CZ352399A3 - Process for preparing pantothenic acid - Google Patents
Process for preparing pantothenic acid Download PDFInfo
- Publication number
- CZ352399A3 CZ352399A3 CZ19993523A CZ352399A CZ352399A3 CZ 352399 A3 CZ352399 A3 CZ 352399A3 CZ 19993523 A CZ19993523 A CZ 19993523A CZ 352399 A CZ352399 A CZ 352399A CZ 352399 A3 CZ352399 A3 CZ 352399A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- gene
- plasmid
- strain
- coli
- pantothenic acid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Způsob výroby a zlepšení mikroorganismů produkujících Dpantotenovou kyselinu zesílením nukleotidových sekvencí kódujících ketopantoátreduktázu, zejména genu panE, jednotlivě nebo navzájem kombinovaně, a popřípadě doplňkově genu iívC, mikroorganismy obsahující tyto nukleotidové sekvence a způsob výroby D pantotenové kyseliny sestávajícího z fermentace těchto mikroorganismů, koncentrování pantotenové kyseliny v médiu nebo v buňkách mikroorganismů a izolace D-pantotenové kyseliny.A process for the production and improvement of Dpantoten-producing microorganisms acid by enhancing nucleotide sequences coding for ketopantoate reductase, especially the panE gene, individually or in combination, and optionally complementary to the iIVC gene, these microorganisms the nucleotide sequence and the process for producing D pantothenic acid consisting of the fermentation of these microorganisms, concentrating the pantothenic acid in the medium or in the cells microorganisms and isolation of D-pantothenic acid.
Description
Způsob výroby pantotenové kyselinyProcess for producing pantothenic acid
Oblast technikyTechnical field
Pantotenová kyselina představuje komerčně významný vitamín, který se využívá v kosmetice, medicíně, ve výživě lidí a zvířat.Pantothenic acid is a commercially important vitamin used in cosmetics, medicine, human and animal nutrition.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Pantotenová kyselina se může vyrábět chemickou syntézou nebo biotechnicky fermentací vhodných mikroorganismů ve vhodných živných roztocích. Při chemické syntéze je důležitou sloučeninou DL-pantolakton. Vyrábí se vícestupňovým způsobem z formaldehydu, isobutyraldehydu a kyanidu. V dalších krocích způsobu se dělí racemická směs a D-pantolakton se kondenzuje s β-alaninem a získá se pantotenová kyselina.Pantothenic acid can be produced by chemical synthesis or biotechnology by fermentation of suitable microorganisms in suitable nutrient solutions. DL-pantolactone is an important compound in chemical synthesis. It is produced in a multi-stage process from formaldehyde, isobutyraldehyde and cyanide. In further process steps, the racemic mixture is separated and D-pantolactone is condensed with β-alanine to give pantothenic acid.
Výhoda fermentační výroby pomocí mikroorganismů spočívá v přímé tvorbě žádoucí stereoisomerní D-formy.The advantage of fermentation by microorganisms lies in the direct formation of the desired stereoisomeric D-form.
Pantotenovou kyselinu mohou v živném roztoku, který obsahuje glukózu, DL-pantoovou kyselinu a β-alanin, produkovat různé druhy baktérií, jako například Escherichia coli, Arthrobacter ureafaciens, Corynebacterium erythrogenes, Brevibacterium ammoniagenes a také kvasinky, jako například Debaromyces castellii, jak se ukazuje v EPA 0 493 060. EPA 0 493 060 dále ukazuje, že při Escherichia coli se amplifikací genů biosyntézy pantotenové kyseliny, které se nacházejí na plazmidech pFV3 a PFV5, v živném roztoku, který obsahuje glukózu, DL-pantoovou kyselinu a β-alanin, zlepšuje tvorba D-pantotenové kyseliny.Pantothenic acid can be produced by a variety of bacteria such as Escherichia coli, Arthrobacter ureafaciens, Corynebacterium erythrogenes, Brevibacterium ammoniagenes and yeasts such as Debaromyces castelli in a nutrient solution containing glucose, DL-pantoic acid and β-alanine. in EPA 0 493 060. EPA 0 493 060 further shows that in Escherichia coli, the amplification of pantothenic acid biosynthesis genes found on pFV3 and PFV5 plasmids in a nutrient solution containing glucose, DL-pantoic acid and β-alanine, improves the formation of D-pantothenic acid.
EPA 0 590 857 a US patent 5,518,906 popisují mutanty odvozené od kmene IFO3547 Escherichia coli, jako FV5714, FV525, FV814, FV521, FV221, FV6051 a FV5069, které nesou rezistence vůči rozličným antimetabolitům, jako je salicylová kyselina, β-ketomáselná kyselina, β-hydroxyasparagová kyselina, O-methyltreonin a α-ketoisovalerová kyselina, a produkují D-pantotenovou kyselinu v živném roztoku, který obsahuje glukózu a β-alanin. V EPA 0 590 857 a US patentu 5,518,906 se dále ukazuje, že po amplifikaci genů biosyntézy pantotenové kyseliny, které se nacházejí na plazmidu pFV31, se ve výše uvedených kmenech v živném roztoku obsahujícím glukózu zlepšuje produkce D-pantoové kyseliny a v živném roztoku obsahujícím glukózu a β-alanin se zlepšuje produkce D-pantotenové kyseliny.EPA 0 590 857 and US Patent 5,518,906 disclose mutants derived from the IFO3547 strain of Escherichia coli, such as FV5714, FV525, FV814, FV521, FV221, FV6051 and FV5069, which carry resistance to various antimetabolites such as salicylic acid, β-ket -hydroxyaspartic acid, O-methyltreonine and α-ketoisovaleric acid, and produce D-pantothenic acid in a nutrient solution containing glucose and β-alanine. EPA 0 590 857 and US Patent 5,518,906 further show that after amplification of pantothenic acid biosynthesis genes found on plasmid pFV31, the production of D-pantoic acid and glucose-containing nutrient in the above-mentioned strains is improved in the above strains. and β-alanine improves the production of D-pantothenic acid.
Ve WO 97/10340 se kromě toho ukazuje, že v kmenech Escherichia coli vytvářejících pantotenovou kyselinu se pomocí zvýšení aktivity enzymu syntázy acetohydroxykyseliny II, enzymu biosyntézy valinu, dále může zvyšovat produkce pantotenové kyseliny.In addition, WO 97/10340 shows that in pantothenic acid generating Escherichia coli strains, the production of pantothenic acid can be further increased by increasing the activity of the acetohydroxyacid synthase II enzyme, valine biosynthesis enzyme.
Vynálezci si stanovili za úkol poskytnout nové podlohy pro zlepšený způsob výroby pantotenové kyseliny.The inventors have set out to provide new substrates for an improved process for the production of pantothenic acid.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Vitamín pantotenové kyselina představuje komerčně významný produkt, který se využívá v kosmetice, medicíně, ve výživě lidí a zvířat. Existuje proto obecný zájem o poskytnutí zlepšených způsobů výroby pantotenové kyseliny. Když se • 9 • ♦ · · v následujícím textu uvádí D-pantotenová kyselina nebo pantotenová kyselina nebo pantotenát, míní se tím nejenom volná kyselina, ale také soli D-pantotenové kyseliny, jako například vápenatá, sodná, amonná nebo draselná sůl. Předmětem vynálezu je způsob výroby a zlepšení mikroorganismů produkujících pantotenovou kyselinu pomocí zesílení, zejména nadměrné exprese nukleotidových sekvencí, zejména genu panE, kódujících ketopantoátreduktázu, jednotlivě nebo kombinovaně navzájem a popřípadě dodatečně genu ilvC.The pantothenic acid vitamin is a commercially important product that is used in cosmetics, medicine, human and animal nutrition. There is therefore a general interest in providing improved methods for producing pantothenic acid. When D-pantothenic acid or pantothenic acid or pantothenate is mentioned in the following, it is meant not only the free acid but also the salts of D-pantothenic acid, such as calcium, sodium, ammonium or potassium salt. The present invention provides a method for producing and improving pantothenic acid producing microorganisms by amplifying, in particular, overexpressing nucleotide sequences, in particular the panE gene, encoding ketopantoate reductase, individually or in combination with each other and optionally additionally with the ilvC gene.
Pojem „zesílení popisuje v této souvislosti zvýšení intracelulární aktivity jednoho nebo více enzymů, které jsou kódovány příslušnou DNA, tím, že se zvýší počet kopií genu (genů), použije se silný promotor nebo se použije gen, který kóduje příslušný enzym s vysokou specifickou aktivitou a tato opatření se popřípadě kombinují.The term "enhancer" in this context refers to an increase in the intracellular activity of one or more enzymes that are encoded by the DNA of interest by increasing the copy number of the gene (s), using a strong promoter, or using a gene encoding a particular enzyme with high specific activity. and these measures shall be combined where appropriate.
Zjistilo se zejména, že při nadměrné expresi genu panE spolu s genem panB, panC a panD se dále zlepšuje tvorba pantotenové kyseliny. K dosažení nadměrné exprese se může počet kopií odpovídajících genů zvýšit pomocí plazmidových vektorů, jako například pBR322 (Sutcliffe, COLD SPRING HARBOR SYMPOSIA ON QUANTITATIVE BIOLOGY 1979, 43: 77-90) nebo pUC19 (Viera, Gene 1982 19:259-268), nebo se může mutovat promotorové a regulační oblast, která se nachází proti směru strukturního genu. Známým příkladem toho je mutace lac-UV5 promotoru lac (Wínnacker: Gene und Klone,In particular, it has been found that the overexpression of the panE gene together with the panB, panC and panD gene further improves pantothenic acid production. To achieve overexpression, the copy number of the corresponding genes can be increased by plasmid vectors such as pBR322 (Sutcliffe, COLD SPRING HARBOR SYMPOSIA ON QUANTITATIVE BIOLOGY 1979, 43: 77-90) or pUC19 (Viera, Gene 1982 19: 259-268), or a promoter and regulatory region that is upstream of the structural gene can be mutated. A well-known example of this is the mutation of the lac-UV5 lac promoter (Wincker: Gene und Klone,
Eine Einfůhrung in die Gentechnologie (Verlag Chemie, Weinheim, Deutschland, 1990). Stejným způsobem působí expresivní kazety, které se vkládají proti směru strukturního genu. Tato metoda se použila například při LaVallie et al., (BIO/TECHNOLOGY 11, 187-193 (1993) a v PCT/US97(13359. Dále sa může alternativně dosáhnout nadměrnéEine Einführung in die Gentechnologie (Verlag Chemie, Weinheim, Deutschland, 1990). Expression cassettes which are inserted upstream of the structural gene act in the same way. This method has been used, for example, in LaVallie et al., (BIO / TECHNOLOGY 11, 187-193 (1993) and PCT / US97 (13359).
exprese příslušných genů změnou složení médií a provedení kultivace. Příkladem toho je obecně známá regulace exprese operonu lac pomocí glukózy a laktózy. Vynálezci kromě toho zjistili, že nadměrná exprese genu panE se výhodně projevuje v kmenech, které vykazují mutace rezistence vůči metabolitům a antimetabolitům, jako například rezistenci vůči L-valinu. Dále se zjistilo, že nadměrná exprese genu panE se výhodně projevuje v kmenech, které mají defektní mutace v genech metabolických drah, jako například v genu avtA nebo ilvE, které převádějí prekurzory pantotenové kyseliny nebo snižujú tvorbu pantotenové kyseliny.expressing the respective genes by altering the composition of the media and performing the culture. An example of this is the well-known regulation of lac operon expression by glucose and lactose. In addition, the inventors have found that overexpression of the panE gene is advantageously expressed in strains that exhibit mutations in resistance to metabolites and antimetabolites, such as resistance to L-valine. It has further been found that overexpression of the panE gene is advantageously manifested in strains having defective mutations in metabolic pathway genes, such as the avtA or ilvE gene, which translate pantothenic acid precursors or reduce pantothenic acid production.
Mikroorganismy, které jsou předmětem předloženého vynálezu, mohou produkovat pantotenovou kyselinu z glukózy, sacharózy, laktózy, fruktózy, maltózy, melasy, škrobu, celulózy nebo z glycerolu a ethanolu. Přitom se jedná o plísně, kvasinky nebo zejména gram-pozitivní baktérie, například rodu Corynebacteríum, nebo gram-negativní baktérie, například Enterobacteriaceae. Při čeledi Enterobacteriaceae je třeba jmenovat zejména rod Escherichia s druhem Escherichia coli. V rámci druhu Escherichia coli je potřebné uvést takzvané kmeny K-12, jako například kmeny MG1655 nebo W3110 (Neidhard et al.: Escherichia coli and Salmonella. Cellular and Molecular Biology (ASM Press, Washington D. C.) ) nebo kmen Escherichia coli divokého typu IFO3547 (Institut pro fermentaci, Osaka, Japonsko) a od nich odvozené mutanty. Při rodu Corynebacterium je možno uvést zejména druh Corynebacterium glutamicum, který je v odborném světe znám pro svou schopnost tvořit aminokyseliny. K tomuto druhu patří kmeny divokého typu, například Corynebacterium glutamicum ATCC13032, Brevibacterium flavum ATCC14067, Corynebacterium melassecola ATCC17965 a jiné.The microorganisms of the present invention can produce pantothenic acid from glucose, sucrose, lactose, fructose, maltose, molasses, starch, cellulose or from glycerol and ethanol. These are fungi, yeasts or, in particular, gram-positive bacteria, for example of the genus Corynebacterium, or gram-negative bacteria, for example of Enterobacteriaceae. In the family Enterobacteriaceae, the genus Escherichia with the species Escherichia coli should be mentioned in particular. Within Escherichia coli, so-called K-12 strains such as MG1655 or W3110 strains (Neidhard et al .: Escherichia coli and Salmonella. Cellular and Molecular Biology (ASM Press, Washington DC)) or wild-type IFO3547 Escherichia coli strains should be mentioned. (Fermentation Institute, Osaka, Japan) and mutants derived therefrom. In the genus Corynebacterium, mention may be made in particular of the species Corynebacterium glutamicum, which is known in the art for its ability to form amino acids. This species includes wild-type strains such as Corynebacterium glutamicum ATCC13032, Brevibacterium flavum ATCC14067, Corynebacterium melassecola ATCC17965 and others.
• · · · · · • · · · * · · · • 99 9 999 9 9 •
Pro izolaci genu ilvC a genu panE se nejdříve vytvoří například z Escherichia coli mutant, který nese mutaci v genu ilvC a genu panE.To isolate the ilvC gene and the panE gene, for example, an Escherichia coli mutant, which carries a mutation in the ilvC gene and the panE gene, is first generated.
Nukleotidová sekvence genu ilvC Escherichia coli je známa (Wek and Hatfield, Journal of Biological Chemistry 261, 2441-2450 (1986)). Metody izolace chromozomální DNA jsou rovněž známy (Sambrook et al.: Molecular Cloning, A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press,The nucleotide sequence of the ilvC gene of Escherichia coli is known (Wek and Hatfield, Journal of Biological Chemistry 261, 2441-2450 (1986)). Methods for isolating chromosomal DNA are also known (Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press).
1989). Volbou vhodných primerů se může pomocí polymerázové řetězové reakce amplifikovat gen ilvC (Innis et al., PCR protokols. A guide to methods and applications, 1990, Academie Press). Potom se vloží do plazmidového vektoru.1989). By selecting suitable primers, the ilvC gene can be amplified by polymerase chain reaction (Innis et al., PCR protocols. A Guide to Methods and Applications, 1990, Academic Press). It is then inserted into a plasmid vector.
Jako plazmidové vektory přicházejí v úvahu takové, které se mohou replikovat v příslušných mikroorganismech. Pro Escherichia coli přicházejí pro předložený vynález v úvahu například vektory pSClOl (Vocke and Bastia, Proceedings of the National Academy of Science U.S.A. 80 (21), 6557-6561 (1983)) nebo pKK223-3 (Brosius and Holý, Proceedings of the National Academy of Science USA 81, 6929 (1984)), pro Corynebacterium glutamicum například vektor pJCl (Cremer et al., Mol. Gen. Genet. 220:478-480 (1990)) nebo pEKEx2 (Eikmanns et al., Gene 102:93-98 (1991)) nebo pZ8-l (evropský patentový spis 0 375 889) a pro Saccharomyces cerevisiae například vektor pBB116 (Berse, Gene 25: 109-117 (1983)) nebo pDGl (Buxton et al., Gene 37: 207-214 (1985)). Metody vkládání fragmentů DNA do plazmidových vektorů jsou popsány v Sambrook et al.: Molecular Cloning, A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). Metody transformace a elektroporace jsou popsány v Tauch et al. (FEMS Microbiology Letters 123:343-347 (1994). Příkladem takového transformovaného kmene je kmen Escherichia coli MG1655/pFE32. Plazmid pFE32 obsahuje gen ilvC z MG1655,Suitable plasmid vectors are those which can replicate in the respective microorganisms. For Escherichia coli, for example, pSClO1 vectors (Vocke and Bastia, Proceedings of the National Academy of Science USA 80 (21), 6557-6561 (1983)) or pKK223-3 (Brosius and Holy, Proceedings of the National) are suitable for the present invention. Academy of Science USA 81, 6929 (1984)), for Corynebacterium glutamicum, for example, the vector pJCl (Cremer et al., Mol. Gen. Genet. 220: 478-480 (1990)) or pEKEx2 (Eikmanns et al., Gene 102: 93-98 (1991)) or pZ8-1 (European Patent 0 375 889) and for Saccharomyces cerevisiae, for example, the vector pBB116 (Berse, Gene 25: 109-117 (1983)) or pDG1 (Buxton et al., Gene 37: 207-214 (1985)). Methods for inserting DNA fragments into plasmid vectors are described in Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). Transformation and electroporation methods are described in Tauch et al. (FEMS Microbiology Letters 123: 343-347 (1994). An example of such a transformed strain is the strain Escherichia coli MG1655 / pFE32. The plasmid pFE32 contains the ilvC gene of MG1655,
4 4 4 4 44 4 4 4 4
4444 44 • ♦ • 4. 4 který se zabudoval do vektoru pBR322. Dalším příkladem takového transformovaného kmene je kmen ATCC13032/pFE91 Corynebacterium glutamicum. Plazmid pFE91 obsahuje gen ilvC z ATCC13032, který se vložil do vektoru pECm3. Plazmid pECm3 je derivátem plazmídu pECm2 (Tauch, 1994, FEMS Microbiological Letters, 123:343-348), jehož gen rezistence vůči kanamycinu se odstranil pomocí restrikce BglII a BamHI s následnou religací.4444 44 • ♦ • 4. 4 which was built into the pBR322 vector. Another example of such a transformed strain is the Corynebacterium glutamicum ATCC13032 / pFE91 strain. Plasmid pFE91 contains the ilvC gene from ATCC13032, which was inserted into the pECm3 vector. Plasmid pECm3 is a derivative of plasmid pECm2 (Tauch, 1994, FEMS Microbiological Letters, 123: 343-348), whose kanamycin resistance gene was removed by restriction with BglII and BamHI followed by religation.
