQ ID NO: 3 or to a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence that is complementary to a nucleotide sequence Figure 1 (SEQID NO: 1) or SEQ ID NO: 3. Such oligonucleotides are at least 10 nucleotides in length, and preferably 15 to 30 nucleotides in length, and hybridize to one of the aforementioned polynucleotide molecules at very stringent levels. conditions, i.e., washing in 6 x SSC / 0.5% sodium pyrophosphate at ~ 37 ° C for ~ 14-base oligo, at ~ 48 ° C for ~ 17-base oligo, at ~ 55 ° C for 20 -base oligo, and ~ 60 ° C for 23-base oligo. In one embodiment of the invention, the oligonucleotides are complementary to part of one of the aforementioned molecules. These oligonucleotides are used for a variety of purposes, including to encode or act as antisense molecules useful for gene regulation or as primers for amplifying aveC or AveC homologous gene-producing polynucleotide molecules.

Допълнителни AveC хомоложни гени могат да се идентифицират в други видове или щамове на Streptomyces чрез използване на полинуклеотидните молекули или олигонуклеотиди, описани в настоящото, заедно с други известни техники. Например, олигонуклеотидна молекула включваща част от нуклеотидната последователност на S. avermitilis от фигура 1 (SEQ ID N0:1) или част от нуклеотидната последователност на S. hygroscopicus от (SEQ ID N0: 3) може да се бележи по начин, по който да се определи, и да се използва за скриниране на геномна библиотека, конструирана от ДНК произлизаща от организма представляващ интерес. Строгостта на условията на хибридизиране се избира на основата на взаимосъотношението на сравнителния организъм, в този пример S. avermitilis или S. hygroscopicus, към представляващия интерес организъм. Изискванията за различна строгост на условията на хибридизиране са добре известни на специалистите в об ластта и тези условия ще варират по предвидим начин в зависимост от специфичните организми, от които произлизат и библиотеката и белязаните последователности. Такива олигонуклеотиди, за предпочитане са с поне приблизително 15 нуклеотида дължина и включват например, описаните в примерите по-долу. Амплифицирането на хомоложни гени може да се проведе при използване на тези, както и на други олигонуклеотиди, чрез прилагане на стандартни техники, като полимеразна верижна реакция (PCR), въпреки че също могат да се използват и други техники за амплифициране, известни от състоянието на техниката, например, лигазната верижна реакция.Additional AveC homologues can be identified in other Streptomyces species or strains using the polynucleotide molecules or oligonucleotides described herein, in conjunction with other known techniques. For example, an oligonucleotide molecule comprising part of the nucleotide sequence of S. avermitilis of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or part of the nucleotide sequence of S. hygroscopicus of (SEQ ID NO: 3) can be labeled in such a way that was determined and used to screen a genomic library constructed from DNA derived from the organism of interest. The severity of the hybridization conditions is chosen on the basis of the relationship of the comparative organism, in this example S. avermitilis or S. hygroscopicus, to the organism of interest. Requirements for varying severity of hybridization conditions are well known to those skilled in the art and these conditions will vary in a predictable manner depending on the specific organisms from which the library and sequences are derived. Such oligonucleotides are preferably of at least about 15 nucleotides in length and include, for example, those described in the examples below. Amplification of homologous genes can be carried out using these as well as other oligonucleotides by the use of standard techniques such as polymerase chain reaction (PCR), although other amplification techniques known in the art can also be used. technique, for example, a ligase chain reaction.

Клонове идентифицирани като съдържащи aveC хомоложна нуклеотидна последователност могат да се тестват за тяхната способност да кодират aveC хомоложен генен продукт. За тази цел, клоновете могат да се подложат на секвенционен анализ, с цел да се идентифицира подходящата рамка на разчитане, както и сигналите за иницииране и терминация. Алтернативно или допълнително, клонираната ДНК последователност може да се инсерира в подходящ инсерционен вектор, т.е., вектор който съдържа необходимите елементи за транскрипцията и транслацията на инсерираната последователност кодираща протеина. Може да се използва която и да е от системите гостоприемник/вектор, както е описано по-долу, включително, но без да се ограничава до, бактериални системи, като плазмидни, бакгериофагни или козмидни експресионни вектори. Подходящи клетки гостоприемници, трансформирани с такива вектори, включващи потенциални aveC хомоложни кодиращи последователности могат след това да се анализират за aveC-тип активност, при използване на методи като ВЕТХ анализ на ферментационните продукти, както е описано например, в примерите по-нататък.Clones identified as having an aveC homologous nucleotide sequence can be tested for their ability to encode an aveC homologous gene product. For this purpose, the clones may be subjected to sequential analysis in order to identify the appropriate reading frame as well as the initiation and termination signals. Alternatively or additionally, the cloned DNA sequence can be inserted into a suitable insertion vector, i.e., a vector that contains the necessary elements for the transcription and translation of the inserted sequence encoding the protein. Any of the host / vector systems as described below may be used, including, but not limited to, bacterial systems such as plasmid, bacteriophage, or cosmid expression vectors. Suitable host cells transformed with such vectors including potential aveC homologous coding sequences can then be analyzed for aveC-type activity using methods such as HPLC analysis of fermentation products, as described, for example, in the examples below.

Продуцирането и боравеното с полинуклеотидните молекули, описани в настоящото, се обхваща от състоянието на техниката и може да се проведе съгласно описаните рекомбинантни техники, например, Maniatis et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY; Ausubel, et al., 1989, Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Associates & Wiley Intrscience, NY; Sambrook, et al., 1989, MolecularThe production and handling of the polynucleotide molecules described herein is encompassed by the prior art and can be carried out according to the recombinant techniques described, e.g., Maniatis et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY; Ausubel, et al., 1989, Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Associates & Wiley Intrscience, NY; Sambrook, et al., 1989, Molecular

Cloning: A Laboratory Manual, 2d ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY; Innis et al., (eds.), 1995, PCR Strategies, Academic Press, Inc., San Diego; and Erich (ed.), 1992, PCR Technology, Oxford University Press, New York, които са включени в настоящото за справка. Полинуклеотидни клонове кодиращи aveC генни продукти или хомолози на aveC генни продукти могат да се идентифицират при използване на който и да е известен метод от състоянието на техниката, включително, но без да се ограничава до, методите посочени в раздел 7, по-долу. Геномна ДНК библиотека може да се скринира за aveC и aveC хомолог кодиращи последователности, при използване на техники, като метода, описан в Benton and Davis, 1977, Science 196:180, за библиотеки от бактериофаги и в Grunstein and Hogness, 1975, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 72:3961-3965, за плазмидни библиотеки. Полинуклеотидни молекули, включващи нуклеотидни последователности, известни, че включват aveC ORF, като настоящите, например в плазмид pSE186 (АТСС 209604) или в плазмид pSEl 19 (описан в примерите по-долу) могат да се използват като проби при тези скрининг експерименти. Алтернативно могат да се синтезират олигонуклеотидни проби, които съответстват на нуклеотидни последователности, изведени от частични или пълни аминокиселинни последователности на пречистения хомоложен aveC генен продукт.Cloning: A Laboratory Manual, 2d ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY; Innis et al., (Eds.), 1995, PCR Strategies, Academic Press, Inc., San Diego; and Erich (ed.), 1992, PCR Technology, Oxford University Press, New York, which are incorporated herein by reference. Polynucleotide clones encoding aveC gene products or homologs of aveC gene products can be identified using any known state of the art, including, but not limited to, the methods set forth in section 7 below. A genomic DNA library can be screened for aveC and aveC homolog coding sequences using techniques such as the method described in Benton and Davis, 1977, Science 196: 180, for bacteriophage libraries and in Grunstein and Hogness, 1975, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 72: 3961-3965, for plasmid libraries. Polynucleotide molecules comprising nucleotide sequences known to include aveC ORFs, such as the present ones, for example, in plasmid pSE186 (ATCC 209604) or in plasmid pSEl 19 (described in the examples below) can be used as probes in these screening experiments. Alternatively, oligonucleotide probes corresponding to nucleotide sequences derived from partial or complete amino acid sequences of the purified homologous aveC gene product can be synthesized.

Рекомбинантни системиRecombinant systems

Вектори за клониране и експресияCloning and expression vectors

Настоящото изобретение предоставя, освен това рекомбинантни вектори за клониране и експресионни вектори, които се използват за клониране или експресиране на полинуклеотидните молекули на настоящото изобретение, например, aveC ORF на S. avermitilis или която и да е хомоложна aveC ORF. При един неограничаващ вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя плазмид pSEl86 (АТСС 209604), който съдържа пълната ORF на aveC гена на S. avermitilis.The present invention further provides recombinant cloning vectors and expression vectors that are used to clone or express the polynucleotide molecules of the present invention, for example, the aveC ORF of S. avermitilis or any homologous aveC ORF. In a non-limiting embodiment, the present invention provides plasmid pSEl86 (ATCC 209604) which contains the complete ORF of the aveC gene of S. avermitilis.

Цялото следващо описание, отнасящо се до aveC ORF на S. avermitilis или на полинуклеотидна молекула, включваща aveC ORF на S. avermitilis или нейна част, или генен продукт на aveC на S. avermitilis, също се отнася до aveC хомолози и aveC генни продукти, докато не е посочено обяснително или не се разбира от контекста.All the following description relating to the aveC ORF of S. avermitilis or a polynucleotide molecule comprising the aveC ORF of S. avermitilis or part thereof, or the aveC gene product of S. avermitilis, also relates to aveC homologs and aveC gene products, as long as it is not explained or understood in context.

Развити са голямо разнообразие от различни вектори за специфично използване в Streptomyces, включително измежду другите, фаги, плазмиди с голям брой копия, и вектор совалка Е. coli-Streptomyces, и който и да е от тях може да се използва за практическо изпълнение на настоящото изобретение. Известен брой гени за устойчивост на лекарствени средства също са били клонирани от Streptomyces, като някои от тези гени са включени във вектори, като селекционни маркери. Представени са примери за обикновено използвани вектори при Streptomyces, като сред тях се посочва и Hutchinson, 1980, Applied Biochem. Biotech. 16:169-190.A wide variety of different vectors have been developed for specific use in Streptomyces, including, among others, phages, large copy number plasmids, and an E. coli-Streptomyces vector shuttle, and any of these can be used to practically implement the present invention. A number of drug resistance genes have also been cloned by Streptomyces, with some of these genes being included in vectors as selection markers. Examples of commonly used vectors in Streptomyces are provided, including Hutchinson, 1980, Applied Biochem. Biotech. 16: 169-190.

Рекомбинантните вектори на настоящото изобретение, по-специално експресионните вектори, за предпочитане се конструират така, че кодиращата последователност за полинуклеотидната молекула на изобретението, да е оперативно свързана с един или повече регулаторни елемента, необходими за транскрипция и транслация на кодиращата последователност за продуциране на полипептида. Както се използва в настоящото, терминът “регулаторен елемент” включва, но без да се ограничава до нуклеотидни последователности, които кодират индуцирусми и неиндуцируеми промотори, енхансери, оператори и други елементи, известни от състоянието на техниката, които служат за провеждане и/или за регулиране на експресията на последователностите, кодиращи полинуклеотид. Също така, както се използва в настоящото, кодиращата последователност е в “оперативна връзка” с един или повече регулаторни елемента, когато регулаторните елементи ефективно регулират и позволяват транскрибирането на кодиращата последователност или транслацията на нейната иРНК, или и двете.The recombinant vectors of the present invention, in particular expression vectors, are preferably constructed such that the coding sequence for the polynucleotide molecule of the invention is operatively linked to one or more regulatory elements necessary for transcription and translation of the coding sequence for the production of polypeptides . As used herein, the term "regulatory element" includes, but is not limited to, nucleotide sequences encoding inducers and non-inducible promoters, enhancers, operators, and other elements known in the art for conducting and / or regulation of expression of polynucleotide encoding sequences. Also, as used herein, the coding sequence is "operatively linked" to one or more regulatory elements when the regulatory elements effectively regulate and allow the transcription of the coding sequence or the translation of its mRNA, or both.

Типични плазмидни вектори, които могат да се получат с генно-инженерни методи да съдържат полинуклеотидна молекула от настоящото изобретение включват pCR-Blunt, pCR2.1 (Invitrogen), pGEM3Zf (Promega), и вектора совалка pWHM3 (Vara et al., 1989, J. Bact. 171&5872-5881), измежду много други.Typical plasmid vectors that can be obtained by genetic engineering methods to comprise a polynucleotide molecule of the present invention include pCR-Blunt, pCR2.1 (Invitrogen), pGEM3Zf (Promega), and the vector shuttle pWHM3 (Vara et al., 1989, J. Bact. 171 & 5872-5881) among many others.

От състоянието на техниката са добре известни методи за конструиране на рекомбинан тни вектори съдържащи определени кодиращи последователности оперативно свързвани с подходящи регулаторни елементи, и тези методи могат да се използват за практическото осъществяване на изобретението. Тези методи включват in vitro рекомбинантни техники, синтетични техники и in vitro генетична рекомбинация. Виж например техническото описание в Maniatis et al., 1989, по-горе; Ausubel et al., 1989, по-горе; Sambrook et al., 1989, no-rope; Innis et al., 1995, по-горе; и Erich, 1992, no-rope.Methods for the design of recombinant vectors containing certain coding sequences operatively linked to suitable regulatory elements are well known in the art, and these methods can be used for the practical implementation of the invention. These methods include in vitro recombinant techniques, synthetic techniques and in vitro genetic recombination. See, for example, the technical description in Maniatis et al., 1989, supra; Ausubel et al., 1989, supra; Sambrook et al., 1989, no-rope; Innis et al., 1995, supra; and Erich, 1992, no-rope.

Регулаторните елементи на тези вектори могат да се променят в тяхната дължина и специфичност. Според използваната система гостоприемник/вектор, могат да се използват които и да са от голям брой подходящи транслационни и транскрипционни елементи. Неограничаващи примери за транскрипционни регулаторни области или промотори за бактерии включват бета-gal промотор, Т7 промотор, ТАС промотор, ляв и десен ламбда-промотори, trp и lac промотори, trp-lac слети промотори и по-специално за Streptomyces, промоторите ermE, melC и tip А и др. При един вариант за изпълнение на изобретението, описан по-долу в пример 11, се генерира експресионен вектор, който съдържа клонираната aveC ORF граничеща с пълния конститутивен ermE промотор за Saccharopolyspora erythraea. Векторът се трансформира в S. avermitilis и последващият ВЕТХ анализ на ферментационния продукт показва повишен титьр на продуцирани авермектини в сравнение с продукцията на същия щам, но който вместо това експресира aveC алел от див тип.The regulatory elements of these vectors can be varied in their length and specificity. According to the host / vector system used, any of a number of suitable translation and transcription elements may be used. Non-limiting examples of transcriptional regulatory regions or bacterial promoters include beta-gal promoter, T7 promoter, TAC promoter, left and right lambda promoters, trp and lac promoters, trp-lac fusion promoters, and in particular for Streptomyces, ermE promoters, and type A and others. In one embodiment of the invention described below in Example 11, an expression vector is generated that contains the cloned aveC ORF bordering the full constitutive ermE promoter for Saccharopolyspora erythraea. The vector was transformed into S. avermitilis and subsequent HPLC analysis of the fermentation product showed an increased titer of produced avermectins compared to the production of the same strain but which instead expressed a wild-type aveC allele.

Експресионни вектори за слят протеин могат да се използват за експрсиране на слети протеини на aveC генни продукти. Пречистеният слят протеин може да се използва за получаване на антисеруми против aveC генен продукт, за изследване на биохимичните свойства на aveC генния продукт, за проектиране на aveC слети протеини с различни биохимични активности, или за спомагане на идентифицирането или пречистването на експресиран aveC генен продукт. Възможни експресионни вектори за слети протеини включват, но без да се ограничават до вектори, съдържащи последователности, които кодират бета-гал актозидаза и trpE сливане, малтоза-свързващ протеин сливане, тутатион-8-трансфераза сливане и полихистидин сливане (пренасяща об ласт). При един друг вариант за изпълнение на изобретението, aveC генният продукт или негова част, могат да се слеят към aveC хомоложен генен продукт, или негова част може да се слее към aveC хомоложен генен продукт или негова част, произлизаща от други видове или щамове на Streptomyces, като например S. hygroscopicus или S. griseochromogenes. При един определен вариант за изпълнение на изобретението, описан в пример 12, по-долу и посочен на фигура 7, се конструира химерен плазмид, който съдържа 5 64 Ьр област на S. hygroscopicus хомоложна aveC ORF, като замества хомоложна 564 област на aveC ORF на S. avermitilis. Такива хибридни вектори мотат да бъдат трансформирани в клетки на S. avermitilis и да се тестват, за да се определи тяхното действие, например, върху съотношението на клас 2:1 продуцираните авермектини.Fusion protein expression vectors can be used to express fusion proteins of aveC gene products. The purified fusion protein can be used to produce antisera against an aveC gene product, to study the biochemical properties of the aveC gene product, to design aveC fusion proteins with different biochemical activities, or to help identify or purify an expressed aveC gene product. Possible expression vectors for fusion proteins include, but are not limited to, vectors containing sequences encoding beta-gal actosidase and trpE fusion, maltose-binding protein fusion, tutathione-8-transferase fusion, and polyhistidine fusion (transportable region). In another embodiment of the invention, the aveC gene product or portion thereof may be fused to an aveC homologous gene product, or a portion thereof may be fused to an aveC homologous gene product or part thereof derived from other Streptomyces species or strains , such as S. hygroscopicus or S. griseochromogenes. In one particular embodiment of the invention described in Example 12 below and shown in Figure 7, a chimeric plasmid containing a 5 64 bp region of S. hygroscopicus homologous aveC ORF is constructed, replacing a homologous 564 aveC ORF region on S. avermitilis. Such hybrid vectors can be transformed into S. avermitilis cells and tested to determine their effect, for example, on the class 2: 1 ratio of avermectins produced.

AveC слети протеини могат да се проектират така, че да включват област полезна за пречистването. Например, aveC-малтоза-свързващ слети протеини могат да се пречистят чрез използване на амилозна смола; а\еС-пгутатион-8трансфераза слети протеини могат да се пречистят чрез използване на глутатион-агарозни перли; и aveC-полихистидин сливане може да се пречисти чрез използване на двувалентна никелова смола. Алтернативно, антитела срещу протеин носител или пептид могат да се използват за пречистване чрез афинитетна хроматография на слетия протеин. Например, нуклеотидна последователност кодираща за епитопа мишена (цел) на моноклонално антитяло, може да се проектира в експресионния вектор за оперативно свързване с регулаторни елементи и да е разположен така, че експресираният епитоп да е слят към aveC полипептида. Например, нуклеотидна последователност кодираща FLAG™ епитоп tag (International Biotechnologies Inc.), който е хидрофилен маркерен пептид, може да се инсерира чрез стандартни техники в експресионния вектор в точка съответстваща на, например, карбоксилния край на aveC полипептида. Експресираният aveC полипептид-FLAG™ епитоп слят продукт може да се установи след това и да се пречисти афинитетно при използване на антиFLAGO антитела, намиращи се в търговската мрежа.AveC fusion proteins can be designed to include an area useful for purification. For example, the aveC-maltose-binding fusion protein can be purified using an amylose resin; the α-pgutathione-8-transferase fusion proteins can be purified using glutathione-agarose beads; and the aveC-polyhistidine fusion can be purified using a divalent nickel resin. Alternatively, antibodies against a carrier protein or peptide can be used for purification by affinity chromatography of the fusion protein. For example, a nucleotide sequence encoding for the epitope of a monoclonal antibody target (target) can be engineered into the expression vector for operative binding to regulatory elements and arranged so that the expressed epitope is fused to the aveC polypeptide. For example, a nucleotide sequence encoding the FLAG ™ epitope tag (International Biotechnologies Inc.), which is a hydrophilic marker peptide, can be inserted by standard techniques into the expression vector at a point corresponding to, for example, the carboxyl terminus of the aveC polypeptide. The expressed aveC polypeptide-FLAG ™ epitope fusion product can then be detected and affinity purified using commercially available anti-FLAGO antibodies.

Също така, експресионният вектор кодиращ aveC слят протеин може да се проектира така, че да съдържа полилинкерна последователност, която кодира специфични сайтове за разцепване на протеиназа, така че експресионният aveC полипептид да може да се освободи от областта на носителя или партньора на сливане, чрез обработване със специфична протеаза. Векторът на слетия протеин, например, може да включва, измежду другите, ДНК последователност кодираща тромбин или сайтове за разцепване на фактор Ха.Also, the expression vector encoding the aveC fusion protein can be designed to contain a polylinker sequence that encodes specific proteinase cleavage sites so that the expression aveC polypeptide can be released from the region of the carrier or fusion partner by treatment with specific protease. The fusion protein vector, for example, may include, among others, a DNA sequence encoding thrombin or factor Xa cleavage sites.

Сигнална последователност в посока upstream στ, и в рамка за разчитане с, aveC ORF може да се проектира в експресионния вектор чрез известни методи за насочване на движението и секрецията на експресирания генен продукт. Неограничаващи примери за сигнални последователности включват тези на алфа-фактор, имуноглобулини, протеини на външната мембрана, пеницилиназа и Т-клетъчни рецептори, измежду другите.The signal sequence in the upstream direction στ, and in the reading frame with, the aveC ORF can be engineered into the expression vector by known methods for directing the movement and secretion of the expressed gene product. Non-limiting examples of signal sequences include those of alpha-factor, immunoglobulins, outer membrane proteins, penicillinase and T-cell receptors, among others.

За да се помогне на избора на клетки гостоприемници трансформирани или трансфектирани с вектори за клониране или експресионни вектори, от настоящото изобретение векторът може да се проектира така, че да включва също кодираща последователност за продукт на репотер ген или други селекционни маркери. Една такава кодираща последователност е за предпочитане в оперативна връзка с кодиращата последователност на регулаторния елемент, както е описано по-долу. Репортер гените, които са полезни за изобретението са добре известни от състоянието на техниката и включват тези, кодиращи зелен флуоресцентен протеин, луцифераза, ху1Е и тирозиназа, измежду другите. Нуклеотидните последователности кодиращи селекционни маркери са добре известни от състоянието на техниката и включват тези, които кодират генни продукти, придаващи устойчивост към антибиотици или антиметаболити, или които осигуряват една автотрофна необходимост. Примери за такива последователности включват тези, които кодират устойчивост към еритромицин, тиострептон или канамицин, измежду много други.To aid in the selection of host cells transformed or transfected with cloning vectors or expression vectors, the present invention may be designed to also include a coding sequence for a product of a repeater gene or other selection markers. Such a coding sequence is preferably operatively linked to the coding sequence of the regulatory element, as described below. Reporter genes useful in the invention are well known in the art and include those encoding green fluorescent protein, luciferase, xy1E and tyrosinase, among others. The nucleotide sequences encoding selection markers are well known in the art and include those that encode gene products that confer resistance to antibiotics or antimetabolites, or that provide an autotrophic need. Examples of such sequences include those that code for resistance to erythromycin, thiostrepton, or kanamycin, among many others.

Трансформиране на клетки гостоприемнициTransformation of host cells

Настоящото изобретение предоставя също така и трансформирани клетки гостоприемници, включващи полинуклеотидни молекули или рекомбинантни вектори съгласно изобретението, и нови щамове или клетъчни линии, произлизащи от тях. Клетките гостоприемници полезни за практическото изпълнение на изобретението са за предпочитане клетки на Streptomyces, въпреки че могат да се използват и други прокариотни и еукариотни клетки. Такива трансформирани клетки гостоприемници включват характерно, но без да се ограничават до, микроорганизми, като бактерии трансформирани с рекомбинантна ДНК от бактериофаги, плазмидна ДНК или ДНК от козмидни вектори, или дрожди трансформирани с рекомбинантни вектори, измежду други.The present invention also provides transformed host cells comprising polynucleotide molecules or recombinant vectors according to the invention, and novel strains or cell lines derived therefrom. Host cells useful for the practical implementation of the invention are preferably Streptomyces cells, although other prokaryotic and eukaryotic cells may be used. Such transformed host cells typically include, but are not limited to, microorganisms, such as bacteria transformed with recombinant DNA from bacteriophages, plasmid DNA or DNA from cosmid vectors, or yeast transformed with recombinant vectors, among others.

Полипептидните молекули от настоящото изобретение са предназначени да действат в клетки на Streptomyces, но могат също така да бъдат трансформирани и в други бактериални или еукариотни клетки, например, за целите на клонирането или експресията. Характерно може да се използва щам на Е. coli, като например щам ОН5алфа, предоставен от American Type Culture Collection (АТСС), Rockville, MD, USA (входящ номер No 31343), както и от търговско достъпни източници (Stratagene). Предпочитани еукариотни клетки гостоприемници включват клетки на дрожди, въпреки че могат също ефикасно да се използват също и клетки от бозайници и клетки на насекоми.The polypeptide molecules of the present invention are intended to act in Streptomyces cells, but may also be transformed into other bacterial or eukaryotic cells, for example, for cloning or expression purposes. Typically, an E. coli strain may be used, such as the OH5alpha strain provided by the American Type Culture Collection (ATCC), Rockville, MD, USA (accession no. 31343), and from commercially available sources (Stratagene). Preferred eukaryotic host cells include yeast cells, although mammalian and insect cells can also be used efficiently.

Рекомбинантният експресионен вектор на изобретението за предпочитане се трансформира в една или повече клетки гостоприемници в хомогенна по същество клетъчна култура. Експресионният вектор обикновено се въвежда в клетката гостоприемник, съгласно известните техники, като например, протопластно трансформиране, утаяване с калциев фосфат, обработване с калциев хлорид, микроинжектиране, трансфекгиране чрез контактуване с рекомбинантен вирус, трансфекция медиирана от липозоми, DEAE-декстран трансфектиране, трансдукция, конюгация или бомбардиране е микроснаряди. Селекцията на трансформантите може да се проведе по стандартни процедури, като селекция за клетки експресиращи селекционни маркери, например за устойчивост на антибиотици, асоциирани с рекомбинантни вектори, както е описано по-долу.The recombinant expression vector of the invention is preferably transformed into one or more host cells into a substantially homogeneous cell culture. The expression vector is typically introduced into the host cell according to known techniques, such as protoplast transformation, calcium phosphate precipitation, calcium chloride treatment, microinjection, transfection by contact with recombinant virus, transfection mediatedE, liposomal mediated transfection, conjugation or bombardment is micro-projectiles. Transformant selection can be performed by standard procedures, such as selection for cells expressing selection markers, for example for antibiotic resistance associated with recombinant vectors, as described below.

След като експресионният вектор е въведен в клетката гостоприемник, интегрирането и поддържането на aveC кодиращата последователност или в хромозомата на клетката гостоп риемник или епизомално, може да се потвърди чрез стандартни техники, например чрез Southern хибридизационен анализ, анализ с рестрикционни ензими, PCR анализ, включително PCR с обратна транскриптаза (rt-PCR), или чрез имунологични изследвания, за откриване на очаквания генен продукт. Клетките гостоприемници, съдържащи и/или експресиращи рекомбинантна aveC кодираща последователност могат да се идентифицират чрез който и да е от поне четири общи подхода, които са добре известни от състоянието на техниката, включително: (i) ДНКДНК, ДНК-РНК, или РНК-антисенс РНК хибридизиране; (п) откриване присъствието на функции на “маркерни” гени; (iii) изследване нивото на транскрипцията както се измерва чрез експресията на aveC-специфични РНК транскрипти в клетката гостоприемник; и (iv) откриване присъствието на зрял полипептиден продукт, както се измерва чрез имуноизследване или чрез присъствието на aveC биологична активност (например, продуциране на специфично съотношение и количества на авермектини, показателни за aveC активност; например в клетки гостоприемници на S. avermitilis).Once the expression vector is introduced into the host cell, the integration and maintenance of the aveC coding sequence or into the chromosome of the host cell or episomally can be confirmed by standard techniques, for example, by Southern hybridization analysis, restriction enzyme analysis, PCR analysis, including Reverse transcriptase PCR (rt-PCR), or by immunological assays, to detect the expected gene product. Host cells containing and / or expressing recombinant aveC coding sequences can be identified by any of at least four common approaches well known in the art, including: (i) DNADNA, DNA-RNA, or RNA- antisense RNA hybridization; (n) detecting the presence of marker gene functions; (iii) examining the level of transcription as measured by the expression of aveC-specific RNA transcripts in the host cell; and (iv) detecting the presence of a mature polypeptide product, as measured by immunoassay or by the presence of aveC biological activity (e.g., producing a specific ratio and amounts of avermectins indicative of aveC activity; for example, in S. avermitilis host cells).

Експресиране и охарактеризиране на рекомбинантен aveC генен продуктExpression and characterization of a recombinant aveC gene product

След като веднъж aveC кодиращата последователност е била стабилно въведена в подходящата клетка гостоприемник, трансформираната клетка гостоприемник се размножава клонално и получените клетки могат да се развиват при условия, водещи до максимална продукция на aveC генен продукт. Такива условия характерно включват развитие на клетки до висока плътност. Когато експресионният вектор включва индуцируем промотор, подходящи условия за индуциране, като например, температурно отместване, изчерпване на хранителните съставки, добавяне на ненужни индуцери (например, аналози на въглехидрати като изопропил-бета-О-тиогалакгопиранозид (IPTG)), акумулиране на излишък на странични продукти или други подобни, се използват както е необходими за индуциране на експресията.Once the aveC coding sequence has been stably introduced into the appropriate host cell, the transformed host cell is propagated clonally and the resulting cells can grow under conditions leading to maximum production of the aveC gene product. Such conditions typically include the development of cells to high density. When the expression vector includes an inducible promoter, suitable induction conditions, such as temperature displacement, depletion of nutrients, addition of unnecessary inducers (e.g., carbohydrate analogues such as isopropyl-beta-O-thiogalactopyranoside (IPTG)), accumulation of excess by-products or the like are used as needed to induce expression.

Когато експресираният aveC генен продукт се задържа вътре в клетката гостоприемник, клетките се събират и се лизират, а продуктът се изолира и се пречиства от лизата при условия на екстрахиране, известни от състоянието на тех никата, за да се намали разграждането на протеина, като например, при 4°С или в присъствие на инхибитори на протеаза, или и двете. Когато експресираният aveC генен продукт се секретира от клетките гостоприемници, изчерпаната хранителна среда може просто да се събира, а продуктът да се изолира от нея.When the expressed aveC gene product is retained inside the host cell, the cells are harvested and lysed, and the product is isolated and purified from the lysis under extraction conditions known in the art to reduce protein degradation, such as , at 4 ° C or in the presence of protease inhibitors, or both. When the expressed aveC gene product is secreted by the host cells, the depleted culture medium can simply be collected and the product isolated from it.