Pro zabudování mutace do genu ilvC, která eliminuje jeho funkci, se může do tohoto zabudovat například delece nebo inzerce. Pro vytvoření delece se může pomocí vhodných restrikčních enzymů a následného navázání vzniklých konců odstranit vnitřní část nukleotidové sekvence strukturního genu. Tímto způsobem mutovaný gen ilvC je nefunkční. Stejným způsobem se může do genu ilvC vložit druhý gen, aby kódoval rezistenci vůči antibiotiku. Tímto způsobem mutovaný gen ilvC je rovněž nefunkční. Takto mutovaný gen ilvC se může potom vložit do mikroorganismu a v jeho chromozómu se může nahradit genem divokého typu. Metody provedení nahrazení genu jsou známy z literatury. Pro Escheríchia coli se může použít metoda popsaná Hamilton et al. (Journal of Bacteriology 171, 4617-4622 (1989)), která je založena na replikačních mutantech plazmidu pSCIOl, citlivých na teplotu. Takovým plazmidem je například pMAK705. Pro Corynebacterium glutamicum se může použít metoda genové výměny popsaná Schwarzerem a Puhlerem (BIO/TECHNOLOGY 9, 84-87 (1991)), při které se používají nereplikativní plazmidové vektory. Pro Saccharomyces cerevisiae je popsána metoda cílené výměny genů v Rocca et al. (Nucleic Acid Research 20(17), 4671-4672 (1992)).To incorporate a mutation into the ilvC gene that eliminates its function, for example, a deletion or insertion may be incorporated into it. To create the deletion, the internal part of the nucleotide sequence of the structural gene can be removed by appropriate restriction enzymes and subsequent binding of the resulting ends. The mutated ilvC gene is non-functional in this way. In the same way, a second gene can be inserted into the ilvC gene to encode antibiotic resistance. The mutated ilvC gene is also non-functional in this way. The mutated ilvC gene can then be inserted into the microorganism and replaced in its chromosome with a wild-type gene. Methods for performing gene replacement are known in the literature. For Escherichia coli, the method described by Hamilton et al. (Journal of Bacteriology 171, 4617-4622 (1989)), which is based on temperature sensitive replication mutants of plasmid pSCIO1. Such a plasmid is, for example, pMAK705. For Corynebacterium glutamicum, the gene exchange method described by Schwarzer and Puhler (BIO / TECHNOLOGY 9, 84-87 (1991)) using non-replicative plasmid vectors can be used. For Saccharomyces cerevisiae, a targeted gene exchange method is described in Rocca et al. (Nucleic Acid Research 20 (17): 4671-4672 (1992)).
·· ·♦»· ·· ·· · ···· · · · · · ·
Mutovaný gen ilvC se může například takto vytvořit z genu ilvC divokého typu. Plazmid pFE32 se skládá z pBR322, do jehož restrikčního místa střihu byl vložen gen ilvC divokého typu. Do místa střihu KpnI genu ilvC pFE32 byl vložen gen aacCl, který kóduje rezistenci vůči antibiotiku gentamycinu (Schweizer, BioTechniques 15 (5), 831-834 (1993)). Tímto způsobem získaný plazmid pFE33 obsahuje alelu ilvC::aacCl, která již nemůže tvořit žádný funkční genový produkt ilvC. Alela ilvC::aacCl se odebrala z plazmidu pFE33 a vložila do místa střihu Sphl plazmidu pMAK705, čímž vznikl plazmid pBDl. Plazmid pDBl je plazmidovým vektorem způsobilým k výměně alel, který se skládá za prvé z pMAK705 a za druhé z alely ilvC::aacCl. Plazmid pDBl se použil podle metody popsané Hamiltonem et al., aby se vyměnil gen ilvC divokého typu nacházející se v MG1655 za alelu ilvC::aacCl. Tímto způsobem vzniklý kmen se označil jako FE4.For example, the mutated ilvC gene may be generated from a wild-type ilvC gene. Plasmid pFE32 consists of pBR322, into which a wild-type ilvC gene has been inserted into its shear restriction site. An aacCl gene that encodes resistance to the antibiotic gentamycin has been inserted at the KpnI cut site of the ilvC pFE32 gene (Schweizer, BioTechniques 15 (5), 831-834 (1993)). The plasmid pFE33 thus obtained contains the ilvC :: aacCl allele, which can no longer form any functional ilvC gene product. The ilvC :: aacCl allele was taken from plasmid pFE33 and inserted into the SphI splice site of plasmid pMAK705, generating plasmid pBD1. Plasmid pDB1 is an allele exchange plasmid vector consisting, first, of pMAK705 and second, of the ilvC :: aacCl allele. Plasmid pDB1 was used according to the method described by Hamilton et al. To replace the wild-type ilvC gene found in MG1655 with the ilvC :: aacCl allele. The strain thus formed was designated as FE4.
Pro izolaci mutantu FE4, který nese mutaci v genu panE, se kmen FE4 podrobil transpozonové mutagenezi s transpozonem Tn5. Transpozon Tn5 je popsán v Auerswald (COLD SPRING HARBOR SYMPOSIA ON QUANTITATIVE BIOLOGY 45, 107-113 (1981)). Metoda transpozonové mutageneze je popsána například v příručce od Millera, A: Short Course in Bacterial Genetics, A Laboratory Manual and Handbook for Escherichia coli and Releated Bacteria (Cold Spring Harbor Laboratory Press,To isolate the FE4 mutant carrying the mutation in the panE gene, the FE4 strain was subjected to transposon mutagenesis with transposon Tn5. Transposon Tn5 is described in Auerswald (COLD SPRING HARBOR SYMPOSIA ON QUANTITATIVE BIOLOGY 45, 107-113 (1981)). The method of transposon mutagenesis is described, for example, in Miller's Manual, A: Short Course in Bacterial Genetics, A Laboratory Manual and Handbook for Escherichia coli and Releated Bacteria (Cold Spring Harbor Laboratory Press,
1992). Metoda je dále popsána v Simon (Gene, 80, 161-169 (1998)) a také v příručce od Hagemanna: Gentechnologische Arbeitsmethoden (Gustav Fischer Verlag, 1990) a v početných jiných publikacích přístupných veřejnosti. Mutanty se mohou dále vytvářet po mutagenezi ultrafialovým světlem nebo po zpracování chemikálií vyvolávající mutaci, jako například Nmethyl-N' -nitro-N-nitrosoguanidinem. Mezi mutanty získanými tímto způsobem se mohou po zkoušce potřeby růstových látek,1992). The method is further described in Simon (Gene, 80, 161-169 (1998)) and also in the Hagemann Handbook: Gentechnologische Arbeitsmethoden (Gustav Fischer Verlag, 1990) and in numerous other publications accessible to the public. Further, the mutants may be formed after mutagenesis by ultraviolet light or after treatment of mutation-inducing chemicals such as Nmethyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine. Among the mutants obtained in this manner, the need for growth agents may be
zejména potřeby pantotenové kyseliny, izolovat takové mutanty, které nesou mutaci v genu biosyntézy pantotenové kyseliny. Zvláštní zájem je o takové mutanty, potřebující pantotenovou kyselinu, které mohou zhodnocovat jako růstovou látku nikoli ketopantoát, ale pantoát, a tedy jsou mutovány v genu panE kódujícím ketopantoátreduktázu (EC 1.1.1169). Příkladem k tomu je takto získaný kmen FE5, který kromě mutace ilv::aacCl nese mutaci panE::Tn5.particularly the need for pantothenic acid, to isolate such mutants that carry a mutation in the pantothenic acid biosynthesis gene. Of particular interest are those mutants in need of pantothenic acid which can evaluate as a growth agent not ketopantoate but pantoate and are therefore mutated in the panE gene encoding ketopantoate reductase (EC 1.1.1169). An example of this is the FE5 strain thus obtained, which, in addition to the ilv :: aacCl mutation, carries the panE :: Tn5 mutation.
Mikroorganismy, které nesou defektní mutaci v genu ilvC a panE, jako například kmen FE5 Escherichia coli, se mohou použít jako hostitelé pro klonování k izolaci genu ilvC a obzvláště zajímavého genu panE nebo nukleotidových sekvencí, které kódují proteiny s ketopantoátreduktázovou aktivitou.Microorganisms that carry a defective mutation in the ilvC and panE gene, such as the Escherichia coli FE5 strain, can be used as hosts for cloning to isolate the ilvC gene and a particularly interesting panE gene or nucleotide sequences that encode proteins with ketopantoate reductase activity.
K tomu se založí genová banka zájem poutajícího mikroorganismu. Založení genových bank je popsáno v obecně známých učebnicích a příručkách. Jako příklad možno uvést učebnici od Winnackera: Gene und Klone, Eine Einfůhrung in die Gentechnologie (Verlag Chemie, Weinheim, Deutschland, 1990) nebo příručku od Sambrooka et al.: Molecular Cloning,To do this, a gene bank is set up to attract the interest of a catching microorganism. The establishment of gene banks is described in commonly known textbooks and manuals. Examples include Winnacker's textbook: Gene und Klone, Eine Einführung in die Gentechnologie (Verlag Chemie, Weinheim, Deutschland, 1990) or the handbook by Sambrook et al .: Molecular Cloning,
A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). Známou genovou bankou je banka kmene W13110 E. coli K-12, kterou založili Kohara et al. (Cell 50, 495 - 508 (1987)). Genové banky různých mikroorganismů se mohou zatím získat zakoupením, jako například genová banka kmene Sp63 Saccharomyces pombe od firmy Stratagene (Heidelberg, Německo) v plazmidu Lambda FIX II (Elgin, Strategies 4: 6-7 (1991)), genová banka kmene W1485 Escherichia coli od firmy CLONTECH (Heidelberg, Německo) v plazmidu pGADlO (Kitts, CLONTECH (Heidelberg, Německo) Vectors On Disc version 1.3, 1994), kterého nukleotidová sekvence je přístupná pod GenBank accession number (přírůstkovým číslem genové banky)A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). A known gene bank is the E. coli K-12 strain W13110, which was established by Kohara et al. (Cell 50: 495-508 (1987)). Gene banks of various microorganisms can be obtained so far by purchase, such as the Sp63 Saccharomyces pombe gene bank from Stratagene (Heidelberg, Germany) in the Lambda FIX II plasmid (Elgin, Strategies 4: 6-7 (1991)), the W1485 Escherichia gene bank. coli from CLONTECH (Heidelberg, Germany) in the plasmid pGAD10 (Kitts, CLONTECH (Heidelberg, Germany) Vectors On Disc version 1.3, 1994), whose nucleotide sequence is accessible under GenBank accession number
U131 88. Genová banka vyrobená výše popsaným způsobem se potom může pomocí transformace zavést do výše popsaného hostitele FE5. Takto se například pGADlO - genová banka W1485 zavedla do kmene FE5 pomocí transformace a získané transformanty se přezkoušely na svou schopnost růst na živné půdě bez pantotenové kyseliny. Inzerce obsažené v plazmidové DNA získaných transformantů prototrofních vůči pantotenové kyselině se mohou prozkoumat pomocí určení nukleotidové sekvence. Metody určování nukleotidových sekvencí se mohou přečíst například v Sanger et al. (Proceedings of the National Academy of Science USA 74:5463-5467 (1977)). Nukleotidové sekvence se mohou přiřadit genům pomocí zkoumání homologie. Jedna z možností pro toto vyhledávání homologie nabízí srovnání s nukleotidovými sekvencemi báze dat EMBL a genové banky, které se mohou uskutečnit prostřednictvím BLAST E-mail Service (Altschul, Journal of Molecular Biology 215, 403-410 (1990)). Příkladem takového transformantů je kmen FE5/pFEbankl6 Escherichia coli, který nese gen panE kmene MG1655 E. coli.The gene bank produced by the method described above can then be introduced into the FE5 host described above by transformation. For example, the pGAD10 gene bank W1485 was introduced into strain FE5 by transformation and the transformants obtained were tested for their ability to grow on a culture medium without pantothenic acid. Insertions contained in the plasmid DNA of the obtained pantothenic acid prototrophic transformants can be examined by nucleotide sequence determination. Methods for determining nucleotide sequences can be read, for example, in Sanger et al. (Proceedings of the National Academy of Science, USA 74: 5463-5467 (1977)). Nucleotide sequences can be assigned to genes by homology screening. One possibility for this homology search offers a comparison with the nucleotide sequences of the EMBL database and the gene bank, which can be performed by the BLAST E-mail Service (Altschul, Journal of Molecular Biology 215, 403-410 (1990)). An example of such transformants is the Escherichia coli FE5 / pFEbank16 strain that carries the panE gene of E. coli MG1655 strain.
Gen panE izolovaný a identifikovaný popsaným způsobem se může potom v žádoucím mikroorganismu přivést k expresi. K tomu se amplifikuje pomocí plazmidových vektorů. Tyto zase mohou být opatřeny signálovými strukturami, které zajišťují účinnou transkripci a translaci. Přehled expresivních vektorů se nachází například v učebnici Winnacker: Gene und Klone, Eine Einfúhrung in die Gentechnologie (Verlag Chemie, Weinheim, Deutschland, 1990) nebo v Sambrook et al.: Molecular Cloning, A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). Dále se mohou expresivní signály, jako například promotor tac, vložit do chromozómu proti směru genu panE. Takové metody jsou popsány ve WO 98/04715. Gen panE, který se má exprimovat, se může vzít z klonovaného • ··· • · chromozomálního fragmentu DNA nebo se může zase amplifikovat pomocí polymerázové řetězové reakce. Množství ketopantoátreduktázy nacházející se v příslušném mikroorganismu se může stanovit pomocí metody popsané Shimizu et al. (Journal of Biological Chemistry 263: 12077-12084 (1988)). Příkladem takového kmene je kmen MG1655/pFE65 Escherichia coli. Plazmid pFE65 se skládá z vektoru pKK223-3, do jehož restrikčního místa štěpení EcoRI se vložil gen panE Escherichia coli MG1655.The panE gene isolated and identified as described herein can then be expressed in the desired microorganism. To this end, it is amplified using plasmid vectors. These, in turn, may be provided with signaling structures which ensure efficient transcription and translation. An overview of expression vectors is found, for example, in the Winnacker textbook: Gene und Klone, Eine Einführung in die Gentechnologie (Verlag Chemie, Weinheim, Deutschland, 1990) or in Sambrook et al .: Molecular Cloning, Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989) ). Furthermore, expression signals such as the tac promoter can be inserted into the chromosome upstream of the panE gene. Such methods are described in WO 98/04715. The panE gene to be expressed may be taken from the cloned chromosomal DNA fragment or in turn amplified by a polymerase chain reaction. The amount of ketopantoate reductase found in the respective microorganism can be determined by the method described by Shimizu et al. (Journal of Biological Chemistry 263: 12077-12084 (1988)). An example of such a strain is the Escherichia coli MG1655 / pFE65 strain. Plasmid pFE65 consists of the vector pKK223-3 in which the Escherichia coli MG1655 panE gene has been inserted into its EcoRI cleavage site.
Podle vynálezu se projevilo jako výhodné dodatečně ke genu panE kódujícímu ketopantoátreduktázu zesílit, zejména nadměrně exprimovat jeden nebo více genů biosyntézy pantotenové kyseliny. K tomu patří geny, které kódují enzymy ketopantoát-hydroxymethyltransferázu (EC 4.1.2.12), aspartát-l-dekarboxylázu (EC 4.1.1.11) a pantotenát-syntetázu (EC 6.3.2.1). V Escherichia coli nesou tyto geny označení panB, panD a pan C (Miller, A: Short Course in Bacterial Genetics, A Laboratory Manual and Handbook for Escherichia coli and Releated Bacteria (Cold Spring Harbor Laboratory Press,According to the invention, it has proven advantageous to amplify, in particular overexpress, one or more pantothenic acid biosynthesis genes in addition to the panE gene encoding ketopantoate reductase. These include genes that encode ketopantoate hydroxymethyltransferase (EC 4.1.2.12), aspartate-1-decarboxylase (EC 4.1.1.11) and pantothenate synthetase (EC 6.3.2.1). In Escherichia coli, these genes are designated panB, panD and pan C (Miller, A: Short Course in Bacterial Genetics, A Laboratory Manual and Handbook for Escherichia coli and Releated Bacteria (Cold Spring Harbor Laboratory Press,
1992). K tomu se geny mohou vložit do různých kompatibilních plazmidových vektorů. Příklady k tomu jsou v Bartolome et al. (Gene 102, 75-78 (1991)). Exprese genů se může dále zvýšit změnou proti směru uložených chromozomálních signálových struktur. Dále se příslušné geny mohou uspořádát navzájem za sebou za kontroly společného promotoru a vložit do plazmídového vektoru a zavést do vhodného mikroorganismu. Příkladem k tomu je kmen MG1655/pFE80 Escherichia coli. Plazmid pFE80 se skládá z plazmidu pKK223-3, který obsahuje geny panB, panD, panC a panE v uvedeném pořadí. Proti směru genu panB se nachází v pFE80 promotor tac jako expresivní signál.1992). To this end, the genes can be inserted into various compatible plasmid vectors. Examples of this are in Bartolome et al. (Gene 102: 75-78 (1991)). Gene expression can be further increased by altering upstream chromosomal signal structures. Furthermore, the respective genes can be arranged one behind the other under the control of a common promoter and inserted into a plasmid vector and introduced into a suitable microorganism. An example of this is the Escherichia coli MG1655 / pFE80 strain. Plasmid pFE80 consists of plasmid pKK223-3 which contains the panB, panD, panC and panE genes, respectively. The tac promoter is located upstream of the panB gene in the pFE80 as an expression signal.
• · · • 9 9 * • · · 9 • · · 99 9 9 9
99
Dále se jako výhodné ukázalo nadměrně exprimovat gen panE a expresivní jednotku skládající se z genů panB, panD, panC a panE v hostitelských kmenech, které obsahují chromozomální mutace.Furthermore, it has proven advantageous to overexpress the panE gene and an expression unit consisting of the panB, panD, panC and panE genes in host strains containing chromosomal mutations.
Mohou se použít jednotlivě nebo společně mutace, které způsobují rezistenci vůči produktům metabolismu, jako například L-valinu nebo β-ketoisovalerové kyselině, nebo vůči analogům produktů metabolismu, jako například β-hydroxyasparagové kyselině nebo O-methyltreoninu. Takové mutanty se vyskytují spontánně nebo se mohou vytvářet po mutagenezi ultrafialovým světlem nebo po zpracování s chemikálií vyvolávající mutaci, jako například N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanídínem, a potom selektovat na agarových plotnách, které obsahují příslušnou látku. Způsoby vyvolání mutace a selekce jsou obecně známy a mohou se mezi jiným přečíst v Miller (A. Short Course in Bacterial Genetics, A Laboratory Manual and Handbook for Escherichia coli and Releated Bacteria (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1992)) nebo v příručce „Manual of Methods for General Bacteriology od American Society for Bacteriology (Washington D.C., USA, 1981). Příkladem pro takové mutanty je kmen FE6 Escherichia coli, který se izoloval jako spontánně se vyskytující, vůči L-valinu rezistentní mutant kmene MG1655.Mutations that confer resistance to metabolic products such as L-valine or β-ketoisovaleric acid, or to analogs of metabolic products such as β-hydroxyaspartic acid or O-methyltreonine, may be used singly or together. Such mutants occur spontaneously or may be produced after mutagenesis by ultraviolet light or after treatment with a mutation-inducing chemical, such as N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine, and then selected on agar plates containing the substance. Methods for inducing mutation and selection are generally known and can be read, inter alia, in Miller (A. Short Course in Bacterial Genetics, A Laboratory Manual and Handbook for Escherichia coli and Releated Bacteria (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1992)) or in the " Manual of Methods for General Bacteriology from the American Society for Bacteriology (Washington DC, USA, 1981). An example for such mutants is the FE6 strain of Escherichia coli, which has been isolated as a spontaneously occurring L-valine resistant mutant of strain MG1655.
Dále se mohou cíleně vyloučit nepříznivé nebo rušivé chromozomálně kódované metabolické reakce. K tomu se do příslušných genů vloží inzerce nebo delece a takto vzniklé mutované geny, popřípadě alely se zabudují do chromozómu příslušného hostitele. Mohou se použít metody, které byly popsány výše pro mutaci genu ilvC. Příkladem takových mutantů je kmen FE7 Escherichia coli, který nese mutaci avtA::aadB v chromozómu. Přitom se jedná o kmen MG1655, ·» 99« · • · 9 ·Furthermore, adverse or disruptive chromosomally encoded metabolic reactions may be specifically excluded. For this purpose, insertions or deletions are inserted into the respective genes and the resulting mutated genes or alleles thus formed are incorporated into the chromosome of the respective host. The methods described above for mutating the ilvC gene can be used. An example of such mutants is the FE7 strain of Escherichia coli that carries the avtA :: aadB mutation in the chromosome. It is a strain MG1655, • »99« · • · 9 ·
9 • · · 9·9· ·· •9 ···9 • 9 9 9 9 9
9 99 9
9 9 · 99 9 · 9
9 9 «9 9 «
9 99 9
9« · ·« •9 99 · 9 ·9 · · · • 9 99 · 9 ·
9 9 99 9 9
9 9 * « • 9 9 99 9 * «•
9« do jehož genu avtA se vložil gen aadB z plazmidu ρΗΡ45Ω, zprostředkovávající rezistenci vůči streptomycinu (Prentki a Krisch, Gene 29, 303-313 (1984) . V hostitelských kmenech vytvořených tímto způsobem se může potom nadměrně exprimovat gen panE samotný nebo v kombinací s jinými geny. Příklady k tomu jsou kmeny FE6/pFE80 a FE7/pFE80.9 «whose avtA gene has introduced the aadB gene from plasmid ρΗΡ45Ω, which mediates resistance to streptomycin (Prentki and Krisch, Gene 29, 303-313 (1984). The panE gene may then be overexpressed alone or in combination with other genes, examples are strains FE6 / pFE80 and FE7 / pFE80.
Mikroorganismy vytvořené podle vynálezu se mohou kultivovat pro účely produkce pantotenové kyseliny kontinuálně nebo diskontinuálně způsobem batoh nebo způsobem fed batoh (přítokový systém) nebo způsobem repeated fed batoh (opakovaný přítokový systém). Zhrnutí známých kultivačních metod se popisuje v učebnici od Chmíela (Bioprozesstechnik 1. Einfúhrung in die Bioverfahrenstechnik (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) nebo v učebnici od Storhase (Bioreaktoren und periphere Einrichtungen (Viewegh Verlag, Braunschweig/Wiesbaden, 1994)). Kultivační médium, které se má použít, musí vhodným způsobem vyhovovat nárokům daných mikroorganismů. Popisy kultivačních médií různých mikroorganismů se nacházejí v příručce „Manual of Methods for General Bacteriology od American Society for Bacteriology (Washington D.C., USA, 1981). Jako zdroje uhlíku se mohou použít cukry a sacharidy, jako je například glukóza, sacharóza, laktóza, fruktóza, maltóza, melasa, škrob a celulóza; oleje a tuky, jako například sójový olej, slunečnicový olej, arašídový olej a kokosový olej, mastné kyseliny, jako je palmitová kyselina, stearová kyselina, linolová kyselina; alkoholy, jako je například glycerol a ethanol; a organické kyseliny, jako je například octová kyselina. Tyto látky se mohou používat jako jednotlivé složky nebo jako směs. Jako zdroje dusíku se mohou používat organické sloučeniny obsahující dusík, například peptony, kvasnicový extrakt, masový extrakt, sladový extrakt, máčecí voda, sójová mouka a močo13 • •e· ·· ·· «««a • · * • · 9 ·« • ♦ · • · * ·· 9 *·The microorganisms produced according to the invention can be cultivated for the purpose of producing pantothenic acid continuously or discontinuously by the backpack method or the fed backpack method (feed system) or the repeated fed backpack method. A summary of the known cultivation methods is described in a textbook by Chmiel (Bioprozesstechnik 1. Einführung in die Bioverfahrenstechnik (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) or in a textbook from Storhas (Bioreactor and Periphere Einrichtungen (Viewegh Verlag, Braunschweig / Wiesbaden, 1994)). The culture medium to be used must suitably meet the requirements of the microorganisms in question. Descriptions of the culture media of various microorganisms can be found in the Manual of Methods for General Bacteriology of the American Society for Bacteriology (Washington, D.C., USA, 1981). As carbon sources, sugars and carbohydrates such as glucose, sucrose, lactose, fructose, maltose, molasses, starch and cellulose can be used; oils and fats such as soybean oil, sunflower oil, peanut oil and coconut oil, fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, linoleic acid; alcohols such as glycerol and ethanol; and organic acids such as acetic acid. These may be used as individual components or as a mixture. Nitrogen-containing organic compounds, such as peptones, yeast extract, meat extract, malt extract, soaking water, soy flour and urea, can be used as nitrogen sources. • 9 · 9
ΑΛΚ. ‘AfeWSÍa^wi^ifcí**;ΑΛΚ. ‘AfeWSía ^ wi ^ ifcí **;
99 · « « • * « * * · ♦ · · *· vina, nebo anorganické sloučeniny, jako je například síran amonný, chlorid amonný, fosforečnan amonný, uhličitan amonný a dusičnan amonný. Zdroje dusíku se mohou používat jednotlivě nebo jako směs. Jako zdroje fosforu se mohou používat kyselina fosforečná, dihydrogenfosforečnan draselný nebo hydrogenfosforečnan draselný nebo příslušné soli obsahující sodík. Kultivační médium musí dále obsahovat soli kovů, jako například síran hořečnatý nebo síran železa, které jsou potřebné pro růst. Konečně se mohou dodatečně k výše uvedeným látkám používat esenciální růstové látky, jako jsou aminokyseliny a vitaminy. Ke kultivačnímu médiu se mohou kromě toho přidávat vhodné prekurzory pantotenové kyseliny, jako β-alanin nebo ketopantoová kyselina a její soli. Uvedené látky se mohou ke kultuře přidávat ve formě jednorázové vsázky nebo se mohou vhodným způsobem přidávat během kultivace.Or inorganic compounds such as ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium carbonate, and ammonium nitrate. The nitrogen sources may be used singly or as a mixture. Phosphoric acid, potassium dihydrogen phosphate or potassium hydrogen phosphate or the corresponding sodium-containing salts can be used as phosphorus sources. The culture medium must further contain metal salts, such as magnesium sulfate or iron sulfate, which are needed for growth. Finally, essential growth substances such as amino acids and vitamins may be used in addition to the above-mentioned substances. In addition, suitable pantothenic acid precursors such as β-alanine or ketopantoic acid and its salts may be added to the culture medium. Said substances may be added to the culture in the form of a single feed or may be added in a suitable manner during the cultivation.
Pro kontrolu pH kultury se používají zásadité sloučeniny, jako je hydroxid sodný, hydroxid draselný, amoniak, nebo kyselé sloučeniny, jako je kyselina fosforečná nebo kyselina sírová. Pro kontrolu tvorby pěny se mohou používat odpěňovadla, jako například polyglykolestery mastných kyselin. Pro udržování stability plazmidů se mohou k médiu přidávat vhodné selektivně působící látky, například antibiotika. Aby se udržovaly aerobní podmínky, zavádí se do kultury kyslík nebo směsi obsahující kyslík, například vzduch. Teplota kultury je obvykle přibližně 20 °C až 50 °C a zejména přibližně 25 °C až 45 °C. Kultura se udržuje tak dlouho, dokud se nevytvoří maximum pantotenové kyseliny. Tohoto cílu se obvykle dosáhne za 10 hodin až 160 hodin.Basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, or acidic compounds such as phosphoric acid or sulfuric acid are used to control the pH of the culture. Antifoams, such as polyglycol esters of fatty acids, may be used to control foaming. Suitable selectively acting substances, for example antibiotics, may be added to the medium to maintain plasmid stability. In order to maintain aerobic conditions, oxygen or oxygen-containing mixtures such as air are introduced into the culture. The temperature of the culture is usually about 20 ° C to 50 ° C and especially about 25 ° C to 45 ° C. The culture is maintained until a maximum of pantothenic acid is formed. This goal is usually achieved in 10 hours to 160 hours.
···· «0 0000 00···· «0 0000 00
Koncentrace vytvořené pantotenové kyseliny se může stanovit pomocí známých způsobů (Velisek; Chromatografic Science 60, 515-560 (1992))).The concentration of pantothenic acid formed can be determined by known methods (Velisek; Chromatografic Science 60, 515-560 (1992)).
Následující mikroorganismy se uložily v Německé sbírce mikroorganismů a buňkových kultur (DSMZ, Braunschweig, Německo) podle budapešťské smlouvy:The following microorganisms were deposited in the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (DSMZ, Braunschweig, Germany) under the Budapest Treaty:
Escherichia coli K12 kmen FE5 jako DSM12378,Escherichia coli K12 strain FE5 as DSM12378,
Escherichia coli K12 kmen MG1655/pFE32 jako DSM12413,Escherichia coli K12 strain MG1655 / pFE32 as DSM12413,
Escherichia coli K12 kmen MG1655/pFE65 jako DSM12382,Escherichia coli K12 strain MG1655 / pFE65 as DSM12382,
Escherichia coli K12 kmen MG1655/pFE80 jako DSM12414,Escherichia coli K12 strain MG1655 / pFE80 as DSM12414,
Escherichia coli K12 kmen FE6 jako DSM12379,Escherichia coli K12 strain FE6 as DSM12379,
Escherichia coli K12 kmen FE7 jako DSM12380.Escherichia coli K12 strain FE7 as DSM12380.
Pomocí způsobu podle vynálezu se odborníkovi se poskytuje nový nástroj k docílení zlepšení tvorby pantotenové kyseliny mikroorganismů.With the method of the invention, a new tool is provided to the person skilled in the art to improve the production of pantothenic acid of microorganisms.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Předložený vynález se v následujícím textu blíže vysvětluje na základě příkladů provedení.The present invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments.
Příklad 1Example 1
Produkce mutantu ilvC::aacCl panE::Tn5 kmene MG1655 Escherichia coli K12 • · · · • · · · · ·Production of mutant ilvC :: aacCl panE :: Tn5 strain MG1655 Escherichia coli K12
1. Příprava mutantu ilvC::aacCl1. Preparation of the ilvC :: aacCl mutant
Vycházeje z nukleotidové sekvence pro gen ilvC v E. coli K12 MG1655, (EMBL-GenBank: Accession Nr. M87049) se syntetizovaly primery PCR (MWG Biotech (Ebersberg, Německo) ). Fragment DNA o velikosti přibližně 1500 bp se mohl amplifikovat pomocí těchto prímerů za standardní metody PCR od Innis et al. (PCR protocols. A guide to methods and applications, 1990, Academie Press). Chromozomální DNA E. coli K12 MG1655 použitá pro PCR se izolovala pomocí kitu NucleoSpin C + T (Macherey-Nagel (Duřen, Německo), popis produktu NucleoSpin C + T, Art.-Nr. 740952). Velikost se stanovila pomocí gélově elektroforetického dělení (30 minut, 10 V/cm) v 0,8% agarózovém gelu.Starting from the nucleotide sequence for the ilvC gene in E. coli K12 MG1655, (EMBL-GenBank: Accession Nr. M87049), PCR primers were synthesized (MWG Biotech (Ebersberg, Germany)). A DNA fragment of approximately 1500 bp could be amplified using these primers using standard PCR methods from Innis et al. (PCR protocols. A Guide to Methods and Applications, 1990, Academic Press). The E. coli K12 MG1655 chromosomal DNA used for PCR was isolated using the NucleoSpin C + T kit (Macherey-Nagel (Durren, Germany), product description NucleoSpin C + T, Art.-Nr. 740952). Size was determined by gel electrophoresis (30 minutes, 10 V / cm) in a 0.8% agarose gel.
Primer PCR pro gen ilvC z E. coli:Primer PCR for E. coli ilvC gene:
ilvCl 5'- AGAAGCACAACATCACGAGG -3'ilvCl 5'- AGAAGCACAACATCACGAGG -3 '
ÍlvC2 5' -CTCCAGGAGAAGGCTTGAGT -3'5 '-CTCCAGGAGAAGGCTTGAGT -3'
Produkt PCR genu ilvC se transformoval do plazmidu pCR®2.1 a do kmene TOP10F' E. coli K12 (Invitrogen (Leek, Holandsko), popis produktu Originál TA Cloning® Kit, Cat. no. KNM2030-01).The ilvC gene PCR product was transformed into plasmid pCR®2.1 and into E. coli K12 TOP10F 'strain (Invitrogen (Leek, The Netherlands), Product Description Original TA Cloning® Kit, Cat. No. KNM2030-01).
Úspěch klonování se dokázal štěpením DNA plazmidu pCR® 2.1ilvC restrikčními enzymy Eagl (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu Eagl, Code no. 27-0885-01), EcoRI (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu EcoRI, Code no. 27-0884-03) a Knpl (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu KpnI, Code no. 27-0908-01). K • 9 · · • ·The success of cloning was demonstrated by digesting the DNA of pCR® 2.1ilvC with the restriction enzymes Eagl (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), product description Eagl, Code no. 27-0885-01), EcoRI (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), product description EcoRI , Code no. 27-0884-03) and Knpl (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), product description KpnI, Code no. 27-0908-01). K • 9 · · · ·
9 9 9 9 99
9 9 9 9 > ·· 9 9 tomu se izolovala plazmidová DNA pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid (QIAGEN (Hilden, Německo), Cat. No. 27106) a po štěpení v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, lOV/cm) se dělila.Plasmid DNA was isolated using a QIAprep Spin Plasmid kit (QIAGEN (Hilden, Germany), Cat. No. 27106) and digested in a 0.8% agarose gel (30 min, 10OV / cm). ) was divided.
Pro izolaci genu ilvC z plazmidu pCR®2.1ilvC se izolovaná plazmidová DNA štěpila enzymy HindlII (Pharmacia Biotech (Freiburg, Nemecko), popis produktu HindlII, Code no. 27-0860-01) a Xbal (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu Xbal, Code no. 27-0948-01), štěpná násada se dělila v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm) a fragment ilvC 1,5 kbp se izoloval pomocí kitu GLASSMAX™ (GIBCO BRL (Eggenstein, Německo), popis produktu GLASSMAX™ Spin Cartridges, Cat. No. 15590-052). Izolovaný fragment ilvC se lígoval s plazmidem pMAK705 rovněž štěpeným HindlII a Xbal (Hamilton et al., Journal of Bacteriology 1989, 171:46174622) pomocí T4-DNA-ligázy (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu T4-DNA-ligáza, Code no. 27-0870-03) a kmen DH5amcr E. coli (Grant, Proceedings of the National Academy of Science 1990, 87: 4645-4649) se elektroporoval s ligační násadou (Tauch, FEMS Microbiology Letters 1994, 123: 343-347). Selekce buňek nesoucích plazmid se uskutečňovala rozetřením elektroporační násady na agar LB (Lennox, Virology 1955, 1: 190), který byl smíchán s 25 pg/ml chloramfenikolu (Sigma (Deisenhofen, Nemecko), (Deisenhofen, Německo), Code no. C 0378), a inkubací 24 hodin při 30 °C. Hledaný plazmid se mohl po izolaci DNA a kontrolním štěpení, při následné gelové elektroforéze v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm), pomocí enzymů HindlII, Xbal a KpnI identifikovat v jednom klonu a označil se jako pFE30.For the isolation of the ilvC gene from plasmid pCR®2.1ilvC, the isolated plasmid DNA was digested with HindIII (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), HindIII product description, Code no. 27-0860-01) and XbaI (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany)), product description Xbal, Code no. 27-0948-01), the cleavage was resolved in a 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm) and the 1.5 kbp ilvC fragment was isolated using the GLASSMAX ™ kit (GIBCO BRL) (Eggenstein, Germany), product description GLASSMAX ™ Spin Cartridges, Cat. No. 15590-052). The isolated ilvC fragment was ligated with plasmid pMAK705 also digested with HindIII and XbaI (Hamilton et al., Journal of Bacteriology 1989, 171: 46174622) using T4 DNA ligase (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), product description T4 DNA ligase). , Code no. 27-0870-03) and the DH5amcr strain of E. coli (Grant, Proceedings of the National Academy of Science 1990, 87: 4645-4649) was electroporated with a ligation batch (Tauch, FEMS Microbiology Letters 1994, 123: 343). -347). Selection of plasmid-bearing cells was performed by spreading an electroporation batch on LB agar (Lennox, Virology 1955, 1: 190), which was mixed with 25 µg / ml chloramphenicol (Sigma (Deisenhofen, Germany), (Deisenhofen, Germany), Code no. C). And incubation for 24 hours at 30 ° C. The plasmid of interest could be identified in one clone after DNA isolation and control digestion, followed by 0.8% agarose gel electrophoresis (30 minutes, 10 V / cm), using the enzymes HindIII, XbaI and KpnI, and designated pFE30.