Експресираният aveC генен продукт може да бъде изолиран или съществено пречистен от клетъчните лизати или от културалната среда, както е подходящо, при използване на стандартни методи, включително, но без да се ограничава до, каквато и да е комбинация от следните методи: утаяване с амониев сулфат, фракциониране по размер, йонообменна хроматография, ВЕТХ, плътностно центрофугиране и афинитетна хроматография. Когато експресираният aveC генен продукт проявява биологична активност, нарасналата чистота на препарата може да се наблюдава при всеки етап от процеса на пречистване при използване на подходящи изследвания. Дали експресираният aveC генен продукт проявява или не биологична активност, това може да се установи на основата на, например, размера, или реактивността с едно антитяло, иначе специфично към aveC, или чрез присъствието на слят tag.The expressed aveC gene product can be isolated or substantially purified from cell lysates or from the culture medium, as appropriate, using standard methods, including but not limited to, any combination of the following methods: ammonium precipitation sulfate, size fractionation, ion exchange chromatography, HPLC, density centrifugation and affinity chromatography. When the expressed aveC gene product exhibits biological activity, the increased purity of the preparation can be observed at each stage of the purification process using appropriate studies. Whether or not the expressed aveC gene product exhibits biological activity, this can be determined on the basis of, for example, the size or reactivity with an antibody, otherwise specific to aveC, or by the presence of a fused tag.

Следователно настоящото изобретение предоставя рекомбинантно експресиран aveC генен продукт на Streptomyces, включващ аминокиселинната последователност кодирана от aveC генна продукт-кодираща последователност на плазмид pSE186 (АТСС 209604), или аминокиселинната последователност от фигура 1 (SEQ ID N0: 2) или негова съществена част, и негови хомолози.Therefore, the present invention provides a recombinantly expressed aveC gene product of Streptomyces, comprising the amino acid sequence encoded by the aveC gene product coding sequence of plasmid pSE186 (ATCC 209604), or the amino acid sequence of Figure 1 (SEQ ID NO: 2 or part thereof) his homologues.

Настоящото изобретение предоставя освен това, рекомбинантно-експресиран хомолог на aveC генен продукт, включващ аминокиселинната последователност на SEQ ID N0:4 или нейна съществена част, и нейни хомолози.The present invention further provides a recombinant-expressed homolog of an aveC gene product comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 or a substantial portion thereof, and homologs thereof.

Настоящото изобретение предоставя също, така метод за получаване на aveC генен продукт, включващ култивиране на клетки гостоприемници с трансформиран експресионен вектор, като посоченият вектор съдържа полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност, кодираща aveC генен продукт, чиято полинуклеотидна молекула е оперативно свързана с един или повече регулаторни елемента, които контролират експресията на полинуклеотидната молекула в клетката гостоприемник, при условия, водещи до продуциране на рекомбинантния aveC генен продукт, и до получаване на aveC генния продукт от клетъчната култура.The present invention also provides a method of producing an aveC gene product comprising culturing host cells with a transformed expression vector, said vector comprising a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence encoding an aveC gene product whose polynucleotide molecule is operatively linked regulatory elements that control expression of the polynucleotide molecule in the host cell under conditions leading to the production of the recombinant aveC gene roducts and to obtain the aveC gene product from the cell culture.

Рекомбинантно експресираният aveC генен продукт на S. avermitilis се използва за много цели, включително за скриниране на съединения, които променят функциите на aveC генния продукт и следователно модулира биосинтезата на авермектин, и за изготвяне на антитела насочени срещу aveC генния продукт.The recombinantly expressed aveC gene product of S. avermitilis is used for many purposes, including the screening of compounds that alter the functions of the aveC gene product and therefore modulate avermectin biosynthesis, and to produce antibodies directed against the aveC gene product.

След като веднъж е бил получен aveC генния продукт с достатъчна чистота, той тогава може да бъде охарактеризиран чрез стандартни методи, включително SDS-PAGE, гелна (sizeexclusion) хроматография, аминокиселинен секвенционен анализ, биологична активност при продуциране на подходящи продукти при биосинтетичния път на авермектин и др. Например, аминокиселинната последоватлност на aveC генния продукт може да се определи при използване на стандартни техники за секвениране на пептиди. aveC генният продукт може също да се охарактеризира при използване на анализ за хидрофилност (виж например, Hopp and Woods, 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78:3824), или аналогичен софтуерен алгоритъм, за определяне на хидрофобните и хидрофилните области на aveC генния продукт. Структурният анализ може да се проведе за идентифициране на aveC генния продукт, който допуска специфични вторични структури. Биофизичните методи като кристалографски рентгеноструктурен анализ (Engstrom 1974, Biochem. Exp. Biol. 11: 7-13), компютърно моделиране (Fletterick and Zoller (eds), 1986, в Current Communications in Molecular Biology, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY) и ядреномагнитен резонанс (NMR) могат да се използват за картиране и изучаване на местата на взаимодействие между aveC генния продукт и неговите субстрати. Получената информация от тези анализи може да се използва за избор на нови сайтове за мутация в aveC ORF, за спомагане развитието на нови щамове на S. avermitilis, притежаващи по-желани характеристики за производството на авермектин.Once an aveC gene product of sufficient purity has been obtained, it can then be characterized by standard methods, including SDS-PAGE, gel (sizeexclusion) chromatography, amino acid sequence analysis, biological activity in producing suitable products in the biosynthetic avermectic pathway. and others. For example, the amino acid sequence of the aveC gene product can be determined using standard peptide sequencing techniques. the aveC gene product can also be characterized using a hydrophilicity assay (see, e.g., Hopp and Woods, 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78: 3824), or a similar software algorithm, to determine hydrophobic and hydrophilic regions of the aveC gene product. Structural analysis can be performed to identify the aveC gene product that permits specific secondary structures. Biophysical methods such as crystallographic X-ray structural analysis (Engstrom 1974, Biochem. Exp. Biol. 11: 7-13), computer modeling (Fletterick and Zoller (eds), 1986, in Current Communications in Molecular Biology, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor , NY) and nuclear magnetic resonance (NMR) can be used to map and study sites of interaction between the aveC gene product and its substrates. The information obtained from these assays can be used to select new mutations sites in the aveC ORF to aid in the development of new S. avermitilis strains having more desirable avermectin production characteristics.

Конструиране и използване на aveC мутантConstruction and use of an aveC mutant

Настоящото изобретение осигурява полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност, която иначе е същата като кодиращата последователност за aveC генен продукт на S. avermitilis на плазмид pSEl86 (АТСС 209604) или нуклеотидна последователност на aveC ORF на S. avermitilis, както е представено на фигура 1 (SEQ ID NO: 1), но която включва освен това една или повече мутации, така че клетките на S. avermitilis щам АТСС 53692, в който е бил активиран aveC алела от див тип, и който експресира полинуклеотидната молекула, включваща мутиралата нуклеотидна последователност, продуцира различно съотношение или количество авермектини, отколкото се продуцира от клетки на S. avermitilis щам АТСС 53692, които вместо това експресират единствено aveC алела от див тип.The present invention provides a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence that is otherwise the same as the coding sequence for the aveC gene product of S. avermitilis of plasmid pSEl86 (ATCC 209604) or the nucleotide sequence of the aveC ORF of S. avermitilis, as represented by FIG. SEQ ID NO: 1) but which also includes one or more mutations such that S. avermitilis cells strain ATCC 53692, in which a wild-type aveC allele has been activated, and which expresses a polynucleotide molecule comprising the mutated nucleotide sequence, etc producing the different ratio or amount of avermectins than are produced by cells of S. avermitilis strain ATCC 53692 that instead express only an aveC allele from the wild type.

Съгласно настоящото изобретение, такива полинуклеотидни молекули могат да се използват за продуциране на нови щамове S. avermitilis, които проявяват промяна, която може да се отчете, на продукцията на авермектин, в сравнение със същия щам, който вместо това експресира единствено aveC алела от див тип. При един предпочитан вариант за изпълнение на изобретението такива полинуклеотидни молекули се използват за получаване на нови щамове S. avermitilis, които продуцират авермектини с намалено съотношение на клас 2:1 авермектини в сравнение със същия щам, който вместо това експресира единствено aveC алел от див тип. При един друг предпочитан вариант за изпълнение на изобретението такива полинуклеотидни молекули се използват да получаване на нови щамове от S. avermitilis, които продуцират повишени нива на авермектини в сравнение със същия щам, който вместо това експресира единствено aveC алел от див тип. При един друг вариант за изпълнение на изобретението, такива полинуклеотидни молекули се използват за продуциране на щамове на S. avermitilis, в които aveC гена е бил инактивиран.According to the present invention, such polynucleotide molecules can be used to produce new strains of S. avermitilis that exhibit a detectable change in the production of avermectin, compared to the same strain that instead expresses only the aveC allele from wild type. In a preferred embodiment, such polynucleotide molecules are used to produce new strains of S. avermitilis that produce avermectins with a reduced class 2: 1 ratio of avermectins compared to the same strain, which instead expresses only the wild-type aveC allele. . In another preferred embodiment of the invention, such polynucleotide molecules are used to produce new strains of S. avermitilis that produce increased levels of avermectins compared to the same strain, which instead expresses only the wild-type aveC allele. In another embodiment, such polynucleotide molecules are used to produce strains of S. avermitilis in which the aveC gene has been inactivated.

Мутации на aveC кодиращата последователност включват които и да са мутации, които въвеждат аминокиселинни делеции, прибавяния, или замествания в aveC генния продукт, или които водят до замяна на aveC генния продукт, или каквито и да са техни комбинации, и които водят до желания резултат. Например, настоящото изобретение осигурява полинуклеотидни молекули, включващи последователност кодираща aveC генен продукт на плазмид pSE 186 (АТСС 209604), или нуклеотидната последователност на aveC ORF на S. avermitilis, както е представено на фигура 1 (SEQ ID NO: 1), но която освен това включва една или повече мутации, които кодират заместването на един аминокиселинен остатък с различен аминокиселинен остатък при избраната позиция в aveC генния продукт. При няколко неограничаващи варианта за изпълнение на изобретението, които са представени с примери по-долу, такива замествания могат да се проведат при която и да е от аминокиселинните позиции 55, 138, 139 или 230, или комбинация от тях.Mutations of the aveC coding sequence include any mutations that introduce amino acid deletions, additions, or substitutions into the aveC gene product, or that lead to the replacement of the aveC gene product, or any combinations thereof, and that lead to the desired result . For example, the present invention provides polynucleotide molecules comprising the sequence encoding the aveC gene product of plasmid pSE 186 (ATCC 209604), or the nucleotide sequence of the aveC ORF of S. avermitilis, as presented in Figure 1 (SEQ ID NO: 1), but which in addition, it includes one or more mutations that encode the substitution of an amino acid residue with a different amino acid residue at the selected position in the aveC gene product. In several non-limiting embodiments of the invention, which are exemplified below, such substitutions may be made at any of the amino acid positions 55, 138, 139 or 230, or a combination thereof.

Мутации на aveC кодиращите последователности се провеждат по който и да е метод от известните методи, включително чрез използване на error-prone PCR, или чрез касетен мутагенез. Например, олигонуклеотиднасочен мутагенез може да се използва, за да се промени aveC ORF последователността по определен начин, като например, въвеждане на един или повече рестрикционни сайта, или на кодон за край (терминален кодон) в определена област в aveC ORF последователността. Методи, като тези описани в US 5,605,793, които включват случайно фрагментиране, повтарящи се цикли на мутагенез, и нуклеотидио преместване, също могат да се използват за генериране на големи библиотеки на полинуклеотиди, притежаващи нуклеотидни последователности, кодиращи aveC мутации.Mutations of the aveC coding sequences are carried out by any method known in the art, including by using error-prone PCR or by cassette mutagenesis. For example, oligonucleotide-directed mutagenesis can be used to alter the aveC ORF sequence in a particular way, such as inserting one or more restriction sites, or an end codon (terminal codon) into a specific region in the aveC ORF sequence. Methods such as those described in US 5,605,793, which include random fragmentation, repetitive cycles of mutagenesis, and nucleotide displacement, can also be used to generate large libraries of polynucleotides having nucleotide sequences encoding aveC mutations.

Целените мутации могат да се използват особено когато те служат за промяна на един или повече аминокиселинни остатъка в aveC генния продукт. Например, сравнение на изведените аминокиселинни последователности на aveC генния продукт и хомолога на aveC генния продукт от S. avermitilis (SEQ ID NO: 2), S. griseochromogenes (SEQ ID NO: 5), и S. hygroscopicus (SEQ ID NO: 4), както е показано на фигура 6, означава сайтовете на значително консервиране на аминокиселинни остатъци между тези видове. Целеният мутагенез, водещ до промяна на една или повече от тези консервативни аминокиселинни остатъци може да бъде изключително ефективен при продуцирането на нови мутанти и щамове, които проявяват промени на продукцията на авермектиниTargeted mutations can be used especially when they serve to alter one or more amino acid residues in the aveC gene product. For example, a comparison of the deduced amino acid sequences of the aveC gene product and the homolog of the aveC gene product of S. avermitilis (SEQ ID NO: 2), S. griseochromogenes (SEQ ID NO: 5), and S. hygroscopicus (SEQ ID NO: 4 ), as shown in Figure 6, means sites of significant conservation of amino acid residues between these species. Targeted mutagenesis leading to alteration of one or more of these conservative amino acid residues can be extremely effective in producing new mutants and strains that exhibit changes in avermectin production

Случайният мутагенез също може да е полезен и може да се проведе чрез излагане на клетки от S. avermitilis на ултравиолетово облъчване или на Х-лъчи, или на химичен мутагенез като №метил-№-нитрозогуанидин, етил метан сулфонат, азотисти киселини или nitrogen mustards. Виж например Ausubel, 1989 по-горе, за преглед на техниките на мутагенез.Random mutagenesis can also be useful and can be done by exposing S. avermitilis cells to ultraviolet radiation or X-rays, or to chemical mutagenesis such as methyl-N-nitrosoguanidine, ethyl methane sulfonate, nitric acids or nitrogen mustards . See, for example, Ausubel, 1989 above, for an overview of mutagenesis techniques.

След като се генерират мутирали полинуклеотидни молекули, те се скринират, за да се определи дали те могат да модулират биосинтеза на авермектин в S. avermitilis. При един предпочитан вариант за изпълнение на изобретението, полинуклеотидна молекула, притежаваща мутирала нуклеотидна последователност се тества чрез комплементиране на щам на S. avermitilis, в който aveC гена е бил инактивиран, за да даде aveC негативна (aveC) основа. При един неограничаващ метод мутиралата полинуклеотидна молекула се прикрепя към експресионен плазмид в оперативна връзка с един или повече регулаторни елемента, който плазмид също за предпочитане включва един или повече гени за резистентност на лекарствени средства, което да направи възможна селекцията на трансформираните клетки. Този вектор след това се трансформира в aveC клетка гостоприемник при използване на известни техники, и трансформираните клетки се подбират и се култивират в подходяща ферментационна среда при условия, позволяващи или индуциращи продуциране на авермектин. Ферментационните продукти след това се анализират чрез ВЕТХ, за да се определи способността на мутиралите полинуклеотидни молекули да комплементират клетката гостоприемник. Известен брой клетки, пренасящи мутирали полинуклеотидни молекули, способни да намалят съотношението на В2:В1 авермектини, включващи pSE:188, pSE199 npSE231 са посочени чрез примери в пример 8, по-долу.Once mutated polynucleotide molecules are generated, they are screened to determine whether they can modulate the biosynthesis of avermectin in S. avermitilis. In a preferred embodiment, a polynucleotide molecule having a mutated nucleotide sequence is tested by complementing a strain of S. avermitilis in which the aveC gene has been inactivated to give an aveC negative (aveC) base. In a non-limiting method, the mutated polynucleotide molecule is attached to an expression plasmid in operative association with one or more regulatory elements, which plasmid also preferably includes one or more drug resistance genes to enable selection of the transformed cells. This vector is then transformed into an aveC host cell using known techniques, and the transformed cells are selected and cultured in a suitable fermentation medium under conditions that allow or induce the production of avermectin. The fermentation products are then analyzed by HPLC to determine the ability of the mutated polynucleotide molecules to complement the host cell. A number of cells carrying mutated polynucleotide molecules capable of reducing the ratio of B2: B1 avermectins including pSE: 188, pSE199 npSE231 are indicated by the examples in Example 8 below.

Настоящото изобретение осигурява методи за идентифициране на мутации на aveC ORF на S. avermitilis, способни да променят съотношението и/или количеството на продуцирани авермектини. При един предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя метод за идентифициране на мутации на aveC ORF способни да променят съотношението на клас 2:1 продуцирани авермектини, включващ: (а) определяне на съотношението на клас 2:1 авермектини продуцирани от клетки от щам на S. avermitilis, в който нативният aveC алел е бил инактивиран, и в който е въведена полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност, кодираща мутирал aveC генен продукт и се експресира; (б) определяне на съотношението на клас 2:1 авермектини, продуцирани от клетки на същия щам S. avermitilis, както в етап (а), но вместо това експресират единствено aveC апел, притежаващ нуклеотидната последователност на ORF от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или нуклеотидна последователност, която е хомоложна на нея; и (в) сравняване на съотношението на клас 2:1 авермектини, продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап (б), така че ако съотношението на клас 2:1 авермектини продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап (а) е различно от съотношението на клас 2:1 авермектини продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап (б), тогава се идентифицира мутация на aveC ORF способна да промени съотношението на клас 2:1 продуцирани авермектини. При един предпочитан вариант за изпълнение на изобретението, съотношението на клас 2:1 авермектини се редуцира от мутацията.The present invention provides methods for identifying S. avermitilis aveC ORF mutations capable of altering the ratio and / or amount of avermectins produced. In one preferred embodiment, the present invention provides a method for identifying aveC ORF mutations capable of altering the class 2: 1 ratio of avermectins produced, including: (a) determining the ratio of class 2: 1 avermectins produced by cells from a strain of S. avermitilis, in which the native aveC allele has been inactivated, and into which a polynucleotide molecule has been introduced comprising a nucleotide sequence encoding a mutated aveC gene product and expressed; (b) determining the ratio of class 2: 1 avermectins produced by cells of the same S. avermitilis strain as in step (a), but instead expressing only aveC appeal having the nucleotide sequence of the ORF of Figure 1 (SEQ ID NO : 1) or a nucleotide sequence homologous thereto; and (c) comparing the class 2: 1 ratio of avermectins produced by S. avermitilis cells from step (b) such that if the class 2: 1 ratio of avermectins produced by S. avermitilis cells from step (a) is different from the class 2: 1 ratio of avermectins produced by S. avermitilis cells from step (b), then a mutation of aveC ORF capable of altering the class 2: 1 ratio of produced avermectins is identified. In a preferred embodiment of the invention, the class 2: 1 ratio of avermectins is reduced by the mutation.

В друг предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя метод за идентифициране на мутации на aveC ORF или на генетични структури, включващи aveC ORF способни да променят количеството на продуцирани авермектини, включващ: (а) определяне количеството авермектини, продуцирани от клетки от щам на S. avermitilis, в който нативният aveC алел е бил инактивиран, и в който е въведена полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност, кодираща мутирал aveC генен продукт или съдържаща генетична структура, включваща нуклеотидна последователност, кодираща aveC генен продукт и се експресира; (б) определяне количеството на авермектини, продуцирани от клетки на същия щам на S. avermitilis, както в етап (а), но който вместо това експресира единствено aveC алел, притежаващ нуклеотидната последователност на ORF от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или нуклеотидна последователност, която е хомоложна на нея; и (в) сравняване на количеството авермектини, продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап (а), в сравнение с авермектините продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап (б); така че ако количеството авермектини, продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап (а) е различно от количеството авермектини, продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап (б), тогава се идентифицира мутация на aveC ORF или генетична структура, способна да променя количеството на авермектини. При един предпочитан вариант за изпълнение на изобретението, количеството на продуцирани авермектини се увеличава от мутацията.In another preferred embodiment, the present invention provides a method for identifying mutations of aveC ORFs or genetic structures including aveC ORFs capable of altering the amount of avermectins produced, including: (a) determining the amount of avermectins produced by cells from strain S avermitilis, in which the native aveC allele has been inactivated, and in which a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding a mutated aveC gene product or containing a genetic structure comprising a nucleotide sequence is introduced a sequence encoding the aveC gene product and expressed; (b) determining the amount of avermectins produced by cells of the same strain of S. avermitilis as in step (a) but which instead expresses only the aveC allele having the nucleotide sequence of the ORF of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or a nucleotide sequence homologous thereto; and (c) comparing the amount of avermectins produced by S. avermitilis cells of step (a) with the avermectins produced by S. avermitilis cells of step (b); so if the amount of avermectins produced by S. avermitilis cells from step (a) is different from the amount of avermectins produced by S. avermitilis cells from step (b), then a mutation of the aveC ORF or genetic structure capable of identifying changes the amount of avermectins. In a preferred embodiment of the invention, the amount of avermectins produced is increased by the mutation.

Който и да е от горепосочените методи за определяне на мутации се провежда чрез използване на ферментационна културална среда, за предпочитане с добавка на циклохексан карбоксилна киселина, въпреки че също могат да се използват други подходящи предшественици на мастни киселини, като който и да е предшественик на мастни киселини, изброени в таблица 1.Any of the above methods for determining mutations is carried out using a fermentation culture medium, preferably with the addition of cyclohexane carboxylic acid, although other suitable precursors of fatty acids, such as any precursor to fatty acids, may also be used. fatty acids listed in Table 1.

След като веднъж са били идентифицирани полинуклеотидните молекули, които модулират продуцирането на авермектин в желана посока, може да се определи локализирането на мутацията в нуклеотидната последователност. Например, полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност, кодираща мутирал aveC генен продукт може да се изолира чрез PCR и да се подложи на ДНК секвенционен анализ при използване на известни методи. Чрез сравняване на ДНК последователността на мутиралия aveC алел с тази на aveC алела от див тип, могат да се определят мутацията(ите), отговорни за промяната на продукцията на авермектин. При определени, до неограничаващи, варианти за изпълнение на настоящото изобретение, aveC гениите продукти на S. avermitilis, включващи или единични аминокиселинни замествания при който и да е остатък 55 (S55F), 138 (S138T), 139 (А139Т) или 230 (G230D) или двойно заместване в позиции 138 (S138T) и 139 (А 139Т), носят промяна във функцията на aveC генния продукт, така че съотношението на клас 2:1 продуцирани авермектини се променя (виж: пример 8, по-долу). В съответствие, полинуклеотидни молекули, притежаващи нуклеотидни последователности, които кодират мутирали aveC гении продукти на S. avermitilis, включващи аминокиселинни замествания при един или повече аминокиселинни остатъка 55, 138, 139 или 230, или която и да е тяхна комбинация, се обхващат от настоящото изобретение.Once the polynucleotide molecules that modulate the production of avermectin in the desired direction have been identified, the location of the mutation in the nucleotide sequence can be determined. For example, a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence encoding a mutated aveC gene product can be isolated by PCR and subjected to DNA sequencing analysis using known methods. By comparing the DNA sequence of the mutated aveC allele with that of the wild-type aveC allele, the mutations (s) responsible for altering the production of avermectin can be determined. In certain, non-limiting embodiments of the present invention, the aveC genomic products of S. avermitilis, including or single amino acid substitutions at any residue 55 (S55F), 138 (S138T), 139 (A139T) or 230 (G230D) ), or double substitution at positions 138 (S138T) and 139 (A 139T), bring about a change in the function of the aveC gene product, such that the class 2: 1 ratio of avermectins produced changes (see: Example 8, below). Accordingly, polynucleotide molecules having nucleotide sequences that encode S. avermitilis mutated aveC genius products, including amino acid substitutions at one or more amino acid residues 55, 138, 139 or 230, or any combination thereof, are encompassed by this invention.

Настоящото изобретение предоставя също така, състави за получаване на нови щамове наThe present invention also provides compositions for the preparation of new strains of

S. avermitilis, клетките на които съдържат мутирал aveC алел, който води до промяната на продукцията на авермектин. Например, настоящото изобретение предоставя рекомбинантни вектори, които могат да се използват да насочват която и да е от полинуклеотидните молекули, включващи мутирали нуклеотидни последователности от настоящото изобретение, към сайта на aveC гена на хромозомата на S. avermitilis или да инсерира или да замества aveC ORF или част от нея, чрез хомоложна рекомбинация. Съгласно настоящото изобретение, въпреки това, полинуклеотидна молекула, включваща мутирала нуклеотидна последователност от настоящото изобретение, предоставена с настоящото, може също да действа за модулиране на биосинтезата на авермектин, когато се инсерира в хромозомата на S. avermitilis в сайт, различен от aveC гена, или когато се поддържа епизомално в клетките на S. avermitilis. Следователно, настоящото изобретение предоставя, също така, вектори, съдържащи полинуклеотидна молекула, включваща мутирала нуклеотидна последователност от настоящото изобретение, който вектор може да се използва за инсериране на полинуклеотидната последователност в сайт в хромозомата на S. avermitilis, различен от aveC гена, или да се поддържа епизомално.S. avermitilis, the cells of which contain a mutated aveC allele that results in a change in the production of avermectin. For example, the present invention provides recombinant vectors that can be used to direct any of the polynucleotide molecules, including mutated nucleotide sequences of the present invention, to the site of the aveC gene of the S. avermitilis chromosome or to insert or replace the aveC ORF or part thereof, by homologous recombination. According to the present invention, however, a polynucleotide molecule comprising the mutated nucleotide sequence of the present invention provided herein may also act to modulate avermectin biosynthesis when inserted into the chromosome of S. avermitilis at a site other than the aveC gene. or when maintained episomally in S. avermitilis cells. Therefore, the present invention also provides vectors containing a polynucleotide molecule comprising a mutated nucleotide sequence of the present invention, which vector may be used to insert the polynucleotide sequence into a site in the chromosome of S. avermitilis other than the aveC gene, or is maintained episomally.

При един предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя вектори за заместване на гени, които могат да се използват за инсериране на мутирал aveC алел в клетки от щам S. avermitilis, чиито клетки продуцират авермектини при едно променено съотношение на клас 2:1 авермектини, продуцирани от клетките. Такива вектори за заместване на гени могат да се конструират чрез използване на мутирали полинуклеотидни молекули, присъстващи в експресионни вектори предоставени в настоящото, KaropSE188, pSE199 ирБЕ23, които експресионни вектори са обяснени в пример 8, по-долу.In a preferred embodiment, the present invention provides gene replacement vectors that can be used to insert a mutated aveC allele into cells of S. avermitilis strain, whose cells produce avermectins at a modified 2: 1 ratio of avermectins. produced by cells. Such gene replacement vectors can be constructed using the mutated polynucleotide molecules present in the expression vectors provided herein, KaropSE188, pSE199 and BBE23, which expression vectors are explained in Example 8 below.

При един друг предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение осигурява вектори, които могат да се използват за инсериране на мутирал aveC алел в клетки на щам от S. avermitilis, за да се генерират нови щамове от клетки, които продуцират променено съотношение на авермектини, в сравнение с клетки от същия щам, които вместо това експресират един ствено aveC алела от див тип. При един предпочитан вариант за изпълнение, количеството авермектини, продуцирани от клетките нараства. При един характерен, неограничаващ вариант за изпълнение, такива вектори включват освен това силен промотор, известен от състоянието на техниката, като например, силен конститутивен ermE промотор от Saccharopolyspora erythraea, който се разполага в посока upstream, и е в оперативна връзка с aveC ORF. Такъв вектор може да бъде плазмид pSE189, описан в пример 11 по-долу, или може да се конструира чрез използване на мутирал aveC алел от плазмид pSE 189.In another preferred embodiment, the present invention provides vectors that can be used to insert a mutated aveC allele into cells of a strain of S. avermitilis to generate new strains of cells that produce an altered avermectin ratio in compared to cells from the same strain that instead express a single wild-type aveC allele. In one preferred embodiment, the amount of avermectins produced by the cells is increasing. In a typical, non-limiting embodiment, such vectors further include a strong promoter known in the art, such as a strong constitutive ermE promoter from Saccharopolyspora erythraea, upstream, and operatively associated with the aveC ORF. Such a vector can be the plasmid pSE189 described in Example 11 below, or it can be constructed using a mutated aveC allele from plasmid pSE 189.

При един друг предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя вектори за заместване на гени, които се използват за инактивиране на aveC гена при щам S. avermitilis от див тип. При един неограничаващ вариант за изпълнение на изобретението, такъв вектор за заместване на гени може да се конструира чрез използване на мутирала полинуклеотидна молекула, присъстваща в плазмид pSE 180 (АТСС 20605), което се обяснява в пример 8, по-долу (фигура 3). Настоящото изобретение предоставя освен това, вектор, включващ полинуклеотидна молекула, съдържаща се или състояща се от нуклеотидни последователности, които естествено граничат с aveC гена in situ в хромозомата на S. avermitilis, включително например, тези граничещи с нуклеотидни последователности показани на фигура 1 (SEQ ID N0:1), които могат да се използват за изстриване на S. avermitilis aveC ORF.In another preferred embodiment, the present invention provides gene replacement vectors that are used to inactivate the aveC gene in wild-type S. avermitilis strain. In a non-limiting embodiment of the invention, such a gene replacement vector can be constructed using a mutated polynucleotide molecule present in plasmid pSE 180 (ATCC 20605), which is explained in Example 8 below (Figure 3) . The present invention further provides a vector comprising a polynucleotide molecule comprising or consisting of nucleotide sequences that naturally border the in situ gene of the aveC gene in the S. avermitilis chromosome, including, for example, those nucleotide sequencing shown in Figure 1 (SEQ ID NO: 1) that can be used to excrete S. avermitilis aveC ORF.