Pro izolaci genu ilvC z plazmidu pFE30 se izolovaná plazmidová DNA štěpila enzymem BamHI (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu BamHI, Code no. 27-086817To isolate the ilvC gene from plasmid pFE30, the isolated plasmid DNA was digested with BamHI (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), BamHI product description, Code no. 27-086817
. 03), štěpná násada se dělila v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm) a fragment ilvC 1,5 kbp se izoloval pomocí • kitu GLASSMAX™. Izolovaný fragment ilvC se ligoval pomocí. 03), the digestion batch was resolved in a 0.8% agarose gel (30 min, 10 V / cm) and the 1.5 kbp ilvC fragment was isolated using the GLASSMAX ™ kit. The isolated ilvC fragment was ligated with
T4-DNA-ligázy s plazmidem pBR322 rovněž štěpeným BamHI (Sutcliffe, COLD SPRING HARBOR ON QUANTITATIVE BIOLOGY 1979, 43: 77-90) a kmen DH5amcr E. coli se elektroporoval s ligační násadou. Selekce buněk nesoucích plazmid se prováděla rozetřením elektroporační násady na agar LB, který byl smíchán se 100 μg/ml ampicilinu (Sigma (Deisenhofen, Německo), Code no. A 9518), a inkubací 24 hodin při 37 °C. Získané kolonie se paralelně naočkovaly na agar LB+ampicilin a LB + (5μg/ml) tetracyklinu (Sigma (Deisenhofen, Německo), Code no. T3383). DNA z kolonií senzitivních na tetracyklin se izolovala pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid a úspěch klonování se ověřoval štěpením pomocí BamHI a KpnI a následným dělením v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm). Zkonstruovaný plazmid se nazval pFE32.T4-DNA ligases with the plasmid pBR322 also digested with BamHI (Sutcliffe, COLD SPRING HARBOR ON QUANTITATIVE BIOLOGY 1979, 43: 77-90) and the E. coli DH5amcr strain were electroporated with the ligation batch. Selection of plasmid-bearing cells was performed by spreading the electroporation batch on LB agar, which was mixed with 100 µg / ml ampicillin (Sigma (Deisenhofen, Germany), Code no. A 9518), and incubated for 24 hours at 37 ° C. The colonies obtained were inoculated in parallel on LB + ampicillin and LB + (5 µg / ml) tetracycline agar (Sigma (Deisenhofen, Germany), Code no. T3383). DNA from tetracycline-sensitive colonies was isolated using the QIAprep Spin Plasmid kit and the cloning success was verified by digestion with BamHI and KpnI and subsequent separation in 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm). The constructed plasmid was called pFE32.
//
Do místa střihu KpnI plazmidu pFE32 se klonoval gen « aacCl a získaný plazmid se označil pFE33. Gen aacCl se k tomu izoloval z agarózového gelu (30 minut, 10 V/cm), ve kterém se dělila KpnI-restrikční násada plazmidu pMS255 (Becker, Gene 1995, 162: 37-39). Ligace se uskutečňovala B pomocí T4-DNA-ligázy. Po eletroporaci ligační násady do kmene DH5amcr se transformanty selektovaly na agaru PA ' (Sambrook, Molecular cloning, 2nd edn, Cold Spring Harbor,The aacCl gene was cloned into the KpnI splice site of plasmid pFE32 and the plasmid obtained was designated pFE33. For this, the aacCl gene was isolated from an agarose gel (30 minutes, 10 V / cm) in which the KpnI-restriction batch of plasmid pMS255 was separated (Becker, Gene 1995, 162: 37-39). The ligation was performed B with T4-DNA ligase. After electroporation of the ligation batch into DH5amcr strain, transformants were selected on PA 'agar (Sambrook, Molecular cloning, 2 nd edn, Cold Spring Harbor,
1989), který byl smíchán s 10 μg/ml gentamycinu (Sigma (Deisenhofen, Německo), Code no. G3632) . DNA z kolonií rezistentních vůči gentamycinu se izolovala pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid a úspěch klonování se ověřoval štěpením pomocí BamHI a KpnI a následným dělením v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm).1989), which was mixed with 10 µg / ml gentamycin (Sigma (Deisenhofen, Germany), Code no. G3632). DNA from gentamycin resistant colonies was isolated using the QIAprep Spin Plasmid kit and the cloning success was verified by digestion with BamHI and KpnI and subsequent separation in 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm).
Fragment ilvC:aacCl se vyštěpil z plazmidu pFE33 restrikcí Sphl (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu Sphl, Code no. 27-0951-01), dělil v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm) a izoloval pomocí kitu GLASSMAX™. Fragment se ligoval s plazmidem pMAK705, štěpeným Sphl, pomocí T4-DNA-ligázy, ligační násada se elektroporovala do kmene DH5ccmcr a transformanty se selektovaly pomocí inkubace na agaru PA+gentamycin 24 hodin při 30 °C. DNA z kolonií rezistentních vůči gentamycinu se izolovala pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid a úspěch klonování se dokázal štěpením pomocí Sphl a EcoRI v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm). Zkonstruovaný plazmid se nazval pDBl.The ilvC: aacCl fragment was excised from plasmid pFE33 by SphI restriction (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), product description Sphl, Code no. 27-0951-01), separated in 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm) ) and isolated using the GLASSMAX ™ kit. The fragment was ligated with plasmid pMAK705 digested with SphI by T4 DNA ligase, the ligation batch was electroporated into DH5ccmcr strain and transformants were selected by incubation on PA + gentamycin agar for 24 hours at 30 ° C. DNA from gentamycin resistant colonies was isolated using the QIAprep Spin Plasmid kit, and the cloning success was demonstrated by digestion with SphI and EcoRI in a 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm). The constructed plasmid was called pDB1.
Pomocí plamzidu pDBl se v kmenu E. coli K12 MG1655 vyměnil chromozomální gen ilvC za přerušený fragment ilvC:aacCl. Pro genovou výměnu se použila modifikovaná metoda podle Hamiltona et al. Plazmid pDBl se elektroporoval do kmene E. coli K12 MG1655 a potom se k selekci kointegrátů inkubovaly transformanty 24 hodin při 42 °C na LB-chloramfenikolovém agaru. Získané kolonie se k rozjednocování znovu inkubovaly nanesené na stejném médiu 24 hodin při 42 °C. Pro dezintegraci plazmidu se jednotlivé kolonie inkubovaly v 5 ml kapalného média LB 24 hodin při 42 °C a potom se rozetřela zřeďovací řada kapalného média na agar LB-chloramfenikol. Tato zřeďovací řada se inkubovala 24 hodin při 30 °C. Pro ošetření plazmidu se jednotlivé kolonie získané ze zřeďovací řady nanesly v 3 za sebou následujících nátěrech jednotlivých kolonií na agar LB vždy na 24 hodin při 42 °C. Pro kontrolu fenotypu se získané jednotlivé kolonie paralelně naočkovaly na agarové plotny s následujícími médii: médium E (Vogel, Journal of Biological Chemistry 1956, 218: 97-106) + glukóza (0,4%), médium E + glukóza (0,4%) (Sigma (Deisenhofen, Německo), Code no. G8270) + 50 μg/ml isoleuci19 • · ···· ·· ·· • · · . ♦ .» · · * · · · · · · · · nu (Sigma (Deisenhofen, Německo), Code no.17268), médium E + glukóza (0,4%) + 50 μρ ketoisovalerátu (ICN (Eschwege, Německo), Code no. 151395), médium E + glukóza (0,4%) + 50 μρ/ml isoleucinu + 50 μρ ketoisovalerátu, médium PA + gentamycin + médium LB + chloramfenikol. Tato média se inkubovala 48 hodin při 37 °C. Mezi 150 testovanými jednotlivými koloniemi se nacházela jedna, jejíž fenotyp indikoval výměnu chromozomálního genu ilvC za fragment ilvCiaacCl. Tento kmen se označil jako FE4.Using the plasmid pDB1, the chromosomal ilvC gene was replaced in the E. coli K12 MG1655 strain with an interrupted ilvC: aacCl fragment. A modified method of Hamilton et al. Plasmid pDB1 was electroporated into E. coli strain K12 MG1655 and then transformants were incubated for 24 hours at 42 ° C on LB-chloramphenicol agar for selection of cointegrates. The colonies obtained were re-incubated on the same medium for 24 hours at 42 ° C for unification. To disintegrate the plasmid, individual colonies were incubated in 5 ml of LB liquid medium for 24 hours at 42 ° C, and then the dilution series of the liquid medium was spread on LB-chloramphenicol agar. This dilution series was incubated at 30 ° C for 24 hours. For plasmid treatment, individual colonies obtained from the dilution series were plated in 3 consecutive coatings of individual colonies on LB agar for 24 hours at 42 ° C. For phenotype control, the individual colonies obtained were inoculated in parallel on agar plates with the following media: E medium (Vogel, Journal of Biological Chemistry 1956, 218: 97-106) + glucose (0.4%), E + glucose medium (0.4 %) (Sigma (Deisenhofen, Germany), Code no. G8270) + 50 μg / ml isoleucate19. Nu. »(* Sigma (Deisenhofen, Germany), Code no.17268), medium E + glucose (0.4%) + 50 μρ ketoisovalerate (ICN (Eschwege, Germany)) , Code no. 151395), E + glucose medium (0.4%) + 50 μρ / ml isoleucine + 50 μρ ketoisovalerate, PA + gentamycin + LB medium + chloramphenicol. These media were incubated at 37 ° C for 48 hours. Among the 150 individual colonies tested, there was one whose phenotype indicated replacement of the chromosomal ilvC gene for the ilvCiaacCl fragment. This strain was designated FE4.
2. Produkce dvojnásobného mutantu ilvC::aacCl panE::Tn52. Production of the double mutant ilvC :: aacCl panE :: Tn5
Kmen FE4 se nanesl do 5 ml kapalného média LB + lOmM MgSCL + 0,2% maltózy (Sigma (Deisenhofen, Německo), Code no. M5885) (LBMgMal) při 37 °C na optickou hustotu 0,5. Měření optické hustoty se uskutečnilo fotometrem Novaspec II Pharmacia (Freiburg, Německo) při vlnové délce 660 nm. 2 ml roztoku baktérií se odstřeďovalo 5 min pri 3000 ot./min (centrifuga Beckmann model J2-21, rotor JA-17). Po extrakci pelety pomocí 0,5 ml kapalného média LBMgMal se suspenze smíchala s 30 μΐ lyzátu λ::Tn5(Simon, Gene 1989, 80(1):161169), přibližně 108 bakteriofágů. Tento lyzát se izoloval z kmene E. coli K12 C600 (Appleyard, Genetics 1954, 39:440452), podle Hagemannovy metody (Gentechnologische.Arbeitsmethoden, Gustav Fischer Verlag, 1990: 14-18). Suspenze s lyzátem λ::Τη5 se inkubovala 45 minut při 30 °C. Po odstřeďování 5 minut při 3000 ot./min se peleta extrahovala do 10 ml PA + lOmM pyrofosfátu a inkubovala 3 hodiny při 37 °C. Roztok baktérií se rozetřel jako zřeďovací řada na médium Eagar + glukóza (0,4%) + 25 μρ/ml kanamycinu + 50 μρ/ml isoleucinu + 50 μρ/ml ketoisovalerátu + 50 μρ/ml pantotenátu a inkuboval 48 hodin při 37 °C. Jednotlivé kolonie se paralel20The FE4 strain was applied to 5 ml of liquid medium LB + 10mM MgSCL + 0.2% maltose (Sigma (Deisenhofen, Germany), Code no. M5885) (LBMgMal) at 37 ° C to an optical density of 0.5. Optical density measurements were made with a Novaspec II Pharmacia photometer (Freiburg, Germany) at a wavelength of 660 nm. 2 ml of the bacteria solution was centrifuged for 5 min at 3000 rpm (Beckmann model J2-21 centrifuge, JA-17 rotor). After extraction of the pellet with 0.5 ml of LBMgMal liquid medium, the suspension was mixed with 30 μΐ of λ :: Tn5 lysate (Simon, Gene 1989, 80 (1): 161169), approximately 10 8 bacteriophages. This lysate was isolated from E. coli strain K12 C600 (Appleyard, Genetics 1954, 39: 440452), according to the Hagemann method (Gentechnologische.Arbeitsmethoden, Gustav Fischer Verlag, 1990: 14-18). The λ :: Τη5 lysate suspension was incubated at 30 ° C for 45 minutes. After centrifugation for 5 minutes at 3000 rpm, the pellet was extracted into 10 ml of PA + 10 mM pyrophosphate and incubated for 3 hours at 37 ° C. The bacterial solution was spread as dilution series on Eagar + Glucose (0.4%) + 25 μρ / ml kanamycin + 50 μρ / ml isoleucine + 50 μρ / ml ketoisovalerate + 50 μρ / ml pantothenate and incubated for 48 hours at 37 ° C . Individual colonies with parallel20
J-H' 4·' • · · · • · • 9 9 9 9 9 ně naočkovaly na médium E-agar + glukóza (0,4%) + 25 pg/ml kanamycinu + 50 μς/πιΐ isoleucinu + 50 gg/ml ketoisovalerátu + 50 gg/ml pantotenátu a na médium agarE + glukóza (0,4 %) + 25 gg/ml kanamycinu + 50 μg/ml isoleucinu + 50 μς/ml ketoisovalerátu a 48 hodin inkubovaly při 37 °C. Mezi 14000 naočkovanými jednotlivými koloniemi se mohla identifikovat jedna kolonie, označená jako FE5, která rostla na médiu Eagar + glukóza (0,4%) + 25 μς/ml kanamycinu + 50 μς/ml isoleucinu + 50 μς/ml ketoisovalerátu + 50 μς/ml pantotenátu, nikoliv však na médiu E-agar + glukóza (0,4%) + 25 μς/ml kanamycinu + 50 μς/ml isoleucinu + 50 μς/ml ketoisovalerátu.9 9 9 9 9 were inoculated on E-agar + glucose (0.4%) + 25 pg / ml kanamycin + 50 μς / isoleucine + 50 gg / ml ketoisovalerate. + 50 gg / ml pantothenate and on agarE + glucose (0.4%) + 25 gg / ml kanamycin + 50 μg / ml isoleucine + 50 μς / ml ketoisovalerate and incubated at 37 ° C for 48 hours. Among the 14000 inoculated single colonies, one could be identified as one known as FE5 that grew on Eagar + glucose (0.4%) + 25 μς / ml kanamycin + 50 μς / ml isoleucine + 50 μς / ml ketoisovalerate + 50 μς / ml pantothenate but not on E-agar + glucose (0.4%) + 25 μς / ml kanamycin + 50 μς / ml isoleucine + 50 μς / ml ketoisovalerate.
3. Charakterizace kmenů FE4 a FE53. Characterization of FE4 and FE5 strains
Spolu s kmeny E. coli SJ2 (Jakowski, Genetic Stock Center, Yale University), který nese mutaci v genu panB, MW6 (Williams, Genetic Stock Center, Yale University), který nese mutaci v genu panC, a DV9 (Vallari, Journal of Bacteriology 1985, 164:136-142), který nese mutaci v genu panD, jakož i s divokým typem se kmeny FE4 a FE5 nanesly na různě doplněná základní média (média E-agar + glukóza (0,4%) + 50 μς/ml isoleucinu + 50 μg/ml ketoisovalerátu; při SJ2, DV9 a MW6 přídavně 50 μς/ml thiaminu) a inkubovaly 48 hodin při 37 °C. Jako přídavné suplementy se použily pantotenát (vápenatá sůl), ketopantoát (sodná sůl), β-alanin (Sigma (Deisenhofen, Německo), Code no. A7752) a pantoát (draselná sůl). Ketopantoát se připravil z ketopantolaktonu reakcí s ekvimolárními množstvími NaOH při 60 °C a následným odpařením. Ketopantolakton se syntetizoval podle Ojima et al. (Organic Synthesis 63, 18 (1985)). Pantoát se připravil z pantoyllaktonu (Sigma (Deisenhofen, Německo), Code no. P2625) podle metody od Primerana a Burnsa (Journal of Bacteriology 1983, 153: 2599 9 9 9Along with strains of E. coli SJ2 (Jakowski, Genetic Stock Center, Yale University) carrying a mutation in the panB gene, MW6 (Williams, Genetic Stock Center, Yale University) carrying a mutation in the panC gene, and DV9 (Vallari, Journal of Bacteriology 1985, 164: 136-142), which carries a mutation in the panD gene as well as the wild type, FE4 and FE5 strains were applied to various supplemented basal media (E-agar + glucose (0.4%) + 50 μς / ml of isoleucine + 50 μg / ml ketoisovalerate (at SJ2, DV9 and MW6 additionally 50 μς / ml thiamine) and incubated for 48 hours at 37 ° C. Pantothenate (calcium salt), ketopantoate (sodium salt), β-alanine (Sigma (Deisenhofen, Germany), Code no. A7752) and pantoate (potassium salt) were used as additional supplements. Ketopantoate was prepared from ketopantolactone by reaction with equimolar amounts of NaOH at 60 ° C and subsequent evaporation. Ketopantolactone was synthesized according to Ojim et al. (Organic Synthesis 63: 18 (1985)). The pantoate was prepared from pantoyllactone (Sigma (Deisenhofen, Germany), Code no. P2625) according to the method of Primeran and Burns (Journal of Bacteriology 1983, 153: 2599).
9999 99 999999 98 99
269). Výsledek testu růstu (tabulka 1) ukázal, že kmen FE4 rostl na všech různě doplněných základních médiích. Kmen FE5 rostl jenom na médiích, které byly doplněny buď pantotenátem, nebo pantoátem, nikoliv však na základních médiích, která byla smíchána s ketopantoátem.269). The growth test result (Table 1) showed that the FE4 strain grew on all differently supplemented basal media. The FE5 strain grew only on media supplemented with either pantothenate or pantoate, but not on the basic media that was mixed with ketopantoate.
Tabulka 1Table 1
+ = růst+ = growth
- = žádný růst- = no growth
Příklad 2Example 2
Izolace genu panE Escherichia coli K12 kmene W1485Isolation of the panE gene of Escherichia coli K12 strain W1485
99 999 ····99,999 ····
9999
9 9 99 9 9
9 9 99 9 9
9 9 99 9 9
9 9 99 9 9
9999
Do kmene FE5 se elektroporovala genomová knihovna (Genomic Library) E. coli K12 W1485 MATCHMAKER (CLONTECH (Heidelberg, Nemecko), Cat. no XL4001AB). Genomová knihovna (Genomic Library) E. coli K12 MATCHMAKER obsahuje chromozomální DNA E. coli K12 W1485 jako inzerty o průměrné velikosti 1,0 kbp v plazmidu pGADlO, velikost jednotlivých inzertů se přitom mění od 0,5 do 3,0 kbp (CLONTECH (Heidelberg, Německo) ). Selekce transformantů se provedla rozetřením na médium E-agar + glukóza (0,4%) + 100 pg/ml ampicilinu + 50 μg/ml isoleucinu + 50 μg/ml ketoisovalerátu. Z 20 získaných kolonií se pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid izolovala plazmidová DNA. Štěpením plazmidové DNA pomocí EcoRI a následným dělením v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm) se ukázalo, že při plazmidech se jednalo o 20 vektorů pGADlO s rozdílně velkými inzerty. Sekvencování (IIT Biotech (Bíelefeld, Německo)) inzertů ukázalo srovnáním homologie pomocí programu BLAST (Altschul, Journal of Molecular Biology 1990,E. coli K12 W1485 MATCHMAKER (CLONTECH (Heidelberg, Germany), Cat. No XL4001AB) was electroporated into the FE5 strain. The E. coli K12 MATCHMAKER genomic library contains E. coli K12 W1485 chromosomal DNA as inserts with an average size of 1.0 kbp in plasmid pGAD10, the size of the individual inserts varying from 0.5 to 3.0 kbp (CLONTECH ( Heidelberg, Germany)). Transformant selection was performed by spreading on E-agar + glucose (0.4%) + 100 µg / ml ampicillin + 50 µg / ml isoleucine + 50 µg / ml ketoisovalerate. Plasmid DNA was isolated from the 20 colonies obtained using the QIAprep Spin Plasmid kit. Digestion of the plasmid DNA with EcoRI and subsequent separation in a 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm) showed that the plasmids were 20 pGAD10 vectors with different sized inserts. Sequencing (IIT Biotech (Bíelefeld, Germany)) of the inserts showed a comparison of homology with the BLAST program (Altschul, Journal of Molecular Biology 1990,
215: 403-410), že inzerty obsahovaly v 7 případech úplný gen ilvC a v 13 případech otevřený čtecí rastr, který byl označen jako „podobný na Salmonella typhimurium apbA (EMBLGenBank: přírůstkové číslo U82664). Tento otevřený čtecí rastr se jako označil panE.215: 403-410) that the inserts contained the complete ilvC gene in 7 cases and an open reading grid in 13 cases, which was labeled "similar to Salmonella typhimurium apbA (EMBLGenBank: U82664 accession number)." This open reading grid was designated panE.
Příklad 3Example 3
Nadměrná exprese genu ilvC E. coli v kmenu E. coli K12 MG1655E. coli ilvC gene overexpression in E. coli strain K12 MG1655
Pro nadměrnou expresi genu ilvC se použil plazmid pFE32 (viz příklad 1). Kódující oblast genu ilvC je v plazmidu pFE32 pod kontrolou promotoru tet kódovaného plazmidem pBR322. Plazmid pFE32 se elektroporoval do kmene E. coli K12 MG1655 a transformanty se po následné inkubaci během 24 ·· · 4 « 4 ··♦♦ • · 4 4 4 4 ···· · 4 4 · • * * · · · 4 • · · 4 4 4 ··· 44 44 hodin při 37 °C selektovaly na agaru LB, který byl smíchán se 100 pg/ml ampicilinu. Získaný kmen se označil jako MG1655/pFE32.The plasmid pFE32 was used for overexpression of the ilvC gene (see Example 1). The coding region of the ilvC gene is under the control of the tet promoter encoded by plasmid pBR322 in plasmid pFE32. The plasmid pFE32 was electroporated into E. coli strain K12 MG1655 and the transformants were incubated for 24 hours after incubation for 24 hours. 44 44 at 37 ° C were selected on LB agar mixed with 100 µg / ml ampicillin. The strain obtained was designated MG1655 / pFE32.
Příklad 4Example 4
Nadměrná exprese genu pan E E. coli v kmenu MG1655 E. coli K12E. coli pan E gene overexpression in E. coli K12 MG1655 strain
Vycházeje z nukleotidové sekvence pro gen panE v E. coli K12 MG1655 se syntetizovaly primery PCR (MWG Biotech (Ebersberg, Nemecko)). Fragment DNA o velikosti přibližně 1000 bp se mohl amplifíkovat pomocí těchto primerů za standardní metody PCR z chromozomální DNA E. coli K12 MG1655. Chromozomální DNA E. coli K12 MG1655 použitá pro PCR se izolovala pomocí kitu NucleoSpin C + T. Velikost se stanovila dělením gelovou elektroforézou (30 minut, 10 V/cm) v 0,8% agarózovém gelu.Starting from the nucleotide sequence for the panE gene in E. coli K12 MG1655, PCR primers (MWG Biotech (Ebersberg, Germany)) were synthesized. A DNA fragment of approximately 1000 bp could be amplified using these primers using standard PCR methods from E. coli K12 MG1655 chromosomal DNA. The E. coli K12 MG1655 chromosomal DNA used for PCR was isolated using a NucleoSpin C + T kit. Size was determined by gel electrophoresis (30 minutes, 10 V / cm) in a 0.8% agarose gel.
Primer PCR pro gen panE z E. coli·.PCR primer for E. coli panE gene.
panEl 5'- AGGAGGACAATGAAAATTAC -3' panE2 5'-TCAGTCTCTTCACTACCAGG -3'panEl 5'- AGGAGGACAATGAAAATTAC -3 'panE2 5'-TCAGTCTCTTCACTACCAGG -3'
Produkt PCR genu panE se transformoval do plazmidu pCR®2.1 a do kmene E. coli TOP10F' (Invitrogen (Leek, Holandsko), popis produktu Originál TA Cloning® Kit, Cat. no. KNM2030-01). Úspěch klonování se dokázal štěpením DNA plazmidu pCR®2.1panE restrikčními enzymy EcoRI a HincII (Pharmacia Biotech (Freiburg, Nemecko), popis produktu HincII, Code no. 27-0858-01). K tomu se izolovala plazmidová DNAThe panE PCR product was transformed into plasmid pCR®2.1 and into E. coli strain TOP10F '(Invitrogen (Leek, The Netherlands), Product Description Original TA Cloning® Kit, Cat. No. KNM2030-01). The success of cloning was demonstrated by digestion of plasmid pCR®2.1panE with the restriction enzymes EcoRI and HincII (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), product description HincII, Code no. 27-0858-01). To this end, plasmid DNA was isolated
99999999
9 99 9 ♦9 99 9
· · • · * 99* 99
9 9 • 9 ·9 9 • 9 ·
999999
9999
9 9 9 • · · · • 9 9 99 9 9
9 9 9 '99 pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid a po štěpení v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm) se dělila.It was separated using a QIAprep Spin Plasmid kit and after digestion in a 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm).
Pro izolaci genu panE z plazmidu pCR®2.1panE se izolovaná plazmidová DNA štěpila enzymem EcoRI, štěpná násada se dělila v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm) a fragment panE 1,0 kbp se izoloval pomocí kitu GLASSMAX™. Izolovaný fragment panE se ligoval s plazmidem pKK223-3, rovněž štěpeným EcoRI, pomocí T4-DNA-ligázy a kmen E. coli DH5amcr se elektroporoval s ligacní násadou. Selekce buněk nesoucích plazmid se prováděla rozetřením elektroporační násady na agar LB, který byl smíchán se 100 gg/ml ampicilinu a následnou inkubací 24 hodin při 37 °C. Hledaný plazmid se mohl po izolaci DNA a kontrolním štěpení, při následné gelové elektroforéze v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm), pomocí enzýmů EcoRI a HincII identifikovat v jednom klonu a označil se jako pFE65.To isolate the panE gene from plasmid pCR®2.1panE, the isolated plasmid DNA was digested with EcoRI, the digestion was resolved in a 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm), and the 1.0 kbp panE fragment was isolated using the GLASSMAX kit. ™. The isolated panE fragment was ligated with plasmid pKK223-3, also digested with EcoRI, with T4 DNA ligase and the E. coli strain DH5amcr was electroporated with the ligation batch. Selection of plasmid-bearing cells was performed by spreading the electroporation batch on LB agar, which was mixed with 100 gg / ml ampicillin and incubated for 24 hours at 37 ° C. The plasmid of interest could be identified in a single clone after DNA isolation and control digestion, followed by 0.8% agarose gel electrophoresis (30 minutes, 10 V / cm) in one clone and designated pFE65.
Kódující oblast genu panE je v plazmidu pFE65 pod kontrolou promotoru tac kódovaného plazmidem pKK223-3. Plazmid pFE65 se elektroporoval do kmene E. coli K12 MG1655 a transformanty se po následné inkubaci během 24 hodin při 37 °C selektovaly na agaru LB, který byl smíchán se 100 μg/ml ampicilinu. Získaný kmen se označil jako E. coli K12 MG1655/pFE65.The coding region of the panE gene is under the control of the tac promoter encoded by plasmid pKK223-3 in plasmid pFE65. Plasmid pFE65 was electroporated into E. coli strain K12 MG1655 and transformants were selected after incubation for 24 hours at 37 ° C on LB agar mixed with 100 µg / ml ampicillin. The strain obtained was designated E. coli K12 MG1655 / pFE65.
Příklad 5Example 5
Nadměrná exprese genu panE E. coli spolu s panB, panC a panD E. coli v kmenu MG1655 E. coli K12E. coli panE gene overexpression along with E. coli panB, panC and panD in E. coli K16 MG1655 strain
Vycházeje z nukleotidové sekvence pro gen panB, gen panC a gen panD v E. coli K12 MG1655 (EMBL-GenBank: pří25 ·♦·· *· ···· • · · • · · · · • · · ♦ »··· ··Starting from the nucleotide sequence for the panB gene, panC gene, and panD gene in E. coli K12 MG1655 (EMBL-GenBank: ex25). EM · · · EM EM EM EM EM EM · ··
Μ ··· ·· ·· * 9 9 9 • · · · • · 9 99 ··· ·· ·· * 9 9 9
9 9 99 9 9
9 99 růstkové číslo L17086) se syntetizovaly primery PCR (MWG Biotech (Ebersberg, Německo)). Pomocí primerů panB se mohl z chromozomální DNA E. coli K12 MG1655 amplifikovat fragment DNA o velikosti přibližně 800 bp, pomocí primerů panD fragment DNA o velikosti přibližně 400 bp za standardní metody PCR. Pomocí primerů panC se mohl z chromozomální DNA E. coli K12 MG1655 amplifikovat fragment DNA o velikosti přibližně 850 bp modifikovanou standardní metodou PCR. Taq-polymeráza se nahradila Pfu-polymerázou a podmínky tlumení v násadě PCR se příslušně modifikovaly (STRATAGENE (Heidelberg, Německo), popis produktu Pfu-polymeráza, Code no. 600135). Chromozomální DNA E. coli K12 MG1655, použitá pro PCR, se izolovala pomocí kitu NucleoSpin C + T. Velikost všech amplifikátů se stanovila dělením gelovou elektroforézou (30 minut, 10 V/cm) v 0,8% agarózovém gelu.PCR primers (MWG Biotech (Ebersberg, Germany)) were synthesized. Using a panB primer, a DNA fragment of approximately 800 bp could be amplified from chromosomal E. coli K12 MG1655, using a panD primer of a DNA fragment of approximately 400 bp using a standard PCR method. Using a panC primer, a DNA fragment of approximately 850 bp in size could be amplified from the chromosomal DNA of E. coli K12 MG1655 by a modified standard PCR method. Taq-polymerase was replaced with Pfu-polymerase and the damping conditions in the PCR batch were modified accordingly (STRATAGENE (Heidelberg, Germany), product description Pfu-polymerase, Code no. 600135). The E. coli K12 MG1655 chromosomal DNA used for PCR was isolated using the NucleoSpin C + T kit. The size of all amplifications was determined by gel electrophoresis (30 minutes, 10 V / cm) in a 0.8% agarose gel.
9999 • 9 9 9 9 9 * 9 99999 • 9 9 9 9 9
9 9 99 •9 99 9 99
9 99 9
9· 9 99 ·· 99 ♦ *9 99 · 9 99 ·· 99 ♦ * 9 9
9 9 99 9 9
9 9 9 99
9 9 99 9 9
9 999 99
Produkt PCR genu panB se transformoval do plazmidu pCR®2.1 a do kmene TOPIOF' (Invitrogen (Leek, Holandsko). Úspěch klonování produktu PCR panB se dokázal štěpením DNA plazmidu pCR® 2.1panB restrikčními enzymy EcoRI, EcoRV (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu EcoRV, Code no. 27-0934-01) a PvuII (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu PvuII, Code no. 27-096001). K tomu se izolovala plazmidová DNA pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid a po štěpení v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, lOV/cm) se dělila. Produkt PCR genu panD se transformoval do plazmidu pCR®2.1 a do kmene TOPIOF' (Invitrogen (Leek, Holandsko) . Úspěch klonování produktu PCR panD se dokázal štěpením DNA plazmidu pCR® 2.lpanD restrikčními enzymy EcoRI, EcoRV a HincII. K tomu se izolovala plazmidová DNA pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid a po štěpení v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, lOV/cm) se dělila. Produkt PCR genu panC se elektroporoval do plazmidu pUCl9 (Viera, Gene 1982 19:259268) a do kmene E. coli DH5amcr. Úspěch klonování produktu PCR panC se dokázal štěpením DNA plazmidu pUC19panC restrikčními enzymy EcoRI, HindlII a Sáli (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu Sáli, Code no. 27-0882-01). K tomu se izolovala plazmidová DNA pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid a po štěpení v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm) se dělila. Zkonstruovaný plazmid se nazval pFE60.The panB PCR product was transformed into the pCR®2.1 plasmid and the TOPIOF 'strain (Invitrogen (Leek, The Netherlands). The successful cloning of the panB PCR product was demonstrated by digestion of the pCR® 2.1panB plasmid DNA with EcoRI, EcoRV restriction enzymes (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany) ), product description EcoRV, Code no. 27-0934-01) and PvuII (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), product description PvuII, Code no. 27-096001) To this end, plasmid DNA was isolated using the QIAprep Spin Plasmid kit and The panD PCR product was transformed into the plasmid pCR®2.1 and the TOPIOF 'strain (Invitrogen (Leek, The Netherlands). The success of cloning the panD PCR product was determined by digestion in a 0.8% agarose gel (30 minutes, 10OV / cm). The plasmid DNA was isolated using the QIAprep Spin Plasmid kit and cut after digestion in a 0.8% agarose gel (30 minutes, 10OV / cm). The panC gene PCR was electroporated into plasmid pUC19 ( Viera, Gene 1982 19: 259268) and into E. coli strain DH5amcr. The success of cloning the panC PCR product was demonstrated by digesting the plasmid pUC19panC DNA with the restriction enzymes EcoRI, HindIII and SalI (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), SalI product description, Code no. 27-0882-01). To this end, plasmid DNA was isolated using the QIAprep Spin Plasmid kit and separated after digestion in a 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm). The constructed plasmid was called pFE60.
Pro izolaci genu panB z plazmidu pCR®2.1panB se izolovaná plazmidová DNA štěpila enzýmem EcoRI, štěpná násada se dělila v 0,8% agarózovém gelu (30 minút, lOV/cm) a fragment panB 800 bp se izoloval pomocí kitu GLASSMAX™. Izolovaný fragment panB se pomocí T4-DNA-ligázy ligoval s plazmidem pKK223-3, rovněž štěpeným EcoRI, a kmen E. coli DH5amcr se elektroporoval s lígační násadou. Selekce buněk nesoucích plazmid se prováděla rozetřením elektroporační násady na ····To isolate the panB gene from plasmid pCR®2.1panB, the isolated plasmid DNA was digested with EcoRI, the digestion was resolved in a 0.8% agarose gel (30 minutes, 10OV / cm), and the panB fragment of 800 bp was isolated using the GLASSMAX ™ kit. The isolated panB fragment was ligated with plasmid pKK223-3, also digested with EcoRI, with T4 DNA ligase, and the E. coli strain DH5amcr was electroporated with a ligation batch. Selection of the plasmid-bearing cells was performed by spreading the electroporation batch onto ····
4* 44··4 * 44 ··
4·4· ··4 · 4 · ··
4 ·4 ·
4 · · ·4 · · ·
4 44 4
4 · ··· ·· ·· · · ·4 · ··· ·· ·· · · ·
4 4 44 4 4
4 · 4 44 4
4 · · ·· agar LB, který byl smíchán se 100 Bg/ml ampicilinu, a následnou inkubací 24 hodin při 37 °C. Hledaný plazmid se mohl po izolaci DNA a kontrolním štěpení, při následné gelové elektroforéze v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm), restrikčními enzymy EcoRI, EcoRV a PvuII identifikovat v jednom klonu a označil se jako pFE40. Kódující oblast genu panB je v plazmidu pFE40 pod kontrolou tac-promotoru kódovaného plazmidem pKK223-3.LB agar, which was mixed with 100 Bg / ml ampicillin, followed by incubation for 24 hours at 37 ° C. The plasmid of interest could be identified in a single clone after DNA isolation and control digestion, followed by 0.8% agarose gel electrophoresis (30 minutes, 10 V / cm) in one clone and designated pFE40. The coding region of the panB gene is under the control of the tac promoter encoded by plasmid pKK223-3 in plasmid pFE40.
Pro izolaci genu panD z plazmidu pCR®2.1panD se izolovaná plazmidová DNA štěpila enzymem EcoRI, štěpná násada se dělila v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, lOV/cm) a fragment panD 400 bp se izoloval pomocí kitu GLASSMAX™. Izolovaný fragment panD se pomocí T4-DNA-ligázy ligoval s plazmidem pKK223-3, rovněž štěpeným EcoRI, a kmen E. coli DHóamcr se elektroporoval s ligační násadou. Selekce buněk nesoucích plazmid se prováděla rozetřením elektroporační násady na agar LB, který byl smíchán se 100 pg/ml ampicilinu a ná* slednou inkubací 24 hodin při 37 °C. Hledaný plazmid se mohl po izolaci DNA a kontrolním štěpení, při následné gelové elektroforéze v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm) identifikovat v jednom klonu restrikčními enzymy EcoRI, EcoRV a HincII a označil se jako pFE50. Kódující oblast genu panD je v plazmidu pFE50 pod kontrolou tac-promotoru kódovaného plazmidem pKK223-3.To isolate the panD gene from plasmid pCR®2.1panD, the isolated plasmid DNA was digested with EcoRI, the digestion was resolved in a 0.8% agarose gel (30 minutes, 10OV / cm), and the 400 bp panD fragment was isolated using the GLASSMAX ™ kit. The isolated panD fragment was ligated with plasmid pKK223-3, also digested with EcoRI, with T4 DNA ligase, and the E. coli DH5amcr strain was electroporated with the ligation batch. Selection of plasmid-bearing cells was performed by spreading the electroporation batch on LB agar, which was mixed with 100 µg / ml ampicillin and then incubated for 24 hours at 37 ° C. The plasmid of interest could be identified in one clone by restriction enzymes EcoRI, EcoRV and HincII after DNA isolation and control digestion, followed by 0.8% agarose gel electrophoresis (30 minutes, 10 V / cm) and designated pFE50. The coding region of the panD gene is under the control of the tac promoter encoded by plasmid pKK223-3 in plasmid pFE50.
Gen panC se štěpením pomocí HindlII-Smal (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu Smál, Code no. 27-0942-01) izoloval z plazmidu pFE60, k tomu sa štěpná násada dělila v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm) a fragment panB 850 bp se izoloval pomocí kitu GLASSMAX™. Izolovaný fragment panC se pomocí T4-DNA-ligázy ligoval s plazmidem pFE50, rovněž štěpeným HindlII a Smál, a kmen E.The panC gene with HindIII-SmaI digest (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), product description SmaI, Code no. 27-0942-01) was isolated from plasmid pFE60, for which the digestion batch was separated in a 0.8% agarose gel (30). minutes, 10 V / cm) and a 850 bp panB fragment was isolated using the GLASSMAX ™ kit. The isolated panC fragment was ligated with plasmid pFE50, also digested with HindIII and SmaI, and strain E by T4 DNA ligase.