Настоящото изобретение предоставя също така методи за получаване на нови щамове от S. avermitilis, включващи клетки, които експресират мутирал aveC алел и продуцират променено съотношение и/или количество на авермектини, в сравнение с клетки от същия щам S. avermitilis, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип. При един предпочитан вариант за изпълнение, изобретението предоставя метод за получаване на нови щамове S. avermitilis, които включват клетки, които експресират мутирал aveC алел, и които продуцират променено съотношение на клас 2:1 на авермектини, в сравнение с клетки от същия щам S. avermitilis, които вместо това експресират единствено aveC алела от див тип, включващ трансформиране на клетки от щам от S. avermitilis с вектор, пренасящ мутирал aveC апел, който кодира генен продукт, който променя съотношение на клас 2:1 на авермектини, продуцирани от клетки от щам на S. avermitilis, експресиращ мутиралия aveC алел, в сравнение с клетки от същия щам S. avermitilis, които вместо това експресират единствено aveC алела от див тип и подбор на трансформираните клетки, които продуцират авермектини при променено съотношение на клас 2:1, в сравнение със съотношението на клас 2:1, продуцирано от клетки от щама, които вместо това експресират aveC алела от див тип. При един предпочитан вариант за изпълнение на изобретението, промененото съотношение на клас 2:1 на авермектини намалява.The present invention also provides methods for producing new strains of S. avermitilis, including cells that express a mutated aveC allele and produce a modified ratio and / or amount of avermectins, compared to cells from the same S. avermitilis strain that instead express only aveC wild-type allele. In a preferred embodiment, the invention provides a method for producing new strains of S. avermitilis, which include cells that express the mutated aveC allele, and which produce a modified class 2: 1 ratio of avermectins compared to cells of the same strain S avermitilis, which instead express only the wild-type aveC allele, involving transformation of S. avermitilis strain cells with a vector carrying a mutated aveC appeal that encodes a gene product that alters the 2: 1 ratio of avermectins produced by cells from a strain of S. ave rmitilis expressing the mutated aveC allele, compared to cells from the same S. avermitilis strain, which instead express only wild-type aveC alleles and selection of transformed cells that produce avermectins at a modified 2: 1 ratio, relative to the ratio of class 2: 1 produced by strain cells that instead express wild-type aveC alleles. In one preferred embodiment of the invention, the altered class 2: 1 ratio of avermectins is reduced.

При един друг предпочитан вариант за изпълнене, настоящото изобретение предоставя метод за получаване на нови щамове S. avermitilis, включващ клетки, които продуцират променени количества авермектин, включващ трансформиране на клетки от щам S. avermitilis с вектор, пренасящ мутирал aveC алел или генетична структура, съдържаща aveC алел, експресията на който води до изменение на количеството на авермектини, продуцирани от клетки на щам S. avermitilis, експресиращи мутиралия aveC алел или генетична структура, в сравнение с клетки от същия щам S. avermitilis, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип и селекциониране на трансформирани клетки при променено количество в сравнение с количеството на авермектини, продуцирани от клетки на щам, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип. В предпочитания вариант количеството на авермектини, продуцирани в трансформирани клетки нараства.In another preferred embodiment, the present invention provides a method for producing new strains of S. avermitilis, including cells that produce altered amounts of avermectin, including transforming cells from a strain of S. avermitilis with a vector carrying a mutated aveC allele or genetic structure, containing an aveC allele, the expression of which leads to a change in the amount of avermectins produced by cells of S. avermitilis strain expressing the mutated aveC allele or genetic structure, compared to cells from the same S. avermitilis strain which instead of ca express only an aveC allele from the wild type and selecting transformed cells in an altered amount compared to the amount of avermectins produced by cells of the strain that instead express only an aveC allele from the wild type. In a preferred embodiment, the amount of avermectins produced in the transformed cells is increasing.

При един друг предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя метод за получаване на нови щамове на S. avermitilis, клетките на който включват един инактивиран aveC алел, включващ трансформиране на клетки от щам на S. avermitilis, които експресират aveC алел с вектор, който инактивира aveC алела, и селекциониране на трансформирани клетки, в които aveC алелът е бил инактивиран. При един предпочитан неограничаващ вариант, клетки от щам на S. avermitilis се трансформират с вектор заместващ гени, който пренася aveC алел, който е бил инактивиран чрез мутация или чрез заместване на част от aveC алела с хетеро ложна генна последователност, и се прави подбор на трансформирани клетки, в които нативният aveC алел на клетките е бил заместен с инактивирания aveC алел. Инактивирането на aveC алела може да се определи чрез ВЕТХ анализ на ферментационните продукти, както е описано подолу. При един специфичен неограничаващ вариант на изобретението, описан в пример 8 подолу, aveC алелът се инактивира чрез инсериране на еппЕ гена от Saccharopolyspora erythraea в aveC ORF.In another preferred embodiment, the present invention provides a method for producing new strains of S. avermitilis, the cells of which include an inactivated aveC allele, comprising transforming cells from a strain of S. avermitilis that express the aveC allele with a vector that inactivates the aveC allele, and selection of transformed cells in which the aveC allele has been inactivated. In a preferred non-limiting embodiment, cells of S. avermitilis strain are transformed with a vector replacing gene that carries the aveC allele that has been inactivated by mutation or by replacing part of the aveC allele with a heterologous gene sequence, and selection of transformed cells in which the native aveC allele of the cells was replaced by the inactivated aveC allele. Inactivation of the aveC allele can be determined by HPLC analysis of the fermentation products as described below. In one specific non-limiting embodiment of the invention described in Example 8 below, the aveC allele is inactivated by inserting the eppE gene from Saccharopolyspora erythraea into the aveC ORF.

Настоящото изобретение предоставя освен това, нов щам от S. avermitilis, включващ клетки, които са трансформирани с която и да е от полинуклеотидните молекули или вектори от настоящото изобретение. При едни предпочитан вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя нов щам на S. avermitilis, включващ клетки, които експресират мутирал aveC алел вместо или в допълнение на aveC алела от див тип, при което посочените клетки на новия щам продуцират авермектини при едно променено съотношение на клас 2:1 на авермектините, продуцирани от клетки на същия щам, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип. При един предпочитан вариант, промененото съотношение на клас 2:1, продуцирани от новите клетки намалява. Такива нови щамове се използват при продуцирането в широк мащаб на подходящи за търговската мрежа авермектини, като дорамектин.The present invention further provides a new strain of S. avermitilis comprising cells that have been transformed with any of the polynucleotide molecules or vectors of the present invention. In one preferred embodiment, the present invention provides a new strain of S. avermitilis comprising cells that express a mutated aveC allele instead of or in addition to a wild-type aveC allele, wherein said cells of the new strain produce avermectins at a changed ratio of class 2: 1 avermectins produced by cells of the same strain, which instead express only the wild-type aveC allele. In one preferred embodiment, the altered class 2: 1 ratio produced by the new cells is reduced. Such new strains are used in the production of commercially available avermectins, such as doramectin, on a large scale.

Първа цел на изследването за скриниране, описано в настоящото, е да се идентифицират мутиралите алели на aveC гена, чиято експресия в S. avermitilis променя и по-специално намалява съотношението на продуцирането клас 2:1 авермектини. При един предпочитан вариант, съотношението на В2:В 1 авермектини продуцирани от клетки на новия щам S. avermitilis от настоящото изобретение, експресиращ мутирал aveC алел, който намалява съотношение на клас 2:1 на продуцираните авермектини между под 1,6:1 до приблизително 0:1, при един по-предпочитан вариант за изпълнение, съотношението е между приблизително 0,84:1 до приблизително 0:1. При описания по-долу специфичен вариант за изпълнение, новите клетки от настоящото изобретение продуцират циклохексил В2 : циклохексил В1 авермектини в съотношение под 1,6:1. При друг специфичен предпочитан вари ант, описан по-долу, новите клетки от настоящото изобретение продуцират циклохексил В2 : циклохексил В1 авермектини в съотношение от приблизително 0,94:1. При един друг специфичен предпочитан вариант, описан по-долу, новите клетки от настоящото изобретение продуцират циклохексил В2 : циклохексил В1 авермектини в съотношение от приблизително 0,88:1. При друг специфичен предпочитан вариант, описан по-долу, новите клетки от настоящото изобретение продуцират циклохексил В2 : циклохексил В1 авермектини в съотношение от приблизително 0,84:1.A first objective of the screening study described herein is to identify mutated alleles of the aveC gene, whose expression in S. avermitilis alters, and in particular reduces, the production ratio of class 2: 1 avermectins. In one preferred embodiment, the B2: B 1 ratio of avermectins produced by cells of the new S. avermitilis strain of the present invention expressing a mutated aveC allele that reduces the class 2: 1 ratio of produced avermectins between less than 1.6: 1 to ca. 0: 1, in a more preferred embodiment, the ratio is between about 0.84: 1 and about 0: 1. In the specific embodiment described below, the new cells of the present invention produce cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 avermectins at a ratio below 1.6: 1. In another specific preferred variant described below, the new cells of the present invention produce cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 avermectins in a ratio of approximately 0.94: 1. In another specific preferred embodiment described below, the new cells of the present invention produce cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 avermectins in a ratio of approximately 0.88: 1. In another specific preferred embodiment described below, the new cells of the present invention produce cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 avermectins in a ratio of approximately 0.84: 1.

При един друг специфичен предпочитан вариант, настоящото изобретение предоставя нов щам от S. avermitilis, включващ клетки експресиращи мутирал avcC алел, или генетична структура съдържаща aveC алел на мястото на или в допълнение на aveC алел от див тип, при което клетки на новия щам продуцират променено количество авермектини в сравнение с клетки на същия щам, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип. При един предпочитан вариант за изпълнение, новият щам продуцира повишено количество авермектини. При един неограничаващ вариант, генетичната структура включва силен промотор, като силния конститутивен промотор от Saccharopolyspora erythraea, в посока upstream и оперативно свързан с aveC ORF.In another specific preferred embodiment, the present invention provides a novel strain of S. avermitilis comprising cells expressing a mutated avcC allele, or a genetic structure containing an aveC allele at the site of, or in addition to, a wild-type aveC allele, wherein the cells of the new strain produce altered avermectins compared to cells of the same strain, which instead express only the wild-type aveC allele. In one preferred embodiment, the new strain produces an increased amount of avermectins. In a non-limiting embodiment, the genetic structure includes a strong promoter, such as the strong constitutive promoter of Saccharopolyspora erythraea, upstream and operatively linked to the aveC ORF.

При един друг вариант за изпълнение, настоящото изобретение предоставя нови щамове на S. avermitilis, включващи клетки, в които aveC гена е бил инактивиран. Такива щамове са полезни както за различните спектри на авермектини, които те продуцират в сравнение с щамовете от див тип, така и при комплементарни скрининг анализи, както са описани в настоящото, за да се определи дали целенасочен или случаен мутагенез на aveC гена влияе на продукцията на авермектини. При един специфичен вариант за изпълнение, описан по-долу, клетки гостоприемници от S. avermitilis се обработват генно инженерно да съдържат инактивиран aveC ген. Например щам SE180-11, описан в примерното описание, се генерира чрез заместване на плазмид pSE180 (АТСС 209605) (фигура 3), който се конструира, за да инактивира aveC гена на S. avermitilis чрез инсериране на ermE гена за резистентност в aveC кодиращата област.In another embodiment, the present invention provides novel strains of S. avermitilis, including cells in which the aveC gene has been inactivated. Such strains are useful both for the different spectra of avermectins they produce in comparison with wild-type strains and for complementary screening assays as described herein to determine whether targeted or incidental mutagenesis of the aveC gene affects production of avermectins. In one specific embodiment described below, host cells of S. avermitilis are genetically engineered to contain an inactivated aveC gene. For example, strain SE180-11 described in the exemplary description is generated by replacing plasmid pSE180 (ATCC 209605) (Figure 3), which is designed to inactivate the aveC gene of S. avermitilis by inserting the ermE resistance gene into the aveC encoding area.

Настоящото изобретение предоставя, освен това, рекомбинантно експресирани, мутирали генни продукти на S. avermitilis, кодирани от която и да е от горепосочените полинуклеотидни молекули на изобретението, и методи за получаването им.The present invention further provides recombinantly expressed, mutated S. avermitilis gene products encoded by any of the above polynucleotide molecules of the invention, and methods for preparing them.

Изобретението предоставя също метод за получаване на авермектини, включващ култивиране на клетки от щам на S. avermitilis, които клетки експресират мутирал aveC алел кодиращ генен продукт, който променя съотношението на клас 2:1 авермектини, продуцирани от клетки на щам от S. avermitilis експресиращ мутиралия aveC алел, в сравнение с клетки от същия щам, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип, в културална среда, при условия, които позволяват или индуцират продукцията на авермектини от тях, и получаване на посочените авермектини от културата. При един предпочитан вариант, съотношението на клас 2:1 на авермектини продуцирани в културата от клетки експресиращи мутиралия aveC алел намалява. Този метод предоставя повишена ефективност при продукцията на важни за търговията авермектини, като дорамектин.The invention also provides a method for the preparation of avermectins comprising culturing cells from a strain of S. avermitilis, which cells express a mutated aveC allele encoding a gene product that changes the ratio of class 2: 1 avermectins produced by cells to a strain of S. avermitilis expressing the mutated aveC allele, in comparison with cells of the same strain, which instead express only the wild-type aveC allele in a culture medium, under conditions that allow or induce the production of avermectins from them, and the production of said cultured avermectins s. In a preferred embodiment, the class 2: 1 ratio of avermectins produced in the culture by cells expressing the mutated aveC allele is reduced. This method provides increased efficiency in the production of commercially important avermectins, such as doramectin.

Настоящото изобретение предоставя също така, метод за продуциране на авермектини, включващ култивиране на клетки от щам на S. avermitilis, които клетки експресират мутирал aveC алел или генетична структура, включваща aveC алел, което води до продуциране на променено количество на авермекгините, продуцирани от клетки на щам на S. avermitilis, който експресира мутирал aveC алел или генетична структура, в сравнение със същия щам, който не експресира мутиралия aveC алел или генетична структура, а вместо това експресира единствено aveC алел от див тип, в културалната среда при условия, които позволяват или индуцират продуцирането на авермектини от тях, и получаване на посочените авермектини от културалната среда. При един предпочитан вариант, количеството на авермекгините продуцирани в културата от клетките експресиращи мутиралия aveC алел или генетична структура нараства.The present invention also provides a method for the production of avermectins comprising culturing cells from a strain of S. avermitilis, which cells express a mutated aveC allele or a genetic structure comprising the aveC allele, which results in the production of a changed amount of avermectins produced by cells of a strain of S. avermitilis that expresses a mutated aveC allele or genetic structure, compared to the same strain that does not express the mutated aveC allele or genetic structure, but instead expresses only a wild-type aveC allele in the culture lines under conditions that permit or induce avermectin production thereof, and recovering said avermectins from the culture medium. In one preferred embodiment, the amount of avermekgins produced in the culture by cells expressing the mutated aveC allele or genetic structure is increased.

Настоящото изобретение предоставя също така нов състав от авермектини, продуциран от щам на S. avermitilis експресиращ матирал aveC алел, който кодира генен продукт, който намалява съотношението на клас 2:1 авермектини про дуцирани от клетки на щам от S. avermitilis експресиращи мутиралия aveC алел, в сравнение със клетки на същия щам, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип, при което авермекгините в новия състав се продуцират при намалено съотношение на клас 2:1 на авермектини продуцирани от клетки на същия щам от S. avermitilis, който вместо това експресира единствено aveC алел от див тип. Новият състав на авермектини може да се представи като продуциран в културална среда при ферментация с изчерпване. Новият състав на авермектини може да бъде частично или съществено пречистен от културалната течност чрез известни биохимични техники за пречистване, като утаяване с амониев сулфат, диализа, фракциониране по размер, йонообменна хроматография, ВЕТХ и други.The present invention also provides a novel composition of avermectins produced by a strain of S. avermitilis expressing a matured aveC allele that encodes a gene product that reduces the ratio of class 2: 1 avermectins produced by cells of a strain of S. avermitilis expressing mutated aveC alleles. , compared to cells of the same strain that instead express only the wild-type aveC allele, whereby the avermekgins in the new composition are produced at a reduced class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of the same S. avermitilis strain, which instead but expresses only an aveC allele from the wild type. The new composition of avermectins may be presented as produced in the culture medium by depletion fermentation. The new avermectins composition may be partially or substantially purified from the culture fluid by known biochemical purification techniques such as ammonium sulfate precipitation, dialysis, size fractionation, ion exchange chromatography, HPLC and others.

Използване на авермектиниUse of avermectins

Авермектините са силно активни противопаразитни средства, притежаващи изключително приложение като антихелминти средства, ектопаразитицидни средства, инсектицидни средства и акарицидни средства. Авермектинови съединения продуцирани съгласно методите на настоящото изобретение се прилагат за която и да е от тези цели. Например, авермектинови съединения, продуцирани съгласно методите на настоящото изобретение се използват за лечение на различни заболявания или състояния при човека, по-специално когато тези заболявания или състояния са причинени чрез инфектиране от паразити, както е известно от състоянието на техниката. Виж например, Ikeda and Omura, 1997, Chem. Rev. 97(7): 2591-2609. По-специално, авермектиновите съединения, продуцирани съгласно настоящото изобретение са ефективни при лечение на заболявания и състояния, причинени от ектопаразити, като паразитни нематоди, които могат да инфектират хора, домашни животни, прасета, овце, пилета, коне или рогат добитък.Avermectins are highly active anti-parasitic agents having exceptional applications such as anthelmintic agents, ectoparasiticidal agents, insecticidal agents and acaricidal agents. Avermectin compounds produced according to the methods of the present invention are administered for any of these purposes. For example, avermectin compounds produced according to the methods of the present invention are used to treat a variety of human diseases or conditions, in particular when those diseases or conditions are caused by infection by parasites, as is known in the art. See, e.g., Ikeda and Omura, 1997, Chem. Rev. 97 (7): 2591-2609. In particular, the avermectin compounds produced according to the present invention are effective in treating diseases and conditions caused by ectoparasites, such as parasitic nematodes, which can infect humans, domestic animals, pigs, sheep, chickens, horses or cattle.

По-специално, авермектиновите съединения, продуцирани съгласно настоящото изобретение са полезни срещу нематоди, които инфектират хора, както и срещу тези, които инфектират различни видове животни. Такива нематоди включват гастроинтестинални паразити, като Ancylostoma, Necator, Ascaris, Strodyloides, Trichinella, Capillaria, Trichuris, Enterobius, Dirofilaria и паразити, които се откриват в кръв та или в други тъкани и органи, като нишковидни червеи и екстракт на интестинални състояния от Strongyloides и Trichinella.In particular, the avermectin compounds produced according to the present invention are useful against nematodes that infect humans as well as those that infect different species of animals. Such nematodes include gastrointestinal parasites, such as Ancylostoma, Necator, Ascaris, Strodyloides, Trichinella, Capillaria, Trichuris, Enterobius, Dirofilaria, and parasites that are found in blood or other tissues and organs, such as filamentous worms and extracts of intestinal cochlea and intestinal extract and Trichinella.

Авермектиновите съединения, продуцирани съгласно настоящото изобретение се използват също за третиране на ектопаразитни инфекции, включително например, заразяване на бозайници и птици с артроподи, причинено от кърлежи, червеи, въшка, бълхи, мухи месарки, хапещи насекоми, или мигриращи ларви на двукрили насекоми, които засягат добитъка и конете, сред другите.Avermectin compounds produced according to the present invention are also used to treat ectoparasite infections, including, for example, infecting mammals and birds with arthropods caused by ticks, worms, lice, fleas, butcher's flies, biting insects, or migrating larvae of bivalve insects affecting livestock and horses, among others.

Авермектиновите съединения, продуцирани съгласно настоящото изобретение се използват, също така като инсектициди срещу домашни вредители, като например, хлебарка, молци, бръмбари по килимите и домашни мухи измежду други, така както и насекоми вредители за складирани зърнени култури и за селскостопански растения, които вредители включват червеи, афиди, гъсеници и правокрили насекоми, като locust (прелетен скакалец), измежду други.The avermectin compounds produced according to the present invention are also used as insecticides against domestic pests, such as cockroaches, moths, carpet beetles and house flies among others, as well as insect pests for stored cereals and for crops that pest include worms, aphids, caterpillars, and right winged insects, such as locust, among others.

Животни, които могат да бъдат третирани с авермектинови съединения, продуцирани съгласно настоящото изобретение включват овце, рогат добитък, коне, сърни, кози, свине, птици, включително домашни птици и котки и кучета.Animals that can be treated with avermectin compounds produced according to the present invention include sheep, cattle, horses, deer, goats, pigs, birds, including poultry and cats and dogs.

Авермектиново съединение, продуцирано съгласно настоящото изобретение, се прилага под подходяща форма за специфичното използване, като специфичните видове животни гостоприемници се третират, и се включват и паразитите или насекомите. При използване като паразитицид, едно авермектиново съединение, продуцирано съгласно настоящото изобретение може да се прилага орално под формата на капсули, болус таблетки, таблетки или проникващи течности или алтернативно, може да се прилага чрез инжектиране или като имплантант. Такива лекарствени форми се изготвят по конвенционални начини, съгласно стандартната ветеринарна практика. Следователно, капсули, таблетки или болус таблетки могат да се приготвят чрез смесване на активните съставки с фино диспергиран разтворител или носител допълнително съдържащ дезинтегриращо средство и/или свързващо средство като нишесте, лактоза, талк, магнезиев стеарат и др. Дозите могат да се приготвят чрез диспергиране на активната съставка във воден разтвор заедно с диспергиращо или омок рящо средство, и др. Инжекционни форми могат да се приготвят под формата на стерилни разтвори, които могат да съдържат други вещества, като например, достатъчно соли и/или глюкоза, за да направи разтвора изотоничен с кръвта.The avermectin compound produced according to the present invention is administered in a suitable form for specific use, the specific host animal species being treated and parasites or insects included. When used as a parasiticide, an avermectin compound produced according to the present invention can be administered orally in the form of capsules, bolus tablets, tablets or penetrating liquids, or alternatively, may be administered by injection or as an implant. Such dosage forms are formulated in conventional manner according to standard veterinary practice. Therefore, capsules, tablets or bolus tablets may be prepared by mixing the active ingredients with a finely dispersed solvent or carrier further containing a disintegrant and / or a binder such as starch, lactose, talc, magnesium stearate and the like. Doses may be prepared by dispersing the active ingredient in aqueous solution together with a dispersing or wetting agent, and the like. Injectable forms can be prepared in the form of sterile solutions that may contain other substances, such as enough salts and / or glucose to make the solution isotonic with blood.

Такива лекарствени форми ще варират според теглото на активната съставка, в зависимост от пациента, или вида на гостоприемника, който се подлага на лечение, тежестта и вида на инфекцията, и телесното тегло на гостоприемника. Обикновено би било задоволително за орално приложение доза активна съставка от приблизително 0,001 до 10 mg на kg от теглото на пациента или на животното, приложена като единична доза или като разделени дози за период от 1 до 5 дни. Въпреки това може да има случаи, когато са предписани по-високи или по-ниски дози, както се определя, например, от лекаря или ветеринарния лекар, на основата на клиничните симптоми.Such dosage forms will vary according to the weight of the active ingredient, depending on the patient or the type of host being treated, the severity and type of infection, and the body weight of the host. A dose of the active ingredient of approximately 0.001 to 10 mg per kg of body weight of the patient or animal administered as a single dose or as divided doses over a period of 1 to 5 days would generally be satisfactory for oral administration. However, there may be cases where higher or lower doses are prescribed, as determined, for example, by the doctor or veterinarian, based on the clinical symptoms.

Като алтернатива, авермектиново съединение, продуцирано съгласно настоящото изобретение може да се прилага в комбинация с животински хранителни смески, и за тази цел концентрирани хранителни добавки могат да се приготвят за смесване с обикновената животинска храна.Alternatively, the avermectin compound produced according to the present invention can be administered in combination with animal feed mixtures, and for this purpose concentrated nutritional supplements can be prepared to be mixed with ordinary animal feed.

За използване като инсектицид, и за третиране на селскостопански вредители, авермектиново съединение, продуцирано съгласно настоящото изобретение може да се приложи като спрей, прахообразна форма, емулсия и др. подобни, съгласно стандартната селскостопанска практика.For use as an insecticide, and for the treatment of agricultural pests, the avermectin compound produced according to the present invention can be administered as a spray, powder, emulsion and the like. similar, according to standard agricultural practice.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of carrying out the invention

Ферментация на Streptomyces avermitilis и анализ на В2:В1 авермектиниFermentation of Streptomyces avermitilis and analysis of B2: B1 avermectins

Щамове, на които липсва 2-оксо кисела дехидрогеназа с разклонена верига и 5-О-метилтрансферазна активност, не продуцират авермектини, ако ферментационната среда не е с добавка на мастни киселини. Тези примери показват, че в такива мутанти могат да се получат голямо разнообразие от съотношения на В2 . В1 авермектини, когато биосинтезата се инициира в присъствие на различни мастни киселини.Strains lacking branched-chain 2-oxo acid dehydrogenase and 5-O-methyltransferase activity do not produce avermectins unless the fermentation medium is supplemented with fatty acids. These examples show that a wide variety of B2 ratios can be obtained in such mutants. B1 avermectins when biosynthesis is initiated in the presence of various fatty acids.

Материали и методиMaterials and methods

Streptomyces avermitilis АТСС 53692 се съхранява при -70°С като пълноценен бульон, приготвен в среда за посяване, състояща се от нишесте (Nadex, Laing National - 20 g: Pharmamedia (Trader’s Protein, Memphis, TN) 15 g; Ardamine pH (Yeast Products Inc.) - 5 g: калциев карбонат - 1 g. Крайният обем се довежда до 1 1 с водопроводна вода, pH се нагласява на 7,2 и средата се автоклавира при 121°С за 25 min.Streptomyces avermitilis ATCC 53692 is stored at -70 ° C as a complete broth prepared in starch medium consisting of starch (Nadex, Laing National - 20 g: Pharmamedia (Trader's Protein, Memphis, TN) 15 g; Ardamine pH (Yeast Products Inc.) - 5 g: calcium carbonate - 1 g. The final volume is brought to 1 l with tap water, the pH is adjusted to 7.2 and the medium is autoclaved at 121 ° C for 25 min.

ml от кафявата суспенсия от горния препарат се използват за инокулиране на колба, съдържаща 50 ml от същата среда. След 48 h инкубиране при 28°С на ротационна клатачка при 180 rpm, 2 ml от бульона се използват за инокулиране на колба, съдържаща 50 ml от продукционната среда, състояща се от нишесте - 80 нишесте; калциев карбонат- 7 g: Pharmamedia - 5 g: кисел калиев фосфат -1 g: магнезиев сулфат -1 g; глутаминова киселина - 0,6 g; железен сулфат тетрахидрат - 0,01 g; цинков сулфат - 0,001 g; магнезиев сулфат - 0,001 g. Крайният обем се довежда до 11 с водопроводна вода, pH се нагласява на 7,2 и средата се автоклавира при 121 °C за 25 min.ml of the brown suspension of the above preparation are used to inoculate a flask containing 50 ml of the same medium. After 48 h incubation at 28 ° C on a rotary shaker at 180 rpm, 2 ml of broth was used to inoculate a flask containing 50 ml of starch-80 starch production medium; calcium carbonate - 7 g: Pharmamedia - 5 g: acidic potassium phosphate -1 g: magnesium sulfate -1 g; glutamic acid - 0.6 g; ferrous sulfate tetrahydrate - 0.01 g; zinc sulfate - 0.001 g; magnesium sulfate - 0.001 g. The final volume was adjusted to 11 with tap water, the pH was adjusted to 7.2 and the medium was autoclaved at 121 ° C for 25 min.

Различни субстрати карбоксилни киселини (виж таблица 1) се разтварят в метанол и се добавят към ферментационната среда 24 h след инокулирането, за да се получи крайна концентрация от 0,2 g/l. Ферментационната среда се инкубира в продължение на 14 дни при 28°С, след което средата се центрофугира (2,500 rpm за 2 min), а супернатантата се отстранява. Мицеларната пелета (плътна утайка) се екстрахира с ацетон (15 ml), а след това с дихлорметан (30 ml) и органичната фаза се отделя, филтрува се, след което се изпарява до сухо. Остатъкът се слага в метанол (1 ml) и се анализира чрез ВЕТХ с Hewlett-Packard 1090А устройство за течна хроматография, снабдено със сканиращ диоден детектор, регулиран на 240 nm. Използваната колона е Beckman Ultasphere С-18, 5 pm, 4,6 mm х 25 cm колона, поддържана на 40°С. 25 μΐ от горепосочения метанолов разтвор се инжектира върху колоната. Елюирането се провежда с линеен градиент на метанол-вода от 80:20 до 95:5 за 40 min при скорост 0,85 ml/min. Използват се две стандартни концентрации на циклохексил В1 за калибриране на отговора на детектора, и се измерват площите под кривата за В2 авермектини.Various carboxylic acid substrates (see Table 1) were dissolved in methanol and added to the fermentation medium 24 h after inoculation to obtain a final concentration of 0.2 g / l. The fermentation medium was incubated for 14 days at 28 ° C, after which the medium was centrifuged (2,500 rpm for 2 min) and the supernatant removed. The micellar pellet (solid precipitate) was extracted with acetone (15 ml), then with dichloromethane (30 ml) and the organic phase separated, filtered and then evaporated to dryness. The residue was taken up in methanol (1 ml) and analyzed by HPLC with a Hewlett-Packard 1090A liquid chromatography apparatus equipped with a scanning diode detector adjusted to 240 nm. The column used is a Beckman Ultasphere C-18, 5 pm, 4.6 mm x 25 cm column maintained at 40 ° C. 25 μΐ of the above methanol solution was injected onto the column. The elution was performed with a linear gradient of methanol-water from 80:20 to 95: 5 for 40 min at a rate of 0.85 ml / min. Two standard concentrations of cyclohexyl B1 are used to calibrate the response of the detector, and the areas under the curve for B2 avermectins are measured.