*9 9999 •9 9999* 9,999 • 9,999
*9 99 • 9 9 9 • 9 9 99 9 • 9 9 9 • 9 9 9
9 ·· coli DH5amcr se elektroporoval s ligační násadou. Selekce buněk nesoucích plazmid se prováděla rozetřením elektroporační násady na agar LB, který byl smíchán se 100 gg/ml ampicilinu a následnou inkubací 24 hodin při 37 °C. Hledaný plazmid se mohl po izolaci DNA a kontrolním štěpení, při následné gelové elektroforéze v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm) identifikovat v jednom klonu restrikčními enzymy EcoRI, EcoRV, Smál, HindlII a HincII a označil se jako pFE52. Kódující oblasti genu panD a genu panC jsou v plazmidu pFE52 pod kontrolou tac-promotoru kódovaného plazmídem pKK223-3 a tvoří jeden operon.9 ·· coli DH5amcr was electroporated with a ligation handpiece. Selection of plasmid-bearing cells was performed by spreading the electroporation batch on LB agar, which was mixed with 100 gg / ml ampicillin and incubated for 24 hours at 37 ° C. The plasmid of interest was identified by restriction enzymes EcoRI, EcoRV, SmaI, HindIII and HincII in a single clone after DNA isolation and control digestion, followed by 0.8% agarose gel electrophoresis (30 minutes, 10 V / cm) and designated as pFE52. The coding regions of the panD gene and the panC gene are under the control of the tac promoter encoded by plasmid pKK223-3 in plasmid pFE52 and form a single operon.
Do místa střihu EcoRI následujícím po tac-promotoru plazmidu pFE52 se klonoval gen panB a získaný plazmid se označil pFE70. Gen panB se k tomu izoloval z agarózového gelu (30 minut, 10 V/cm), ve kterém se dělila EcoRIrestrikční násada plazmidu pFE40. Ligace se prováděla pomocí T4-DNA-ligázy. Po eletroporaci ligační násady do kmene SJ2 se transformanty selektovaly na agarovém médiu E, které bylo smícháno s 0,4% glukózy, 100 gg/ml thiaminu a 100 μg/ml ampicilinu. DNA z kolonií rezistentních vůči ampicilinu se izolovala pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid a úspěch klonování se ověřoval štěpením pomocí EcoRI, EcoRV, Smál, HindlII a HincII a následným dělením v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm). Kódující oblasti genu panB, genu panD a genu panC jsou v plazmidu pFE70 pod kontrolou tac-promotoru kódovaného plazmídem pKK223-3 a tvoří jeden operon.The panB gene was cloned into the EcoRI splice site following the tac promoter of plasmid pFE52 and the plasmid obtained was designated pFE70. For this, the panB gene was isolated from an agarose gel (30 minutes, 10 V / cm) in which the EcoRI restriction batch of plasmid pFE40 was separated. Ligation was performed with T4 DNA ligase. After electroporation of the ligation batch into strain SJ2, transformants were selected on agar medium E, which was mixed with 0.4% glucose, 100 gg / ml thiamine and 100 µg / ml ampicillin. DNA from ampicillin resistant colonies was isolated using the QIAprep Spin Plasmid kit and the cloning success was verified by digestion with EcoRI, EcoRV, SmaI, HindIII and HincII and subsequent separation in 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm). The coding regions of the panB gene, the panD gene, and the panC gene are under the control of the tac promoter encoded by plasmid pKK223-3 in the plasmid pFE70 and form a single operon.
Gen panE se štěpením pomocí HindlII-Sphl (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu Sphl, Code no. 27-0951-01) izoloval z plazmidu pFE65, k tomu se štěpná násada dělila v 0,8% agarózovém gélu (30 minut, 10 V/cm) a fragment panE se izoloval pomocí kitu GLASSMAX™. IzolovanýThe panE gene with HindIII-SphI digest (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), product description Sphl, Code no. 27-0951-01) was isolated from plasmid pFE65, for which the digestion batch was separated in a 0.8% agarose gel (30). minutes, 10 V / cm) and the panE fragment was isolated using the GLASSMAX ™ kit. Isolated
• 9 ♦· • 9 · 9 • 9 · 9• 9 • 9 • 9 • 9 · 9
9 9 9 • 9 9 >9 9 9 •
»·9 99 fragment panE se pomocí T4-DNA-ligázy ligoval s plazmidem pFE70, rovněž štěpeným HindlII a částečně Sphl, a kmen FE5 se elektroporoval s ligační násadou. Selekce buněk nesoucích plazmid se prováděla rozetřením elektroporační násady na médiumE-agar + glukóza (0,4%) + 50 μς/ιηΐ isoleucinu + 50 gg/ml ketoisovalerátu, který byl smíchán se 100 μς/ιηΐ ampicilinu a následnou inkubací 48 hodin při 37 °C. Hledaný plazmid se mohl po izolaci DNA a kontrolním štěpení, pří následné gelové elektroforéze v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm), identifikovat v jednom klonu restrikčními enzymy EcoRI, EcoRV, Sphl, HindlII a HincII a označil se jako pFE80. Kódující oblasti genu panB, genu panD, genu panC a genu pan E jsou v plazmidu pFE80 pod kontrolou tac-promotoru kódovaného plazmidem pKK223-3 a tvoří jeden operon.The panE fragment was ligated with TFE DNA ligase to plasmid pFE70, also digested with HindIII and partially SphI, and the FE5 strain was electroporated with the ligation batch. Selection of plasmid-bearing cells was performed by spreading the electroporation batch onto E-agar + glucose (0.4%) + 50 µg / ml isoleucine + 50 gg / ml ketoisovalerate, which was mixed with 100 µg / ml ampicillin followed by incubation for 48 hours at 37 ° C. Deň: 32 ° C. The plasmid of interest was identified by restriction enzymes EcoRI, EcoRV, SphI, HindIII and HincII in one clone after DNA isolation and control digestion, followed by 0.8% agarose gel electrophoresis (30 minutes, 10 V / cm). as pFE80. The coding regions of the panB gene, panD gene, panC gene, and pan E gene are under the control of the tac promoter encoded by plasmid pKK223-3 in plasmid pFE80 and form a single operon.
Plazmid pFE80 se elektroporoval do kmene E. coli K12 MG1655 a transformanty sa selektovaly na agaru LB, který byl smíchán se 100 μς/ιηΐ ampicilinu, a následnou inkubací 24 hodin při 37 °C. Získaný kmen se označil jako MG1655/pFE80.Plasmid pFE80 was electroporated into E. coli strain K12 MG1655 and transformants were selected on LB agar mixed with 100 μς / ηΐ ampicillin, followed by incubation at 37 ° C for 24 hours. The strain obtained was designated MG1655 / pFE80.
Příklad 6Example 6
Nadměrná exprese genu panE E. coli spolu s panB, panC a panD E. coli v mutantu E. coli K12 MG1655, rezistentním vůči valinuE. coli panE gene overexpression along with E. coli panB, panC and panD in a valine-resistant E. coli K12 MG1655 mutant
Kmen E. coli K12 MG1655 se nanesl na médiumE-agar, který byl smíchán s 0,4 % glukózy a 100 μg/ml valinu (Sigma, Deisenhofen, Německo), V0258). Po 48 hodinách inkubace při 37 °C se mohla izolovat jedna kolonie. Tento kmen se označil jako FE6. Plazmid pFE80 se elektroporoval do kmene FE6 a transformanty se selektovaly na agaru LB, který byl ·* ··*· ···· «·The E. coli strain K12 MG1655 was plated on E-agar medium, which was mixed with 0.4% glucose and 100 µg / ml valine (Sigma, Deisenhofen, Germany), V0258). After 48 hours incubation at 37 ° C, one colony could be isolated. This strain was designated FE6. Plasmid pFE80 was electroporated into strain FE6 and transformants were selected on LB agar which was < Desc / Clms Page number 3 >
9999 · 9 • 9 9999999 · 9 • 9,999
9 9 99 9 9
9 99 9
999999
99 k 9 9 9 » 9 9 9 » 9 9 9 » · · · ·· ·· smíchán se 100 μς/ml ampicilinu, a následnou inkubací 24 hodin při 37 °C. Získaný kmen se označil jako FE6/pFE80.Mixed with 100 μς / ml ampicillin, followed by incubation for 24 hours at 37 ° C. The strain obtained was designated FE6 / pFE80.
Příklad 7Example 7
Nadměrná exprese genu panE E. coli spolu s panB, panC a panD E. coli v mutantu avtA::aadB E. coli K12 MG1655E. coli panE gene overexpression along with E. coli panB, panC and panD in E. coli avtA :: aadB mutant K12 MG1655
Vycházeje z nukleotidové sekvence pro gen avtA (EMBLGenBank: přírůstkové číslo Y00490) v E. coli K12 MG1655 se syntetizovaly primery PCR (MWG Biotech (Ebersberg, Německo) ). Pomocí těchto primerů se mohl standardní metodou PCR z chromozomální DNA E. coli K12 MG1655 amplifikovat fragment DNA o velikosti přibližně 1,6 kbp. Velikost se stanovila dělením gelovou elektroforézou (30 minut, 10 V/cm) v 0,8% agarózovém gelu.Starting from the nucleotide sequence for the avtA gene (EMBLGenBank: accession number Y00490) in E. coli K12 MG1655, PCR primers were synthesized (MWG Biotech (Ebersberg, Germany)). Using these primers, a DNA fragment of approximately 1.6 kbp could be amplified by standard PCR from E. coli K12 MG1655 chromosomal DNA. Size was determined by gel electrophoresis (30 min, 10 V / cm) in a 0.8% agarose gel.
Primer PCR pro gen avtA E. coli:PCR primer for E. coli avtA gene:
avtAl 5'- TGCTCTCTCTCAACGCCGAA -3' avtA2 5'-GAAGCCGCCAACCAGGATAA -3'avtA 5'- TGCTCTCTCTCAACGCCGAA -3 'avtA2 5'-GAAGCCGCCAACCAGGATAA -3'
Produkt PCR genu avtA se transformoval do plazmidu pCR®2.1 a do kmene TOP10F' (Invitrogen (Leek, Holandsko). Úspěch klonování se dokázal štěpením DNA plazmidu pCR®2.1avtA restrikčními enzymy EcoRI a Smál. K tomu se izolovala plazmidová DNA pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid a po štěpení v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm) se dělila. Do místa střihu Smál plazmidu pCR®2.1avtA se klonoval gen aadB a získaný plazmid se nazval pFE23. Gen aadB se k tomu izoloval z agarózového gelu (30 minut, 10 V/cm), ve kterém se dělila restrikční násada Smál plazmidu ρΗΡ45Ω * · '· · • · · · · · · · · ···· ·♦ ·· ··· 0· (EMBL-GenBank: přírůstkové č. K02163). Ligace se prováděla pomocí T4-DNA-ligázy. Po elektroporaci ligační násady do kmene DH5amcr se transformanty selektovaly na agaru PA, který byl smíchán s 20 μς/πιΐ streptomycinu (Sigma, Deisenhofen, Německo), Code no. S6501). DNA z kolonií rezistentních vůči streptomycinu se izolovala pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid a úspěch klonování se ověřil štěpením pomocí EcoRI a Sphl a následným dělením v 0,8% agarózovém gélu (30 minut,The avtA gene PCR product was transformed into plasmid pCR®2.1 and TOP10F 'strain (Invitrogen (Leek, The Netherlands). The success of cloning was demonstrated by digestion of the plasmid pCR®2.1avtA with the restriction enzymes EcoRI and SmaI. The plasmid Spin and after digestion in a 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm) were separated, the aadB gene was cloned into the SmaI site of the plasmid pCR®2.1avtA, and the obtained plasmid was named pFE23. from an agarose gel (30 minutes, 10 V / cm) in which the restriction batch was separated SmaI of plasmid ρΗΡ45Ω () · · · · · · · · · · · · · · · · · EMBL-GenBank: Accession No. K02163) Ligation was performed with T4 DNA ligase After electroporation of the ligation batch into DH5amcr strain, transformants were selected on PA agar mixed with 20 μς / π streptomycin (Sigma, Deisenhofen, Germany) , Code No. S6501). DNA from streptomycin-resistant colonies was isolated using the QIAprep Spin Plasmid kit and the cloning success was verified by digestion with EcoRI and SphI followed by separation in a 0.8% agarose gel (30 minutes,
V/cm).V / cm).
Fragment avtA::aadB se vyštěpil z plazmidu pFE23 restrikcí EcoRI, dělil 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm) a izoloval pomocí kitu GLASSMAX™. Fragment se ligoval s plazmidem pMAK705, částečně štěpeným EcoRI, pomocí T4-DNAligázy, ligační násada se elektroporovala do kmene DH5amcr a transformanty se selektovaly pomocí inkubace na agaru LB + μg/ml streptomycinu + 25 μg/ml chloramfenikolu 24 hodin při 30 °C. DNA z kolonií rezistentních vůči streptomycinu a chloramfenikolu se izolovala pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid a úspěch klonován se dokázal štěpením pomocí Sphl a EcoRI v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm). Zkonstruovaný plazmid se nazval pFE24.The avtA :: aadB fragment was excised from plasmid pFE23 by restriction with EcoRI, resolved with a 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm) and isolated using the GLASSMAX ™ kit. The fragment was ligated with plasmid pMAK705, partially digested with EcoRI, with T4-DNA ligase, the ligation batch was electroporated into DH5amcr strain and transformants were selected by incubation on LB agar + µg / ml streptomycin + 25 µg / ml chloramphenicol for 24 hours at 30 ° C. DNA from streptomycin and chloramphenicol resistant colonies was isolated using the QIAprep Spin Plasmid kit, and success was cloned by digestion with SphI and EcoRI in a 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm). The constructed plasmid was called pFE24.
Pomocí plazmidu pFE24 se v kmenu E. coli K12 MG1655 vyměnil chromozomální gen avtA za alelu avtA::aadB. Pro genovou výměnu se použila modifikovaná metoda podle Hamiltona et al. Plazmid pFE24 se elektroporoval do kmene E. coli K12 MG1655 a potom se transformanty kvůli selekci kointegrátů inkubovaly 24 hodin při 42 °C na agaru LB-chloramfenikol. Získané kolonie se pro rozjednocování znovu inkubovaly nanesené' na stejném médiu 24 hodin při 42 °C. Pro dezintegraci plazmidu se jednotlivé kolonie inkubovaly v 5 ml kapalného média LB 24 hodin při 42 °C a potom se rozetřela zřeďovací • · · · · · ·· řada kapalného média na agar LB-chloramfenikol. Tato zřeďovací řada se inkubovala 24 hodin při 30 °C. Pro ošetření plazmidu se jednotlivé kolonie získané ze zřeďovací řady nanesly v 3 za sebou následujících nátěrech jednotlivých kolonií na agar LB vždy na 24 hodin při 42 °C. Pro kontrolu fenotypu se získané jednotlivé kolonie paralelně naočkovaly na agarové plotny s následujícími médii: médium LB + 20 gg/ml streptomycinu a médium LB + 25 gg chloramfenikolu.The chromosomal avtA gene was replaced with the avtA :: aadB allele in E. coli K12 MG1655 using the plasmid pFE24. A modified method of Hamilton et al. Plasmid pFE24 was electroporated into E. coli strain K12 MG1655 and then transformants were incubated for 24 hours at 42 ° C on LB-chloramphenicol agar for selection of cointegrates. The colonies obtained were re-incubated on the same medium for 24 hours at 42 ° C for unification. To disintegrate the plasmid, individual colonies were incubated in 5 ml of LB liquid medium for 24 hours at 42 ° C, and then the dilution series of the liquid medium was incubated on LB-chloramphenicol agar. This dilution series was incubated at 30 ° C for 24 hours. For plasmid treatment, individual colonies obtained from the dilution series were plated in 3 consecutive coatings of individual colonies on LB agar for 24 hours at 42 ° C. For phenotype control, the individual colonies obtained were inoculated in parallel on agar plates with the following media: LB + 20 gg / ml streptomycin and LB + 25 gg chloramphenicol.
Tato média se inkubovala 48 hodin při 37 °C. Mezi 250 testovanými jednotlivými koloniemi se nacházela jedna, jejíž fenotyp indikoval výměnu chromozomálního genu avtA za fragment avtA::aadB. Tento kmen se označil jako FE7.These media were incubated at 37 ° C for 48 hours. Among the 250 individual colonies tested, there was one whose phenotype indicated replacement of the chromosomal avtA gene for the avtA :: aadB fragment. This strain was designated FE7.
Plazmid pFE80 se elektroporoval do kmene FE7 a transformanty se selektovaly na agaru LB, který byl smíchán se 100 μg/ml ampicilinu, následnou inkubací 24 hodin při 37 °C. Získaný kmen se označil jako FE7/pFE80.Plasmid pFE80 was electroporated into strain FE7 and transformants were selected on LB agar, which was mixed with 100 µg / ml ampicillin, followed by incubation at 37 ° C for 24 hours. The strain obtained was designated FE7 / pFE80.
Příklad 8Example 8
Stanovení aktivity ketopantoátreduktázy v různých kmenech Escherichia coli K12Determination of ketopantoate reductase activity in various strains of Escherichia coli K12
Specifická aktivita ketopantoátreduktázy se stanovila podle metody popsané v Shimizu et al. (Journal of Biological Chemistry 263: 12077-12084 (1988)). K tomu se pomocí Hybaid RiboLyser (Heidelberg, Německo) a RiboLyser Kit Blue získaly buňkové extrakty jednotlivých kmenů. Aktivita ketopantoátreduktázy extraktů se stanovila na základě spotřeby NADPH při přídavku ketopantoátu. Pre kmen E. coli K12 MG1655 se stanovila specifická aktivita ketopantoátreduktázy 6,5 mU/mg, pro kmen E. coli K12 MG1655/pFE65 22,0 mU/mg. V případě kmene FE5 se nedala změřit žádná aktivita.The specific activity of ketopantoate reductase was determined according to the method described by Shimizu et al. (Journal of Biological Chemistry 263: 12077-12084 (1988)). To this end, cell extracts of the individual strains were obtained with Hybaid RiboLyser (Heidelberg, Germany) and RiboLyser Kit Blue. The ketopantoate reductase activity of the extracts was determined based on the consumption of NADPH when ketopantoate was added. The ketopantoate reductase specific activity was determined to be 6.5 mU / mg for the E. coli K12 MG1655 strain, and 22.0 mU / mg for the E. coli K12 MG1655 / pFE65 strain. No activity could be measured for strain FE5.
···· ·· ···· ·· ··········································
Příklad 9Example 9
Tvorba pantotenátu pomocí různých kmenů Escherichia coli K12Pantothenate formation by various strains of Escherichia coli K12
Tvorba pantotenátu kmeny MG1655, MG1655/pFE32, MG1655/pFE65, MG1655/pFE80, FE6/pFE80 a FE7/pFE80 se zkoumala v dávkové (batoh) kultuře. Jako kultivační médium se použilo médiumE, popsané Vogelem (Journal of Biological Chemistry 1956, 218: 97-106), s glukózou (0,4%) jako zdrojem uhlíku. Složení použitého média je uvedeno v tabulce 2.Pantothenate formation by strains MG1655, MG1655 / pFE32, MG1655 / pFE65, MG1655 / pFE80, FE6 / pFE80, and FE7 / pFE80 was examined in batch culture. The medium described by Vogel (Journal of Biological Chemistry 1956, 218: 97-106) with glucose (0.4%) as the carbon source was used as the culture medium. The composition of the medium used is shown in Table 2.
Tabulka 2Table 2
250ml Erlenmeyerovy baňky se naplnily 20 ml uvedeného živného média a násada se naočkovala. Po inkubaci 48 hodin pří 37 °C se stanovila optická hustota a koncentrace pantotenátu. Pro stanovení hustoty buněk se použila optická hustota s fotometrem Novaspec II Photometer od firmy Pharmacia (Freiburg, Německo) při měřicí vlnové délce 580 nm. Obsah pantotenátu se stanovil ve sterilně filtrovaném supernatantu kultury. Stanovení pantotenátu (jako vápenaté soli) se provedlo pomocí kmene Lactobacillus plantarum ATCC® 8014 podle údajů příručky „DIFCO MANUAL firmy DIFCO (Michigan, USA;, 10th Edition, 1100-1102 (1984)). Výsledek je zhrnut v tabulce 3.250 ml Erlenmeyer flasks were filled with 20 ml of said nutrient medium and seeded. After incubation for 48 hours at 37 ° C, the optical density and pantothenate concentration were determined. Optical density with a Novaspec II Photometer from Pharmacia (Freiburg, Germany) at a measuring wavelength of 580 nm was used to determine cell density. The pantothenate content was determined in a sterile-filtered culture supernatant. The determination of pantothenate (as calcium salt) was carried out using the strain Lactobacillus plantarum ATCC® 8014 according to the DIFCO MANUAL of DIFCO (Michigan, USA; 10 th Edition, 1100-1102 (1984)). The result is summarized in Table 3.
• · · « ► * · 4 » · · 4 • · · 4• 4 • 4 • 4
Tabulka 3Table 3
Příklad 10Example 10
Tvorba pantotenátu různými kmeny Escherichia coli K12 v přítomnosti ketopantoátuPantothenate formation by various strains of Escherichia coli K12 in the presence of ketopantoate
Tvorba pantotenátu kmeny MG1655, MG1655/pFE32, MG1655/pFE65 při přidaném ketopantoátu se zkoumala v dávkové (batoh) kultuře. K tomu se médium popsané v příkladu 8 doplnilo 50 gg/ml ketopantoátu. Ostatní podmínky pokusu jsou takové, jak se uvádějí v příkladu 8. Výsledek je zhrnut v tabulce 4.Pantothenate formation with MG1655, MG1655 / pFE32, MG1655 / pFE65 strains with added ketopantoate was examined in batch culture. To this end, the medium described in Example 8 was supplemented with 50 gg / ml ketopantoate. The other experimental conditions are as in Example 8. The result is summarized in Table 4.
Tabulka 4Table 4
►999 9 9 9 9 ► · * · ‘ · * 9 99 • · 9 9 9►999 9 9 9 9 ► 9 9 9 9
Příklad 11Example 11
Izolace genu ilvC Corynebacterium glutamicum ATCC13032Isolation of the ilvC gene of Corynebacterium glutamicum ATCC13032
Chromozomální DNA z C. glutamicum ATCC13032 se izolovala tak, jak se popisuje v Tauch et al. (Plasmid, 33:168179) a parciálně štěpila restrikčními enzymy Sau3A (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu Sau3A,Chromosomal DNA from C. glutamicum ATCC13032 was isolated as described in Tauch et al. (Plasmid, 33: 168179) and partially digested with restriction enzymes Sau3A (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), product description Sau3A,
Code no. 27-0913-02). Fragmenty DNA v rozsahu velikostí 7 až 9 kb se izolovaly pomocí „Nucleotrap Extraction Kit for Nucleic Acids (Macherey a Nagel, Duřen, Německo; Cat. No. 740584) a ligovaly do defosforylovaného místa střihu BamHI vektoru pUC19 (Viera et al., 1982, Gene, 19:259-268; MBI Fermentas, Litva). Ligace se provedla tak, jak se popisuje v Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor), přičemž směs DNA s T4-ligázou (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo) se inkubovala přes noc. Tato ligační směs se následně elektroporovala do kmene E. coli DH5aMCR (Grant, 1990, Proceedings of the National Academy of Sciences U. S. A., 87:4645-4649) (Tauch, 1994, FEMS Microbiological Letters, 123:343-348) a rozetřela na agar LB (Lennox, 1955, Virology, 1:190) + 100 mg/ml ampicilinu. Po inkubaci během 24 hodin při 37 °C se mohla získat z transformantů genová banka C. glutamicum reizolací plazmidové DNA podle „metody alkalické lýzy od Birnboima a Dolyho (1997, Nucleic Acids Research, 7: 1513-1523). Pomocí této genové banky se elektroporovaly kompetentní buňky kmene FÉ5 E. coli, který nese mutace v genu panE a ilvC. Elektroporační násada se v návaznosti na regenerační fázi (Tauch et al., 1994, FEMS Microbiological Letters, 123:343-348) dvakrát promyla médiem E (Vogel and Bonner, 1956, Journal of Biological Chemistry, 218:97-106). Selekce transformantů se provedla rozotřetím na médium E-agar + glukóza (0,4 %) + 100 ·· ···· • · · · · · μς/πιΐ ampicilinu + 50 μg/ml isoleucinu + 50 μς/ιηΐ ketoisovalerátu. Ze 4 získaných kolonií se pomocí kitu QIAprep Spin Plasmid izolovala plazmidová DNA. Štěpením Xbal plazmidové DNA a následným dělením v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm) se ukázalo, že při plazmidech se jednalo o vektory pUC19 s přibližně 6,5 kbp velkými inzerty. Sekvencování inzertů s následným srovnáním homologie pomocí programu BLAST (Altschul, Journal of Molecular Biology 1990, 215: 403-410) ukázalo, že inzerty ve všech případech obsahovaly úplný gen ilvC z C. glutamicum (EMBL-GenBank: přírůstkové č. L09232). Jeden z těchto plazmidů se označil jako pFE90.Code no. 27-0913-02). DNA fragments ranging in size from 7-9 kb were isolated using a Nucleotrap Extraction Kit for Nucleic Acids (Macherey and Nagel, Duen, Germany; Cat. No. 740584) and ligated to the dephosphorylated BamHI shear site of the vector pUC19 (Viera et al., 1982) , Gene, 19: 259-268; MBI Fermentas, Lithuania). Ligation was performed as described in Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor), where the DNA mixture with T4-ligase (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany) was incubated overnight. This ligation mixture was then electroporated into E. coli strain DH5aMCR (Grant, 1990, Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 87: 4645-4649) (Tauch, 1994, FEMS Microbiological Letters, 123: 343-348) and spread on LB agar (Lennox, 1955, Virology, 1: 190) + 100 After incubation for 24 hours at 37 ° C, the C. glutamicum gene bank could be recovered from the transformants by re-isolation of plasmid DNA according to the "alkaline lysis method of Birnboim and Doly" (1997, Nucleic Acids Research, 7: 1513-1523). Competent cells of E. coli F5 strain carrying panE and ilvC mutations were electroporated with this gene bank, and the electroporation batch was sequenced twice following the regeneration phase (Tauch et al., 1994, FEMS Microbiological Letters, 123: 343-348) twice washed with medium E (Vogel and Bonner, 19 56, Journal of Biological Chemistry, 218: 97-106. Transformant selection was performed by trituration onto E-agar + glucose (0.4%) + 100 µg / ml ampicillin + 50 µg / ml isoleucine + 50 µg / ml ketoisovalerate. Plasmid DNA was isolated from the 4 colonies obtained using the QIAprep Spin Plasmid kit. Cleavage of XbaI plasmid DNA followed by separation in 0.8% agarose gel (30 minutes, 10 V / cm) showed that the plasmids were pUC19 vectors with approximately 6.5 kbp large inserts. Sequencing of the inserts followed by homology comparison by the BLAST program (Altschul, Journal of Molecular Biology 1990, 215: 403-410) showed that the inserts in all cases contained the complete C. glutamicum ilvC gene (EMBL-GenBank: Accession No. L09232). One of these plasmids was designated as pFE90.
Příklad 12Example 12
Exprese genu ilvC Corynebacterium glutamicum ATCC13032 v Corynebacterium glutamicum ATCC13032Corynebacterium glutamicum ATCC13032 ilvC gene expression in Corynebacterium glutamicum ATCC13032
Pro expresi genu ilvC z C. glutamicum v C. glutamicum ATCC13032 se použil plazmid pECm3. Plazmid pECm3 je derivátem plazmidu pECm2 (Tauch, 1994, FEMS Microbiological Letters, 123:343-348), kterého gen rezistence vůči kanamycinu se odstranil pomocí restrikce BglII (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu BglII, Code no. 27-094602) a BamHI s následnou religací. Plazmidy pECm2 a pECm3 jsou schopny replikace v E. coli a také v C. glutamicum. Pro izolaci genu ilvC z plazmidu pFE90 (příklad 11) se izolovaná plazmidová DNA štěpila enzymem Xbal (Pharmacia Biotech (Freiburg, Německo), popis produktu Xbal, Code no. 27-094801), štěpná násada se dělila v 0,8% agarózovém gélu (30 minut, 10 V/cm) a izoloval se 6,5 kbp fragment ilvC pomocí kitu GLASSMAX™. Izolovaný fragment ilvC se ligoval pomocí T4-DNA-ligázy s plazmidem pECm3, rovněž štěpeným Xbal, a kmen FE5 E. coli se elektroporoval s ligační násadou.The plasmid pECm3 was used to express the C. glutamicum ilvC gene in C. glutamicum ATCC13032. Plasmid pECm3 is a derivative of plasmid pECm2 (Tauch, 1994, FEMS Microbiological Letters, 123: 343-348), whose kanamycin resistance gene was removed by restriction BglII (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), product description BglII, Code no. 27- 094602) and BamHI followed by religions. Plasmids pECm2 and pECm3 are capable of replication in E. coli as well as in C. glutamicum. To isolate the ilvC gene from plasmid pFE90 (Example 11), the isolated plasmid DNA was digested with XbaI (Pharmacia Biotech (Freiburg, Germany), Xbal product description, Code no. 27-094801), and the digestion was resolved in a 0.8% agarose gel. (30 min, 10 V / cm) and a 6.5 kbp ilvC fragment was isolated using the GLASSMAX ™ kit. The isolated ilvC fragment was ligated using T4 DNA ligase with the plasmid pECm3, also digested with XbaI, and the E. coli FE5 strain was electroporated with the ligation batch.
·· ·»·· «· ···· ·· ·· • · · ··· o ♦ « .· O «o o.......
• · · *♦·· · · · · • »·· * ··« ·· » ·«,·.,.· ·,.··..·· * ♦ · · · · · · · · ·. ·.. · · · · · ·
Selekce buněk nesoucích plazmid se provedla rozotřením elektroporační násady na agar LB, který byl smíchán s 50 μg/ml chloramfenikolu, a následnou inkubací 24 hodin při 37 °C. Hledaný plazmid se mohl po izolaci DNA a kontrolním štěpení, při následné gelové elektroforéze v 0,8% agarózovém gelu (30 minut, 10 V/cm), identifikovat v jednom klonu enzymem Xbal a označil se jako pFE91.Selection of plasmid-bearing cells was performed by spreading the electroporation batch on LB agar, which was mixed with 50 µg / ml chloramphenicol, followed by incubation for 24 hours at 37 ° C. The plasmid of interest could be identified by XbaI in one clone after DNA isolation and control digestion, followed by 0.8% agarose gel electrophoresis (30 minutes, 10 V / cm) and designated pFE91.
Plazmid pFE91 se elektroporoval do kmene C. glutamicum ATCC13032 a transformanty se selektovaly na agaru LB, který byl smíchán se 7,5 μg/ml chloramfenikolu, a následnou inkubací 48 hodin při 30 °C. Získaný kmen se označil jako C. glutamicum ATCC13032/pFE91.Plasmid pFE91 was electroporated into C. glutamicum strain ATCC13032 and transformants were selected on LB agar mixed with 7.5 µg / ml chloramphenicol followed by incubation at 30 ° C for 48 hours. The strain obtained was designated as C. glutamicum ATCC13032 / pFE91.
Příklad 13Example 13
Tvorba pantotenátu pomocí Corynebacterium glutamicum. ATCC13032Pantothenate formation by Corynebacterium glutamicum. ATCC13032
Tvorba pantotenátu pomocí kmene C. glutamicum ATCC13032/pFE91 se zkoumala v médiu CGXII (Keilhauer et al., 1993, Journal of Bacteriology, 175:5595-5603) s 10 mg/ml chloramfenikolu, v dalším textu označovaném jako testovací médium C. glutamicum. Toto médium je uvedeno v tabulce 5. Po 50 ml čerstvě nasazeného testovacího média C. glutamicum se naočkovalo 16-hodinovou kulturou (testovací médium C. glutamicum, 30 °C, 150 Upm) s hustotou buněk o.D.sqo 0,1. Po 48hodinové inkubaci při 30 °C a 150 U/min se buňky odstranily 10-minutovou centrifugací při 5000 x g, supernatant se sterilně filtroval a stanovila se koncentrace pantotenátu. Hustota buněk se stanovila tak, jak se popisuje v příkladu 9.Pantothenate formation by C. glutamicum strain ATCC13032 / pFE91 was examined in CGXII medium (Keilhauer et al., 1993, Journal of Bacteriology, 175: 5595-5603) with 10 mg / ml chloramphenicol, hereinafter referred to as C. glutamicum assay medium. . This medium is shown in Table 5. 50 ml freshly seeded C. glutamicum assay medium was inoculated with a 16-hour culture (C. glutamicum assay medium, 30 ° C, 150 Upm) with an o.D.sqo 0.1 cell density. After 48 hours incubation at 30 ° C and 150 U / min, cells were removed by centrifugation at 5000 x g for 10 minutes, the supernatant was sterile filtered and pantothenate concentration was determined. Cell density was determined as described in Example 9.
• · 9 9 * 9• 9 9 * 9
1999 991999 99
99999999
9 99 9
9 9 99 ♦ 99 ·9 9 99 · 99 ·
9 9 99 9 9
9 9 9 • 9 9 99 9 9
9 9 99 9 9
Stanovení pantotenátu (jako vápenaté soli) se provedlo pomocí kmene Lactobacillus plantarum ATCC® 8014 podle údajů příručky „DIFCO MANUAL firmy DIFCO (Michigan, USA;, 10th Edition, 1100-1102 (1984)). Výsledek je uveden v tabulce 6.The determination of pantothenate (as calcium salt) was carried out using the strain Lactobacillus plantarum ATCC® 8014 according to the DIFCO MANUAL of DIFCO (Michigan, USA; 10 th Edition, 1100-1102 (1984)). The result is shown in Table 6.
Tabulka 5Table 5
• · * · · · * » · ·· · ·· 9999 99
9 9 9 9 9 «9 9 9 9 9
9 999 9 99 99,999 9,999
9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
9 » - » « 9 99 »-» «
9 99 99 9 99 99 99
Tabulka 6Table 6
Příklad 14Example 14
Exprese genu panE Saccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiae panE gene expression
1. Amplifikace čtecího rastru YHR063c:1. Amplification of YHR063c reading grid:
Vycházeje z nukleotidové sekvence čtecího rastru YHR063c Saccharomyces cerevisiae (přírůstkové číslo U00061 National Center for Biotechnology, Bethesda, MD, USA) se syntetizovaly následující PCR-primery (MWGBiotech, Ebersberg, Německo). Začátek, popřípadě konec čtecího rastru je označen tečkou (.):Starting from the nucleotide sequence of the YHR063c reading screen of Saccharomyces cerevisiae (accession number U00061, National Center for Biotechnology, Bethesda, MD), the following PCR primers were synthesized (MWGBiotech, Ebersberg, Germany). The beginning or end of the reading grid is indicated by a dot (.):
• OJD539 (5' EcoRI-Notl START):• OJD539 (5 'EcoRI-Notl START):
5'- GCG CGA ATT CAG ATC CGC GGC CGC AAA GAG GAG AAA TTA ACT.ATG ACT GCA CCA CAC AGA AG -3' • OJD540 (3' Spel-Pstl STOP):5'- GCG CGA ATT CAG ATC GCC GGC CG AAA GAG GAG AAA TTA ACT.ATG ACT GCA CCA CAC AGA AG -3 '
5'- CGC GAC TAG TCT GCA G.TC AGT CCT TTC TCC AGT CAC-3'5'- CGC GAC TAG TCT GCA GTC CTC TTC TCC AGT CAC-3 '
Jako templát sloužila genomová DNA kmene JD242 S. cerevisiae, která se izolovala podle metody od C. Guthrieho a G. R. Finka (Guide to yeast genetics and molecular biology, Methods in Enzymology, sv. 194, Academie Press, San Diego, ·· ···· • · 4·· · • 4 • 4 4 » * · ·♦·♦ 999 φThe genomic DNA of S. cerevisiae JD242 strain, which was isolated according to a method from C. Guthrie and GR Fink (Guide to Yeast Genetics and Molecular Biology, Methods in Enzymology, Vol. 194, Academic Press, San Diego), served as a template. ··· · 4 ·· · 4 · 4 4 * 999 φ
4 » 9 4 4 4 • · 4 4 * «4 »9 4 4 4
4 ··« 9,9 φ»4 ·· «9.9 φ»
CA, 1991). Tento kmen je haploidním segregantem diploidního kmene SC288C (Winston et al., Yeast 11, 53 a dále, (1995)), jehož genom se sekvencoval (Goffeau et al., Science 274, str. 546, (1996)). Tetradenová analýza se provedla podle metody C. Guthrieho a G. R. Finka (Guide to yeast genetics and molecular biology, Methods in Enzymology, sv. 194, Academie Press, San Diego, CA, 1991). Kmen JD242 je auxotrofní pro leucin (alela leu2Ál) a uráčil (alela ura3-52). Fragment DNA o velikosti přibližně 1,2 kB se mohl amplifikovat použitím kitu „High Fidelity Expand Polymerase od firmy Roche (Mannheim) 28 cykly PCR za podmínek uvedených výrobcem. Velikost se stanovila elektroforetickým dělením v 0,8% agarózovém gelu.CA, 1991). This strain is a haploid segregant of the diploid strain SC288C (Winston et al., Yeast 11, 53 et seq., (1995)), whose genome was sequenced (Goffeau et al., Science 274, p. 546, (1996)). Tetradene analysis was performed according to the method of C. Guthrie and G. R. Fink (Guide to Yeast Genetics and Molecular Biology, Methods in Enzymology, Vol. 194, Academic Press, San Diego, CA, 1991). The JD242 strain is auxotrophic for leucine (leu2AII allele) and uracil (ura3-52 allele). A DNA fragment of approximately 1.2 kB could be amplified using the High Fidelity Expand Polymerase kit from Roche (Mannheim) for 28 cycles of PCR under the conditions specified by the manufacturer. Size was determined by electrophoretic separation in a 0.8% agarose gel.