РезултатиResults

На таблица 1 са показани времето за задържане при ВЕТХ, наблюдавано за В2 и В1 авермектините и съотношението на 2:1 __ ТАБЛИЦА 1Table 1 shows the retention time for HPLC observed for B2 and B1 avermectins and the 2: 1 ratio __ TABLE 1

Време на при Time of at задържане ВЕТХ(в мин.) HPLC retention (min) Съотно щение Ratio Субстрат Substrate В2 B2 В1 B1 В2:В1 B2: B1 4-Т етрахидропиран карбоксилна киселина 4-T Etrahydropyran carboxylic acid 8,1 8.1 14,5 14.5 0,25 0.25 Изобутирова киселина Isobutyric acid 10,8 10.8 18,9 18.9 0,5 0.5 3- Фуранкарбонова киселина 3- Furancarboxylic acid 7,6 7,6 14,6 14.6 0,62 0.62 8-(+)-2- метилбутирова киселина 8 - (+) - 2-methylbutyrate acid 12,8 12,8 21,6 21.6 1,0 1.0 Циклохексанкарбоксилна киселина Cyclohexanecarboxylic acid 16,9 16.9 26,0 26,0 1.6 1.6 3-Т иофенкарбоксилна киселина 3-T Iofenecarboxylic acid 8,8 8.8 16,0 16.0 1.8 1.8 Циклопентанкарбоксилна киселина Cyclopentanecarboxylic acid 14,2 14.2 23,0 23,0 2,02.0 3-Т рифлуорметилбутирова киселина 3-T Rifluoromethylbutyric acid 10,9 10.9 18,8 18,8 3.9 3.9 2-Метилпентанова киселина 2-Methylpentanoic acid 14,5 14.5 24,9 24.9 4,2 4.2 Циклохептанкарбоксилова киселина Cycloheptanecarboxylic acid 18,6 18.6 29,0 29.0 15,0 15.0

Данните представени на таблица 1 показ- 35 ват изключително широки граници на съотношението на В 2: В1 продукта от авермектин, което сочи значителна разлика в резултатите на дехидратираната конверсия на съединенията от клас 2 в съединения от клас 1, в зависимост от вида на 40 веригата на доставената изходна мастна киселина. Това показва, че промените в съотношението на В2:В1, получени от изменението на AveC протеина може да са специфични за определени субстрати. Следователно, скринирането за му- 45 танти, проявяващи изменение в съотношението на В2 :В 1, получено с определен субстрат трябва да се извърши в присъствието на този субстрат. При следващите примери, описани по-долу, се използва циклохексанкарбоксилна киселина като 5 0 субстрат за скрининг. Въпреки това, този субстрат се използва най-вече като пример, за да се обясни потенциала, и няма за цел да ограничи приложението на настоящото изобретение.The data presented in Table 1 show extremely wide ranges of the ratio of B 2: B1 avermectin products, indicating a significant difference in the results of the dehydrated conversion of class 2 compounds into class 1 compounds, depending on the type of chain 40 of the starting fatty acid supplied. This indicates that changes in the B2: B1 ratio obtained from the variation of the AveC protein may be specific to certain substrates. Therefore, screening for mutants that exhibit a change in the B2: B1 ratio obtained with a particular substrate should be performed in the presence of that substrate. In the following examples described below, cyclohexanecarboxylic acid is used as the screening substrate. However, this substrate is primarily used as an example to explain the potential and is not intended to limit the application of the present invention.

Пример 7. Изолиране на aveC генаExample 7. Isolation of the aveC gene

В този пример се описва изолирането и охарактеризирането на област от хромозомата на Streptomyces avermitilis, която кодира aveC генния продукт. Както е показано по-долу, aveC генът се идентифицира като способен да модифицира съотношението на циклохексил-В2 към циклохексил-В1 (В2:В1) продуцирани авермектини.This example describes the isolation and characterization of a chromosome region of Streptomyces avermitilis that encodes the aveC gene product. As shown below, the aveC gene is identified as being able to modify the ratio of cyclohexyl-B2 to cyclohexyl-B2 (B2: B2) produced avermectins.

Материали и методиMaterials and methods

Култивиране на Streptomyces за изолиране на ДНКCultivation of Streptomyces for DNA Isolation

Следващите методи се следват от култи виране на Streptomyces. Единични колонии на S. avermitilis АТСС 31272 (изолат # 2 от единични колонии) се изолират върху 1/2 сила YPD - 6 съдържащ: Difco Yeast Extract - 5 g; Difco Bactoпептон - 5 g; декстроза - 2,5 g; MOPS - 5 g; Difco Bacto arap - 15 g. Крайният обем се довежда до 1 1 с dH2O, pH се нагласява на 7,0 и средата се автоклавира при 121 °C в продължение на 25 min.The following methods are followed by culturing Streptomyces. Single colonies of S. avermitilis ATCC 31272 (isolate # 2 from single colonies) were isolated on 1/2 strength YPD-6 containing: Difco Yeast Extract - 5 g; Difco Bactopeptone - 5 g; dextrose - 2.5 g; MOPS - 5 g; Difco Bacto arap - 15 g. The final volume was adjusted to 1 L with dH 2 O, the pH was adjusted to 7.0 and the medium was autoclaved at 121 ° C for 25 min.

Мицелътпрораснал в горепосочената среда се използва за инокулиране на 10 ml TSB среда (Difco Tryptic Soya Broth - 30 g, в 1 1 dH2O, автоклавира се при 121°С в продължение на 25 min) в 25 mm х 150 mm епруветки, които се поддържат при разклащане (300 rpm) на 28°С в продължение на 48-72 h.The micelles sprouted in the above medium were used to inoculate 10 ml TSB medium (Difco Tryptic Soya Broth - 30 g, in 1 1 dH 2 O, autoclave at 121 ° C for 25 min) in 25 mm x 150 mm tubes which maintained at shaking (300 rpm) at 28 ° C for 48-72 h.

Изолиране на хромозомална ДНК от StreptomycesIsolation of chromosomal DNA from Streptomyces

Аликвотни части (0,25 ml или 0,5 ml) от мицел култивиран какго е посочено по-горе, се поставя в 1,5 ml центрофужни епруветки и клетките се концентрират чрез центрофугиране при 12,000 х g за 60 s. Супернатантата се отстранява и клетките се суспендират отново в 0,25 ml TSE буфер (20 ml 1.5М захароза, 2,5 ml 1 М TrisHC1, pH 8,0 2,5 ml 1 M EDTA, pH 8,0 и 75 ml dH2O), съдържащ 2 mg/ml лизозим. Пробите се инкубират при 37°С за 20 min при разклащане, поставят се в AutoGen 540™ устройство за автоматично изолиране на нуклеинови киселини (Integrated Separation Systems, Natick, МА) и геномната ДНК се изолира при използване на Cycle 159 (специализиран софтуер), съгласно инструкциите на производителя.Aliquots (0.25 ml or 0.5 ml) of the mycelium cultured as indicated above were placed in 1.5 ml centrifuge tubes and the cells were concentrated by centrifugation at 12,000 x g for 60 s. The supernatant was removed and the cells resuspended in 0.25 ml TSE buffer (20 ml 1.5M sucrose, 2.5 ml 1 M TrisHC1, pH 8.0 2.5 ml 1 M EDTA, pH 8.0 and 75 ml dH 2 O) containing 2 mg / ml lysozyme. Samples are incubated at 37 ° C for 20 min with shaking, placed in an AutoGen 540 ™ Integrated Separation Systems (Natick, MA) and genomic DNA isolated using Cycle 159 (specialized software). according to the manufacturer's instructions.

Алтернативно, 5 ml от мицела се поставят в 17 mm х 100 mm епруветки, клетките се концентрират чрез центрофугиране при 3000 rpm за 5 min и супернатантата се отстранява. Клетките отново се суспендират в 1 ml TSE буфер, концентрират се чрез центрофугиране при 3000 rpm за 5 min и супернатантата се отстранява. Клетките отново се суспендират в 1 ml TSE буфер, съдържащ 2 mg/ml лизозим и се концентрират при 37°С при разклащане в продължение на 3060 min. След инкубиране се прибавя 0,5 ml 10% натриев додецил сулфат (SDS) и клетките се инкубират при 37°С до завършване на лизисния процес. Лизатьт се инкубира при 65°С за 10 min, охлажда се до стайна температура, разделя се в две епендорфови епруветки и се екстрахира с 0,5 ml фенол/хлороформ (50% фенол предвари телно уравновесен с 0,5 М Tris, pH 8,0; 50% хлороформ). Водната фаза се отстранява и се екстрахира 2 до 5 пъти с хлороформ :изоамилов алкохол (24:1). ДНК се утаява чрез прибавяне на 1/10 обема 3 М натриев ацетат, pH 4,8, като сместа се инкубира върху лед 10 min, центрофугира се при 15,000 rpm при 5°C за 10 min и утайката се премества в чиста епруветка, към която се прибавя 1 ml изопропанол. Супернатантата плюс изопропаноловата смес се инкубират след това върху лед за 20 min, центрофугират се при 15,000 rpm за 20 min при 5 °C, супернатантата се отстранява и плътната утайка от ДНК се промива 1 х 70% етанол. След изсушаване на утайката, ДНК отново се суспендира в ТЕ буфер (10 mM Tris, 1 тМ EDTA, pH 8,0).Alternatively, 5 ml of mycelium was placed in 17 mm x 100 mm tubes, the cells were concentrated by centrifugation at 3000 rpm for 5 min and the supernatant removed. The cells were resuspended in 1 ml TSE buffer, concentrated by centrifugation at 3000 rpm for 5 min, and the supernatant removed. The cells were resuspended in 1 ml TSE buffer containing 2 mg / ml lysozyme and concentrated at 37 ° C with shaking for 3060 min. After incubation, 0.5 ml of 10% sodium dodecyl sulfate (SDS) was added and the cells were incubated at 37 ° C until the lysis process was complete. The lysate was incubated at 65 ° C for 10 min, cooled to room temperature, separated into two eppendorf tubes and extracted with 0.5 ml phenol / chloroform (50% phenol pre-equilibrated with 0.5 M Tris, pH 8 , 0; 50% chloroform). The aqueous phase was removed and extracted 2 to 5 times with chloroform: isoamyl alcohol (24: 1). The DNA was precipitated by adding 1/10 volumes of 3 M sodium acetate, pH 4.8, incubating the mixture on ice for 10 min, centrifuging at 15,000 rpm at 5 ° C for 10 min and moving the precipitate into a clean tube, to which is added 1 ml of isopropanol. The supernatant plus the isopropanol mixture was then incubated on ice for 20 min, centrifuged at 15,000 rpm for 20 min at 5 ° C, the supernatant removed and the solid DNA precipitate washed with 1 x 70% ethanol. After drying the precipitate, the DNA was resuspended in TE buffer (10 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 8.0).

Изолиране на плазмидна ДНК от StreptomycesPlasmid DNA isolation from Streptomyces

Аликвотни части (1,0 ml) от мицел, култивиран както е посочено по-горе, се поставя в 1,5 ml микроцентрофужни епруветки и клетките се концентрират чрез центрофугиране при 12,000 х g за 60 s. Супернатантата се отстранява и клетките се суспендират отново в 1,0 ml 10,3% захароза и се концентрират чрез центрофугиране при 12,000 х g за 60 s и супернатантата се отстранява. Клетките се суспендират отново в TSE буфер, съдържащ 2 mg/ml лизозим и се инкубират при 37°С за 20 min при разклащане, поставят се в AutoGen540™ устройство за автоматично изолиране на нуклеинови киселини. Плазмидна ДНК се изолира при използване на Cycle 106 (специализиран софтуер), съгласно инструкциите на производителя.Aliquots (1.0 ml) of mycelium cultured as indicated above were placed in 1.5 ml microcentrifuge tubes and the cells were concentrated by centrifugation at 12,000 x g for 60 s. The supernatant was removed and the cells resuspended in 1.0 ml of 10.3% sucrose and concentrated by centrifugation at 12,000 x g for 60 s and the supernatant removed. The cells were resuspended in TSE buffer containing 2 mg / ml lysozyme and incubated at 37 ° C for 20 min with shaking, placed in an AutoGen540 ™ nucleic acid isolation device. Plasmid DNA was isolated using Cycle 106 (specialized software) according to the manufacturer's instructions.

Алтернативно, 1,5 ml от мицела се поставят в 1,5 ml микроцентрофужни епруветки, клетките се концентрират чрез центрофугиране при 12,000 х g за 60 s и супернатантата се отстранява. Клетките отново се суспендират в 1,0 ml в 10,3% захароза и се концентрират чрез центрофугиране на 12,000 х g за 60 s и супернатантата се отстранява. Клетките се суспендират отново в TSE буфер, съдържащ 2 mg/1 лизозим и се концентрират при 3 7°С в продължение на 15-3 0 min. След инкубиране се прибавят 0,25 ml алкален SDS (0,3N NaOH, 2% SDS) и клетките се инкубират при 5 5 °C в продължение на 15-30 min до избистряне на разтвора. Към ДНК разтвора се добавя натриев ацетат (0,1 ml, ЗМ pH 4,8), като разтворът след това се инкубира върху лед за min. ДНК пробите се центрофугират при 14,000 rpm за 10 min при 5°С. Супернатантата се прехвърля в чиста епруветка и се добавя 0,2 ml фенол: хлороформ (50% фенол: 50% хлороформ) и внимателно се смесват. ДНК се центрофугира при 14,000 rpm за 10 min при 5°С и най-горният слой се прехвърля в чиста епруветка на Eppendorf. Прибавя се изопропанол и разтворът внимателно се разбърква, след което се инкубира 20 min при стайна температура. ДНК разтворът се центрофугира при 14,000 rpm за 15 min при 5 °C, супернатантата се прехвърля и ДНК пелетата се промива със 70% етанол, суши се и отново се суспендира в ТЕ буфер.Alternatively, 1.5 ml of the micelles were placed in 1.5 ml microcentrifuge tubes, the cells were concentrated by centrifugation at 12,000 x g for 60 s and the supernatant removed. The cells were resuspended in 1.0 ml in 10.3% sucrose and concentrated by centrifugation at 12,000 x g for 60 s and the supernatant removed. The cells were resuspended in TSE buffer containing 2 mg / lysozyme and concentrated at 3 7 ° C for 15-3 0 min. After incubation, 0.25 ml of alkaline SDS (0.3N NaOH, 2% SDS) was added and the cells were incubated at 5 5 ° C for 15-30 min until the solution clarified. Sodium acetate (0.1 ml, 3M pH 4.8) was added to the DNA solution, then the solution was incubated on ice for min. DNA samples were centrifuged at 14,000 rpm for 10 min at 5 ° C. The supernatant was transferred to a clean tube and 0.2 ml of phenol: chloroform (50% phenol: 50% chloroform) was added and carefully mixed. The DNA was centrifuged at 14,000 rpm for 10 min at 5 ° C and the top layer was transferred to a clean Eppendorf tube. Isopropanol was added and the solution was gently stirred, then incubated for 20 min at room temperature. The DNA solution was centrifuged at 14,000 rpm for 15 min at 5 ° C, the supernatant was transferred and the DNA pellet was washed with 70% ethanol, dried and resuspended in TE buffer.

Изолиране на плазмидна ДНК от Е. coliPlasmid DNA isolation from E. coli

Единична трансформирана колония на Е. coli се инокулира в 5 ml среда на Luria-Bertani (LB) (Bacto-Tryptone - 10 g, Bacto-дрождев екстракт - 5 g, и NaCl - 10 g в 1 1 dH2O, pH 7,0, автоклавира се при 121°C за 25 min и се добавят 100 pg/ml ампицилин). Културата се инкубира през цялата нощ, а аликвотна част от 1 ml се поставя в 1,5 ml микроцентрофужна епруветка. Културалните проби се поставят в устройство за автоматично изолиране на нуклеинови киселини AutoGen 540™ и плазмидната ДНК се изолира при използване на Cycle 3 (специализиран софтуер), съгласно инструкциите на производителя.A single transformed colony of E. coli was inoculated into 5 ml of Luria-Bertani (LB) medium (Bacto-Tryptone - 10 g, Bacto-yeast extract - 5 g, and NaCl - 10 g in 1 1 dH 2 O, pH 7 , 0, autoclave at 121 ° C for 25 min and add 100 pg / ml ampicillin). The culture was incubated overnight, and an aliquot of 1 ml was placed in a 1.5 ml microcentrifuge tube. The culture samples were placed in an AutoGen 540 ™ automatic nucleic acid isolation device and the plasmid DNA was isolated using Cycle 3 (specialized software) according to the manufacturer's instructions.

Приготвяне и трансформиране на протопласти на S. avermitilisPreparation and transformation of protoplasts of S. avermitilis

Единични колонии от S. avermitilis се изолират върху YPD-6 с 1/2 мощност. Мицелът се използва за инокулиране на 10 ml TSB среда в 25 mm х 150 mm епруветки, които след това се инкубират при разклащане (300 rpm) на 28°С за 48 h. 12 ml от мицелът се използва за инокулиране на 50 ml YEME-среда. YEME среда съдържа на литър: Difco Yeast Extract - 3 g; Difco Bacto-peptone - 5 g; Difco Malt Extract - 3 g; захароза - 300 g. След автоклавиране при 121 °C за 25 min се прибавя следното: 2,5 М MgCl22О (отделно автоклавиран при 121 °C в продължение на 25 min) - 2 ml; и глицин (20%) (стерилизиран през филтър) - 25 ml.Single colonies of S. avermitilis were isolated on 1/2 power YPD-6. The micelles were used to inoculate 10 ml of TSB medium in 25 mm x 150 mm tubes, which were then incubated with shaking (300 rpm) at 28 ° C for 48 h. 12 ml of mycelium was used to inoculate 50 ml of YEME medium. YEME medium contains per liter: Difco Yeast Extract - 3 g; Difco Bacto-peptone - 5 g; Difco Malt Extract - 3 g; sucrose - 300 g. After autoclaving at 121 ° C for 25 min, the following was added: 2.5 M MgCl 2 6H 2 O (separately autoclaved at 121 ° C for 25 min) - 2 ml; and glycine (20%) (filter sterilized) - 25 ml.

Мицелът се култивира при 30°С за 4872 h и се събира чрез центрофугиране в 50 mlова центрофужна епруветка (Falcon) при 3,000 rpm в продължение на 20 min. Супернатантата се отстранява и мицелът се суспендира отново в Р буфер, който съдържа: захароза - 205 g; K2SO4 0,25 g; MgCl2 6H2O - 2,02 g; H2O - 600 ml; ΐςΡΟ4 (0,5%) -10 ml; разтвор на елементи следи - 20 ml; СаС122О (3,68%) -100 ml; и MES буфер (1,0 М, pH 6,5) - 10 ml. (*разтворът на елементи следи съдържа за 1: ZnCl2 - 40 mg; FeCl32О - 200 mg; CuCl22О -10 mg; MnCl2 4H2O -10 mg; Na^O, 10H2O - 10 mg; (NH4)6 Mo7024 4H2O -10 mg). pH се довежда до 6,5, а крайния обем до 11 и средата се филтрира топла през 0,45 микронен филтър.The micelles were cultured at 30 ° C for 4872 h and collected by centrifugation in a 50 ml centrifuge tube (Falcon) at 3,000 rpm for 20 min. The supernatant was removed and the micelles were resuspended in P buffer containing: sucrose - 205 g; K 2 SO 4 0.25 g; MgCl 2 6H 2 O - 2.02 g; H 2 O - 600 ml; ΐςΡΟ 4 (0.5%) -10 ml; trace element solution - 20 ml; CaCl 2 2H 2 O (3.68%) -100 ml; and MES buffer (1.0 M, pH 6.5) - 10 ml. (* the trace element solution contains for 1: ZnCl 2 - 40 mg; FeCl 3 6H 2 O - 200 mg; CuCl 2 2H 2 O -10 mg; MnCl 2 4H 2 O -10 mg; Na ^ O, 10H 2 O - 10 mg; (NH 4 ) 6 Mo 7 0 24 4H 2 O -10 mg). The pH was adjusted to 6.5 and the final volume to 11 and the medium filtered warm through a 0.45 micron filter.

Мицелът се утаява в плътна утайка при 3,000 rpm за 20 min, Супернатантата се отстранява и мицелът се суспендира отново в 20 ml Р буфер, съдържащ 2 mg/ml лизозим. Мицелът се инкубира при 35°С за 15 min при разклащане и се проверява микроскопски, за да се определи размера на образуването на протопласти. При завършване на образуването на протопласти, протопластите се центрофугират при 8,000 rpm за 10 min. Супернатантата се отстранява и протопластите се суспендират отново в 10 ml Р буфер. Протопластите се центрофугират при 8,00 rpm за 10 min, супернатантата се отстранява, протопластите отново се суспендират в 2 ml Р буфер и приблизително 1x10’ протопласти се разпределят в 2,0 ml криогенни ампули (Nalgene).The micelles were precipitated in a solid precipitate at 3,000 rpm for 20 min, the supernatant removed and the micelles resuspended in 20 ml P buffer containing 2 mg / ml lysozyme. The micelles were incubated at 35 ° C for 15 min with shaking and examined microscopically to determine the size of protoplast formation. At the completion of protoplast formation, the protoplasts were centrifuged at 8,000 rpm for 10 min. The supernatant was removed and the protoplasts resuspended in 10 ml P buffer. The protoplasts were centrifuged at 8.00 rpm for 10 min, the supernatant removed, the protoplasts resuspended in 2 ml P buffer, and approximately 1x10 'protoplasts distributed in 2.0 ml cryogenic ampoules (Nalgene).

Ампула, съдържаща 1х109 протопласти се центрофугира при 8,000 rpm за 10 min, супернатантата се отстранява и протопластите отново се суспендират в 0,1 ml Р буфер. Протопластите се прибавят към 5 g трансформираща ДНК, непосредствено последвано от прибавянето на 0,5 ml работен Т буфер. Основният Т буфер съдържа: PEG - 1000 (Sigma) - 25 g; захароза 2,5 g; Н2О - 83 ml. pH се довежда до 8,8 с 1 N NaOH (стерилизира се чрез филтриране) и основният Т буфер се стерилизира чрез филтруване и се съхранява при 4°С. Работният Т буфер, изготвящ, се през деня, в който ще се ползва, е основен Т буфер - 8,3 ml; К2РО4 (4 тМ) - 1,0 ml; СаС122О (5М) - 0,2 ml; и TES (1 М, pH 8) - 0,5 ml. Всяка съставна част на Т буфера самостоятелно се стерилизира чрез филтруване.An ampoule containing 1x10 9 protoplasts was centrifuged at 8,000 rpm for 10 min, the supernatant removed and the protoplasts resuspended in 0.1 ml P buffer. The protoplasts were added to 5 g of transforming DNA, immediately followed by the addition of 0.5 ml of working T buffer. The basic T buffer contains: PEG - 1000 (Sigma) - 25 g; sucrose 2.5 g; H 2 O - 83 ml. The pH was adjusted to 8.8 with 1 N NaOH (sterilized by filtration) and the basic T buffer was sterilized by filtration and stored at 4 ° C. The working T buffer that is being prepared during the day in which it is to be used is the basic T buffer - 8.3 ml; K 2 PO 4 (4 mM) - 1.0 ml; CaCl 2 2H 2 O (5M) - 0.2 ml; and TES (1 M, pH 8) - 0.5 ml. Each component of the T buffer is self-sterilized by filtration.

s след прибавянето на Т буфера към протопластите се прибавя също така Р буфер и протопластите се центрофугират при 8,000 rpm за 10 min. Супернатантата се отстранява и протопластите се суспендират отново в 0,1 ml Р буфер. След това протопластите се посяват върху RM 14 среда, съдържаща: захароза - 205 g;s after the addition of T buffer to the protoplasts, P buffer is also added and the protoplasts are centrifuged at 8,000 rpm for 10 min. The supernatant was removed and the protoplasts resuspended in 0.1 ml P buffer. The protoplasts were then seeded onto RM 14 medium containing: sucrose - 205 g;

K2SO4 - 0,25 g; MgCl2 6H2O - 10,12 g; глюкоза 10 g; Difco Casamino Acids - 0,1 g; Difco Yeast Extract - 5 g; Difco Oatmeal Agar - 3 g; Difco Bacto Agar -22 g; dH2O - 800 ml. Разтворът се автоклавира при 121 °C за 25 min. След автоклавирането се прибавя стерилен резерв от следното: ΐςΡΟ4 (0.5%) -10 ml; СаС122О (5 М) - 5 ml; MES буфер (1,0 М, pH 6,5) - 10 ml; разтвор на елементи следи (същия както по-горе) - 2 ml; майчин циклохексимид (25 mg/ml) - 40 ml; и IN NaOH - 2 ml. 25 ml RM14 среда се разделят на аликвотни части по блюдата и блюдата се сушат 24 h преди употребата.K 2 SO 4 - 0.25 g; MgCl 2 6H 2 O - 10.12 g; glucose 10 g; Difco Casamino Acids - 0.1 g; Difco Yeast Extract - 5 g; Difco Oatmeal Agar - 3 g; Difco Bacto Agar -22 g; dH 2 O - 800 ml. The solution was autoclaved at 121 ° C for 25 min. After autoclaving, a sterile stock of the following was added: ΐςΡΟ 4 (0.5%) -10 ml; CaCl 2 2H 2 O (5 M) - 5 ml; MES buffer (1.0 M, pH 6.5) - 10 ml; trace element solution (same as above) - 2 ml; maternal cycloheximide (25 mg / ml) - 40 ml; and IN NaOH - 2 ml. 25 ml of RM14 medium were aliquoted into dishes and the dishes were dried 24 hours before use.

Протопластите се инкубират при 95% влажност при 30°С за 20-24 h. За подбор на трансформанти устойчиви на тиострептон над RM14 блюдата с регенерати се разпръсква 1 ml буфер за надслояване, съдържащ 125 g на ml тиострептон. Буферът за надслояване съдържа за 100 ml: захароза - 10,3 g; Разтвор на елементи следи (същия като горепосочения) - 0,2 ml; и MES (1 М, pH 6,5) - 1 ml. Протопластите се инкубират при 95% влажност при 30°С за 7-14 дни (докато колониите устойчиви на тиострептон (Thio’) станат видими).The protoplasts were incubated at 95% humidity at 30 ° C for 20-24 h. To select thiostrepton resistant transformants over RM14, regenerated dishes were sprayed with 1 ml of a layering buffer containing 125 g per ml of thiostrepton. The layering buffer contains for 100 ml: sucrose - 10.3 g; Trace element solution (same as above) - 0.2 ml; and MES (1 M, pH 6.5) - 1 ml. Protoplasts were incubated at 95% humidity at 30 ° C for 7-14 days (until thiostrepton-resistant colonies (Thio ') became visible).

Трансформиране на протопласти от Streptomyces lividansTransformation of protoplasts by Streptomyces lividans

При някои случаи за трансформиране се използва S. lividans ТК64 (доставен от John Innes Institute, Norwich, UK). Методи и състави за култивиране, получаване на протопласти и трансформиране на S. lividans са описани от Hopwood et al., 1985, Genetic Manipulation of Streptomyces, A Laboratory Manual;, John Innes Foundation, Norwickm UK, и се провеждат както е описано в настоящото. Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти на S. lividans, както е описано в раздел 7.1.3 по-горе.In some cases, S. lividans TK64 (supplied by John Innes Institute, Norwich, UK) is used for transformation. Methods and compositions for the cultivation, protoplast preparation and transformation of S. lividans have been described by Hopwood et al., 1985, Genetic Manipulation of Streptomyces, A Laboratory Manual ;, John Innes Foundation, Norwickm UK, and conducted as described herein . Plasmid DNA was isolated from S. lividans transformants as described in section 7.1.3 above.

Анализ на ферментацията на щамове от S. lividansFermentation analysis of S. lividans strains

Мицел от S. lividans, култивиран върху YPD-6 1/2 мощност за 4-7 дни се инокулира в 1x6 инча епруветки, съдържащи 8 ml предварителна среда и 5 mm стъклени перли. Предварителната среда съдържа: разтворимо нишесте (или леко сварено нишесте или KOSO, Japan Com Starch Co., Nagoys) - 20 g/1; Pharmamedia 15 g/1; Ardamine pH - 5 g/1 (Champlain Ind., Clifton, NJ); CaCO3 - 2 g/1; 2 x bcfa (“bcfa” се отнася до мастни киселини с разклонени вериги) с крайна концентрация в средата от 50 ppm 2-(+/-)-метил бутирова киселина, 60 ppm изобутирова киселина, и 20 ppm изовалерианова киселина. pH се довежда до 7,2 и средата се автоклавира на 121°С в продължение на 25 min.S. lividans micelles cultured on YPD-6 1/2 power for 4-7 days were inoculated into 1x6 inch tubes containing 8 ml pre-media and 5 mm glass beads. Preliminary medium contains: soluble starch (or lightly cooked starch or KOSO, Japan Com Starch Co., Nagoys) - 20 g / l; Pharmamedia 15 g / l; Ardamine pH - 5 g / l (Champlain Ind., Clifton, NJ); CaCO 3 - 2 g / l; 2 x bcfa ("bcfa" refers to branched chain fatty acids) with a final concentration in the middle of 50 ppm 2 - (+/-) - methyl butyric acid, 60 ppm isobutyric acid, and 20 ppm isovaleric acid. The pH was adjusted to 7.2 and the medium was autoclaved at 121 ° C for 25 min.

Епруветката се разклаща под ъгъл 17° при 215 грш при 29°С в продължение на 3 дни. 2 mlови аликвотни части от посевната среда се използват за инокулиранс на 300 ml-ови Erlenmayerови колби, съдържащи 25 ml производствена среда, която съдържа: нишесте (или леко сварено нишесте или KOSO) - 160 g/1; Nutrisoya (Archer Daniels Midland, Decatm, IL) - 10 g/1; Ardamine pH -10 g/1; K2HPO4 - 2 g/1; MgSO4.4H2O) - 2 g/1; FeSO4.7H2O - 0,02 g/1; MnCl2 - 0,002 g/1; ZnSO4.7H2O - 0,002 g/1; CaCO3 - 14 g/1; 2 x bcfa (както по-горе); и циклохексан карбоксилна киселина (СНС) (приготвена като 20% разтвор с pH 7,0) - 800 ppm. pH се довежда до 6,9 и средата се автоклавира на 121°С за 25 min.The tube was shaken at an angle of 17 ° at 215 gr at 29 ° C for 3 days. 2 ml aliquots of the seed medium are used to inoculate 300 ml Erlenmayer flasks containing 25 ml of production medium containing: starch (or lightly cooked starch or KOSO) - 160 g / l; Nutrisoya (Archer Daniels Midland, Decatm, IL) - 10 g / l; Ardamine pH -10 g / l; K 2 HPO 4 - 2 g / l; MgSO 4 .4H 2 O) - 2 g / l; FeSO 4 .7H 2 O - 0.02 g / l; MnCl 2 - 0.002 g / l; ZnSO 4 .7H 2 O - 0.002 g / l; CaCO 3 - 14 g / l; 2 x bcfa (as above); and cyclohexane carboxylic acid (CHC) (prepared as a 20% solution with pH 7.0) - 800 ppm. The pH was adjusted to 6.9 and the medium was autoclaved at 121 ° C for 25 min.

След инокулирането колбата се инкубира при 29°С в продължение на 12 дни, при разклащане при 200 грш. След инкубиране от колбата се взима проба от 2 ml, разрежда се с 8 ml метанол, размесва се и сместа се центрофугира при 1,250 х g 10 min, за да се утаят клетъчните отломки. След това супернатантата се изследва чрез ВЕТХ при използване на Beckman Ultrashere ODS колона (25 cm χ 4,6 mm ID) при скоростна потока от 0,75 ml/mm и определяне; чрез абсорбция на 240 nm. Мобилната фаза е 865/8,9/5,1 метаиол/вода/ацетонитрил.After inoculation, the flask was incubated at 29 ° C for 12 days, shaking at 200 g. After incubation, a sample of 2 ml is taken from the flask, diluted with 8 ml of methanol, mixed and the mixture is centrifuged at 1,250 x g for 10 min to precipitate the cell debris. The supernatant was then assayed by HPLC using a Beckman Ultrashere ODS column (25 cm × 4.6 mm ID) at a flow rate of 0.75 ml / mm and determined; by absorption at 240 nm. The mobile phase is 865 / 8,9 / 5,1 metaiol / water / acetonitrile.

Изолиране на PKS гени от S. avermitilisIsolation of PKS genes from S. avermitilis

Приготвя се козмидна библиотека на хромозомална ДНК от S. avermitilis (АТСС 31272, SC-2) и се хибридизира с кетосинтетазна (LS) проба направено от фрагмент на поликетид синтстазния (PKS) ген на Saccharopolyspora erythraea. Подробно описание на приготвянето на козмидните библиотеки може да се открие в Sambrook et al., 1989, по-горе. Подробно описание на приготвянето на хромозомални ДНК библиотеки от Streptomyces е представено в Hopewood et al., 1985, по-горе. Козмидни клонове, съдържащи области, синтезиращи с кетосинтетаза се идентифицират чрез хибридизиране към 2,7 Kb Ndel/ Есо47Ш фрагмент от рЕХ26 (любезно предоставени от Dr. Р. Leadlay, Cambridge, UK). Приблизително 5 ng от рЕХ26 се смилат при използване на Ndel и Есо47Ш. Реакционната смес се зарежда върху 0,8% SeaPlaque GTG агарозен гел (FMC bioProducts, Rocjland, ME). 2,7 Kb Ndel/ Eco47III фрагментът се изрязва от гела след елетрофореза и от гела се получава ДНК при използване на GELase™ от Epicentre Technologies при използване на Fast Protocol. 2,7 Kb NdeI/Eco47III фрагментът се бележи с [алфа-32РДОСТР (дезоксицитидин 5'-трифосфат, тетра (триетиламониева) сол, [алфа-32Р]-) (NEN-Dupont, Boston, МА) при използване на BRL Nick Trandlation System (BRL Life Technologies, Inc. Gaithersburg, MD), при следване на инструкциите на производителя. Характерна реакция се осъществява в 0,005 ml обем. След прибавяне на 5 μΐ стоп буфер, белязаната ДНК се отделя от невключените нуклеотиди, при използване на G-25 Sephadex Quick Spin™ Colonm *Boehring Manheim), като се следват инструкциите на производителя.A cosmid library of chromosomal DNA from S. avermitilis (ATCC 31272, SC-2) was prepared and hybridized with a ketosynthetase (LS) sample made from a fragment of the polyketide synthase (PKS) gene of Saccharopolyspora erythraea. A detailed description of the preparation of cosmid libraries can be found in Sambrook et al., 1989, supra. A detailed description of the preparation of chromosomal DNA libraries by Streptomyces is presented in Hopewood et al., 1985, supra. Cosmid clones containing ketosynthetase synthesizing regions were identified by hybridization to a 2.7 Kb Ndel / Eco47 III fragment of pEX26 (kindly provided by Dr. R. Leadlay, Cambridge, UK). Approximately 5 ng of pEX26 was digested using Ndel and Eco47 III. The reaction mixture was loaded onto 0.8% SeaPlaque GTG agarose gel (FMC bioProducts, Rocjland, ME). The 2.7 Kb Ndel / Eco47III fragment was excised from the gel after electrophoresis and the gel was obtained DNA using GELase ™ by Epicentre Technologies using Fast Protocol. The 2.7 Kb NdeI / Eco47III fragment was labeled with [alpha- 32 PDOSTP (deoxycytidine 5'-triphosphate, tetra (triethylammonium) salt, [alpha- 32 P] -) (NEN-Dupont, Boston, MA) using BRL Nick Trandlation System (BRL Life Technologies, Inc. Gaithersburg, MD) following the manufacturer's instructions. A typical reaction was carried out in 0.005 ml volume. After the addition of 5 μΐ stop buffer, the labeled DNA was separated from the unplugged nucleotides using G-25 Sephadex Quick Spin ™ Colonm * Boehring Manheim) following the manufacturer's instructions.

Приблизително 1,800 козмидни клонове се скринират чрез колонийна хибридизация. След това клоновете се идентифицират като силно хибридизиращи към Sacc. erythraea KS проба. Култивират се колонии на Е. coli, съдържащи козмидна ДНК в LB течна среда и се изолира козмидиа ДНК от всяка култура в AutoGen 540™ устройство за автоматизирано изолиране на нуклеинови киселини при използване на Цикъл 3 (специализиран софтуер), съгласно препоръките на производителя. Картирането с рестрикционни ендонуклеази и Southern blot хибридизационният анализ показват, че пет от клоновете съдържат препокриващи се хромозомални области. Чрез анализ на препокриващите се козмиди и хибридизации (фигура 4) се конструира S. avermitilis геномна BamHI рестрикционна карта на козмидите (т.е. pSE65, pSE66, pSE67, pSE68, pSE69).Approximately 1,800 cosmid clones were screened by colony hybridization. The clones are then identified as highly hybridizing to Sacc. erythraea KS sample. E. coli colonies were cultured containing cosmid DNA in LB liquid medium and cosmidia DNA was isolated from each culture in an AutoGen 540 ™ nucleic acid automated isolation device using Cycle 3 (specialized software) according to the manufacturer's recommendations. Mapping with restriction endonucleases and Southern blot hybridization analysis showed that five of the clones contained overlapping chromosomal regions. An S. avermitilis genomic BamHI restriction map of the cosmids (i.e., pSE65, pSE66, pSE67, pSE68, pSE69) was constructed by overlapping cosmid analysis and hybridization (Figure 4).

Идентифициране на ДНК модулираща съотношението на авермектин В2: В1 и идентифициране на aveC ORFIdentification of DNA modulating the avermectin B2: B1 ratio and identification of the aveC ORF

Следните методи се използват за тестване на субклонирани фрагменти, произлизащи от pSE66 козмиден клон за тяхната способност да модулират съотношението на авермектин В2: В1 в AveC мутанти. pSE66 (5 μβ) се смила с SacI и BamHI. Реакционната смес се зарежда върху 0,8% SeaPlaque™ GTG агарозен гел (FMC BioProducts), 2,9 kb SacI/BamHI фрагмент се изрязва от гела след електрофореза и ДНК се изолира от гела при използване на GELase™ (Epicentre Technologies) при използване на FastThe following methods are used to test subcloned fragments derived from the pSE66 cosmid clone for their ability to modulate the avermectin B2: B1 ratio in AveC mutants. pSE66 (5 μβ) was digested with SacI and BamHI. The reaction mixture was loaded onto 0.8% SeaPlaque ™ GTG agarose gel (FMC BioProducts), a 2.9 kb SacI / BamHI fragment was excised from the gel after electrophoresis, and DNA was isolated from the gel using GELase ™ (Epicentre Technologies) using on Fast

Protocol. Приблизително 5 μβ от вектора совалка pWHM3 (Vara et al., 1989, J. Bacteriol. 171:5872-5881)ce смила със SacI и BamHI. Около 0,5 pg от 2,9 kb инсерта и 0,5 μβ от смления pWHM3 се смесват заедно и се инкубират през цялата нощ с 1 единица лигаза (New Efland Biolabs, Inc., Beverly, МА) при 15°C в общ обем от 20 μΐ, съгласно препоръките на производителя. След инкубиране, 5 μΐ от сместа за лигиране се инкубират при 70°С за 10 min, охлажда се до стайна температура и се използва за трансформиране на компетентни Е. coli DH алфа клетки (BRL), съгласно препоръките на производителя. Изолира се плазмидна ДНК от резистентни на ампицилин трансформанти и чрез рестрикционен анализ се потвърждава наличието на 2,9 kb Saci/BamHI инсерт. Плазмидът се означава с pSE119.Protocol. Approximately 5 μβ of the shuttle vector pWHM3 (Vara et al., 1989, J. Bacteriol. 171: 5872-5881) was digested with SacI and BamHI. About 0.5 pg of 2.9 kb inserts and 0.5 μβ of digested pWHM3 were mixed together and incubated overnight with 1 unit of ligase (New Efland Biolabs, Inc., Beverly, MA) at 15 ° C in total volume of 20 μΐ as recommended by the manufacturer. After incubation, 5 μΐ of the ligation mixture was incubated at 70 ° C for 10 min, cooled to room temperature and used to transform competent E. coli DH alpha cells (BRL) as recommended by the manufacturer. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants and the presence of 2.9 kb Saci / BamHI insert was confirmed by restriction analysis. The plasmid was designated pSE119.

Приготвят се протопласти от S. avermitilis щам 1100-SC3 8 (Pfizer in-house strain) и се трансформират с pSEl 19, както е описано в пример 7, по-горе. Щам 1100-SC38 е мутант, който продуцира значително по-големи количества от авермектин циклохексил-В2 формата, в сравнение с циклохексил-В1 формата, когато се прибави циклохексан карбоксилна киселина (В1 :В2 от приблизително 30:1). pSE119, който се използва за трансформиране на протопласти от S. avermitilis се изолира или от Е. coli щам GM2163 (получен от Dr. В. J. Bachmann, Curator, Е. coli Genetic Stock Center, Yale University), E. coli щам DM1 (BRL), или S. lividans TK64. Трансформанти резистентни на тиострептон от щам 1100-SC38 се изолират чрез ВЕТХ анализ на продуктите на ферментационния процес. Трансформанти на S. avermitilis щам 1100-SC38, съдържащи pSE119 продуцират едно променено съотношение на циклохексил-В2: циклохексил-В 1 от приблизително 3,7:1 (таблица 2).Protoplasts of S. avermitilis strain 1100-SC3 8 (Pfizer in-house strain) were prepared and transformed with pSEl 19 as described in Example 7 above. Strain 1100-SC38 is a mutant that produces significantly greater amounts of the avermectin cyclohexyl-B2 form than the cyclohexyl-B1 form when cyclohexane carboxylic acid (B1: B2 of approximately 30: 1) is added. pSE119, which is used to transform protoplasts from S. avermitilis, is isolated from either E. coli strain GM2163 (obtained from Dr. B. J. Bachmann, Curator, E. coli Genetic Stock Center, Yale University), E. coli strain DM1 (BRL) or S. lividans TK64. Thiostrepton-resistant transformants from strain 1100-SC38 were isolated by HPLC analysis of the fermentation process products. Transformants of S. avermitilis strain 1100-SC38 containing pSE119 produced an altered ratio of cyclohexyl-B2: cyclohexyl-B 1 of approximately 3.7: 1 (Table 2).

След като се установи, че pSEl 19 е способен да модулира съотношението на авермектин В2:В1 в един aveC мутант, инсерираната ДНК се секвенира. Приблизително 10 μβ pSEl 19 се изолират при използване на кит за изолиране на плазмидна ДНК (Qiagen, Valencia, СА), при изпълнение препоръките на производителя и се секвенира при използване на ABI373А автоматизиран ДНК секвенатор (Perkin Elmer, Foater City, СА). Данните за последователностите се обобщават и се издават при използване на програми на Computer Group (GCG, Madisson, WI). ДНК последователността и aveC ORF са представени на фигура 1 (SEQ ID NO: 1).Once pSE1 19 was found to be able to modulate the avermectin B2: B1 ratio in one aveC mutant, the inserted DNA was sequenced. Approximately 10 μβ pSEl 19 was isolated using a plasmid DNA isolation kit (Qiagen, Valencia, CA), following the manufacturer's recommendations, and sequenced using an ABI373A automated DNA sequencer (Perkin Elmer, Foater City, CA). Sequence data are aggregated and published using Computer Group programs (GCG, Madisson, WI). The DNA sequence and the aveC ORF are shown in Figure 1 (SEQ ID NO: 1).

Конструира се нов плазмид, означен като pSEl 18, както следва. Приблизително 5 pg от pSE66 се смилат с SphI и BamHI. Реакционната смес се зарежда върху 0,8% SeaPlaque™ GTG агарозен гел (FMC BioProducts), 2,8 kb SphI/ BamHI фрагмент се изрязва от гела след електрофореза и ДНК се извлича от гела при използване на GELase™ (Epicentre Technologies) при използване на Fast Protocol. Приблизително 0,5 pg от вектора совалка pWHM3 се смилат със SphI и BamHI. Приблизително 0,5 pg от 2,8 kb инсерта и 0,5 pg от смления pWHM3 се смесват заедно и се инкубират през цялата нощ с 1 единица лигаза (New England Biokabs) при 15°С в общ обем от 20 pl, съгласно препоръките на производителя. След инкубиране, 5 pl от сместа за лигиране се инкубира при 70°С за 10 min, охлажда се до стайна температура и се използва за трансформиране на компетентни клетки на Е. coli ОН5алфа, съгласно препоръките на производителя. Плазмидна ДНК се изолира от резистентни на ампицилин трансформанти и присъствието на 2,8 kb Sphl/BamHI инсерта се потвърждава чрез рестрикционен анализ. Плазмидът се означава като pSEl 18. Инсерираната ДНК в pSEl 18 и pSEl 19 се препокрива с приблизително 838 нуклеотида (фигура 4).A new plasmid, designated pSEl 18, was constructed as follows. Approximately 5 pg of pSE66 was digested with SphI and BamHI. The reaction mixture was loaded onto 0.8% SeaPlaque ™ GTG agarose gel (FMC BioProducts), a 2.8 kb SphI / BamHI fragment was excised from the gel after electrophoresis, and DNA was extracted from the gel using GELase ™ (Epicentre Technologies) using on Fast Protocol. Approximately 0.5 pg of the shuttle vector pWHM3 was digested with SphI and BamHI. Approximately 0.5 pg of 2.8 kb inserts and 0.5 pg of ground pWHM3 were mixed together and incubated overnight with 1 unit of ligase (New England Biokabs) at 15 ° C in a total volume of 20 pl, as recommended of the manufacturer. After incubation, 5 µl of the ligation mixture was incubated at 70 ° C for 10 min, cooled to room temperature and used to transform competent cells of E. coli OH5alpha, as recommended by the manufacturer. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants and the presence of 2.8 kb Sphl / BamHI insert was confirmed by restriction analysis. The plasmid was designated as pSE1 18. The inserted DNA in pSE1 18 and pSE1 19 overlapped with approximately 838 nucleotides (Figure 4).

Протопласти от S. avermitilis щам 1100SC38 се трансформират с pSEl 18 както по-горе. Трансформанти устойчиви на тиострептон от щам 110-SC38 се изолират и анализират чрез ВЕТХ анализ на ферментационните продукти. Трансформанти на S. avermitilis щам 1100-SC38, съдържащи pSRl 18, нямат промени по отношение на съотношението на авермектин циклохексил-В2:авермектин циклохексил-В1 в сравнение с щам 1100-SC38 (талбица 2).Protoplasts of S. avermitilis strain 1100SC38 were transformed with pSEl 18 as above. Thiostrepton resistant transformants of strain 110-SC38 were isolated and analyzed by HPLC analysis of fermentation products. Transformants of S. avermitilis strain 1100-SC38 containing pSRl 18 had no change in the ratio of avermectin cyclohexyl-B2: avermectin cyclohexyl-B1 compared to strain 1100-SC38 (Table 2).

PCR амплификация на aveC ген от хромозомална ДНК от S. avermitilis ~1,2 kb фрагмент, съдържащ aveC ORF се изолира от хромозомална ДНК на S. avermitilis чрез PCR амплифициране при използване на праймери проектирани на основата на aveC нуклеотидна последователност получена по-горе. PCR праймерите се доставят от Genosys Biotechnologies, Inc. (Texas). Дясностоящият праймере:PCR amplification of aveC gene from S. avermitilis chromosomal DNA A ~ 1.2 kb fragment containing aveC ORF was isolated from S. avermitilis chromosomal DNA by PCR amplification using primers designed on the basis of the aveC nucleotide sequence obtained above. PCR primers are supplied by Genosys Biotechnologies, Inc. (Texas). Right-standing primer:

5'-TCACGAAACCGGACACAC-3' (SEQ ID NO: 6);5'-TCACGAAACCGGACACAC-3 '(SEQ ID NO: 6);

а лявостоящият праймер е:and the left-handed primer is:

5-CATGATCGCTGAACCGAG-3' (SEQ ID NO: 7).5-CATGATCGCTGAACCGAG-3 '(SEQ ID NO: 7).

PCR реакцията се провежда c Deep Vent™ полимераза (New England Biolabs) в буфер, доставен от производителя, и в присъствие на 300 pm dNTP, 10% глицерол, 200 pmol от всеки праймер, 0,1 pg матрица и 2,5 единици ензим в краен обем от 100 pl при използване на PerkinElmer Cetus thermal cycler. Термичният профил на първия цикъл е 95 °C за 5 min (етап на денатуриране), 60°С за 2 min (етап на хибридизиране) и 72°С за 2 min (етап на елонгация). Следващите 24 цикъла имат подобен термичен профил с изключение на това, че етапът на денатуриране се съкращава на 45 s, а етапът на хибридизиране се съкращава на 1 min.The PCR reaction was performed with Deep Vent ™ polymerase (New England Biolabs) in buffer supplied by the manufacturer and in the presence of 300 pm dNTP, 10% glycerol, 200 pmol of each primer, 0.1 pg template and 2.5 units of enzyme in a final volume of 100 pl using a PerkinElmer Cetus thermal cycler. The thermal profile of the first cycle is 95 ° C for 5 min (denaturation step), 60 ° C for 2 min (hybridization step) and 72 ° C for 2 min (elongation step). The next 24 cycles have a similar thermal profile except that the denaturation step is reduced to 45 s and the hybridization step is reduced to 1 min.

PCR продуктът се подлага на електрофореза в 1 % агарозен гел и се определя ивицата на едноверижна ДНК ~1,2 kb. Тази ДНК се пречиства от гела и се лигира с 25 ng линеаризиран pCR-Blunt вектор с тъпи краища (Invitrogen) в 1:10 моларно съотношение на вектор-към-инсерт, съгласно препоръките на производителя. Сместа за лигиране се използва за трансформиране на One Shot™ Competent Е. coli клетки (Invitrogen) съгласно препоръките на производителя. Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти устойчиви на ампицилин и наличието на ~1,2 КЬ инсерта се потвърждава чрез рестрикционен анализ. Плазмидът се означава като PSE179.The PCR product was electrophoresed on a 1% agarose gel and the single stranded DNA band was determined to be ~ 1.2 kb. This DNA was gel purified and ligated with a 25 ng linear pCR-Blunt vector with blunt edges (Invitrogen) in a 1:10 vector-to-insert molar ratio as recommended by the manufacturer. The ligation mixture was used to transform One Shot ™ Competent E. coli cells (Invitrogen) according to the manufacturer's recommendations. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants, and the presence of 1,21.2 Kb insert was confirmed by restriction analysis. The plasmid is designated PSE179.

ДНК инсертът от pSEl 79 се изолира чрез смилане с BamHI/Xbal, отделя се чрез електрофореза, пречиства се от гела и се лигира с вектор совалка pWHM3, който също се смила с BamHI/Xbal, при обща концентрация на ДНК от 1 pg при моларно съотношение 1:5 на векторкъм-инсерт. Сместа за лигиране се използва за трансформиране на компетентни Е. coli DH5алфа клетки, съгласно препоръките на производителя. Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти устойчиви на ампицилин и наличието на ~1,2 КЬ инсерт се потвърждава чрез рестрикционен анализ. Плазмидът; който се означава като pSE186 (фигура 2, АТСС 209604), се трансформира в Е. coli DM1, и плазмидната ДНК се изолира от трансформанти устойчиви на ампицилин.The DNA insert of pSEl 79 was isolated by digestion with BamHI / Xbal, separated by electrophoresis, gel purified and ligated with a vector shuttle pWHM3, which was also digested with BamHI / Xbal, at a total DNA concentration of 1 pg in molar vector-insert ratio 1: 5. The ligation mixture was used to transform competent E. coli DH5alpha cells as recommended by the manufacturer. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants, and the presence of 1,21.2 Kb insert was confirmed by restriction analysis. The plasmid; referred to as pSE186 (Figure 2, ATCC 209604), was transformed into E. coli DM1, and plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants.

РезултатаThe result

2,9 Kb SacI/BamHI фрагмент от pSEl 19 се определя така, че когато се трансформира в S. avermitilis щам 1100-SC38, значително променя съотношението на В2 .В 1 продуциран авермектин. 5 S. avermitilis щам 11OO-SC3 8 обикновено има съотношение на В2:В1 от около 30:1, но когато се трансформира с вектор, съдържащ 2,9 Kb SacI/ BamHI фрагмент съотношението на В2:В 1 авермектин намалява приблизително до 3,7:1. Постферментационният анализ на културите от трансформанти потвърждава присъствието на трансформираща ДНК.The 2.9 Kb SacI / BamHI fragment of pSEl 19 was determined such that when transformed into S. avermitilis strain 1100-SC38, it significantly altered the B2 .B 1 ratio of avermectin produced. 5 S. avermitilis strain 11OO-SC3 8 typically has a B2: B1 ratio of about 30: 1, but when transformed with a vector containing a 2.9 Kb SacI / BamHI fragment, the B2: B1 ratio of avermectin decreases to about 3, 7: 1. Post-fermentation analysis of transformant cultures confirms the presence of transforming DNA.

2,9 Kb pSEl 19 фрагментът се секвенира и се идентифицира ~0,9 KB ORF (фигура 1) (SEQ ID NO: 1), която включва Pstl/SphI фрагмент, който предварително е бил мутиран да продуцира единствено В2 продукти (Ikeda et al., 1995, по-горе). Сравнението на тази ORF, или на нейния съответен изведен полипептид, спрямо известна база данни (GenEMBL, SWISS-PROT) не показва каквато и да е силна хомоложност с известна ДНК или белтъчни последователности.The 2.9 Kb pSEl 19 fragment was sequenced and identified ~ 0.9 KB ORF (Figure 1) (SEQ ID NO: 1), which included a Pstl / SphI fragment that had previously been mutated to produce only B2 products (Ikeda et al., 1995, supra). Comparison of this ORF, or its corresponding derived polypeptide, against a known database (GenEMBL, SWISS-PROT) does not show any strong homology with known DNA or protein sequences.

Таблица 2 представя ферментационният анализ на S. avermitilis щам 1100-SC3 8 трансформиран с различни плазмиди.Table 2 presents the fermentation analysis of S. avermitilis strain 1100-SC3 8 transformed with different plasmids.

Таблица 2Table 2

S. avermitilis щам S. avermitilis strain No.Тествани No.Tested Средно On average (трансформиращ (transforming трансформанти transformants съотношение ratio плазмид) plasmid) на В2:В1 on B2: B1 1100-SC38 (няма) 1100-SC38 (none) 9 9 30,66 30.66 1100-SC38 (pWHM3) 1100-SC38 (pWHM3) 21 21 31,3 31.3 1100-SC38 (pSE119) 1100-SC38 (pSE119) 12 12 3,7 3.7 1100-SC38 (pSE118) 1100-SC38 (pSE118) 12 12 30,4 30.4 1100-SC38 (pSE185) 1100-SC38 (pSE185) 14 14 27,9 27.9

Пример 8. Конструиране на S. avermitilis AveC мутантиExample 8. Construction of S. avermitilis AveC mutants

Този пример описва конструирането на няколко различни S. avermitilis AveC мутанти при използване на състави и методи, описани по-горе. Общо описание на техниките за въвеждане на мутации в ген на Streptomyces е описано от Kieser and Hopwood, 1991, Meth. Enzym. 204:430458. По-подробно описание е представено от Anzai et al., 1988, J. Antibiot. XLI(2):226-233, и от Stutzman-Engwall et al., 1992, J. Bacteriol. 174(1): 144-154. Тези литературни източници са включени в настоящото за справка.This example describes the construction of several different S. avermitilis AveC mutants using the compositions and methods described above. A general description of techniques for introducing mutations into the Streptomyces gene is described by Kieser and Hopwood, 1991, Meth. Enzym. 204: 430458. A more detailed description is provided by Anzai et al., 1988, J. Antibiot. XLI (2): 226-233, and from Stutzman-Engwall et al., 1992, J. Bacteriol. 174 (1): 144-154. These references are incorporated herein by reference.

Инактивиране на aveC ген на S. avermitilisInactivation of the aveC gene of S. avermitilis

AveC мутанти, съдържащи aveC гени се конструират при използване на различни методи, описани по-долу.AveC mutants containing the aveC genes were constructed using the various methods described below.

При първия метод 640 bp Sphl/PstI фраг мент, вътрешен за aveC гена в pSEl 19 (плазмид, описан в пример 7 по-горе) се заменя с егшЕ гена (за устойчивост на еритромицин) от Sacc. erytraea. ermE генът се изолира от plJ4026 (предоставен от John Innes Institute, Norwick, UK; виж също Bibb etal., 1985, Gene 41:357-368) чрез смилане c рестрикционен ензим Bg/II и EcoRI, следвано от електрофореза, и се пречиства от гела. Този ~1,7 КЬ фрагмент се лигира в pGEM7Zf (Promega), който е смлян с BamHI и EcoRI, и сместа за лигиране се трансформира в Е. coli ОН5алфа клетки, съгласно препоръките на производителя. Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти устойчиви на ампицилин и наличието на ~1,7 КЬ инсърта се потвърждава чрез рестрикционен анализ. Плазмидьт се означава като pSE27.In the first method, the 640 bp Sphl / PstI fragment fragment internal to the aveC gene in pSEl 19 (plasmid described in Example 7 above) was replaced with the exSe gene (erythromycin resistance) of Sacc. erytraea. The ermE gene was isolated from plJ4026 (provided by John Innes Institute, Norwick, UK; see also Bibb etal., 1985, Gene 41: 357-368) by restriction enzyme Bg / II and EcoRI followed by electrophoresis and purified from the gel. This ~ 1.7 K fragment was ligated into pGEM7Zf (Promega), which was digested with BamHI and EcoRI, and the ligation mixture was transformed into E. coli OH5alpha cells according to the manufacturer's recommendations. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants, and the presence of 1,71.7 Kb insert was confirmed by restriction analysis. Plasmid is referred to as pSE27.

pSEl 18 (описан в пример 7 по-горе) се смила със SphI и BamHI, подлага се на електрофореза, и ~2,8 kb Sphl/BamHI инсертът се пречиства от гела. pSEl 19 се смила с PstI и EcoRI, подлага се на електрофореза, и ~1,5 kb PstI/ EcoRI инсертът се пречиства от гела. Векторът совалка pWHM3 се смила с BamHI и EcoRI. pSE27 се смила с PstI и SphI, подлага се на електрофореза и ~ 1,7 kb Pstl/SphI инсертът се пречиства от гела. Всичките четири фрагмента (т.е. ~2,8 kb, ~1,5 kb, ~7,2 kb, ~1,7 kb) се лигират заедно в четирипосочно лигиране. Сместа за лигиране се трансформира в компетентни Е. coli ОН5алфа клетки, като се следват препоръките на производителя. Плазмидна ДНК се избира от трансформанти устойчиви на ампицилин, и присъствието на правилния инсърт се потвърждава чрез рестрикционен анализ. Този плазмид се означава като pSE180 (фигура 3; АТСС 209605).pSEl 18 (described in Example 7 above) was digested with SphI and BamHI, electrophoresed, and ~ 2.8 kb Sphl / BamHI insert was gel purified. pSE1 19 was digested with PstI and EcoRI, electrophoresed, and 1,51.5 kb of PstI / EcoRI insert was gel purified. The vector shuttle pWHM3 was ground with BamHI and EcoRI. pSE27 was digested with PstI and SphI, electrophoresed, and и1.7 kb Pstl / SphI insert was gel purified. All four fragments (i.e., ~ 2.8 kb, ~ 1.5 kb, ~ 7.2 kb, ~ 1.7 kb) are ligated together in four-way ligation. The ligation mixture was transformed into competent E. coli OH5alpha cells following the manufacturer's recommendations. Plasmid DNA was selected from ampicillin-resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. This plasmid was designated pSE180 (Figure 3; ATCC 209605).

pSEl80 се трансформира в S. lividans ТК64 и трансформираните колонии се разпознават чрез резистентност на тиострептон и на еритромицин. pSE180 се изолира от S. lividans и се използва за трансформиране на протопласти от S. avermitilis. Идентифицират се четири трансформанта на S. avermitilis устойчиви на тиострептон и се приготвят протопласти като се посяват при неселективни условия върху RM14 среда. След регенерирането на протопластите се скринират единични колонии за наличие на устойчивост на еритромицин и липса на устойчивост на тиострептон, което означава хромозомална интеграция на инактивирания aveC ген и загуба на свободния репликон. Идентифицира се един Erm' Thios транс формант и се означава като SE18 ΟΙ 1. Общата хромозомална ДНК се изолира от щам SE 180-11, смила се с рестрикционни ензими BamHI, Hindlll, PstI или SphI, разделя се чрез електрофореза върху 0,8% агарозен гел, трансформира се върху найлонови мембрани и хибридизира към ermE проба. Този анализ показва, че хромозомалното интегриране на ermE резистентния ген и едновременната делеция на 640 Ьр Pstl/SphI фрагмента се постига чрез двойно събитие на crossover. ВЕТХ анализ на ферментационните продукти от щам SE 180-11 показва, че нормални авермектини вече не се продуцират (фигура 5А).pSEl80 was transformed into S. lividans TK64, and the transformed colonies were recognized by thiostrepton resistance and erythromycin resistance. pSE180 is isolated from S. lividans and used to transform protoplasts from S. avermitilis. Four thiostrepton-resistant S. avermitilis transformants were identified and protoplasts were prepared by seeding under non-selective conditions on RM14 medium. After regeneration of the protoplasts, single colonies are screened for erythromycin resistance and lack of thiostrepton resistance, which means chromosomal integration of the inactivated aveC gene and loss of free replicon. One Erm 'Thio s trans formant is identified and designated SE18 ΟΙ 1. Total chromosomal DNA is isolated from strain SE 180-11, digested with restriction enzymes BamHI, HindIII, PstI or SphI, separated by electrophoresis at 0.8 % agarose gel, transformed onto nylon membranes and hybridized to an ermE sample. This analysis shows that the chromosomal integration of the ermE resistance gene and the simultaneous deletion of the 640 bp Pst1 / SphI fragment is achieved by a double crossover event. HPLC analysis of fermentation products from strain SE 180-11 showed that normal avermectins were no longer produced (Figure 5A).

При един втори метод за инактивиране на aveC гена, 1,7 kb ermE генът се отстранява от хромозомата на S. avermitilis щам SE180-11, при което остава 640 bp Pstl/SphI делеция в aveC гена. Конструира се плазмид за замяна на гена както следва: pSEl80 частично се смила с Xbal и се пречиства ~11,4 kb фрагмент от гела. От ивицата на -11,4 kb липсва 1,7 kb ermE ген за резистентност. След това ДНК се лигира и се трансформира в Е. coli ОН5алфа клетки. Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти устойчиви на ампицилин и присъствието на правилния инсерт се потвърждава чрез рестрикционен анализ. Плазмидът, който се означава като pSE184 се трансформира в Е. coli DM1 клетки и плазмид на ДНК се изолира от трансформанти устойчиви на ампицилин. Този плзмид се използва за трансформиране на протопласти от S. avermitilis щам SE180-11. Протопластите се приготвят от трансформанти на щам SE180-11 устойчиви на тиострептон и се посяват като единични колонии върху RM14 среда. След регенерирането на протопластите се скринират единични колонии за отсъствието и на двете - устойчивост на еритромицин, както и устойчивост на тиострептон, което показва хромозомално интегриране на aveC гена и загуба на свободния репликон, съдържащ ermE гена. Идентифицира се един Erms Thios трансформант и се означава като SE184-1-13. Ферментационният анализ на SE184-1-13 има същия ферментационен профил както SE 18 0-11.In a second method of inactivating the aveC gene, the 1.7 kb ermE gene is removed from the chromosome of S. avermitilis strain SE180-11, leaving a 640 bp Pstl / SphI deletion in the aveC gene. A plasmid was designed to replace the gene as follows: pSEl80 was partially digested with Xbal and a ~ 11.4 kb fragment of the gel was purified. The -11.4 kb band lacks the 1.7 kb ermE resistance gene. The DNA was then ligated and transformed into E. coli OH5alpha cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. The plasmid referred to as pSE184 was transformed into E. coli DM1 cells and the plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants. This plasmid was used to transform protoplasts of S. avermitilis strain SE180-11. The protoplasts are prepared from transformants of strain SE180-11 resistant to thiostrepton and sown as single colonies on RM14 medium. After protoplast regeneration, single colonies are screened for the absence of both erythromycin resistance as well as thiostrepton resistance, indicating chromosomal integration of the aveC gene and loss of the free replicon containing the ermE gene. An Erm s Thio s transformant is identified and designated SE184-1-13. The fermentation analysis of SE184-1-13 has the same fermentation profile as SE 18 0-11.

При един трети метод за инактивиране на aveC гена се въвежда рамка в хромозомалния aveC ген чрез прибавяне на две G след С в нуклеотидна позиция 471 при използване на PCR, като по този начин се създава BspEl сайт. Присъствието на проектирания BspEl сайт се използва за откриване на събития на генно заместване. PCR праймерите се конструират така, че да въвеждат рамкова мутация в aveC гена, и се доставят от Genosys Biotechnologies, Inc. Дясностоящият праймер е:In a third method of inactivating the aveC gene, a frame is introduced into the chromosomal aveC gene by adding two G after C at nucleotide position 471 using PCR, thereby creating a BspE1 site. The presence of the designed BspEl site is used to detect gene replacement events. PCR primers are designed to introduce a frame mutation into the aveC gene, and are supplied by Genosys Biotechnologies, Inc. The right-standing primer is:

5'-GGTTCCGGATGCCGTTCTCG-3' (SEQ ID N0:8), а лявостоящият праймер е:5'-GGTTCCGGATGCCGTTCTCG-3 '(SEQ ID NO: 8), and the left primer is:

5'-AACTCCGGTCGACTCCCCTTC-3' (SEQ ID NO: 9). PCR условията са описани в пример 7 по-горе. 666 bp PCR продуктът се смила с SphI, за да даде два фрагмента от 278 Ьр и 388 Ьр, съответно. 388 Ьр фрагментът се пречиства от гела.5'-AACTCCGGTCGACTCCCCTTC-3 '(SEQ ID NO: 9). The PCR conditions are described in Example 7 above. The 666 bp PCR product was digested with SphI to give two fragments of 278 bp and 388 bp, respectively. The 388 bp fragment was purified from the gel.

Плазмидът за замяна на гена се конструира както следва: вектор совалка pWHM3 се смила с EcoRI и BamHI. pSE 119 се смила с BamHI иThe gene replacement plasmid was constructed as follows: vector shuttle pWHM3 was digested with EcoRI and BamHI. pSE 119 was digested with BamHI and

SphI, подлага се на електрофореза и от тела се пречиства ~840 Ьр фрагмент. pSEl 19 се смила с EcoRI и XmnI, отделя се чрез електрофореза и от гела се пречиства ~ 1,7 kb фрагмент. Всичките четири фрагмента (т.е. ~7,2 kb, ~840 kb, ~1,7 kb и 388 Ьр) се лигират заедно чрез четирипосочно лигиране. Сместа за лигиране се трансформира в компетентни Е. coli ОН5алфа клетки. Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти устойчиви на ампицилин, и присъствието на правилния инсерт се потвърждава чрез рестрикционен анализ и ДНК секвенционен анализ. Този плазмид се означава като pSE 185, трансформира се в Е. coli DM 1 и се изолира плазмидна ДНК от трансформанти устойчиви на ампицилин. Този плазмид се използва за трансформиране на протопласти от S. avermitilis щам 1100-SC38. Изолират се трансформанти от щам 1100-SC38 устойчиви на тиострептон и се анализират чрез ВЕТХ анализ на ферментационните продукти. pSE 185 не променя значително съотношението на В2:В 1 авермектин, когато се трансформира в S. avermitilis щам 1100-SC38 (таблица 2).SphI, electrophoresed, and a ~ 840 bp fragment was purified from bodies. pSE1 19 was digested with EcoRI and XmnI, separated by electrophoresis, and a ~ 1.7 kb fragment was purified from the gel. All four fragments (i.e., ~ 7.2 kb, ~ 840 kb, ~ 1.7 kb, and 388 bp) were ligated together by four-way ligation. The ligation mixture was transformed into competent E. coli OH5alpha cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis and DNA sequencing analysis. This plasmid was designated pSE 185, transformed into E. coli DM 1, and isolated plasmid DNA from ampicillin resistant transformants. This plasmid was used to transform protoplasts of S. avermitilis strain 1100-SC38. Transformants of strain 1100-SC38 resistant to thiostrepton were isolated and analyzed by HPLC analysis of fermentation products. pSE 185 did not significantly alter the B2: B 1 ratio of avermectin when transformed into S. avermitilis strain 1100-SC38 (Table 2).

pSEl 85 се използва за трансформиране на протопласти от S. avermitilis за постигане на рамкова мутация в хромозомалния aveC ген. Протопласти се приготвят от трансформанти устойчиви на тиострептон и се посяват като единични колонии върху RM14 среда. След регенерирането на протопластите се скринират единични колони за отсъствие на устойчивост на тиострептон. Изолира се хромозомална ДНК от колонии чувствителни на тиострептон и се скринира чрез PCR за присъствието на рамкова мутация интегрирана в хромозомата. PCR праймерите се конструират на основата на aveC нуклеотидна последователност и са предоставени от Genosys Biotechnologies, Inc. (Texas). Дясностоящият PCR праймер е:pSEl 85 is used to transform protoplasts of S. avermitilis to achieve a frame mutation in the chromosomal aveC gene. Protoplasts are prepared from thiostrepton-resistant transformants and sown as single colonies on RM14 medium. After regeneration of the protoplasts, single columns are screened for the absence of thiostrepton resistance. Chromosomal DNA was isolated from thiostrepton-sensitive colonies and screened by PCR for the presence of a frame mutation integrated into the chromosome. PCR primers were constructed on the basis of an aveC nucleotide sequence and provided by Genosys Biotechnologies, Inc. (Texas). The right-handed PCR primer is:

5'-GCAAGGATACGGGGACTAC-3' (SEQ ID NO: 10), а лявостоящият PCR праймер e:5'-GCAAGGATACGGGGACTAC-3 '(SEQ ID NO: 10), and the left PCR primer is:

5'-GAACCGACCGCCTGATAC-3' (SEQ ID NO: 11) като PCR условията са същите както в пример Ί по-горе. Полученият PCR продукт 543 Ьр и, когато се смила с BspE 1 се наблюдават три фрагмента 368 Ьр, 96 Ьр и 79 Ьр, което означава хромозомално интегриране на инактивирания aveC ген и загуба на свободния репликон.5'-GAACCGACCGCCTGATAC-3 '(SEQ ID NO: 11) as PCR conditions are the same as in Example Ί above. The resulting PCR product was 543 bp and, when digested with BspE 1, three fragments of 368 bp, 96 bp and 79 bp were observed, which means chromosomal integration of the inactivated aveC gene and loss of the free replicon.

Ферментационният анализ на S. avermitilis мутанти, включващи рамковата мутация в aveC гена показва, че нормалните авермектини вече не се продуцират, и че тези мутанти имат същия ферментационен ВЕТХ профил като щамове SE180-11 и SE184-1-13. Идентифицира се един Thios транс формант и се означава като щам SE185-5a.Fermentation analysis of S. avermitilis mutants including the frame mutation in the aveC gene shows that normal avermectins are no longer produced, and that these mutants have the same fermentation HPLC profile as strains SE180-11 and SE184-1-13. One Thio s trans formant is identified and designated as strain SE185-5a.

Допълнително се получава мутация в aveC гена, която променя нуклеотидна позиция 520 от G на А, което води до промяна на кодона, кодиращ триптофан (W) в позиция 116 в терминален кодон. Един щам S. avermitilis с тази мутация не продуцира нормални авермектини и има същия ферментационен профил като щамове SE180-11, SE184-1-13 и SE185-5a.Additionally, a mutation in the aveC gene is obtained that changes nucleotide position 520 from G to A, resulting in a change in the codon encoding tryptophan (W) at position 116 in a terminal codon. One strain of S. avermitilis with this mutation does not produce normal avermectins and has the same fermentation profile as strains SE180-11, SE184-1-13 and SE185-5a.

Допълнително се получават мутации в aveC гена, които променят и двете: (i) нуклеотидна позиция 970 от G на А, което води до промяна на аминокиселината в позиция 256 от глицин (G) на аспартат (D), и (ii) нуклеотидна позиция 996 от Т на С, което променя аминокиселината в позиция 275 от тирозин (Y) на хистидин (Н). Един щам S. avermitilis с тези мутации (G256D/Y275H) не продуцира нормални авермектини и има същия ферментационен профил като щамове SE180-11, SE184-1-13 и SE185-5a.In addition, mutations in the aveC gene are obtained that alter both: (i) nucleotide position 970 from G to A, resulting in a change in the amino acid at position 256 from glycine (G) to aspartate (D), and (ii) nucleotide position 996 of T to C, which changes the amino acid at position 275 from tyrosine (Y) to histidine (H). One strain of S. avermitilis with these mutations (G256D / Y275H) does not produce normal avermectins and has the same fermentation profile as strains SE180-11, SE184-1-13 and SE185-5a.

Инактивираи aveC мутант на S. avermitilis щамове SE180-ll,SE184-l-13HSE185-5aH други представени в настоящото, предоставя скрининг средство за определяне въздействието на други мутации в aveC гена. pSE186, който съдържа копие от див тип на aveC гена се трансформира в Е. coli DM 1, а плазмидна ДНК се изолира от трансформанти устойчиви на ампицилин. Тази pSE186 ДНК се използва за трансформиране на протопласти от S. avermitilis щам SE18011. Изолират се трансформанти устойчиви на тиострептон от щам SE180-11, определя се наличието на устойчивост на еритромицин и се анализират Tior Ermr трансформанти чрез ВЕТХ анализ на ферментационните продукти. Наличието на функционалния aveC ген in trans дава възможност да се възстанови на щам SE 180-11 продуцирането на нормален авермектин (фигура 5В).Inactivating an aveC mutant of S. avermitilis strains SE180-11l, SE184-l-13HSE185-5aH others presented herein provides a screening tool for determining the effects of other mutations in the aveC gene. pSE186 containing a wild-type copy of the aveC gene was transformed into E. coli DM 1, and plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants. This pSE186 DNA was used to transform protoplasts of S. avermitilis strain SE18011. Thiostrepton-resistant transformants of strain SE180-11 were isolated, the presence of erythromycin resistance was determined, and Tio r Erm r transformants were analyzed by HPLC analysis of fermentation products. The presence of the functional aveC gene in trans makes it possible to restore strain SE 180-11 to produce normal avermectin (Figure 5B).

Анализ на мутации в aveC гена, които променят съотношението на клас В2:В 1Analysis of mutations in the aveC gene that alter the class B2: B 1 ratio

Както е описано по-горе S. avermitilis щам SE180-11, съдържащ инактивираи aveC ген се комплементира с плазмид, съдържащ функционален aveC ген (pSE186). Щам SE180-11 също се използва като щам гостоприемник за охарак теризиране на други мутации в aveC гена, както е описано по-горе.As described above, S. avermitilis strain SE180-11 containing an inactivated aveC gene was complemented with a plasmid containing a functional aveC gene (pSE186). Strain SE180-11 is also used as a host strain to harbor other mutations in the aveC gene as described above.

Изолира се хромозомална ДНК от щам 1100-SC38 и се използва като матрица за PCR амплификация на aveC гена. 1,2 kb ORF се изолира чрез PCR амплифициране при използване на праймери проектирани на основата на aveC нуклеотидна последователност. Дясностоящият праймер е SEQ ID NO: 6, а лявостоящият праймер е SEQ ID NO: 7 (виж пример 7 по-горе). Условията за PCR и за субклониране са описани в пример 7. ДНК секвенционният анализ на 1,2 kb ORF показва мутация в aveC гена, която променя нуклеотидна позиция 337 от С на Т, което променя аминокиселината в позиция 55 от серии (S) на фенилалании (F). aveC генът, съдържащ S55F мутация се субклонира в pWHM3 за получаване на плазмид, който се означава като pSEl 87 и който се използва за трансформиране на протопласти на S. avermitilis щам SE18O-11. Изолират се трансформанти устойчиви на тиострептон, определя се наличието на устойчивост на еритромицин и Tior Ermr се анализират чрез ВЕТХ анализ на ферметационните продукти. Присъствието на aveC ген кодиращ промяна в аминокиселинен остатък 55 (S55F) дава възможност да се възстанови нормалната продукция на авермекгин в щам SE180-11 (фигура 5С); въпреки това съотношението на циклохексил В2:циклохексил В1 е приблизително 26:1, като се сравни с щам SE18O-11 трансформиран с pSE186, който има съотношение на В2: В1 от приблизително 1,6:1 (таблица 3), което означава, че единичната мутация (S55F) модулира количеството на продуциран циклохексил В2 по отношение на циклохексил В1.Chromosomal DNA from strain 1100-SC38 was isolated and used as a template for PCR amplification of the aveC gene. The 1.2 kb ORF was isolated by PCR amplification using primers designed on the basis of an aveC nucleotide sequence. The right-hand primer is SEQ ID NO: 6, and the left-hand primer is SEQ ID NO: 7 (see example 7 above). The PCR and subcloning conditions are described in Example 7. DNA sequencing analysis of 1.2 kb ORF shows a mutation in the aveC gene that changes nucleotide position 337 from C to T, which changes the amino acid at position 55 of the (S) phenylalanine series (F). the aveC gene containing the S55F mutation was subcloned into pWHM3 to produce a plasmid, designated pSEl 87, which was used to transform S. avermitilis protoplasts strain SE18O-11. Thiostrepton-resistant transformants were isolated, the presence of erythromycin resistance was determined and Tio r Erm r was analyzed by HPLC analysis of the fermentation products. The presence of an aveC gene encoding a change in amino acid residue 55 (S55F) made it possible to restore the normal production of avermekgin in strain SE180-11 (Figure 5C); however, the ratio of cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 is approximately 26: 1, compared with strain SE18O-11 transformed with pSE186, which has a B2: B1 ratio of approximately 1.6: 1 (Table 3), which means that the single mutation (S55F) modulates the amount of cyclohexyl B2 produced relative to cyclohexyl B2.

Идентифицира се друга мутация в aveC гена, която променя нуклеотидна позиция 862 от G на А, което променя аминокиселината в позиция 230 от глицин (G) на аспартат (D). Един щам S. avermitilis, притежаващ тази мутация (G230D) продуцира авермектини при съотношение на В2: В1 от приблизително 30:1.Another mutation in the aveC gene is identified that changes nucleotide position 862 from G to A, which changes the amino acid at position 230 from glycine (G) to aspartate (D). One strain of S. avermitilis possessing this mutation (G230D) produces avermectins at a B2: B1 ratio of approximately 30: 1.

Мутации, които намаляват съотношението на В2 : В1Mutations that reduce the B2: B1 ratio

Конструират се някои мутации, които намаляват количеството на продуциран циклохексил В2 по отношение на циклохексил В1 както следва.Some mutations have been constructed that reduce the amount of cyclohexyl B2 produced relative to cyclohexyl B2 as follows.

Идентифицира се мутация в aveC гена, коя то променя нуклеотидна позиция 5 88 от G на А, което променя аминокиселината в позиция 139 от аланин (А) на треонин (Т). AveC генът съдържащ A139Т мутацията се субклонира в pWHM3, за да се получи плазмид, който се означава с pSE 188, и който се използва за трансформиране на протопласти от S. avermitilis щам SE180-11. Изолират се трансформанти, устойчиви на тиострептон, определя се наличието на устойчивост на еритромицин и се анализизрат Thior Ermr трансформанти чрез ВЕТХ анализ на ферментационните продукти. Присъствието на мутирал aveC ген, кодиращ промяна в аминокиселинен остатък 139 (А139Т) е способно да възстанови на щам SE180-11 (фигура 5D) способността да продуцира авермектин; въпреки това съотношението на В2:В 1 е приблизително 0.94:1, което означава, че тази мутация намалява количеството на продуциран циклохексил В2 по съотношение на циклохексил В1. Резултатът е неочакван, тъй като публикуваните резултати, така както и резултатите от мутациите описани по-горе, единствено показват или инактивиране на aveC гена или увеличаване продукцията на В2 формата на авермектин по съотношение на В1 формата (таблица 3).A mutation in the aveC gene is identified which alters nucleotide position 5 88 of G to A, which changes the amino acid at position 139 from alanine (A) to threonine (T). The AveC gene containing the A139T mutation was subcloned into pWHM3 to produce a plasmid, designated pSE 188, which was used to transform S. avermitilis protoplasts strain SE180-11. Thiostrepton-resistant transformants were isolated, the presence of erythromycin resistance was determined, and Thio r Erm r transformants were analyzed by HPLC analysis of fermentation products. The presence of a mutated aveC gene encoding a change in amino acid residue 139 (A139T) is able to restore strain SE180-11 (Figure 5D) to produce avermectin; however, the B2: B 1 ratio is approximately 0.94: 1, which means that this mutation reduces the amount of cyclohexyl B2 produced by the cyclohexyl B1 ratio. The result is unexpected, as the published results, as well as the mutation results described above, only show either inactivation of the aveC gene or increased production of the B2 form of avermectin by the ratio of the B1 form (Table 3).

Тъй като А139Т мутацията променя съотношението наВ2:В1 в по-благоприятната посока към В1, конструира се мутация, която кодира треонин вместо серии в аминокиселинна позиция 138. В този случай pSE186 се смила с EcoRI и се клонира в pGEEM3Zf (Promega), който е бил смлян с EcoRI. Този плазмид, който е означен като pSE 18 6 А се смила с Apal и ΚρηΙ, ДНК фрагментите се отделят върху агарозен гел и от гела се пречистват два фрагмента от -3,8 kb и ~0,4 kb. Инсерираната ДНК от ~1,2 kb от pSE186 се използва като PCR матрица за въвеждане на промяна на една база в нуклеотидна позиция 585. PCR праймерите се конструират така, че да въвеждат мутация в нуклеотидна позиция 585 и се доставят от Genosys Biotechnologies, Inc. (Texas). Дясностоящият PCR праймер е:As the A139T mutation alters the ratio of B2: B1 in a more favorable direction to B1, a mutation is constructed that encodes threonine instead of series at amino acid position 138. In this case, pSE186 is digested with EcoRI and cloned into pGEEM3Zf (Promega). was digested with EcoRI. This plasmid, designated pSE 18 6 A, was digested with Apal and ΚρηΙ, the DNA fragments were separated on an agarose gel, and two fragments of -3.8 kb and ~ 0.4 kb were purified from the gel. The ~ 1.2 kb inserted DNA from pSE186 was used as a PCR template to introduce a single base change at nucleotide position 585. The PCR primers were designed to introduce a mutation at nucleotide position 585 and were supplied by Genosys Biotechnologies, Inc. (Texas). The right-handed PCR primer is:

5'-GGGGGCGGGCCCGGGTGCGGAGG CGGAAATGCCCCTGGC-GACG -3' (SEQ ID NO: 12); а лявостоящият PCR праймер e:5'-GGGGGCGGGCCCGGGTGCGGAGG CGGAAATGCCCCTGGC-GACG -3 '(SEQ ID NO: 12); and the left PCR primer is:

5-GGAACCGACCGCCTGATACA-3' (SEQ ID NO: 13). PCR реакцията се провежда при използване на Adventage GC геномен PCR кит (Clontech Laboratories, Palo Alto, СА) в буфер, предоставен от производителя в присъствие на5-GGAACCGACCGCCTGATACA-3 '(SEQ ID NO: 13). The PCR reaction was performed using an Adventage GC genomic PCR kit (Clontech Laboratories, Palo Alto, CA) in buffer provided by the manufacturer in the presence of

200 μΜ dMTPs, 200 pmol от всеки праймер, 50 ng ДНК матрица, 1,0 М GC-Melt и 1 единица KlcnTaq Polymerase Mix в краен обем от 50 μΐ. Термичният профил на първия цикъл е 94°С за 1 min; следван от 25 цикъла при 94°С за 30 s и 68°С за 2 min; и един цикъл при 68°С за 3 min. PCR продуктът с 295 Ьр се смила с Apal и ΚρηΙ, за да се освободи фрагмент от 294 Ьр, който се разделя чрез електрофореза и се пречиства от гела. Всичките три фрагмента (~3,8 kb, ~0,4 КВ и 254 Ьр) се лигират заедно в трипосочно лигиране. Сместа за лигиране се трансформира в компетентни Е. coli ОН5алфа клетки. Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти, устойчиви на ампицилин и присъствието на правилния инсерт се потвърждава чрез рестрикционен анализ. Плазмидът се означава като pSE198.200 μΜ dMTPs, 200 pmol from each primer, 50 ng DNA template, 1.0 M GC-Melt, and 1 unit of KlcnTaq Polymerase Mix in a final volume of 50 μΐ. The thermal profile of the first cycle is 94 ° C for 1 min; followed by 25 cycles at 94 ° C for 30 s and 68 ° C for 2 min; and one cycle at 68 ° C for 3 min. The 295 bp PCR product was ground with Apal and ΚρηΙ to release a 294 bp fragment, which was separated by electrophoresis and gel purified. All three fragments (~ 3.8 kb, ~ 0.4 KB and 254 bp) were ligated together in three-way ligation. The ligation mixture was transformed into competent E. coli OH5alpha cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. The plasmid was designated pSE198.

pSE198 се смила с EcoRI, клонира се в pWHM3, който е смлян с EcoRI и се трансформира в Е. coli ОН5алфа клетки. Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти резистентни на ампицилин и присъствието на правилния инсерт се потвърждава чрез рестрикционен анализ и анализ на ДНК последователността. Тази плазмидна ДНК се трансформира в Е. coli DM 1, изолира се плазмидна ДНК от трансформанти резистентни на ампицилин и присъствието на правилния инсерт се потвърждава чрез рестрикционен анализ. Плазмидът, който се означава като pSE199 се използва за трансформиране на протопласти от S. avermitilis щам SE 180-11. Изолират се трансформанти от щам SE 180-11 резистентни на тиострептон, определя се наличието на резистентност на еритромицин и се анализират Thior Ermr трансформанти чрез ВЕТХ анализ на ферментационните продукти. Присъствието на мутирал aveC ген, кодиращ промяна на аминокиселинен остатък 138 (S138T) дава възможност да се възстанови на щам SE 180-11 нормалното продуциране на авермектин; въпреки това съотношението на В2:В1 е 0,88:1, което показва, че тази мутация намалява количеството на продуциран циклохексил-В2, по отношение на циклохексил-Bl (таблица 3). Това съотношение на В2:В1 е даже пониско от съотношението 0,94:1, наблюдавано при А139Т мутацията продуцирана чрез трансформиране на щам SE180-11 с pSE188, както е описано по-горе.pSE198 was digested with EcoRI, cloned into pWHM3, which was digested with EcoRI and transformed into E. coli OH5alpha cells. Plasmid DNA is isolated from ampicillin-resistant transformants and the presence of the correct insert is confirmed by restriction and DNA sequence analysis. This plasmid DNA was transformed into E. coli DM 1, plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. The plasmid referred to as pSE199 was used to transform protoplasts of S. avermitilis strain SE 180-11. Thiostrepton-resistant strain SE 180-11 transformants were isolated, erythromycin resistance was determined, and Thio r Erm r transformants were analyzed by HPLC analysis of the fermentation products. The presence of a mutated aveC gene encoding a change in amino acid residue 138 (S138T) allows the restoration of strain AE 180-11 to restore normal production of avermectin; however, the B2: B1 ratio was 0.88: 1, indicating that this mutation reduced the amount of cyclohexyl-B2 produced relative to cyclohexyl-B1 (Table 3). This B2: B1 ratio is even lower than the 0.94: 1 ratio observed with the A139T mutation produced by transformation of strain SE180-11 with pSE188 as described above.

Конструира се друга мутация за въвеждане на треонин в две аминокиселинни позиции 138 и 139. —1,2 kb ДНК инсерт от pSE 186 се използва като PCR матрица. PCR праймерите се конструират така, че да въвеждат мутация в нуклеотидна позиция 585и588исе доставят от Genosy s Biotechnologies, Inc. (Texas). Дясностоящият PCR прайемр е:Another mutation was constructed to introduce threonine at two amino acid positions 138 and 139. A 1.2 kb DNA insert from pSE 186 was used as a PCR template. PCR primers are designed to introduce mutations at nucleotide positions 585 and 588 and are supplied by Genosy's Biotechnologies, Inc. (Texas). The right-handed PCR primer is:

5-GGGGGCGGGCCCGGGTGCGGAGG CGGAAATGCCGCTGG-CGACGACC - 3’ (SEQ ID NO: 14); а лявостоящият PCR праймер e:5-GGGGGCGGGCCCGGGTGCGGAGG CGGAAATGCCGCTGG-CGACGACC - 3 '(SEQ ID NO: 14); and the left PCR primer is:

5'-GGAACATCACGGCATTCACC-3' (SEQ ID NO: 15). PCR реакцията се провежда при условията описани непосредствено по-горе в този раздел. PCR продуктът с 449 Ьр се смила с Apal и ΚρηΙ, за да се освободи фрагмент от 294 Ьр, който се разделя чрез електрофореза и се пречиства от гела. pSEl86а се смила с Apal и ΚρηΙ, ДНК фрагментите се разделят върху агарозен гел, и от гела се пречистват два фрагмента от ~3,8 kb, и ~0,4 kb. Всичките три фрагмента (~3,8 kb, ~0,4 kb и 254 Ьр) се лигират заедно в трипосочно лигиране и сместа за лигиране се трансформира в компетентни Е. coli ОН5алфа клетки. Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти, устойчиви на ампицилин и присъствието на правилния инсерт се потвърждава чрез рестрикционен анализ. Този плазмид се означава като pSE230.5'-GGAACATCACGGCATTCACC-3 '(SEQ ID NO: 15). The PCR reaction was performed under the conditions described immediately above in this section. The PCR product of 449 bp was digested with Apal and ΚρηΙ to release a 294 bp fragment, which was separated by electrophoresis and purified from the gel. pSEl86a was digested with Apal and ΚρηΙ, the DNA fragments were separated on an agarose gel, and two fragments of ~ 3.8 kb and ~ 0.4 kb were purified from the gel. All three fragments (~ 3.8 kb, ~ 0.4 kb and 254 bp) were ligated together in three-way ligation and the ligation mixture was transformed into competent E. coli OH5alpha cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. This plasmid is referred to as pSE230.

PSE230 се смила с EcoRI, клонира се в pWHM3, който е смлян с EcoRI и се трансформира в Е. coli ОН5алфа клетки.PSE230 was digested with EcoRI, cloned into pWHM3, which was digested with EcoRI and transformed into E. coli OH5alpha cells.

Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти резистентни на ампицилин и присъствието на правилния инсерт се потвърждава чрез рестрикционен анализ и анализ на ДНК последователността. Тази плазмидна ДНК се трансформира в Е. coli DM1, изолира се плазмидна ДНК от трансформанти резистентни на ампицилин и присъствието на правилния инсерт се потвърждава чрез рестрикционен анализ. Плазмидът, който се означава като pSE281 се използва за трансформиране на протопласти от S. avermitilis щам SE 180-11. Изолират се трансформанти от SE 180-11 резистентни на тиострептон, определя се наличието на резистентност на еритромицин и се анализират Thior Ermr трансформанти чрез ферментация. Присъствието на двойно мутирал aveC ген, кодиращ S138T/A139T дава възможност да се възстанови на щам SE18011 нормалното продуциране на авермектин; въпреки това съотношението на В2 :В1 е 0,84:1, кое35 то показва, че тази мутация още намалява количеството на продуциран циклохексил-В2, по отношение на циклохексил-Bl (таблица 3), над продуцирането, осигурено чрез трансформиране на щам SE180-11 с pSE188 или pSEI99, както е описано по-горе.Plasmid DNA is isolated from ampicillin-resistant transformants and the presence of the correct insert is confirmed by restriction and DNA sequence analysis. This plasmid DNA was transformed into E. coli DM1, plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. The plasmid referred to as pSE281 was used to transform protoplasts of S. avermitilis strain SE 180-11. Thiostrepton-resistant SE 180-11 transformants were isolated, the presence of erythromycin resistance was determined, and Thio r Erm r transformants were analyzed by fermentation. The presence of a double mutated aveC gene encoding S138T / A139T makes it possible to restore to strain SE18011 the normal production of avermectin; however, the B2: B1 ratio is 0.84: 1, which35 indicates that this mutation further reduces the amount of cyclohexyl-B2 produced relative to cyclohexyl-Bl (Table 3) over the production provided by transformation of strain SE180 -11 with pSE188 or pSEI99 as described above.

Таблица 3Table 3

щам S. avermitilis strain of S. avermitilis No.Tecr- No.Tecr- Относи- Relationships- Относи- Relationships- Средно On average (трансформиращ (transforming вани baths телна body телна body съотно- correlation- плазмид) plasmid) транс- trans- конц. conc. конц. conc. щение на will of форманти formants на В2 on B2 на В1 on B1 В2:В1 B2: B1 SE180-11 (няма) SE180-11 (none) 30 30 0 0 0 0 0 0 SE180-11 (pWHM3) SE180-11 (pWHM3) 30 30 0 0 0 0 0 0 SE180-11 (pSE186) SE180-11 (pSE186) 26 26 222 222 140 140 1,59 1.59 SE180-11 (pSE187) SE180-11 (pSE187) 12 12 283 283 11 11 26,3 26.3 SE180-11 (pSE188) SE180-11 (pSE188) 24 24 193 193 206 206 0,94 0.94 SE180-11 (pSE189) SE180-11 (pSE189) 18 18 155 155 171 171 0,88 0.88 SE180-11 (pSE231) SE180-11 (pSE231) 6 6 259 259 309 309 0,84 0.84

Тези резултати са първите, които показват специфични мутации в aveC гена, които водят до продуциране на повишени нива на търговски по-предпочитания клас 1 авермектини по отношение на клас 2 авермектини.These results are the first to show specific mutations in the aveC gene that lead to the production of increased levels of commercially preferred class 1 avermectins over class 2 avermectins.

Пример 9. Конструиране на 5' делеционни мутантExample 9. Construction of 5 'deletion mutants

Както е обяснено по-горе, нуклеотидната последователност на S. avermitilis, показана на фигура 1 (SEQ ID NO: 1) включва четири различни GTG кодони при Ьр позиции 42,174, 177 и 180, които са потенциални сайтове за начало. Този раздел описва конструирането на множествени делеции на 5' областта на aveC ORF (фигура 1; SEQ ID NO: 1), за да се улесни дефинирането на кои от тези кодони биха могли да функционират като сайтове за начало в aveC ORF за експресия на протеин.As explained above, the nucleotide sequence of S. avermitilis shown in Figure 1 (SEQ ID NO: 1) includes four different GTG codons at the bp positions 42,174, 177 and 180, which are potential start sites. This section describes the construction of multiple deletions of the 5 'region of the aveC ORF (Figure 1; SEQ ID NO: 1) to facilitate the definition of which of these codons could function as sites of origin in the aveC ORF for protein expression .

Чрез PCR амплификация се изолират от хромозонална ДНК на S. avermitilis фрагменти от aveC гена, различно делегирани при 5' края. PCR праймерите се конструират на основата на aveC ДНК последователност и се доставят от Genosys Biotechnologies, Inc. Дясностоящите прайемри са:PCR amplification isolated fragments from the aveC gene from chromosonal DNA of S. avermitilis, differently delegated at the 5 'end. PCR primers were constructed based on the aveC DNA sequence and supplied by Genosys Biotechnologies, Inc. Right-standing primers are:

5'-AACCCATCCGAGCCGCTC-3' (SEQ ID NO: 16) (D1F1);5'-AACCCATCCGAGCCGCTC-3 '(SEQ ID NO: 16) (D1F1);

5'-TCGGCCTGCCAACGAAC-3' (SEQ ID NO: 17)(D1F2);5'-TCGGCCTGCCAACGAAC-3 '(SEQ ID NO: 17) (D1F2);

5'-CCAACGAACGTGTAGTAG-3' (SEQ ID NO: 18) (D1F3); и5'-CCAACGAACGTGTAGTAG-3 '(SEQ ID NO: 18) (D1F3); and

5'-TGCAGGCGTACGTGTTCAGC-3' (SEQ ID NO: 19) (D2F2).5'-TGCAGGCGTACGTGTTCAGC-3 '(SEQ ID NO: 19) (D2F2).

Лявостоящите праймери са:Left-handed primers are:

5’-CATGATCGCTGAACCGA-3’ (SEQ ID NO: 20);5′-CATGATCGCTGAACCGA-3 ′ (SEQ ID NO: 20);

5'-CATGATCGCTGAACCGAGGA-3' (SEQ ID NO: 21); и5'-CATGATCGCTGAACCGAGGA-3 '(SEQ ID NO: 21); and

5'-AGGAGTGTGGTGCGTCTGGA-3' (SEQ ID NO: 22).5'-AGGAGTGTGGTGCGTCTGGA-3 '(SEQ ID NO: 22).

PCR реакцията се провежда както е писано в пример 8 по-горе.The PCR reaction was performed as described in Example 8 above.

PCR продуктите се разделят чрез електрофореза в 1% агарозен гел и се установяват единични ДНК ивици или от~1,0 kb или от~1,1 kb. PCR продуктите се пречистват от гела и се лигират с 25 ng линеаризиран pCR2.1 вектор (Invitrogen) при 1:10 моларно отношение, като се спазват препоръките на производителя. Сместа за лигиране се използва за трансформиране на One Shot™ компетентни Е. coli клетки (Invitrogen), съгласно инструкциите на производителя. Плазмидна ДНК се изолира от трансфор- 5 манти, устойчиви на ампицилин и присъствието на инсерта се потвърждава чрез рестрикционен анализ и анализ на ДНК последователността. Плазмидите се означават като pSE190 (получен с праймер D1F1), pSE191 (получен с праймер 10 D1F2), pSE192 (получен с праймер D1F3) и pSE193 (получен с праймер D2F2).The PCR products were separated by electrophoresis on a 1% agarose gel and single DNA bands were detected either at ~ 1.0 kb or ~ 1.1 kb. PCR products were gel purified and ligated with 25 ng linearized pCR2.1 vector (Invitrogen) at a 1:10 molar ratio, following the manufacturer's recommendations. The ligation mixture was used to transform One Shot ™ competent E. coli cells (Invitrogen) according to the manufacturer's instructions. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants and the presence of the insert was confirmed by restriction and DNA sequence analysis. Plasmids are referred to as pSE190 (obtained with primer D1F1), pSE191 (obtained with primer 10 D1F2), pSE192 (obtained with primer D1F3), and pSE193 (obtained with primer D2F2).

Всяка инсерирана ДНК се смила с ВашШ/ Xbal, разделят се чрез електрофореза, пречистват се от гела и поотделно се лигират с вектор 15 совалка pWHM3, който е смлян с BamHI/Xbal, при обща концентрация на ДНК от 1 pg при моларно отношение 1:5 на вектор към инсърт. Смесите за лигиране се използват за трансформиране на компетентни Е. coli ОН5алфа клетки. Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти, резистентни на ампицилин и присъствието на инсърта се потвърждава чрез рестрикционен анализ. Тези плазмиди, които се означават като pSE194 (D1F1), pSE195 (D1F2), pSE196 (D1F3) 25 и pDE197 (D2F2) се трансформират поотделно в Е. coli щам DM1. Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти резистентни на ампицилин, а присъствието на правилния инсърт се потвърждава чрез рестрикционен анализ. Тази ДНК се използва за трансформиране на протопласти от S. avermitilis щам SE180-11. Изолират се трансформанти резистентни на тиострептон от щам SE180-11, определя се наличието на резистентност на еритромицин и се анализират Thior Ermr трансформанти чрез ВЕТХ анализ на ферментационните продукти, за да се определят кои GTG сайтове са необходими за aveC експресия. Резултатите показват, че GTG кодона в позиция 42 може да се елиминира без да се засегне aveC експресията, докато pSE194, pSE195 и pSE196, на всеки от които им липсва GTG сайта в позиция 42, но които всички съдържат трите GTG сайта в позиции 174, 177 и 180, всички са спо20 собни да възстановят нормалното продуциране на авермектин, когато са трансформирани в SE180-11. Нормалното продуциране на авермектин не се възстановява, когато щам SE180-11 се трансформира с pSE197, при който липсват всичките четири от GTG сайта (таблица 4).Each inserted DNA was digested with BamH / Xbal, separated by electrophoresis, purified by gel and separately ligated with vector 15 shuttle pWHM3, which was digested with BamHI / Xbal, at a total DNA concentration of 1 pg at a molar ratio of 1: 5 of Insert Vector. Ligation mixtures are used to transform competent E. coli OH5alpha cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants and the presence of the insert was confirmed by restriction analysis. These plasmids, designated as pSE194 (D1F1), pSE195 (D1F2), pSE196 (D1F3) 25 and pDE197 (D2F2), were transformed separately into E. coli strain DM1. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis. This DNA is used to transform protoplasts of S. avermitilis strain SE180-11. Thiostrepton-resistant transformants of strain SE180-11 were isolated, the presence of erythromycin resistance was determined, and Thio r Erm r transformants were analyzed by HPLC analysis of fermentation products to determine which GTG sites were required for aveC expression. The results show that the GTG codon at position 42 can be eliminated without affecting aveC expression, while pSE194, pSE195, and pSE196, each of which lacks the GTG site at position 42, but which all contain the three GTG sites at positions 174, 177 and 180, all sp20 are capable of restoring the normal production of avermectin when transformed into SE180-11. Normal production of avermectin did not recover when strain SE180-11 was transformed with pSE197, which lacked all four of the GTG sites (Table 4).

Таблица 4Table 4

щам S. avermitilis strain of S. avermitilis No.Tecr- No.Tecr- Относи- Relationships- Относи- Relationships- Средно On average (трансформиращ (transforming вани baths тел на tel at тел на tel at съотно- correlation- плазмид) plasmid) транс- trans- конц. conc. конц. conc. щение на will of форманти formants на В2 on B2 на В1 on B1 В2:В1 B2: B1 SE180-11 (няма) SE180-11 (none) 6 6 0 0 0 0 0 0 SE180-11 (pWHM3) SE180-11 (pWHM3) 6 6 0 0 0 0 0 0 SE180-11 (pSE186) SE180-11 (pSE186) 6 6 241 241 152 152 1,58 1.58 SE180-11 (pSE194) SE180-11 (pSE194) 6 6 35 35 15 15 2,43 2.43 SE180-11 (pSE195) SE180-11 (pSE195) 6 6 74 74 38 38 1,97 1.97 SE180-11 (pSE196) SE180-11 (pSE196) 6 6 328 328 208 208 1,58 1.58 SE180-11 (pSE297) SE180-11 (pSE297) 12 12 0 0 0 0 0 0

Пример 10. Клониране на aveC хомолози от S. higroscopicus и S. griseochromogenesExample 10. Cloning of aveC homologues from S. higroscopicus and S. griseochromogenes

Настоящото изобретение позволява да се идентифицират и да се клонират aveC хомоложни гени от други видове на Streptomyces продуциращи авермектин или милбемицин. Например, геномна ДНК от козмидна библиотека от S. 5 0 hygroscopicus (FERM BP-1901) се хибридизира с 1,2 kb aveC проба от S. avermitilis, описан погоре. Идентифицират се няколко козмидни клона, които силно хибридизират. От тези козмиди се изолира хромозонална ДНК и се идентифицира 4,9 kb ΚρηΙ фрагмент, който хибридизира с aveC пробата. Тази ДНК се секвенира и се идентифицира една ORF (SEQ ID NO: 3), която притежава значителна хомоложност с aveC ORF отThe present invention enables the identification and cloning of aveC homologous genes from other types of Streptomyces producing avermectin or milbemycin. For example, genomic DNA from a S. 5 0 hygroscopicus cosmid library (FERM BP-1901) was hybridized with a 1.2 kb aveC sample of S. avermitilis described above. Several cosmid clones that strongly hybridize are identified. Chromosonal DNA was isolated from these cosmids and a 4.9 kb ΚρηΙ fragment was identified that hybridized to the aveC sample. This DNA is sequenced and an ORF (SEQ ID NO: 3) is identified that has significant homology with the aveC ORF of

S. avermitilis. На фигура 6 е представена аминокиселинна последователност (SEQ ID NO: 4), изведена от aveC хомоложна ORF от S. hygroscopicus.S. avermitilis. Figure 6 shows an amino acid sequence (SEQ ID NO: 4) derived from an aveC homologous ORF of S. hygroscopicus.

Освен това, геномна ДНК от козмидна библиотека от S. griseochromogenes хибридизира с 1,2 kb aveC проба от S. avermitilis, описан по-горе. Идентифицират се няколко козмидни клона, които силно хибридизират. От тези козмиди се изолира хромозомална ДНК и се идентифицира 5,4 kb PstI фрагмент, който хибридизира с aveC пробата. Тази ДНК се секвенира и се идентифицира ORF частичен aveC хомолог, който притежава значителна хомоложност с aveC ORF от S. avermitilis. На фигура 6 е представена изведена частична аминокиселинна последователност (SEQ ID N0: 5).In addition, genomic DNA from a S. griseochromogenes cosmid library hybridized with a 1.2 kb aveC sample of S. avermitilis described above. Several cosmid clones that strongly hybridize are identified. Chromosomal DNA was isolated from these cosmids and a 5.4 kb PstI fragment was identified that hybridized to the aveC sample. This DNA is sequenced and an ORF partial aveC homolog is identified that has significant homology to the S. avermitilis aveC ORF. Figure 6 shows the deduced partial amino acid sequence (SEQ ID NO: 5).

Анализът на ДНК и на аминокиселинната последователност на aveC хомолозите от S. hygroscopicus и от S. griseochromogenes показват, че тези области споделят значителна хомоложност (~50% идентичност на последователности на аминокиселинно ниво), както една към друга, така и към aveC ORF от S. avermitilis и към aveC генния продукт (фигура 6).DNA and amino acid sequence analysis of the aveC homologs of S. hygroscopicus and S. griseochromogenes show that these regions share significant homology (~ 50% amino acid sequence identity) to each other and to the aveC ORF of S. avermitilis and to the aveC gene product (Figure 6).

Пример 11. Конструиране на плазмид с aveC гена след еппЕ промотораExample 11. Construction of a plasmid with the aveC gene after the eppE promoter

1,2 kb aveC ORF от pSE186 се субклонира в pSE34, който е векторът совалка pWHM3, който притежава 300 bp еппЕ промотор, инсериран като KpnI/BamHI фрагмент в KpnI/BamHI сайта на pWHM3 (виж Ward et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 203:468-478). pSE186 се смила c BamHI и Hindlll, разделя се чрез електрофореза и се изолира 1,2 kb фрагмент от агарозния гел и се лигира с pSE34, който е смлян с BamHI и Hindlll. Сместа за лигиране се трансформира в компетентни Е. coli ОН5алфа клетки, съгласно инструкциите на производителя. Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти, устойчиви на ампицилин и присъствието на 1,2 kb инсерта се потвърждава чрез рестрикционен анализ. Плазмидът, който се означава като pSE 189 се трансформира в Е. coli DM 1 и се изолира плазмидна ДНК от трансформанти, устойчиви на ампицилин. Протопласти на S. avermitilis щам 1100-SC38 се трансформират с pSEl 89. Изолират се трансформаити, устойчиви на тиострептон от щам 1100SE38 и се анализират чрез ВЕТХ анализ на ферментационните продукти.The 1.2 kb aveC ORF of pSE186 is subcloned into pSE34, which is the vector shuttle pWHM3 that has a 300 bp eppE promoter inserted as a KpnI / BamHI fragment into the KpnI / BamHI site of pWHM3 (see Ward et al., 1986, Mol. Gen. Gen. 203: 468-478). pSE186 was digested with BamHI and HindIII, separated by electrophoresis, and a 1.2 kb fragment of agarose gel was isolated and ligated with pSE34, which was digested with BamHI and HindIII. The ligation mixture was transformed into competent E. coli OH5alpha cells according to the manufacturer's instructions. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants, and the presence of 1.2 kb inserts was confirmed by restriction analysis. The plasmid referred to as pSE 189 was transformed into E. coli DM 1 and plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants. S. avermitilis protoplasts of strain 1100-SC38 were transformed with pSEl 89. Thiostrepton resistant transformants isolated from strain 1100SE38 were analyzed by HPLC analysis of fermentation products.

S. avermitilis щам 1100-SC38 трансформанти, съдържащи pSE 189 претърпяват промяна на съотношението на продуциран авермектин циклохексил - В2 : авермектин циклохексил - В1 (приблизително 3:1) в сравнение с щам 1100SC38 (приблизително 34:1), а общата продукция на авермектин се увеличава приблизително 2,4 пъти в сравнение с щам 1100-SC38, трансформиран с pSEl 19 (таблица 5).S. avermitilis strain 1100-SC38 transformants containing pSE 189 undergo a change in the ratio of avermectin cyclohexyl-B2 produced: avermectin cyclohexyl-B1 (approximately 3: 1) compared to strain 1100SC38 (approximately 34: 1), and total avermectin production increased approximately 2.4-fold compared to strain 1100-SC38 transformed with pSEl 19 (Table 5).

pSE189 също се трансформира в протопласти на щам S. avermitilis от див тип. Изолират се трансформанти, устойчиви на тиострептон и се анализират чрез ВЕТХ анализ на ферментационните продукти. Общото количество на авермектини, продуцирани от S. avermitilis от див тип, трансформиран с pSE189 се увеличава приблизително 2,2 пъти в сравнение с S. avermitilis от див тип, трансформиран с pSE 119 (таблица 5).pSE189 was also transformed into protoplasts of S. avermitilis wild-type strain. Thiostrepton-resistant transformants were isolated and analyzed by HPLC analysis of fermentation products. The total amount of avermectins produced by S. avermitilis wild-type transformed with pSE189 increased approximately 2.2-fold compared to S. avermitilis wild-type transformed with pSE 119 (Table 5).

Таблица 5Table 5

щам S. avermitilis (трансформиращ плазмид) S. avermitilis strain (transforming plasmid) No.Tecrвани трансформанти No. Transformed Transformers Относително [В2] Relative [B2] Относително [В1] Relative [B1] Относителни общи Авермектини Relative general Avermectins Средно съотношение на В2:В1 Average B2: B1 ratio 1100-SC38 1100-SC38 6 6 155 155 4,8 4,8 176 176 33,9 33,9 1100-SC38 (pSE119) 1100-SC38 (pSE119) 6 6 239 239 50,3 50.3 357 357 4,7 4.7 SE180-11 (pSE189) SE180-11 (pSE189) 16 16 546 546 166 166 849 849 з.з S.S. див тип wild type 6 6 59 59 42 42 113 113 1,41 1.41 див тип (PSE119) wild type (PSE119) 6 6 248 248 151 151 481 481 1,64 1.64 див тип (PSE189) wild type (PSE189) 5 5 545 545 345 345 1,071 1,071 th most common 1,58 1.58

Пример 12. Химерен плазмид, съдържащ последователности от aveC ORF от S. avermitilis и aveC хомолог от S. hygroscopicusExample 12. Chimeric plasmid containing sequences of aveC ORF of S. avermitilis and aveC homolog of S. hygroscopicus

Конструира се хибриден плазмид означен като pSE350, който съдържа 564 bp aveC хомоложен участък от S. hygroscopicus заместващ 564 Ьр хомоложен участък от aveC ORF на S. avermitilis (фигура 7), както следва. pSE 350 се конструира при използване на BsaAI рестрикционен сайт, който се запазва при двете последова- 35 телности (aveC позиция 225), и ΚρηΙ рестрикционен сайт, който присъства в aveC гена на S. avermitilis (aveC позиция 810). ΚρηΙ сайтът се въвежда в ДНК на S. hygroscopicus чрез PCR, при използване на дясностоящ праймер 5'- 40 CTTCAGGTGTACGTGTTCG-3' (SEQ ID NO: 23) и лявостоящ праймер 5'-GAACTGGTACCAGTGC СС-3' (SEQ ID NO: 24) (доставени от Genosys Biotechnologies) при използване на условия за PCR описани в пример 7, по-горе. PCR продук- 45 тът се смила с BsaAI и ΚρηΙ, фрагментите се разделят чрез електрофореза в 1% агарозен гел и от гела се изолира 564 Ьр BsaAI/ΚρηΙ фрагемнта. pSE179 (описан в пример 7 по-горе) се смила с ΚρηΙ и Hindlll, фрагментите се разделят чрез 5 0 електрофореза в 1% агарозен гел и от гела се изолира ~4,5 kb фрагмент. pSE179 се смила с Hindlll и BsaAI, фрагментите се разделят чрез електрофореза в 1% агарозен гел и от гела се 30 изолира ~0,2 kb BsaAI/Hindlll фрагемнт. Фрагментите ~4,5 kb Hindlll/Kpnl, ~0,2 kb BsaAI/ Hindlll и 564 bp BsaAI/ΚρηΙ от S. hygroscopicus се лигират заедно в трипосочно лигиране и сместа за лигиране се трансформира в компетентни Е. coll DH5 алфа клетки. Плазмидна ДНК се изолира от трансформанти, устойчиви на ампицилин и присъствието на правилния инсърт се потвърждава чрез рестрикционен анализ, при използване на ΚρηΙ и Aval. Този плазмид се смила с Hindlll и Xbal, за да се освободи 1,2 kb инсърт, който след това се лигира с pWHM3, който е смлян с Hindlll и Xbal. Сместа за лигиране се трансформира в компетентни Е. coli ОН5алфа клетки, плазмидна ДНК се изолира от трансформанти, устойчиви на ампицилин и присъствието на правилния инсърт се потвърждава чрез рестрикционен анализ при използване на Hindlll и Aval. Тази плазмидна ДНК се трансформира в Е. coli DM 1, плазмидна ДНК се изолира от трансформанти, устойчиви на ампицилин и присъс твието на правилния инсърт се потвърждава чрез рестрикционен анализ и анализ на ДНК последователността. Този плазмид се означава като pSE35O и се използва за трансформиране на протопласти от S. avermitilis щам SE18O-11. Изоли- 5 рат се трансформанти на щам SE180-11, устойчиви на тиострептон, определя се наличието на устойчивост на еритромицин и се анализират Thior Еппг трансформанти чрез ВЕТХ анализ на ферментационните продукти. Резултатите показват, че S. avermitilis/S. hygroscopicus хибриден плазмид имат средно съотношение В2:В1 от приблизително 109:1 (таблица 6).A hybrid plasmid designated pSE350 was constructed that contained a 564 bp aveC homologous region of S. hygroscopicus replacing the 564 bp homologous region of aveC ORF of S. avermitilis (Figure 7) as follows. pSE 350 was constructed using the BsaAI restriction site, which is conserved at both 35 sequences (aveC position 225), and the ΚρηΙ restriction site present in the aveC gene of S. avermitilis (aveC position 810). The ΙρηΙ site was introduced into S. hygroscopicus DNA by PCR using a right-handed primer 5′- 40 CTTCAGGTGTACGTGTTCG-3 ′ (SEQ ID NO: 23) and a left-handed primer 5′-GAACTGGTACCAGTGC CC-3 ′ (SEQ ID NO: 24 ) (supplied by Genosys Biotechnologies) using the PCR conditions described in Example 7 above. The PCR product was ground with BsaAI and ΚρηΙ, the fragments were separated by electrophoresis into a 1% agarose gel, and 564 bp BsaAI / ΚρηΙ fragment isolated from the gel. pSE179 (described in Example 7 above) was digested with ΚρηΙ and HindIII, the fragments were separated by 5 O electrophoresis in a 1% agarose gel and a ~ 4.5 kb fragment was isolated from the gel. pSE179 was digested with HindIII and BsaAI, the fragments were separated by electrophoresis into a 1% agarose gel and 30 ~ 0.2 kb BsaAI / HindIII fragment was isolated from the gel. The ~ 4.5 kb Hindlll / Kpnl, ~ 0.2 kb BsaAI / Hindlll and 564 bp BsaAI / ΚρηΙ fragments of S. hygroscopicus were ligated together into three-way ligation and the ligation mixture was transformed into competent E. coll DH5 alpha cells. Plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis using ΚρηΙ and Aval. This plasmid was digested with HindIII and Xbal to release 1.2 kb of insert, which was then ligated with pWHM3, which was digested with HindIII and Xbal. The ligation mixture was transformed into competent E. coli OH5alpha cells, plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction analysis using HindIII and Aval. This plasmid DNA was transformed into E. coli DM 1, plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant transformants, and the presence of the correct insert was confirmed by restriction and DNA sequence analysis. This plasmid is designated pSE35O and is used to transform protoplasts of S. avermitilis strain SE18O-11. Thiostrepton resistant transformants of strain SE180-11 were isolated, the presence of erythromycin resistance was determined, and Thio r Epp r transformants were analyzed by HPLC analysis of the fermentation products. The results show that S. avermitilis / S. hygroscopicus hybrid plasmids have an average B2: B1 ratio of approximately 109: 1 (Table 6).

Таблица 6Table 6

щам S. avermitilis strain of S. avermitilis No. Тест- No. Test- Относи- Relationships- Относи- Relationships- Средно On average (трансформиращ (transforming вани baths тел на tel at тел на tel at съотно- correlation- плазмид) plasmid) транс- trans- конц. conc. конц. conc. шение на sion of форманти formants на В2 on B2 на В1 on B1 В2:В1 B2: B1 SE180-11 (няма) SE180-11 (none) 8 8 0 0 0 0 0 0 SE180-11 (pWHM3) SE180-11 (pWHM3) 8 8 0 0 0 0 0 0 SE180-11 (pSE350) SE180-11 (pSE350) 16 16 233 233 2 2 109 109

Депозиране на биологични материалиDeposition of biological materials

Следният биологичен материал е депози- 25 ран в American Type Culture Collection (АТСС) при 12301 Parklawn Drive, Rockville, MD, 20852, USA, на 29.01.1998 г. и е получил следните вхоThe following biological material was deposited on 25 wounds at the American Type Culture Collection (ATCC) at 12301 Parklawn Drive, Rockville, MD, 20852, USA on 29/01/1998 and received the following entries

Входящ номерIncoming number

209605209605

209604 дящи номера:209604 current numbers:

ПлазмидPlasmid

Плазмид pSE 180Plasmid pSE 180

Плазмид pSEl 86Plasmid pSEl 86

Всички патенти, заявки за патент и цитирани публикации са включени в настоящото за литературна справка. 3 5All patents, patent applications and cited publications are incorporated herein by reference. 3 5

Обхвата на настоящото изобретение не се ограничава от специфичните варианти за изпълнение на изобретението, описани в настоящото, които са представени единствено за илюстриране на отделните аспекти на изобретението. В дей- 4 0 ствителност, от горните описания и прилежащите фигури ще са явни за специалистите в областта много други различни модификации, освен тези показани и описани в настоящото. Счита се, че такива модификации попадат в обхвата на при- 45 лежащите патентни претенции.The scope of the present invention is not limited to the specific embodiments described herein, which are presented solely to illustrate individual aspects of the invention. In fact, from the foregoing descriptions and the accompanying figures, many other various modifications will be apparent to those skilled in the art, in addition to those shown and described herein. Such modifications are considered to fall within the scope of the appended claims.

Claims (53)

Патентни претенцииClaims 1. Изолирана полинуклеотидна молекула, 5 0 включваща пълната aveC отворена рамка за разчитане (ORF) от Streptomyces avermitilis или съществена част от нея, на която изолирана полинуклеотидна молекула й липсва следващата пълна ORF, която се намира в посока downstream от aveC ORF in situ в хромозомата на Streptomyces avermitilis, и чиято ORF притежава нуклеотидната последователност от фигура 1 (SEQIDNO: 1).1. An isolated polynucleotide molecule, 5 0 comprising the complete aveC open reading frame (ORF) from Streptomyces avermitilis, or a substantial portion thereof, to which an isolated polynucleotide molecule lacks the next complete ORF downstream of the aveC ORF in situ the chromosome of Streptomyces avermitilis, and whose ORF has the nucleotide sequence of Figure 1 (SEQ ID NO: 1). 2. Изолирана полинуклеотидна молекула съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че включва освен това нуклеотидни последователности, които обикновено ограничават aveC гена in situ в S. avermitilis.An isolated polynucleotide molecule according to claim 1, characterized in that it further includes nucleotide sequences that typically limit the aveC gene in situ in S. avermitilis. 3. Изолирана полинуклеотидна молекула, която притежава нуклеотидна последователност, която е хомоложна на aveC продукткодираща нуклеотидна последователност от Streptomyces avermitilis на aveC ORF показана на фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или на нейна съществена част.An isolated polynucleotide molecule having a nucleotide sequence that is homologous to an aveC product encoding a nucleotide sequence from Streptomyces avermitilis of the aveC ORF shown in Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or a substantial portion thereof. 4. Изолирана полинуклеотидна молекула, съдържаща нуклеотидната последователност от SEQ ID N0: 3 или нейна съществена част, или нуклеотидна последователност, хомоложна на нуклеотидната последователност от SEQ ID NO: 3.An isolated polynucleotide molecule comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or a substantial portion thereof, or a nucleotide sequence homologous to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3. 5. Олиго нуклеотидна молекула, която хибридизира към полинуклеотидната молекула от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или към SEQ ID NO: 3, или полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност, комплементарна на нуклеотидната последователност от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или SEQ ID NO: 3, при много строги условия.An oligo nucleotide molecule that hybridizes to the polynucleotide molecule of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or to SEQ ID NO: 3, or a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) ) or SEQ ID NO: 3, under very stringent conditions. 6. Олигонуклеотидна молекула съгласно претенция 5, характеризираща се с това, че е комплементарна на нуклеотидната последователност от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или SEQ ID NO: 3, или на полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност, която е комплементарна на нуклеотидната последователност от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или SEQ ID NO: 3.An oligonucleotide molecule according to claim 5, characterized in that it is complementary to the nucleotide sequence of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or SEQ ID NO: 3, or to a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence that is complementary to the nucleotide the sequence of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or SEQ ID NO: 3. 7. Рекомбинантен вектор, включващ полинуклеотидна молекула, съдържаща нуклеотидна последователност, избрана от група, състояща се от нуклеотидната последователност на aveC ORF от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или от нейна съществена част; и нуклеотидна последователност, хомоложна на продукгкодираща ORF aveC ген на S. avermitilis от фигура 1 (SEQ ID N0:1) или на нейна съществена част.A recombinant vector comprising a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence selected from the group consisting of the nucleotide sequence of the aveC ORF of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or a substantial portion thereof; and a nucleotide sequence homologous to the S. avermitilis-producing ORF aveC gene of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or a substantial portion thereof. 8. Рекомбинантен вектор съгласно претенция 7, характеризиращ се с това, че включва освен това, нуклеотидна последователност, кодираща един или повече регулаторни елементи, която регулаторна елементкодираща нуклеотидна последователност е оперативно свързана с нуклеотидната последователност на полинуклеотидната молекула на вектора от претенция 7.The recombinant vector of claim 7, further comprising a nucleotide sequence encoding one or more regulatory elements, which regulatory element encoding the nucleotide sequence is operatively linked to the nucleotide sequence of the polynucleotide molecule of the vector of claim 7. 9. Рекомбинантен вектор съгласно претенция 8, характеризиращ се с това, че включва освен това, нуклеотидна последователност, кодираща селекционен маркер.The recombinant vector of claim 8, further comprising a nucleotide sequence encoding a selection marker. 10. Рекомбинантен вектор съгласно претенция 9, характеризиращ се с това, че е плазмид pSE186 (АТСС 209604).The recombinant vector of claim 9, which is plasmid pSE186 (ATCC 209604). 11. Клетка гостоприемник, включваща рекомбинантен вектор съгласно претенция 9.A host cell comprising the recombinant vector of claim 9. 12. Клетка гостоприемник съгласно претенция 11, характеризираща се с това, че е Streptomyces avermitilis.A host cell according to claim 11, characterized in that it is Streptomyces avermitilis. 13. Рекомбинантен вектор, включващ полинуклеотидна молекула, съдържаща нуклеотидна последователност, избрана от група, състояща се от нуклеотидна последователност на SEQ ID NO: 3 или нейна съществена част; нуклеотидна последователност, хомоложна на нуклеотидна последователност от SEQ ID N0:3; и нуклеотидна последователност, която кодира поли пептид, притежаващ аминокиселинната последователност от SEQ ID N0: 4.A recombinant vector comprising a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence selected from the group consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 or a substantial portion thereof; a nucleotide sequence homologous to a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3; and a nucleotide sequence that encodes a poly peptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4. 14. Рекомбинантен вектор съгласно претенция 13, характеризиращ се с това, че включва освен това, нуклеотидна последователност, кодираща един или повече регулаторни елементи, която нуклеотидна последователност, кодираща регулаторни елементи, е оперативно свързана с нуклеотидната последователност от полинуклеотидната молекула на вектора от претенция 13.A recombinant vector according to claim 13, further comprising a nucleotide sequence encoding one or more regulatory elements, which nucleotide sequence encoding regulatory elements is operatively linked to the nucleotide sequence of the polynucleotide molecule of the vector of claim 13 . 15. Рекомбинантен вектор съгласно претенция 14, характеризиращ се с това, че включва освен това нуклеотидна последователност, кодираща селекционен маркер.15. The recombinant vector of claim 14, further comprising a nucleotide sequence encoding a selection marker. 16. Клетка гостоприемник, включваща рекомбинантен вектор съгласно претенция 15.A host cell comprising the recombinant vector of claim 15. 17. Клетка гостоприемник съгласно претенция 16, характеризираща се с това, че е Streptomyces hygroscopicus.A host cell according to claim 16, characterized in that it is Streptomyces hygroscopicus. 18. Изолиран aveC генен продукт от S. avermitilis, притежаващ аминокиселинна последователност, кодирана от S. avermitilis aveC ген продукгкодираща нуклеотидна последователност на плазмид pSEl86 (АТСС 209604), или аминокиселинната последователност от SEQ ID N0: 2 или нейна съществена част, или неин хомоложен полипептид.18. An isolated aveC gene product of S. avermitilis having an amino acid sequence encoded by S. avermitilis aveC gene producing the nucleotide sequence of plasmid pSEl86 (ATCC 209604), or the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or 2 polypeptide. 19. Изолиран хомоложен aveC генен продукт от S. hygroscopicus, притежаващ аминокиселинна последователност от SEQ ID N0: 4.19. An isolated homologous aveC gene product of S. hygroscopicus having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4. 20. Метод за получаване на рекомбинантен aveC генен продукт, характеризиращ се с това, че се ю/лтивират клетките гостоприемници, трансформирани с рекомбинантния експресионен вектор, като посоченият рекомбинантен експресионен вектор включва полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност, кодираща аминокиселинната последователност от SEQ ID N0:2 или нейна съществена част, която полинуклеотидна молекула е оперативно свързана с един или повече регулаторни елементи, които контролират експресията на полинуклеотидната молекула в клетката гостоприемник, при условия, водещи до продуциране на рекомбинантния AveC генен продукт, и получаване на AveC генния продукт от клетъчната култура.20. A method of producing a recombinant aveC gene product, characterized in that host cells transformed with the recombinant expression vector are recited, said recombinant expression vector comprising a polynucleotide molecule having the nucleotide sequenceQ of the nucleotide sequence : 2 or a substantial portion thereof, which is a polynucleotide molecule operatively linked to one or more regulatory elements that control the expression of the polynucleotide molecule and in the host cell, under conditions conducive to the production of the recombinant AveC gene product, and recovering the AveC gene product from the cell culture. 21. Метод за получаване на рекомбинантен aveC хомоложен генен продукт, характеризиращ се с това, че се култивират клетките гос експресионен вектор, като посоченият рекомбинантен експресионен вектор включва полинуклеотидна молекула, притежаваща нуклеотидна последователност, кодираща аминокиселинната последователност от SEQ ID N0: 4 или нейна съществена част, която полинуклеотидна молекула е оперативно свързана с един или повече регулаторни елементи, които контролират експресията на полинуклеотидната молекула в клетката гостоприемния, при условия, водещи до продуциране нарекомбинантнияАуеС хомоложен генен продукт, и получаване на AveC хомоложния генен продукт от клетъчната култура.21. A method for producing a recombinant aveC homologous gene product, characterized in that the cells are cultured by a state expression vector, said recombinant expression vector comprising a polynucleotide molecule having a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence N or the amino acid sequence NQQ a portion of which a polynucleotide molecule is operatively linked to one or more regulatory elements that control the expression of the polynucleotide molecule in the host cell, when catching leading to the production of the recombinant Aues homologous gene product, and obtaining the AveC homologous gene product from cell culture. 22. Полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност, която иначе е същата като кодиращата продукт последователност на aveC гена на S. avermitilis от плазмид pSE 186 (АТСС 209604) или нуклеотидната последователност на aveC ORF на S. avermitilis, както е показана на фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или неин вариант на разпада на генетичния код, но която нуклеотидна последователност включва освен това една или повече мутации, така че клетките на S. avermitilis щам АТСС 53692, в които aveC апелът от див тип е бил инактивиран и които експресират полинуклеотидната молекула, включваща мутиралата нуклеотидна последователност, продуцират намалено съотношение на циклохексил В2: циклохексил В1 авермектини, когато ферментират в присъствие на циклохексанкарбоксилна киселина, отколкото продуцират клетките на S. avermitilis щам АТСС 53692, които вместо това експресират единствено aveC алела от див тип.22. A polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence that is otherwise the same as the coding product sequence of the aveC gene of S. avermitilis from plasmid pSE 186 (ATCC 209604) or the nucleotide sequence of aveC ORF of S. avermitilis, as shown in Figure 1 (Figure 1) SEQ ID NO: 1) or a variant thereof of the genetic code, but which nucleotide sequence further includes one or more mutations such that S. avermitilis cells strain ATCC 53692 in which the wild-type aveC appeal has been inactivated and which express a polynucleotide molecule comprising the mutated nucleotide sequence produce a reduced ratio of cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 avermectins, when fermented in the presence of cyclohexanecarboxylic acid than produced cells of S. avermitilis strain ATCC 53692 that instead express only an aveC allele from the wild type. 23. Полинуклеотидна молекула съгласно претенция 22, характеризираща се с това, че пониженото съотношение на циклохексил В2 : циклохексил В1 е по-малко от 1,6:1.A polynucleotide molecule according to claim 22, characterized in that the reduced ratio of cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 is less than 1.6: 1. 24. Полинуклеотидна молекула съгласно претенция 23, характеризираща се с това, че пониженото съотношение на циклохексил В2 : циклохексил В1 е по-малко от 0,94:1.A polynucleotide molecule according to claim 23, characterized in that the reduced ratio of cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 is less than 0.94: 1. 25. Полинуклеотидна молекула съгласно претенция 24, характеризираща се с това, че мутацията на aveC ORF на S. avermitilis от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) кодира заместване на един аминокиселинен остатък 139 от aveC генния продукт от аланин на треонин.A polynucleotide molecule according to claim 24, wherein the mutation of the aveC ORF of S. avermitilis of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) encodes a substitution of an amino acid residue 139 of the aveC gene product from alanine to threonine. 26. Полинуклеотидна молекула съгласно претенция 23, характеризираща се с това, че намаленото съотношение на циклохексил В2 : циклохексил В1 е приблизително 0,88:1.A polynucleotide molecule according to claim 23, characterized in that the reduced ratio of cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 is approximately 0.88: 1. 27. Полинуклеотидна молекула съгласно претенция 26, характеризираща се с това, че мутацията на aveC ORF на S. avermitilis от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) кодира заместване на един аминокиселинен остатък 138 от aveC генния продукт от серин на треонин.A polynucleotide molecule according to claim 26, wherein the mutation of the aveC ORF of S. avermitilis of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) encodes a substitution of an amino acid residue 138 of the aveC gene product from serine to threonine. 28. Полинуклеотидна молекула съгласно претенция 23, характеризираща се с това, че намаленото съотношение на циклохексил В2: циклохексил В1 е приблизително 0,84:1.A polynucleotide molecule according to claim 23, characterized in that the reduced ratio of cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 is approximately 0.84: 1. 29. Полинуклеотидна молекула съгласно претенция 28, характеризираща се с това, че мутацията на aveC ORF на S. avermitilis от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) кодира едно първо заместване на един аминокиселинен остатък 138 от aveC генния продукт от серин на треонин и едно второ заместване на аминокиселинен остатък в позиция 139 на aveC генния продукт от аланин на треонин.A polynucleotide molecule according to claim 28, characterized in that the mutation of the aveC ORF of S. avermitilis of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) encodes a first substitution of an amino acid residue 138 of the aveC gene product from serine to threonine and one second substitution of the amino acid residue at position 139 of the aveC gene product from alanine to threonine. 30. Полинуклеотиднамолекула, включваща силен промотор, оперативно свързан с S. avermitilis aveC ORF от фигура 1 (SEQ ID NO: 1).30. A polynucleotide molecule comprising a strong promoter operatively linked to S. avermitilis aveC ORF of Figure 1 (SEQ ID NO: 1). 31. Полинуклеотидна молекула съгласно претенция 30, характеризираща се с това, че силният промотор е еппЕ промотор от Saccharopolyspora erythraea.A polynucleotide molecule according to claim 30, wherein the strong promoter is an eppE promoter of Saccharopolyspora erythraea. 32. Полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност, кодираща ORF на продукткодиращ aveC ген от фигура 1 (SEQ ID NO: 1), която е била инактивирана чрез инсериране в посочената нуклеотидна последователност на хетероложна нуклеотидна последователност.32. A polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding the ORF of the product encoding the aveC gene of Figure 1 (SEQ ID NO: 1), which has been inactivated by inserting into said nucleotide sequence a heterologous nucleotide sequence. 33. Полинуклеотидна молекула, включваща aveC алел, който е бил инактивиран чрез делегиране на 640 bp Pstl/SphI фрагмент от aveC ORF от фигура 1 (SEQ ID NO: 1).33. A polynucleotide molecule comprising an aveC allele that has been inactivated by delegation of a 640 bp Pstl / SphI fragment from the aveC ORF of Figure 1 (SEQ ID NO: 1). 34. Полинуклеотидна молекула, съдържаща aveC алел, който е бил инактивиран чрез въвеждане на рамкова мутация в aveC ORF от фигура 1 (SEQ ID NO: 1).34. A polynucleotide molecule comprising an aveC allele that has been inactivated by introducing a frame mutation into the aveC ORF of Figure 1 (SEQ ID NO: 1). 35. Полинуклеотидна молекула съгласно претенция 34, характеризираща се с това, че рамковата мутация се въвежда чрез добавяне на два G нуклеотида след С нуклеотида в нуклеотидна позиция 471 върху aveC ORF от фигура 1 (SEQ ID NO: 1).A polynucleotide molecule according to claim 34, characterized in that the frame mutation is introduced by the addition of two G nucleotides after the C nucleotide at nucleotide position 471 on the aveC ORF of Figure 1 (SEQ ID NO: 1). 36. Полинуклеотидна молекула, включваща aveC алел, който е бил инактивиран чрез въвеждане на терминален кодон в нуклеотидна позиция, която кодира аминокиселина 116 на S. avermitilis aveC генния продукт, кодиран от aveC ORF от фигура 1 (SEQ ID NO: 1).36. A polynucleotide molecule comprising an aveC allele that has been inactivated by inserting a terminal codon at a nucleotide position that encodes amino acid 116 of the S. avermitilis aveC gene product encoded by the aveC ORF of Figure 1 (SEQ ID NO: 1). 37. Полинуклеотидна молекула, включваща aveC алел, който е бил инактивиран чрез въвеждане на първа мутация в аминокиселинна позиция 256 на aveC генния продукт, която променя глицин на аспартат, и втора мутация в позиция 275 на aveC генния продукт, която променя тирозин на хистидин.37. A polynucleotide molecule comprising an aveC allele that has been inactivated by introducing a first mutation at amino acid position 256 of the aveC gene product that alters glycine to aspartate, and a second mutation at position 275 of the aveC gene product that alters tyrosine of histidine. 38. Вектор за замяна на гени, съдържащ полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидни последователности, които ограничават aveC ORF in situ в хромозомата на S. avermitilis.38. A gene replacement vector comprising a polynucleotide molecule comprising nucleotide sequences that limit the aveC ORF in situ in the chromosome of S. avermitilis. 39. Рекомбинантен вектор, съдържащ полинуклеотидната молекула от която и да е от претенциите от 22 до 3 7.A recombinant vector comprising the polynucleotide molecule of any one of claims 22 to 3 7. 40. Рекомбинантен вектор, съдържащ полинуклеотидна молекула съгласно претенция 32, характеризираща се с това, че е pSEl80 (АТСС209605).A recombinant vector comprising a polynucleotide molecule according to claim 32, characterized in that it is pSEl80 (ATCC209605). 41. Клетка гостоприемник Streptomyces, включваща рекомбинантния вектор от претенция 39.41. A Streptomyces host cell comprising the recombinant vector of claim 39. 42. Метод за идентифициране на мутация на aveC ORF, способни да намалят съотношението на продуцирани клас 2:1 авермекгини, характеризиращ се с това, че включва:42. A method for identifying an aveC ORF mutation capable of reducing the production of a 2: 1 ratio of avermekgins, characterized in that it includes: а) определяне съотношението на клас 2:1 авермекгини, продуцирани от клетки на щам от S. avermitilis, в които нативният aveC алел е инактивиран, и в които е въведена и се експресира полинуклеотидна молекула, включваща нуклеотидна последователност, кодираща мутирал aveC генен продукт;(a) determining the ratio of class 2: 1 avermectins produced by cells of a strain of S. avermitilis in which the native aveC allele is inactivated, and into which a polynucleotide molecule comprising a nucleotide sequence encoding a mutated aveC gene is introduced and expressed; б) определяне съотношението на клас 2:1 авермектини, продуцирани от клетки на същия щам от S. avermitilis, както в етап а), но които вместо това експресират единствено aveC алел, притежаващ нуклеотидната последователност на ORF от фигура 1 (SEQ ID NO: 1) или негова хомоложна нуклеотидна последователност; иb) determining the ratio of class 2: 1 avermectins produced by cells of the same strain of S. avermitilis as in step a) but which instead express only the aveC allele having the nucleotide sequence of the ORF of Figure 1 (SEQ ID NO: 1) or a homologous nucleotide sequence thereof; and в) сраняване съотношението на клас 2:1 авермектини, продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап а) към съотношението на клас 2:1 авермектини, продуцирани от клетки на S. avermitilis, от етап б); така че, ако съотношение то на клас 2:1 авермектини, продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап а), е по-ниско от съотношението на клас 2:1 авермекгини, продуцирани от клетки на S. avermitilis от етап б), тогава се идентифицира мутация на aveC ORF, способна да намали съотношението на клас 2:1 авермектиниc) comparing the class 2: 1 ratio of avermectins produced by S. avermitilis cells from step a) to the class 2: 1 ratio of avermectins produced by S. avermitilis cells from step b); so that if the ratio of class 2: 1 avermectins produced by S. avermitilis cells from step a) is lower than the ratio of class 2: 1 avermectins produced by S. avermitilis cells from step b), then a mutation of the aveC ORF capable of reducing the class 2: 1 ratio of avermectins is identified 43. Метод за получаване на нови щамове от S. avermitilis, включващи клетки, които експресират мутирал aveC алел, и които продуцират намалено съотношение на клас 2:1 авермектини, в сравнение с клетки от същия щам S. avermitilis, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип, характеризиращ се с това, че се трансформират клетки на щам S. avermitilis с вектор, който пренася мутирал aveC алел, кодиращ генен продукт, който намалява съотношението на клас 2:1 авермекгини, продуцирани от клетки на щам от S. avermitilis, експресиращи мутирал aveC алел, в сравнение с клетки на същия щам, които вместо това експресират единствено aveC алел от див тип, и се селекционират трансформирани клетки, продуциращи авермекгини при намалено съотношение на клас 2:1, в сравнение със съотношението на клас 2:1, продуцирани от клетки на щама, които вместо това експресират aveC алел от див тип.43. A method for producing new strains of S. avermitilis, including cells that express the mutated aveC allele and that produce a reduced class 2: 1 ratio of avermectins, compared to cells of the same S. avermitilis strain that instead express only aveC wild-type allele, characterized in that cells of S. avermitilis strain are transformed with a vector that carries a mutated aveC allele encoding a gene product that reduces the class 2: 1 ratio of avermekgins produced by cells of strain S avermitilis expressing a mutated aveC allele compared to cells of the same strain, which instead express only the wild-type aveC allele, and select transformed cells producing avermekgins at a reduced class 2: 1 ratio, compared to the class 2: 1 ratio produced by the cells of the strain, which instead express the wild-type aveC allele. 44. Метод за получаване на нови щамове от S. avermitilis, чиито клетки съдържат инактивиран aveC алел, характеризиращ се с това, че се трансформират клетки от щам S. avermitilis с вектор, който инактивира aveC алела, и се селекционират трансформирани клетки, в които aveC алелъте бил инактивиран.44. A method of producing new strains of S. avermitilis whose cells contain an inactivated aveC allele, characterized in that cells of S. avermitilis are transformed with a vector that inactivates the aveC allele and selected transformed cells into which the aveC allele was inactivated. 45. Метод съгласно претенция 44, характеризиращ се с това, че векторът е pSE180 (АТСС 209605).The method of claim 44, wherein the vector is pSE180 (ATCC 209605). 46. Щам от S. avermitilis, включващ клетки, експресиращи мутирал aveC алел, който води до продуциране от клетките на авермектин в намалено съотношение на клас 2:1, в сравнение с клетки на същия щам, които вместо това експресират единствено aveC алела от див тип.46. A strain of S. avermitilis comprising cells expressing a mutated aveC allele that results in the production of avermectin cells in a reduced 2: 1 ratio, compared to cells of the same strain that instead express only the aveC allele from wild type. 47. Щам съгласно претенция 46, характеризиращ се с това, че клетките продуцират циклохексил В2:циклохексил В1 авермектини в съотношение, по-малко от 1,6:1.The strain of claim 46, wherein the cells produce cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 avermectins at a ratio of less than 1.6: 1. 48. Щам съгласно претенция 46, характеризиращ се с това, че клетките продуцират циклохексил В2 : циклохексил В1 авермектини в съотношение от приблизително 0,94:1.48. The strain of claim 46, wherein the cells produce cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 avermectins in a ratio of approximately 0.94: 1. 49. Щам съгласно претенция 46, характе- ризиращ се с това, че клетките продуцират циклохексил В2: циклохексил В1 авермектини в съотношение от приблизително 0,88:1. 549. The strain of claim 46, wherein the cells produce cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 avermectins in a ratio of approximately 0.88: 1. 5 50. Щам съгласно претенция 46, характеризиращ се с това, че клетките продуцират циклохексил В2: циклохексил В1 авермектини в съотношение от приблизително 0,84:1.50. The strain of claim 46, wherein the cells produce cyclohexyl B2: cyclohexyl B1 avermectins in a ratio of approximately 0.84: 1. 51. Щам от S. avermitilis, включващ клетки, в които aveC генът е бил инактивиран.51. A strain of S. avermitilis comprising cells in which the aveC gene has been inactivated. 52. Метод за получаване на авермектини, характеризиращ се с това, че се култивират клетки на щам от S. avermitilis, които експресират мутирал aveC алел, който кодира генен продукт, 15 намаляващ съотношението на клас 2:1 авермектини, продуцирани от клетки на щам от S. avermitilis, експресиращ мутиралия aveC алел, в сравнение с клетки от същия щам, които не експресират мутиралия aveC алел, а вместо това 20 експресират единствено aveC алела от див тип, в културална среда, при условия, позволяващи или индуциращи продуцирането на авермектини и посочените авермектини се получават от културата.52. Avermectin production method, characterized in that cultured cells of a strain of S. avermitilis that express a mutated aveC allele that encodes a gene product 15 reducing the class 2: 1 ratio of avermectins produced by strain cells from S. avermitilis expressing the mutated aveC allele, compared to cells from the same strain that do not express the mutated aveC allele and instead 20 express only wild-type aveC alleles in culture, under conditions that allow or induce the production of avermectins and said avermectins were semi avat culture. 53. Състав на авермектини, продуцирани от клетки на щам от S. avermitilis, които експресират мутирал aveC алел, който кодира генен продукт, намаляващ съотношението на клас 2:1 авермектини, продуцирани от клетки на щам от S. avermitilis, експресиращи мутиралия aveC алел, 10 в сравнение с клетки от същия щам, които не експресират мутиралия aveC алел, а вместо това експресират единствено aveC алела от див тип, характеризиращ се с това, че се продуцира при намалено съотношение на клас 2:1, в сравнение със съотношението на клас 2:1 авермектини, продуцирани от клетки на същия щам от S. avermitilis, които не експресират мутиралия aveC алел, а вместо това експресират единствено aveC алела от див тип.53. Composition of avermectins produced by cells of a strain of S. avermitilis that express a mutated aveC allele that encodes a gene product that reduces the class 2: 1 ratio of avermectins produced by cells of a strain of S. avermitilis expressing the mutated aveC , 10 compared to cells of the same strain that do not express the mutated aveC allele but instead express only the wild-type aveC allele, which is produced at a reduced 2: 1 ratio compared to the ratio of class 2: 1 avermectins produced by cells of the same strain m from S. avermitilis, which do not express the mutated aveC allele but instead express only the wild-type aveC allele.
BG104759A 1998-02-13 2000-09-12 Streptomyces avermitilis gene directing the ratio of b2:b1 avermectins BG64911B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7463698P 1998-02-13 1998-02-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG104759A BG104759A (en) 2001-04-30
BG64911B1 true BG64911B1 (en) 2006-08-31

Family

ID=22120706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG104759A BG64911B1 (en) 1998-02-13 2000-09-12 Streptomyces avermitilis gene directing the ratio of b2:b1 avermectins

Country Status (32)

Country Link
EP (1) EP1053335A1 (en)
JP (2) JP2002503473A (en)
KR (3) KR100499214B1 (en)
CN (2) CN1521180A (en)
AP (1) AP9901463A0 (en)
AR (1) AR018085A1 (en)
AU (1) AU752343C (en)
BG (1) BG64911B1 (en)
BR (1) BR9907893A (en)
CA (2) CA2521289A1 (en)
CO (1) CO5070698A1 (en)
DZ (1) DZ2720A1 (en)
EA (1) EA003905B1 (en)
GT (1) GT199900014A (en)
HN (1) HN1999000008A (en)
HR (1) HRP20000539A2 (en)
HU (1) HUP0100784A3 (en)
IL (2) IL137610A0 (en)
IS (1) IS5567A (en)
MA (1) MA24760A1 (en)
NO (1) NO20004044L (en)
NZ (2) NZ518657A (en)
OA (1) OA11449A (en)
PA (1) PA8467601A1 (en)
PE (1) PE20000352A1 (en)
PL (1) PL194270B1 (en)
SK (1) SK11722000A3 (en)
TN (1) TNSN99017A1 (en)
TW (1) TW585910B (en)
WO (1) WO1999041389A1 (en)
YU (1) YU50900A (en)
ZA (1) ZA991138B (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6248579B1 (en) * 1998-02-13 2001-06-19 Pfizer Inc Streptomyces avermitilis gene directing the ratio of B2:B1 avermectins
EP1053335A1 (en) * 1998-02-13 2000-11-22 Pfizer Products Inc. Streptomyces avermitilis gene directing the ratio of b2:b1 avermectins
CA2380872C (en) * 1999-08-12 2007-11-27 Yan Chen Streptomyces avermitilis gene directing the ratio of b2:b1 avermectins
US7630836B2 (en) 2001-05-30 2009-12-08 The Kitasato Institute Polynucleotides
ATE426659T1 (en) 2002-02-12 2009-04-15 Pfizer Prod Inc STREPTOMYCES AVERMITILIS GENE REGULATING THE B2:B1 AVERMECTINE RATIO
CN107338210B (en) * 2017-09-05 2021-08-17 天津科技大学 Abamectin streptomycete synthetic medium and preparation method of fermentation liquor thereof
CN111269296B (en) * 2020-03-06 2021-11-05 山东大学 nLsA protein, structural gene thereof and application thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4310519A (en) * 1976-04-19 1982-01-12 Merck & Co., Inc. Novel substances and process for their production
US4429042A (en) * 1978-09-08 1984-01-31 Merck & Co., Inc. Strain of Streptomyces for producing antiparasitic compounds
EP0276103A2 (en) * 1987-01-23 1988-07-27 Pfizer Inc. Process for production of B avermectins and cultures therefor

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3881147T2 (en) * 1987-10-23 1993-09-02 Pfizer METHOD FOR PRODUCING AGLYCONES OF AVERMECTIN AND CULTURES CONTAINING THEM.
JPH0747171B2 (en) * 1988-09-20 1995-05-24 株式会社東芝 Rolling mill setting method and device
US5252474A (en) * 1989-03-31 1993-10-12 Merck & Co., Inc. Cloning genes from Streptomyces avermitilis for avermectin biosynthesis and the methods for their use
NZ233116A (en) * 1989-03-31 1994-09-27 Merck & Co Inc Cloning genes from steptomyces avermitilis for avermectin biosynthesis
JP2888586B2 (en) * 1990-03-05 1999-05-10 社団法人北里研究所 Microorganism for selective production of specific components of avermectin and its selective production method
FI942725A (en) * 1993-12-16 1995-06-17 Pfizer Genes encoding branched chain alpha-keto acid dehydrogenase complex from Streptomyces avermitilis
EP1053335A1 (en) * 1998-02-13 2000-11-22 Pfizer Products Inc. Streptomyces avermitilis gene directing the ratio of b2:b1 avermectins

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4310519A (en) * 1976-04-19 1982-01-12 Merck & Co., Inc. Novel substances and process for their production
US4429042A (en) * 1978-09-08 1984-01-31 Merck & Co., Inc. Strain of Streptomyces for producing antiparasitic compounds
EP0276103A2 (en) * 1987-01-23 1988-07-27 Pfizer Inc. Process for production of B avermectins and cultures therefor

Also Published As

Publication number Publication date
EA200000758A1 (en) 2001-04-23
DZ2720A1 (en) 2003-09-01
CN1521180A (en) 2004-08-18
AR018085A1 (en) 2001-10-31
KR20040053390A (en) 2004-06-23
AP9901463A0 (en) 1999-03-31
CA2521289A1 (en) 1999-08-19
PL194270B1 (en) 2007-05-31
NZ505676A (en) 2003-02-28
KR20040099389A (en) 2004-11-26
AU1887899A (en) 1999-08-30
KR100499214B1 (en) 2005-07-07
TW585910B (en) 2004-05-01
CA2320031A1 (en) 1999-08-19
GT199900014A (en) 2000-07-25
CN1297485A (en) 2001-05-30
NO20004044D0 (en) 2000-08-11
JP4011036B2 (en) 2007-11-21
MA24760A1 (en) 1999-10-01
HN1999000008A (en) 1999-10-29
PA8467601A1 (en) 2000-09-29
JP2004283174A (en) 2004-10-14
JP2002503473A (en) 2002-02-05
IL183596A0 (en) 2007-09-20
WO1999041389A1 (en) 1999-08-19
IS5567A (en) 2000-07-20
PE20000352A1 (en) 2000-05-16
TNSN99017A1 (en) 2005-11-10
IL137610A0 (en) 2001-07-24
AU752343B2 (en) 2002-09-19
ZA991138B (en) 2000-08-14
BR9907893A (en) 2000-11-14
EA003905B1 (en) 2003-10-30
SK11722000A3 (en) 2001-04-09
OA11449A (en) 2003-12-03
BG104759A (en) 2001-04-30
YU50900A (en) 2004-03-12
HUP0100784A2 (en) 2001-06-28
HRP20000539A2 (en) 2001-04-30
CO5070698A1 (en) 2001-08-28
NO20004044L (en) 2000-10-11
HUP0100784A3 (en) 2004-10-28
AU752343C (en) 2005-11-03
EP1053335A1 (en) 2000-11-22
PL342468A1 (en) 2001-06-04
KR20010052166A (en) 2001-06-25
NZ518657A (en) 2003-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2005198658A (en) Streptomyces avermitilis gene directing ratio of b2:b1 avermectins
BG64911B1 (en) Streptomyces avermitilis gene directing the ratio of b2:b1 avermectins
JP3884651B2 (en) Streptomyces avermitilis gene indicating the ratio of B2 avermectin: B1 avermectin
KR100718378B1 (en) 2:1 streptomyces avermitilis gene directing the ratio of b2:b1 avermectins
MXPA00007915A (en) I(streptomyces avermitilis) gene directing the ratio of b2:b1 avermectins