2. Konstrukce pJD-YHR063c:2. Construction of pJD-YHR063c:
Pro expresi čtecího rastru YHR063c v S. cerevisiae se vložil PCR-amplifikát do kyvadlového vektoru pJDCEX2 E. coli - S. cerevisiae (obrázek 8 a Dohmen at al., 1995, Journal of Biological Chemistry 270, 18099-18109) .To express the YHR063c reading screen in S. cerevisiae, a PCR amplification was inserted into the shuttle vector pJDCEX2 of E. coli - S. cerevisiae (Figure 8 and Dohmen at al., 1995, Journal of Biological Chemistry 270, 18099-18109).
Produkt PCR se restringoval pomocí EcoRI a Spěl (AGS, Heidelberg, Německo). Následně se smíchal s pJDCEX2-DNA, která byla zpracována EcoRI a Xbal (AGS, Heidelberg, Německo) , a ligoval s T4-DNA-ligázou (Roche, Mannheim, Německo). Ligační násada se transformovala do kmene XLl-Blue E. coli (Bullock et al., 1987, Biotechniques 5, 376). Transformant se získal selekcí na agaru LB, který obsahoval 150 gg/ml ampicilinu (Sigma, Diesenhofen, Německo). Plazmidová DNA z klonů rezistentních vůči ampicilinu se preparovala alkalickou lýzou (Sambrook et al.: Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). Izolovaná plazmidová DNA se zkoumala restrikcí pomocí Notl a Pstl a následným dělením v 0,8% agarózovém • 9 ♦ »·· ►9 ·The PCR product was restricted with EcoRI and SpeI (AGS, Heidelberg, Germany). Subsequently, it was mixed with pJDCEX2-DNA, which was treated with EcoRI and XbaI (AGS, Heidelberg, Germany), and ligated with T4-DNA ligase (Roche, Mannheim, Germany). The ligation batch was transformed into XL1-Blue E. coli strain (Bullock et al., 1987, Biotechniques 5, 376). The transformant was obtained by selection on LB agar containing 150 gg / ml ampicillin (Sigma, Diesenhofen, Germany). Plasmid DNA from ampicillin resistant clones was prepared by alkaline lysis (Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). Isolated plasmid DNA was examined by restriction with NotI and PstI and subsequent splicing in 0.8% agarose.
9* 999 * 99
9 99 9 9 gelu. Plazmid se žádanou strukturou dostal název pJD-YHR063c (obrázek 9). Sekvence produktu PCR klonovaném v pJD-HYR063c se ověřovala sekvencov^áním s oligonukleotidy oJD105 a 0JDIO6.9 99 9 9 gel. The plasmid with the desired structure was named pJD-YHR063c (Figure 9). The sequence of the PCR product cloned in pJD-HYR063c was verified by sequencing with the oligonucleotides oJD105 and OJD106.
OJD105 (T-CYC1):OJD105 (T-CYC2):
5' -GAAGTCATCGAAATAG-3 '5 '-GAAGTCATCGAAATAG-3'
0JDIO6 (P-CUP1):0JDIO6 (P-CUP2):
5-TCGTTTCTGTCTTTTTC-3'5-TCGTTTCTGTCTTTTTC-3 '
3. Konstrukce pKK-YHR063c:3. Construction pKK-YHR063c:
Pro expresi čtecího rastru YHR063c v E. coli se použil plazmid pKK223-3 (Brosius and Holý, Proceedings of the National Academy of Science USA 81, 6929 (1984)). K tomu se plazmid pJD-YHR063c nejdříve restringoval s EcoRI a Pstl (AGS, Heidelberg, Německo). Fragment YHR063c o velikosti přibližně 1,2 kB se po elektroforetickom dělení v 0,8% agarózovém gelu z tohoto vystřihl a DNA se izolovala kitem QiaexII Gel Extraktion (Qiagen, Hilden, Německo). Následně se ligovala do plazmidu pKK223-3, který byl otevřen pomocí EcoRI a Pstl, T4-DNA-ligázou (Roche, Mannheim, Německo) . Ligační násada se transformovala do kmene XLl-Blue E. coli (Stratagene, LaJolla, CA, USA. Transformant se získal selekcí na médiu LB, které obsahovalo 150 μg/ml ampicilinu (Sigma, Deisenhofen, Německo). Plazmidová DNA z klonů rezistentních vůči ampicilinu se preparovala alkalickou lýzou (Sambrook et al.: Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). Úspěch klonování sa zkoumal restrikcí pomocí EcoRI a Pstl a následným dělením v 0,8% agarózovém gelu. Plazmid se žádánou strukturou dostal název pKK-YHR063c.The plasmid pKK223-3 was used to express the YHR063c reading screen in E. coli (Brosius and Holy, Proceedings of the National Academy of Science USA 81, 6929 (1984)). To this end, plasmid pJD-YHR063c was first restricted with EcoRI and PstI (AGS, Heidelberg, Germany). A 1.2 kb YHR063c fragment was electrophoresed in a 0.8% agarose gel, and the DNA was isolated with the QiaexII Gel Extraktion kit (Qiagen, Hilden, Germany). It was then ligated into plasmid pKK223-3, which was opened with EcoRI and PstI, by T4-DNA ligase (Roche, Mannheim, Germany). The ligation batch was transformed into XL1-Blue E. coli strain (Stratagene, LaJolla, CA, USA.) The transformant was obtained by selection on LB medium containing 150 µg / ml ampicillin (Sigma, Deisenhofen, Germany). Ampicillin was prepared by alkaline lysis (Sambrook et al .: Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989) The success of cloning was examined by restriction with EcoRI and PstI and subsequent separation in a 0.8% agarose gel. structure was named pKK-YHR063c.
• 9 ·*··• 9 · * ··
9· ····9 · ····
---- ·· ·· ► 9 * · t · · » 9 9 9 9 9 « « · 1 * · ♦ 9 9 9 » ► · · 9 9 9 9 « ·♦ ·*9 99 ··---- ·· ·· ► 9 * · T · »9 9 9 9 9« «· 1 · * ♦ 9 9 9» ► · 9 9 9 9 «· · * ♦ 99 9 ··
Příklad 15Example 15
Komplementace mutantu FE5 E. coliComplementation of the E. coli FE5 mutant
Pro analýzu funkce panE čtecího rastru z S. cerevisiae se zkoumalo, zda exprese tohoto čtecího rastru může komplementovat potřebu pantotenové kyseliny kmene FE5 E. coli (příklad 1). Tento kmen jev mutován do genloci panE a ilvC. K tomu se nejdříve kmen FE5 transformoval plazmidem pKK-YHR063c.To analyze the panE function of the S. cerevisiae reading screen, it was examined whether expression of this reading screen could complement the need for pantothenic acid of E. coli strain FE5 (Example 1). This strain is mutated to panE and ilvC genlocation. To do this, the strain FE5 was first transformed with plasmid pKK-YHR063c.
Následně se zkoumal růst kmene FE5/pKK-YHR063c na minimálním agaru M9 (Sambrook et al.: Molecular Cloning a Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press,Subsequently, growth of strain FE5 / pKK-YHR063c on minimal M9 agar was investigated (Sambrook et al .: Molecular Cloning and Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press,
1989), který byl doplněn 50 μς/ml ketoisovalerátu (Kiv) a 50 μς/ml isoleucinu (Ile) , v závislosti na přídavku pantotenátu (50 pg/ml). Jako negativní kontrola sloužil kmen FE5/pKK223-3 a jako pozitivní kontrola kmen FE4/pFE65 (příklad 4). Tabulka 7 ukazuje výsledek pokusu: Čtecí rastr YHR063c S. cerevisiae nacházející se v plazmidu pKK-YHR063c komplementuje dvojnásobnou mutaci panE-ilvC kmene FE5 E. coli. Čtecí rastr YHR063c má funkci genu panE.1989), which was supplemented with 50 μς / ml ketoisovalerate (Kiv) and 50 μς / ml isoleucine (Ile), depending on the addition of pantothenate (50 pg / ml). The FE5 / pKK223-3 strain served as a negative control and the FE4 / pFE65 strain as a positive control (Example 4). Table 7 shows the result of the experiment: The S. cerevisiae YHR063c reading screen found in plasmid pKK-YHR063c complements the two-fold mutation of the panE-ilvC strain E. coli FE5. The YHR063c reading screen has the function of the panE gene.
Tabulka 7Table 7
* 9 • 99 9* 9 • 98 9
999·999 ·
9 9 9 9 9 • 9 9 * 9 9999 9 9 9 9 • 9 9 * 9 999
9 9 99 9 9
9 99 9
999999
9 9 99 9 9
9 9 99 9 9
9 9 99 9 9
9 9 9 99
9 9 9 * 9 9 99 9 9 9
Příklad 16Example 16
Stanovení aktivity ketopantoátreduktázy v různých kmenech Saccharomyces cerevisiaeDetermination of ketopantoate reductase activity in various strains of Saccharomyces cerevisiae
Kmen JD242 S. cerevisiae (viz příklad 14) se transformoval plazmidy pJDCEX2 a pJD-YHR063c podle metody Dohmen et al. (Dohmen et al., Yeast 7, 691(1991)). Selekce transformantů se provedla na minimálním médiu bez leucinu s 1,8% agarem (viz tab. 8a,b).S. cerevisiae JD242 strain (see Example 14) was transformed with plasmids pJDCEX2 and pJD-YHR063c according to the method of Dohmen et al. (Dohmen et al., Yeast 7: 691 (1991)). Transformant selection was performed on minimal medium without leucine with 1.8% agar (see Table 8a, b).
Jako živné médium se použil variant minimálního média Yeast Nitrogen Base (YNB), popsaného v Difco-Manual (Michigan, USA;, 10th Edition, 1100-1102 (1984)), neobsahující pantotenovou kyselinu. Médium obsahovalo přídavně glukózu (2%), uráčil (40 gg/ml) , CuSO4 (150 μΜ) pro indukci Pcvpi~ promotoru suplementu pJDCEX2 a pJD-YHR-063c,-Leu Drop-Out od firmy CLONTECH (Heidelberg, Německo, Cat. No. 8605-1) (650 gg/ml) a suplementy ketopantoát (100 μg/ml) a β-alanin (100 μg/ml). Složení použitého média je uvedeno v tabulce 8a a b.As a nutrient medium, a variant of the minimal medium of Yeast Nitrogen Base (YNB) described in the Difco-Manual (Michigan, USA; 10 th Edition, 1100-1102 (1984)), containing no pantothenic acid was used. The medium additionally contained glucose (2%), uracil (40 gg / ml), CuSO 4 (150 μΜ) to induce the Pcvpi promoter of pJDCEX2 and pJD-YHR-063c, Leu Drop-Out from CLONTECH (Heidelberg, Germany, Cat. No. 8605-1) (650 gg / ml) and supplements ketopantoate (100 µg / ml) and β-alanine (100 µg / ml). The composition of the medium used is shown in Table 8a and b.
•4 4444• 4,444
4 4 > 4 44 4> 4 4
4 44 4
4444 444444 44
44
444 4 4443 4 4
44
4· 444 • 4 44 • 4 4 44 444 4 44 4 4 4
4« 44 «4
4 4 44 4 4
4 4 44 4 4
4444
Tabulka 8a:Table 8a:
·· 9999·· 9999
99
9 99 9
999 9999 9
99999999
9999
Tabulka 8b:Table 8b:
250ml Erlenmeyerovy baňky se naplnily 50 ml uvedeného živného média, násada se naočkovala pomocí očka s jednotlivou koloniou agarové plotny (viz tab. 8a, b) a inkubovala 72 hodin při 30 °C a 175 U/min. Touto předkulturou se naočkovalo 50 ml stejného živného média v 250ml Erlenmeyerově baňce tak, aby mela optickou hustotu (580 nm) 0,5. Po 24 hodinách kultivace při 30 °C a 175 U/min se měřila optická hustota fotometrem Novaspec II od firmy Pharmacia (Freiburg, Německo) při měřicí vlnové délce 580 nm. Pro obě kultury měla hodnotu 4,0. Specifická aktivita ketopantoátreduktázy kmenů S. cerevisiae JD242/pJDCEX2 a pJD242/pJD-YHR063c se stanovila podle metody popsané v Shimizu et al. (Journal of Biological Chemistry 263: 12077-12084 (1988)).250 ml Erlenmeyer flasks were filled with 50 ml of the indicated nutrient medium, seeded with a single column agar plate (see Table 8a, b) and incubated for 72 hours at 30 ° C and 175 rpm. This preculture was seeded with 50 ml of the same nutrient medium in a 250 ml Erlenmeyer flask to have an optical density (580 nm) of 0.5. After 24 hours of cultivation at 30 ° C and 175 rpm, the optical density was measured with a Novaspec II photometer from Pharmacia (Freiburg, Germany) at a measuring wavelength of 580 nm. It was 4.0 for both cultures. The specific ketopantoate reductase activity of S. cerevisiae strains JD242 / pJDCEX2 and pJD242 / pJD-YHR063c was determined according to the method described by Shimizu et al. (Journal of Biological Chemistry 263: 12077-12084 (1988)).
K tomu se pomocí Hybaid RiboLyser (Heidelberg, Německo) a RiboLyser Kit Red získaly buňkové extrakty jednotlivých kmenů. Aktivita ketopantoátreduktázy extraktů se stanovila na základě spotřeby NADPH při přídavku ketopantoátu. Obsah proteinů se zjistil podle Bradfortovy metody (Bradford, Analytical Biochemistry 72, 248 a dále, (1976)). Pro kontrolní kmen JD242/pJDCEX2 se stanovila specifická aktivita ketopantoátreduktázy 3 mU/mg proteinu a pro kmen JD242/pJDYHR063c specifická aktivita 386 mU/mg proteinu.To this end, cell extracts of the individual strains were obtained with Hybaid RiboLyser (Heidelberg, Germany) and RiboLyser Kit Red. The ketopantoate reductase activity of the extracts was determined based on the consumption of NADPH when ketopantoate was added. Protein content was determined according to the Bradfort method (Bradford, Analytical Biochemistry 72, 248 et seq., (1976)). The ketopantoate reductase specific activity of 3 mU / mg protein was determined for the JD242 / pJDCEX2 control strain and the specific activity of 386 mU / mg protein for the JD242 / pJDYHR063c strain.
•9 9999• 9,999
Příklad 17Example 17
Tvorba pantotenátu různými kmeny Saccharomyces cerevisiaePantothenate formation by various strains of Saccharomyces cerevisiae
Tvorba pantotenátu kmeny S. cerevisiae JD242/pJDCEX2 a JD242/pJD-YHR063c se zkoumala v dávkové (batoh) kultuře.Pantothenate formation by S. cerevisiae strains JD242 / pJDCEX2 and JD242 / pJD-YHR063c was examined in batch culture.
250ml Erlenmeyerovy baňky se naplnily 50 ml živného média uvedeného v tab. 8a, b, násada se naočkovala pomocí očka s jednotlivou koloniou z agarové plotny (viz tab. 8a,b) a inkubovala 72 hodin při 30 °C a 175 U/min. Touto předkulturou se naočkovalo 50 ml stejného živného média v 250ml Erlenmeyerově baňce tak, aby měla optickou hustotu (580 nm) 0,5. Po 24 hodinách kultivace při 30 °C a 175 U/min se stanovila optická hustota a koncentrace pantotenátu. Pro stanovení hustoty buněk se měřila optická hustota fotometrem Novaspec II od firmy Pharmacia (Freiburg, Německo) při měřicí vlnové délce 580 nm. Obsah pantotenátu se stanovil ve sterilně filtrovaném supernatantu kultury.The 250 ml Erlenmeyer flasks were filled with 50 ml of the nutrient medium shown in Tab. 8a, b, the seed was seeded with a single colony agar plate (see Table 8a, b) and incubated for 72 hours at 30 ° C and 175 rpm. This preculture was seeded with 50 ml of the same nutrient medium in a 250 ml Erlenmeyer flask to have an optical density (580 nm) of 0.5. After 24 hours of cultivation at 30 ° C and 175 rpm, the optical density and pantothenate concentration were determined. To determine cell density, the optical density was measured with a Novaspec II photometer from Pharmacia (Freiburg, Germany) at a measuring wavelength of 580 nm. The pantothenate content was determined in a sterile-filtered culture supernatant.
Stanovení pantotenátu (jako vápenaté soli) se provádělo pomocí kmene Lactobacillus plantarum ATCC® 8014 podle údajů příručky „DIFCO MANUAL firmy DIFCO (Michigan, USA;, 10th Edition, 1100-1102 (1984)). Výsledek je zhrnut v tabulce 9.The determination of pantothenate (as a calcium salt) was performed using the Lactobacillus plantarum strain ATCC® 8014 according to the DIFCO MANUAL of DIFCO (Michigan, USA; 10 th Edition, 1100-1102 (1984)). The result is summarized in Table 9.
Tabulka 9Table 9
Claims (25)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ19993523A CZ352399A3 (en) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | Process for preparing pantothenic acid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ19993523A CZ352399A3 (en) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | Process for preparing pantothenic acid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ352399A3 true CZ352399A3 (en) | 2000-08-16 |
Family
ID=5466877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ19993523A CZ352399A3 (en) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | Process for preparing pantothenic acid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ352399A3 (en) |
-
1999
- 1999-10-05 CZ CZ19993523A patent/CZ352399A3/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6171845B1 (en) | Mutant E. coli kiz strains for production of pantothenic acid | |
US6184007B1 (en) | Method for the fermentative production of D-pantothenic acid by enhancement of the panD gene in microorganisms | |
US6177264B1 (en) | Method for the fermentative production of D-pantothenic acid using Coryneform bacteria | |
JP4638048B2 (en) | Method for producing L-valine with microorganisms | |
JP6860565B2 (en) | Corynebacterium microorganisms capable of producing L-lysine and L-lysine production methods using them | |
US6184006B1 (en) | Method for the fermentative production of D-pantothenic acid using strains of the family enterobacteriaceae | |
JP6859437B2 (en) | Corynebacterium microorganisms that produce L-lysine and methods for producing L-lysine using them | |
KR101564753B1 (en) | Recombinant vector comprising start codon derived from Coryne form bacteria, transformed host cell and method for producing amino acid using the same | |
US6787334B1 (en) | Process for the preparation of pantothenic acid by amplification of nucleotide sequences which code for the ketopantoate reductase | |
CZ352399A3 (en) | Process for preparing pantothenic acid | |
KR101495744B1 (en) | Recombinant vector comprising sod promoter derived from coryneform bacteria, transformed host cell and method for producing amino acid using the same | |
KR101495742B1 (en) | Recombinant vector comprising sod promoter derived from coryneform bacteria, transformed host cell and method for producing amino acid using the same | |
CZ428199A3 (en) | Process for preparing D-pantothenic acid by fermentation and employing increased expression of panD gene in micro-organisms | |
CZ428299A3 (en) | Process for preparing D-pantothenic acid by fermentation and employing coryneform bacteria | |
MXPA99010876A (en) | Fermentation process for the preparation of d-pantothenic acid using strains of the family enterobacteriaceae | |
MXPA99010768A (en) | Procedure for the preparation by fermentation of d-pantothenic acid using corinefor bacteria | |
CZ20003156A3 (en) | Process for preparing D-pantothenic acid by fermentation and by making use of coryneform bacteria |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |