DD246316A1 - METHOD FOR SYNTHESIS OF NOURSEOTHRICIN ACETYL TRANSFERASE IN HETEROLOGIC STREPTOMYCES HOSTES - Google Patents

METHOD FOR SYNTHESIS OF NOURSEOTHRICIN ACETYL TRANSFERASE IN HETEROLOGIC STREPTOMYCES HOSTES Download PDF

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DD246316A1
DD246316A1 DD28364685A DD28364685A DD246316A1 DD 246316 A1 DD246316 A1 DD 246316A1 DD 28364685 A DD28364685 A DD 28364685A DD 28364685 A DD28364685 A DD 28364685A DD 246316 A1 DD246316 A1 DD 246316A1
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Hans-Joachim Kruegel
Gisela Fiedler
Ina Haupt
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Adw Ddr
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klonierung eines Gens fuer das Enzym Nourseothricin-Acetyltransferase (NAT) und den Einsatz von heterologen Streptomyces-Produzenten fuer die bakterielle Produktion des Genproduktes durch submerse Fermentation. Diese Aufgabe wurde erfindungsgemaess in der Weise geloest, dass durch shut-gun-Klonierung das Gen fuer das NAT-Enzym aus einem Donorstamm der Art Streptomyces noursei isoliert wurde, indem Nourseothricin-resistente Klone im Transformationsgemisch selektiert wurden. Die DNS des rekombinanten Plasmids pNAT1 eines dieser Primaerklone wurde dann mit Restriktionsenzymen analysiert, und ein Teil des Target-DNS-Inserts wurde in den Plasmidvektor pMG220 subkloniert. Mit den erhaltenen NAT-rekombinanten Plasmiden, darunter mit den Plasmiden pMG2215 und pMG2220, wurden u. a. Staemme heterologer Streptomyces-Arten, vorzugsweise S. chrysomallus und S. lividans, transformiert und die solcherart gewonnenen Bakterien schliesslich zur NAT-Produktion durch submerse Fermentation eingesetzt.The invention relates to a process for the cloning of a gene for the enzyme nourseothricin acetyltransferase (NAT) and the use of heterologous Streptomyces producers for the bacterial production of the gene product by submerged fermentation. This object was achieved according to the invention in such a way that by shut-gun cloning the gene for the NAT enzyme from a donor strain of the species Streptomyces noursei was isolated by nourseothricin-resistant clones were selected in the transformation mixture. The DNA of the recombinant plasmid pNAT1 of one of these primary clones was then analyzed with restriction enzymes and part of the target DNA insert was subcloned into the plasmid vector pMG220. With the resulting NAT recombinant plasmids, including plasmids pMG2215 and pMG2220, u. a. Staemme heterologous Streptomyces species, preferably S. chrysomallus and S. lividans, transformed and the bacteria thus obtained finally used for NAT production by submerged fermentation.

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

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Anwendungsgebiet der Erfindung -Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klonierung eines Gens für Nourseothricin-Acetyltransferase (NAT) und den Einsatz von heterologen Produzenten der Gattung Streptomyces für die bakterielle Produktion des Genproduktes durch submerse Fermentation. Das Anwendungsgebiet der Erfindung liegt somit in der mikrobiologisch-pharmazeutischen Forschung und Industrie, speziell in der gentechnischen Bearbeitung von industriell bedeutsamen Streptomyces-Stämmen.The invention relates to a process for the cloning of a gene for nourseothricin acetyltransferase (NAT) and the use of heterologous producers of the genus Streptomyces for the bacterial production of the gene product by submerged fermentation. The field of application of the invention is thus in the microbiological pharmaceutical research and industry, especially in the genetic engineering of industrially important Streptomyces strains.

NAT ist ein Protein, das von Streptomyces noursei, dem Bildner des Streptothricin-Antibiotikums Nourseothricin synthetisiert wird und diesem Stamm Resistenz gegen das eigene Antibiotikum verleiht. Heterolog nennen wir erfindungsgemäß solche NAT-produzierenden Bakterien, die normalerweise weder Nourseothricin noch NAT produzieren, aber durch gezielte genetische Manipulation diese Fähigkeit erworben haben.NAT is a protein synthesized by Streptomyces noursei, the creator of the streptothricin antibiotic nourseothricin, which confers resistance on this strain to its own antibiotic. According to the invention, heterologous we call such NAT-producing bacteria, which normally produce neither nourseothricin nor NAT, but have acquired this ability through targeted genetic manipulation.

NAT modifiziert durch spezifische Acetylierung Nourseothricin zu einer inaktiven Form. Auf dieser inaktivierenden Reaktion beruht der mögliche Einsatz dieses Enzyms als spezifisches Nachweis- und Testmittel des Antibiotikums.NAT modifies nourseothricin to an inactive form by specific acetylation. This inactivating reaction is based on the potential use of this enzyme as a specific detection and test agent of the antibiotic.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Streptothricine des Nourseothricin A- und B-Typs wurden von G.BradlerundH.Thrum (Z. allg. Mikrobiol.24[1963],S.105ff.)für den Stamm Streptomyces noursei JA 3890b nachgewiesen.Streptothricins of the Nourseothricin A and B type were detected by G.Bradler and H.Thrum (Z. Gen. Mikrobiol. 24 [1963], p.105ff.) For the strain Streptomyces noursei JA 3890b.

Von I. Haupt und H.Thrum (J. Basic Microbiol. 25 [1985], S.335ff.) Wurde gezeigt, daß verschiedene Mikroorganismen, so auch der Produktionsstamm S. noursei JA 3890 b, durch Acetylierung des Antibiotikums Resistenz erwerben können. Diese Autoren fanden auch die hohe Spezifität der Acetylierungsreaktion durch NAT.It was shown by I. Haupt and H.Thrum (J. Basic Microbiol. 25 [1985], p. 355 ff.) That various microorganisms, including the production strain S. noursei JA 3890 b, can acquire resistance by acetylation of the antibiotic. These authors also found the high specificity of the acetylation reaction by NAT.

Seit einigen Jahren werden in zunehmendem Maße von der Grundlagenforschung entwickelte Methoden zur in-vitro-Rekombination von DNS ausgenutzt, um Gene zu isolieren, diefür industriell und medizinisch wichtige Proteine kodieren. Diese Gene können in vitro in Vektor-DNS-Moleküle gespleißt und im Verbund mit diesen in geeignete homologe oder heterologe Wirte überführt werden. Dort können sie sich im Verein mit dem Vektor replizieren und unter bestimmten Bedingungen auch zur Expression gelangen, wobei diese heterologe Expression die Möglichkeit der durch-Genamplifikation mit Kopiezahlvektoren bedingten Überproduktion ermöglicht. Eine Synthese des Enzyms NAT war bislang weder in heterologen Wirten noch unter Nutzung der Genamplifikation möglich.For some years, methods for in vitro recombination of DNA developed by basic research have been increasingly exploited to isolate genes encoding industrially and medically important proteins. These genes can be spliced into vector DNA molecules in vitro and, in association with them, converted into suitable homologous or heterologous hosts. There they can replicate in association with the vector and, under certain conditions, also reach expression, this heterologous expression allowing the possibility of overproduction due to gene amplification with copy number vectors. Synthesis of the enzyme NAT has not yet been possible in heterologous hosts or using gene amplification.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht nach erfolgter Isolierung eines Nourseothricin-Acetyltransferase-fNATJGens in der Synthese dieses Enzyms in heterologen Streptomyces-Wirten.The aim of the invention is to isolate a nourseothricin acetyltransferase fNATJ gene in the synthesis of this enzyme in heterologous Streptomyces hosts.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gentechnisches Verfahren zur Isolierung und Klonierung des NAT-Gens zu entwickeln und heterologe Streptomyces-Stämme für eine mikrobielle Produktion des Genproduktes bereitzustellen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in einer Reihe von experimentellen Schritten wie folgt gelöst:The invention has for its object to develop a genetic engineering method for the isolation and cloning of the NAT gene and provide heterologous Streptomyces strains for microbial production of the gene product. According to the invention, this object is achieved in a series of experimental steps as follows:

1. Auswahl des Genspenders1. Selection of the gene donor

Als Donor für DNS-Fragmente, welche jeweils das intakte Gen für das Enzym NAT beherbergen, wird ein Nourseothricinproduzierender Mikroorganismus der Art Streptomyces noursei, vorzugsweise die Differenzierungsmutante MK84G2 des plasmidfreien Produktionsstammes S. noursei JA3890b NG 13, ausgewählt. Dieser Stamm ist im Zusammenhang mit einer früheren Patentanmeldung in der Hinterlegungsstelle für Mikroorganismen des Zentralinstituts für Mikrobiologie und experimentelle Therapie der AdW, DDR - 6900 Jena, Beutenbergstr. 11, unter der Registrier-Nummer ZIMET 43760 hinterlegt worden.As a donor for DNA fragments harboring the intact gene for the enzyme NAT, a nourseothricin-producing microorganism of the species Streptomyces noursei, preferably the differentiation mutant MK84G2 of the plasmid-free production strain S. noursei JA3890b NG 13, is selected. This strain is related to an earlier patent application in the Microorganism Depository of the Central Institute for Microbiology and Experimental Therapy of AdW, GDR - 6900 Jena, Beutenbergstr. 11, filed under the registration number ZIMET 43760.

2. Isolierung der Total-DNS des Genspenders2. Isolation of the total DNA of the gene donor

,Die zelluläre DNS des gewählten S. noursei-Donors, vorzugsweise von MK84G2, wird durch Lyse der Zellwand mit Lysozym, durch Reinigung mit Detergenzlösung und mit Phenol sowie durch Fällung in Ethanol in möglichst hochmolekularer Form (~ 100kb) isoliert. · "The cellular DNA of the selected S. noursei donor, preferably of MK84G2, is isolated by lysis of the cell wall with lysozyme, by cleaning with detergent solution and with phenol and by precipitation in ethanol in the highest possible molecular weight (~ 100 kb). · "

3. Shut-gun-Klonierung (Primärklonierung)3. Shut-gun cloning (primary cloning)

Die im vorstehenden Verfahrensschritt erhaltene, gereinigte Total-DNS wird mit dem Restriktionsenzym BamHI in an sich bekannterWeise verdaut und die entstandenen Fragmente werden mit dem Bglll-verdauten Vektorplasmid plJ702 (5,7 kb) in üblicher Weise durch Wirkung von Ligase verknüpft. ' . ;The purified total DNA obtained in the above process step is digested with the restriction enzyme BamHI in a manner known per se, and the resulting fragments are linked to the BglII-digested plasmid plJ702 (5.7 kb) in the usual way by the action of ligase. '. ;

Mit dem erhaltenen Ligationsgemisch wird ein nicht-Melanin-bildender ,Nourseothricin-sensibler Streptomyces-Rezipientenstamm, vorzugsweise der an sich bekannte Stamm S. lividans TK24 (sensibel gegenüber 30/xg/ml Nourseothricin), I transformiert.With the ligation mixture obtained is a non-melanin-forming, nourseothricin-sensitive Streptomyces recipient strain, preferably the known per se strain S. lividans TK24 (sensitive to 30 / xg / ml Nourseothricin), I transformed.

Das hierbei erhaltene Transformanten-Zellgemisch, vorzugsweise das entstandene ZK24-Zellgemisch, in welchem unter anderem auch rekombinante Klone, die jeweils einen intakten plJ702-Abkömmling mit insertiertem NAT-Gen in sich aufgenommen haben, zu erwarten sind, wird nunmehr einem Screening unterworfen, das sich auf folgende Voraussetzungen stützt: .The resulting transformant cell mixture, preferably the resulting ZK24 cell mixture, in which, inter alia, recombinant clones which have in each case taken up an intact plJ702 derivative with inserted NAT gene can be expected, is now being screened, which is based on the following conditions:.

Die Verwendung des literaturbekannten Streptomyces-Plasmids plJ702 (E. Katz et al., J. Gen. Microbiol. 129 [1983] 2703) mit einem unikalen Bglll-Spaltort in seinem Tyrosinase-Gen (Tyrosinase wandelt enzymatisch Tyrosin in Melanin und färbt die entsprechende Kolonie schwarz) gestattet Selektion von rekombinanten Klonen aufgrund des Ausfalls der Pigmentbildung. Selektion mit dem Antibiotikum Nourseothricin führt zu einer weiteren Spezifikation, da nur die verfahrensgerrfäß erhaltenen Klone in Anwesenheit von Nourseothricin wachsen können, die dieses Antibiotikum zu inaktivieren vermögen.The use of the literature-known Streptomyces plasmid pIJ702 (E.Katz et al., J. Gen. Microbiol., 129 [1983] 2703) with a unique BglII cleavage site in its tyrosinase gene (tyrosinase enzymatically converts tyrosine into melanin and stains the corresponding Colony black) allows selection of recombinant clones due to the lack of pigment formation. Selection with the antibiotic nourseothricin leads to a further specification, since only the clones obtained according to the method can grow in the presence of nourseothricin, which are capable of inactivating this antibiotic.

Der im Ergebnis dieser Selektion gefundene Klon TK24 (7 A) wird anschließend vermehrt und die DNS des in ihm enthaltenen primären rekombinantenPlasmids—es erhielt die Bezeichnung pNAT1 —in großer Menge isoliert. Diese Plasmid-DNS wird mit den Restriktionsenzymen SaIi, Sau3 A und Kpnl verdaut, auf diese Weise charakterisiert und die Karte in Abb. 1 gewonnen.The clone TK24 (7A) found as a result of this selection is then propagated and the DNA of the primary recombinant plasmid contained therein was given the name pNAT1-isolated in large quantity. This plasmid DNA is digested with the restriction enzymes SaIi, Sau3A and KpnI, characterized in this way and the map obtained in Fig. 1.

4. Subklonierung des NAT-Gens in denStreptomyces-VektorpMG2204. Subcloning of the NAT gene into the Streptomyces pMG220 vector

Im Anschluß an die Charakterisierung des Primärplasmids pNAT1 (6,9kb) wurden für Subklonierungen in an sich bekannter Weise das NAT-Gen tragende Fragmente dieses Plasmids, namentlichSubsequent to the characterization of the primary plasmid pNAT1 (6.9 kb), the NAT gene-carrying fragments of this plasmid were, for subcloning in a conventional manner, namely

ein pNAT1 Bcll-Fragment (3,0kb)a pNAT1 Bcll fragment (3.0kb)

ein pNAT1 Sall-Fragment (1,3kb) .a pNAT1 Sall fragment (1.3kb).

sowie durch partielle Verdauungas well as partial digestion

ein ρΝΑΤΊ Sau3A-Fragment (1,2kb),a ρΝΑΤΊ Sau3A fragment (1.2kb),

bereitgestellt.provided.

Die Insertion dieser Fragmente in den partiell mit BamHI bzw. Sail verdauten Streptomyces-Vektor pMG220 (5,3kb), der nach dem Verfahren einer früheren Patentanmeldung erhalten wurde, lieferte nach Transformation von S. HvidansTK24 jeweils eine Vielzahl von Plasmid-Abkömmlingen mit aktivem NAT-Gen. Insbesondere wurden im Ergebnis dieses Verfahrensschrittes die pMG220-DerivatepMG2215(6,6kb)und pMG2220 (5,5kb) erhalten. Bei beiden Neuplasmiden handelt es sich um Sall-Derivate von pMG220,diedaspNAT1 Sall-Fragment in sich aufgenommen haben, sich jedoch durch die in vitro-Deletion der SaIB-und SalE-Fragmente von pMG220in pMG 2220 voneinander unterscheiden (Abb. 2).The insertion of these fragments into the partially BamHI and Sail-digested Streptomyces vector pMG220 (5.3kb), obtained by the method of a prior patent application, yielded a variety of active-NAT plasmid derivatives upon transformation of S. Hvidans TK24, respectively -Gene. In particular, as a result of this process step, pMG220 derivatives pMG2215 (6.6kb) and pMG2220 (5.5kb) were obtained. Both neoplasms are Sall derivatives of pMG220, which have incorporated the NAT1 SalI fragment, but differ by the in vitro deletion of the SaIB and SalE fragments of pMG220 in pMG 2220 (Figure 2).

Sowohl pNAT1 als auch pMG2215und pMG 2220 werden dann zur Transformation von S. lividans-Stämmen, vorzugsweise S.Both pNAT1 and pMG2215 and pMG 2220 are then used to transform S. lividans strains, preferably S.

lividans TK24, von S. chrysomallus-Stämmen, vorzugsweise S. chrysomallus 2, und von Nourseothricin-sensitiven S. noursei-Stämmen, vorzugsweise S. noursei JA 3890 b NG 13/33, verwendet. Diese heterologen Wirtsstämme werden zur Bildung von NAT in an sich bekannter Weise kultiviert (Schüttelkolben-Maßstab). Die weitere Aufarbeitung, Charakterisierung und biochemische Anwendung von NAT erfolgt im zellfreien System.lividans TK24, from S. chrysomallus strains, preferably S. chrysomallus 2, and nourseothricin-sensitive S. noursei strains, preferably S. noursei JA 3890 b NG 13/33. These heterologous host strains are cultured to form NAT in a manner known per se (shake flask scale). The further processing, characterization and biochemical application of NAT takes place in the cell-free system.

5. Identifizierung der NAT-Aktivität in den heterologen Streptomyces-Wirten5. Identification of NAT activity in heterologous Streptomyces hosts

Phänotypisch gelingt der Nachweis unter Rückgriff auf an sich bekannte Verfahrensschritte auf der Grundlage des Sachverhaltes, daß die genannten Stämme nur bei Besitz eines der das NAT-Gen tragenden, neuen Plasmide pNAT1, pMG 2215 oder pMG 2220 noch bei Konzentrationen von mehr als 50/ig/ml Nourseothricin zu wachsen vermögen.Phenotypically, the detection succeeds by recourse to known process steps on the basis of the fact that the said strains only in possession of one of the NAT gene carrying new plasmids pNAT1, pMG 2215 or pMG 2220 even at concentrations of more than 50 / ig / ml Nourseothricin to grow.

Biochemisch wird der Nachweis durch Inkubation des S 100-Überstandes mit jeweils spezifischen Substraten geführt (siehe Abschnitt 3 des Ausführungsbeispieles). Dabei konnte gezeigt werden, daß im.zellfreien System nur in Anwensenheit von Coenzym A und Acetat eine Inaktivierung von Nourseothricin stattfindet, womit die Identität der Nourseothricin-Acety!transferase (NAT) verifiziert ist.Biochemically, the detection is performed by incubation of the S 100 supernatant with specific substrates (see Section 3 of the embodiment). It could be shown that in the cell-free system only in the presence of coenzyme A and acetate an inactivation of nourseothricin takes place, whereby the identity of the nourseothricin acetyl transferase (NAT) is verified.

Vorteile der Erfindung · ·Advantages of the invention ·

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Gewinnung des Enzyms Nourseothricin-Acetyltransferase (NAT) durch submerse Fermentation von Bakterien möglich, die nicht zur Spezies Streptomyces noursei gehören und nicht wie diese das Antibiotikum Nourseothricin bilden. Damit ist die Grundsubstanz für eine hochspezifische Nachweisreaktion für Nourseothricin bereitgestellt.The process according to the invention makes it possible to obtain the enzyme nourseothricin acetyltransferase (NAT) by submerged fermentation of bacteria which do not belong to the species Streptomyces noursei and, unlike them, do not form the antibiotic nourseothricin. Thus, the basic substance is provided for a highly specific detection reaction for nourseothricin.

Zudem gestattet die Expression dieser Resistenzdeterminante durch Replikone mit erhöhter Kopiezahl eine Genamplifikation. Das Vorliegen eines isolierten Klons mit dem Gen für die NAT eröffnet weiterhin diverse Möglichkeiten zu in vitro-Konstruktion. •Die verfahrensgemäß erhaltenen heterologen Produzenten erlauben schließlich eine weitere genetische Manipulation mit dem Ziel, NAT-produzierende Leistungsstämme bereitstellen zu können.In addition, expression of this resistance determinant by replicons of increased copy number allows for gene amplification. The presence of an isolated clone with the gene for NAT continues to open up diverse possibilities for in vitro construction. • The heterologous producers obtained according to the method finally permit further genetic manipulation with the aim of being able to provide NAT-producing performance strains.

Ausführungsbeispielembodiment

Das nachstehende Ausführungsbeispiel umfaßt die 4 Teile:The following embodiment comprises the four parts:

1. Primärklonierung der NAT(shut-gun-Klonierung)1. Primary cloning of the NAT (shut-gun cloning)

2. Subklonierung des NAT-Gens2. Subcloning of the NAT gene

3. Expression des NAT-Gens in heterologen Wirten3. Expression of the NAT gene in heterologous hosts

4. Nachweis einer Nourseothricin-Acetyltransferase in verfahrensgemäß erhaltenen heterologen Streptomyces-Wirten. 1. Primärklonierung der NAT (shut-gun-Klonierung)4. Detection of a nourseothricin acetyltransferase in methodically obtained heterologous Streptomyces hosts. 1. Primary cloning of the NAT (shut-gun cloning)

1.1. Gewinnung von Total-DNS aus S. noursei JA 3890b NG 13 MK84G2 Der Donor-Stamm wird 72 Stunden in Medium M 79:1.1. Extraction of total DNA from S. noursei JA 3890b NG 13 MK84G2 The donor strain is incubated for 72 hours in Medium M 79:

1% Glukose1% glucose

1 % Pepton1% peptone

0,2% Hefeextrakt0.2% yeast extract

0,6% NaCI0.6% NaCl

1 % Kaseinhydrolysat1% casein hydrolyzate

bei 280C im Reziprokschüttler kultiviert.cultured at 28 0 C in a reciprocating shaker.

Die so erzeugte Biomasse wird durch Zentrifugation gesammelt, mit 0,9% NaCI-Lösung 2mal gewaschen und anschließend 1 g Feuchtmyzel in 10 ml Lyselösung:The biomass thus produced is collected by centrifugation, washed twice with 0.9% NaCl solution and then 1 g of wet mycelium in 10 ml of lysis solution:

1OmM EDTA, pH 8,0 25mMTris-HCI 1 mg/ml Lysozym10 mM EDTA, pH 8.0 25 mM Tris-HCl 1 mg / ml lysozyme

mitLysozym behandelt. Nach 15 Minuten Inkubation bei Zimmertemperatur wird die EDTA-Konzentration auf 5OmM erhöht, umtreated with lysozyme. After 15 minutes incubation at room temperature, the EDTA concentration is increased to 5OmM to

Die Zugabe von 10ml Detergenzlösung:The addition of 10ml detergent solution:

0,4% Na-Desoxycholat0.4% Na-desoxycholate

1%Brij35 1% Brij35

5OmMTMs-HCI5OmMTMs-HCl

5OmMEDTA5OmMEDTA

bewirkt Auflösung der Zellintegrität und Freisetzung des hochviskosen Zellinhaltes. Eine nachfolgende Phenolbehandlung bei 4CC (10 ml Phenol; pH7,5) führt nach Zentrifugation (7000 U/min) zur Ausbildung von 3 Phasen, wobei die Oberphase die gelösten Nukleinsäuren enthält. Versetzen dieser Lösung mit Chloroform (Chloroform:Isoamylalkohol, 24:1) bewirkt eine weitere Reinigung, insbesondere von Lipiden, Phenolresten und Restprotein. Aus der Oberphase wird durch Zugabe von 2 Volumen Ethanol die DNS ausgefällt (in Fragmenten von ~ 100kb Größe).causes resolution of cell integrity and release of high-viscosity cell contents. A subsequent phenol treatment at 4 C C (10 ml phenol; pH 7.5) leads to centrifugation (7000 r / min) for the formation of 3 phases, the upper phase containing the dissolved nucleic acids. Addition of this solution with chloroform (chloroform: isoamyl alcohol, 24: 1) causes further purification, especially of lipids, phenol residues and residual protein. From the upper phase, the DNA is precipitated by addition of 2 volumes of ethanol (in fragments of ~ 100kb size).

1.2. Fragmentierung derTotal-DNS mit BamHI1.2. Fragmentation of total DNA with BamHI

Nach Resuspendierung in TE-Puffer wird die Total-DNS in dem AnsatzAfter resuspension in TE buffer, the total DNA is in the batch

100μΙ DNS-Lösung (50Mg) 15μΙ TM-Puffer 32μΙΗ2Ο100μΙ DNA solution (50Mg) 15μΙ TM buffer 32μΙΗ 2 Ο

3μ\ BamHI (50E) . . - 3μ \ BamHI (50E). , -

durch einstündige Inkubation bei 37°C mit dem Restriktionsenzym BamHI verdaut. Die DNS-Fragment-Lösung wird durch Zusatz von EDTA (1OmM Endkonzentration), Na-Dodecylsulfat (.1 %) und Phenol deproteinisiert, mit Chloroform gereinigt, nach Zusatz von NaCI mit Ethanol gefällt und in dieser Form für den Schritt 1.5. dieses Ausführungsbeispiels bereitgestellt.by digestion for one hour at 37 ° C with the restriction enzyme BamHI digested. The DNA fragment solution is deproteinized by addition of EDTA (10 mM final concentration), Na dodecyl sulfate (.1%) and phenol, purified with chloroform, precipitated with ethanol after addition of NaCl and in this form for step 1.5. this embodiment provided.

1.3. Gewinnung der Vektor-DNS1.3. Extraction of the vector DNA

Als Vektor wurde das Plasmid plJ702 (E. Katz, a. a. O.) verwendet. plJ 702 ist ein Abkömmling des als plJ 101 (T. Kieser et al. [1982] Mol. Gen. Genet. 185, S.223-238) bzw. pS 10147 (J. Pernodet, M.Guerineau, Mol. Gen. Genet. 182 [1981] S. 53-59) beschriebenen Plasmids mit breitem Wirtsbereich und mittlerer Kopiezahl. Dieser Vektor besitzt zwei selektierbare Marker (Thiostrepton-Resistenzdeterminante und Gen für dieTyrosinase) mit z.B. einem unikalen Spaltort für das Restriktionsenzym BgIII. Insertion von Fremd-DNS in diesen Ort führt zur Inaktivierung derTyrosinase.Transformanten mit einem solchen Rekombinanten-Vektor sind fähig, auf Thiostrepton zuwachsen und farblos, während dieTransformanten mit dem ursprünglichen Vektor das Pigment Melanin bilden, d.h. schwarz werden.The vector used was the plasmid pIJ702 (E. Katz, supra). pIJ 702 is a derivative of pJ10147 (J.Pernodet, M.Guerineau, Mol. Genet., 182 [1981] pp. 53-59) with a broad host range and average copy number. This vector has two selectable markers (thiostrepton resistance determinant and gene for tyrosinase) with e.g. a unique cleavage site for the restriction enzyme BglII. Insertion of foreign DNA into this locus leads to the inactivation of tyrosinase. Transformants with such a recombinant vector are capable of growing on thiostrepton and colorless, whereas the transformants with the original vector form the pigment melanin, i. to turn black.

Der Stamm S. lividans 3131, der dieses Plasmid enthält, wird 72 Stunden bei 28°C auf einem Reziprokschüttler in Medium M79 kultiviert, durch Zentrifugation gesammelt und 2mal mit 0,9% NaCI-Lösung gewaschen. Das Pellet (ca. 20 g Feuchtgewicht) wird in 100ml Lösung I:Strain S. lividans 3131 containing this plasmid is cultured for 72 hours at 28 ° C on a reciprocating shaker in medium M79, collected by centrifugation and washed twice with 0.9% NaCl solution. The pellet (about 20 g wet weight) is dissolved in 100 ml of solution I:

25mMTris-HCI,pH7,5 25mM EDTA, pH 8,0 0,9% Glukose 10% Saccharose 25mM Tris-HCl, pH 7.5 25mM EDTA, pH 8.0 0.9% Glucose 10% sucrose

und 20mg Lysozym resuspendiert, nach 10 bis 30 Minuten Einwirkung bei Zimmertemperatur mit 250ml frisch zubereiteter Lösung II:and 20mg lysozyme resuspended, after 10 to 30 minutes exposure at room temperature with 250ml of freshly prepared solution II:

0,2NNaOH 2% SDS0.2N NaOH 2% SDS

versetzt und auf Eis für 15 Minuten inkubiert. Addition von 1.80 ml Na-Acetat (pH 6,0) führt zur Ausfällung der Proteine und der einsträngigen DNS, während die Plasmid-DNS zu renaturieren vermag. Nach Zentrifugation bei 7 000 U/miri für 20 Minuten entsteht ein klarer Überstand, aus dem durch Zusatz von 0,6 Volumen Isopropanol die Plasmid-DNS ausgefällt wird. Zwecks Trennung von Resten chromosomaler DNS und RNS wird die in TE-Puffer (1OmM Tris, 1 mM EDTA, pH 8,0) gelöste DNS mit 1 g/ml CsCI versetzt und nach Zugabe von 0,4ml Ethidiumbromid-Lösung (10mg/ml) je 5ml CsCI-Lösung 36 Stunden bei 45000U/min zentrifugiert und die entstehende Plasmid-Bande eliminiert. Nach Entfernen des Ethidiumbromids durch Ausschütteln mit n-Butanol (TE gesättigt) wird die DNS-CsCI-Lösung gegen 2x11 TE-Puffer über Nacht dialysiert. Die so gewonnene DNS wird anschließend mit dem Enzym BgIII verdaut.and incubated on ice for 15 minutes. Addition of 1.80 ml of Na acetate (pH 6.0) leads to the precipitation of the proteins and the single-stranded DNA, while the plasmid DNA is able to renature. After centrifugation at 7 000 U / min. For 20 minutes, a clear supernatant is obtained, from which the plasmid DNA is precipitated by adding 0.6 volumes of isopropanol. For the purpose of separating residues of chromosomal DNA and RNA, the DNA dissolved in TE buffer (10 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 8.0) is admixed with 1 g / ml CsCl and, after addition of 0.4 ml ethidium bromide solution (10 mg / ml ) Centrifuge each 5 ml of CsCl solution at 45,000 rpm for 36 hours and eliminate the resulting plasmid band. After removal of the ethidium bromide by shaking with n-butanol (TE saturated), the DNS-CsCl solution is dialyzed against 2x11 TE buffer overnight. The DNA thus obtained is then digested with the enzyme BglII.

1.4. Verdauung des Vektors mit BgIII1.4. Digestion of the vector with BglII

200/xl (20^g) plJ702-DNS-Lösung . 60μΙ TM-Puffer 30μΙ H2O 10μΙ BgIII (20E)200 / xl (20 g) plJ702 DNA solution. 60μΙ TM buffer 30μΙ H 2 O 10μΙ BgIII (20E)

werden für 60 Minuten bei 37°C inkubiert und anschließend wird nach Zugabe von EDTA (1OmM), SDS (1%) und Phenol das Enzym inaktiviert sowie durch Zentrifugation abgetrennt. Die klare Oberphase wird weiter mit Chloroform extrahiert. Anschließend die Vektor-DNS mit Ethanol gefällt und für den Verfahrensschritt 1.5. bereitgestellt.are incubated for 60 minutes at 37 ° C and then the enzyme is inactivated after addition of EDTA (1OmM), SDS (1%) and phenol and separated by centrifugation. The clear upper phase is further extracted with chloroform. Subsequently, the vector DNA precipitated with ethanol and for process step 1.5. provided.

1.5. Ligation der Fragmente1.5. Ligation of the fragments

ΙΟμ,Ι (4/xg) Bglll-verdauter Vektor-DNS 50μ,Ι (25^g) BamHI-verdauter Donor-DNS + 6μΙ NaCI ΙΟμ, Ι (4 / xg) BglII-digested vector DNA 50μ, Ι (25 ^ g) BamHI-digested donor DNA + 6μΙ NaCl

+ 165μλ EtOH werden zusammen gefällt,+ 165 μλ EtOH are precipitated together,

in 14μ.Ι H20,2μΙ Ligationspuffer, 2μ,1 ATP gelöst, 2 Minuten bei 700C inkubiert, auf 14°C abgekühlt und 2/xl T4-Ligase zugegeben. Diese Mischung wird nach 2 Stunden auf 100/u.l aufgefüllt und über Nacht bei 250C inkubiert.in 14μ.Ι H 2 0.2μΙ ligation buffer, 2μ, 1 ATP dissolved, incubated for 2 minutes at 70 0 C, cooled to 14 ° C and 2 / xl T4 ligase was added. This mixture is filled after 2 hours to 100 / ul and incubated at 25 0 C overnight.

1.6. Transformation von Streptomyces lividans TK24 mit der in vitro rekombinierten DNS1.6. Transformation of Streptomyces lividans TK24 with in vitro recombined DNA

Die Transformation erfolgt in an sich bekannter Weise, ind.em 4 x 109 Protoplasten von S. lividans TK 24 in 0,3 ml Medium P;The transformation is carried out in a manner known per se, ind.em 4 x 10 9 protoplasts of S. lividans TK 24 in 0.3 ml medium P;

103g Saccharose 0,25g K2SO4 2,03 g MgCI2: 6H2O 2 ml Spurenelementelösung103 g sucrose 0.25 g K 2 SO 4 2.03 g MgCl 2 : 6H 2 O 2 ml of trace element solution

nach Autoklavierenafter autoclaving

10ml KH2PO4 (0,5%)10ml KH 2 PO 4 (0.5%)

100ml CaCI2-2H2O (3,68%) >, 100ml CaCl 2 -2H 2 O (3.68%) >,

100 ml TES-Puffer (0,25 M, pH 7,2)100 ml TES buffer (0.25 M, pH 7.2)

Spurenelemente pro Liter:Trace elements per liter:

40 mg ZnCI2 40 mg ZnCl 2

200 mg FeCI3-6H2O 10mg CnCI2 · 2H2O 10mg MnCI2-4H2O 10mg Na2B4O7 · 10H2O200 mg of FeCl 3 -6H 2 O 10mg CNCI 2 .2H 2 O 10mg MnCl 2 -4H 2 O 10 mg Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O

10mg (NH4J6Mo7O24-4H2O10 mg (NH 4 J 6 Mo 7 O 24 -4H 2 O

mit20;ul DNSdesLigationsgemischesund 0,32 ml PEG 1000 (40%) gemischt werden. Dieses Gemisch wird nach Aufnahme in 12mlR2-DS-Agarwith 20 μl of the ligation mixture and 0.32 ml of PEG 1000 (40%). This mixture is taken up in 12ml R2-DS agar

103g Saccharose 0,2OgK2SO4 10,12g MgCI2 -6H2O 2 ml Spurenelemente 10g Glukose103g sucrose 0.2OgK 2 SO 4 10.12g MgCl 2 -6H 2 O 2 ml trace elements 10g glucose

0,1 g DifcoCasaminoacids 0.1 g DifcoCasaminoacids

22g Difco Bacto Agar . ' -22g Difco Bacto Agar. '-

nach Autoklavieren ,after autoclaving,

10 ml KH2PO4 (0,5%) 80 ml CaCI2 -2H2O (3,68%) 15mlL-Prolin(20%) 10OmITES (0,25M,pH7,2) ' ' 10 ml KH 2 PO 4 (0.5%) 80 ml CaCl 2 -2H 2 O (3.68%) 15 ml L-proline (20%) 10 OmITES (0.25M, pH 7.2) ''

auf 4 Platten mit R2-Agar plattiert. 3 Platten werden mit 30Aig/ml Nourseothricin und eine Platte mit 50/^gZmI Thiostrepton überschichtet. Nach 10 Tagen konnten auf Nourseothricin-haltigem Medium 2 Kolonien isoliert werden, wovon eine, der die Bezeichnung Klon TK24 (7A) gegeben wurde, das Plasmid pNATI enthielt.plated on 4 plates with R2 agar. 3 plates are overlaid with 30 μg / ml nourseothricin and one plate with 50 μg of thiostrepton. After 10 days 2 colonies could be isolated on nourseothricin-containing medium, one of which was designated clone TK24 (7A) containing the plasmid pNATI.

Auf derThiostrepton-haltigen Kontrollplatte entstanden 370 Kolonien, von denen 30 die schwarze Färbung, typisch für das rekonstituierte Vektor-Plasmid, zeigten.On the thio-strepton-containing control plate, 370 colonies resulted, of which 30 showed the black coloration typical of the reconstituted vector plasmid.

DNS, präpariert aus der das Primärplasmid pNATI enthaltenden Kolonie, ergab in einem Retransformationsansatz in S. lividans TK24 106 Transformanten bei Selektion mit 30//.g/ml Nourseothricin.DNA prepared from the colony containing the primary plasmid pNATI gave in a retransformation batch in S. lividans TK24 10 6 transformants when selected with 30 //. G / ml nourseothricin.

1.7. Kartierung und Größenbestimmung des Inserts in Plasmid pNATI1.7. Mapping and sizing of the insert in plasmid pNATI

Mit Standardmethoden der Gentechnik wird die DNS von pNAT 1 isoliert und mit Restriktionsenzymen verdaut. Dabei wurden für die Enzyme BamHI, BgIII, EcoRI, EcoRV, Bell, Pvull, Pstl, Hindill, Sphl, Xbal, Xhol keine Spaltorte gefunden. Mit den Enzymen Kpnl, Sail, Sau3 A wurde die Karte gemäß Abb. 1 ermittelt.Using standard methods of genetic engineering, the DNA of pNAT 1 is isolated and digested with restriction enzymes. No cleavage sites were found for the enzymes BamHI, BglII, EcoRI, EcoRV, Bell, Pvull, PstI, Hindill, Sphl, Xbal, Xhol. With the enzymes Kpnl, Sail, Sau3 A the map was determined according to Fig. 1.

Diese Karte läßt erwarten, daß das NAT-Gen, d.h. die Nourseothricin-Resistenzdeterminante (ntr), umkloniert werden kann als: · *This map suggests that the NAT gene, i. the nourseothricin resistance determinant (ntr) can be recloned as: *

1. Bcll-Fragment nach vollständiger Verdauung mit Bell1st Bcl fragment after complete digestion with Bell

2. Sau3 Α-Fragment nach partieller Verdauung mit Sau3 A,2. Sau3 Α fragment after partial digestion with Sau3 A,

3. Sall-Fragment nach vollständiger Verdauung mit Sail.3. Sall fragment after complete digestion with Sail.

Die letztgenannte Möglichkeit wird allerdings nur dann erfolgreich sein, wenn das kleine Sall-Sau3 Α-Fragment, welches dabei verloren geht, keine für NAT essentielle Information enthält.However, the latter possibility will only be successful if the small Sall-Sau3 Α fragment, which is lost, contains no information that is essential for NAT.

2. Subklonierung des NAT-Gens in heterologen Wirten2. Subcloning of the NAT gene in heterologous hosts

Als Vektor für die Subklonierung wird das Plasmid pMG 220 gewählt, welches eine um 7- bis 8fach höhere Kopiezahl als plJ702 besitzt. Dieser Vektor weist zwei zur Klonierung geeignete BamHI-Orte und 6 Orte für Sail auf. Partielle Verdauung des Vektors mit diesen Enzymen und ihre Ligation mit entsprechenden Fragmenten des PrimärplasmidsAs a vector for the subcloning of the plasmid pMG 220 is selected, which has a 7- to 8-fold higher copy number than plJ702. This vector has two BamHI sites suitable for cloning and 6 sites for Sail. Partial digestion of the vector with these enzymes and their ligation with corresponding fragments of the primary plasmid

1. pNAT1 (Bell) + pMG220(BamHI part.)1. pNAT1 (Bell) + pMG220 (BamHI part.)

2. pNAT1 (Sau3 A part.) + pMG 220 (BamHI part.)2. pNAT1 (Sau3 A part.) + PMG220 (BamHI part.)

3. ρΝΑΤΊ (Sail) + pMG220 (Sail part.)3. ρΝΑΤΊ (sail) + pMG220 (sail part.)

führte nach Einführung dieser Ligationsgemische in Protoplasten von S. lividans TK24 in jedem Falle zu Nourseothricinresistenten, d. h. zu NAT-bildenden Transformanten.led after introduction of these ligation mixtures in protoplasts of S. lividans TK24 in each case to Nourseothricinresistenten, d. H. to NAT-forming transformants.

Weiter untersucht wurden jene Klone, die nach Rekombination des pNAT1 Sall-Fragmentes mit dem Vektor pMG 220 und Transformation wie oben gewonnen worden waren. Das Auftreten dieser Klone belegt, daß die für NAT-Synthese essentiellen Informationen auf die in der Karte (Abb. 1) angegebene Region beschränkt sind.Further studied were those clones recovered after recombination of the pNAT1 Sall fragment with the vector pMG 220 and transformation as above. The appearance of these clones proves that the information essential for NAT synthesis is limited to the region indicated in the map (Figure 1).

Die Kartierung der isolierten Klone ergab, daß alle Insertionen im kleinen BamHI-Fragment von pMG 220 erfolgten, z. B.Mapping of the isolated clones revealed that all insertions were made in the small BamHI fragment of pMG 220, e.g. B.

pMG2215, und im Falle von pMG2220 darüber hinaus die Deletion der SaIB-und Ε-Fragmente des Vektors und der Einbau des NAT-Gens an ihrer Stelle eintrat (Abb. 2).Furthermore, in the case of pMG2220, the deletion of the SaIB and Ε fragments of the vector and the incorporation of the NAT gene occurred in their place (Figure 2).

3. Expression des NAT-Gens in heterologen Wirten3. Expression of the NAT gene in heterologous hosts

Mit den gewonnenen rekombinanten Plasmiden, soz.-B. mit pNAT1, pMG.2215 und pMG 2220, werden heterologe Streptomyces-Wirte, beispielsweise S. lividans TK24, S. chrysomallus 2 und S. noursei JA 3890b NG 13/33, transformiert und damit diesen Stämmen die Fähigkeit zur Produktion der Nourseothricin-Acetyltransferase verliehen.With the recovered recombinant plasmids, soz.-B. with pNAT1, pMG.2215 and pMG 2220, heterologous Streptomyces hosts, for example S. lividans TK24, S. chrysomallus 2 and S. noursei JA 3890b NG 13/33, are transformed and thus these strains have the ability to produce the nourseothricin acetyltransferase awarded.

4. Nachweis einer Nourseothricin-Acetyltransferase in verfahrensgemäß erhaltenen heterologen Streptomyces-Wirten, beispielsweise in Streptomyces lividans TK24 (7 A)4. Detection of Nourseothricin Acetyltransferase in Heterologous Streptomyces Hosts Obtained by the Method, for Example in Streptomyces lividans TK24 (7 A)

4.1. Prinzip4.1. principle

Die Aktivität von Nourseothricin-Acetyltransferase wird in einem zellfreien Extrakt als Enzymquelle in Anwesenheit von ATP, Coenzym A und 14C-Acetat bestimmt. Das gebildete 14C-Acetylnourseothricin wird nach der Phosphocellulosepapier- · Bindungstechnik nachgewiesen. Der Nachweis beruht auf der Bindung des basischen Antibiotikums an das Kationenaustauschpapier. Nach Auswaschung von nichtverbrauchtem 14C-Acetat und 14C-Acetyl-Coenzym A wird das gebundene 14C-Acetylnourseothricin im Flüssigkeitsszintillations-Spektrometer gemessen.The activity of nourseothricin acetyltransferase is determined in a cell-free extract as an enzyme source in the presence of ATP, coenzyme A and 14 C-acetate. The formed 14 C-acetylnourseothricin is detected by the phosphocellulose paper binding technique. The detection is based on the binding of the basic antibiotic to the cation exchange paper. After leaching of unused 14 C-acetate and 14 C-acetyl-coenzyme A, the bound 14 C-acetylnourseothricin is measured in the liquid scintillation spectrometer.

Parallel zu dem Nachweis von 14C-Acetylnourseothricin wird die Acetylierung von biologisch aktivem Nourseothricin zu inaktivem Acetylnourseothricin durch Messung der biologischen Aktivität im Lochplattentest mit Bacillus subtilis 6633 als Testkeim bestimmt.Parallel to the detection of 14 C-acetylnourseothricin, the acetylation of biologically active nourseothricin to inactive acetylnourseothricin is determined by measuring the biological activity in the perforated plate test with Bacillus subtilis 6633 as a test germ.

4.2. Methodik4.2. methodology

Zur Gewinnung von Enzymextrakten wird das abzentrifugierte Myzel mit einem Ultraschall-Homogenisator aufgeschlossen und der Zellaufschluß-einer fraktionierten Zentrifugation unterworfen. Der zellfreie, postribosomale Extrakt (S100-Überstand) wird nach Dialyse für die Bestimmung der Acetyltransferase-Aktivität verwendetTo obtain enzyme extracts, the centrifuged mycelium is disrupted with an ultrasonic homogenizer and subjected to cell disruption-a fractionated centrifugation. The cell-free postribosomal extract (S100 supernatant) is used after dialysis for the determination of acetyltransferase activity

Das Standard-Reaktionsgemisch zum Nachweis der Nourseothricin-Acetyltransferase enthält in 0,1 ml: The standard reaction mixture for the detection of nourseothricin acetyltransferase contains in 0.1 ml:

45mMTris-HCI,pH7,545mMTris-HCl, pH7.5

1OmMMgCI2 1OmMMgCI 2

5OmMNH4CI . . .5OmMNH 4 CI. , ,

6mM Mercaptoethanol6mM mercaptoethanol

4mM ATP4mM ATP

0,2mM Coenzym A0.2mM Coenzyme A

0,01 mM 14C-Acetat (94,9 mCi/mMol)0.01 mM 14 C-acetate (94.9 mCi / mmol)

0,2 mM Mg-Acetat0.2mM Mg-acetate

5μg Nourseothricin 20μΙ Enzymextrakt (100^g Protein).5μg Nourseothricin 20μΙ Enzyme Extract (100 ^ g protein).

Nach 3stündiger Inkubation bei 37°C werden δΟμΙ-Proben auf Phosphocellulose-Papier (1,5 x 1,5cm) aufgebracht. Die Papierblättchen werden 3mal in H2O gewaschen, wobei das 1. Waschwasser eine Temperatur von 85°C hatte. Nach Trocknung der Filter wird die Radioaktivität im Toluol-Szintillator im Flüssigkeits-Szintillations-Spektrometer gemessen. Zur Bestimmung der Spezifität der Acetyltransferase sind außer Nourseothricin noch die Aminoglykosid-Antibiotika Streptomycin, Neomycin und Kanamycin als Substrate eingesetzt worden.After 3 hours of incubation at 37 ° C δΟμΙ samples are applied to phosphocellulose paper (1.5 x 1.5 cm). The paper sheets are washed 3 times in H 2 O, the first wash water having a temperature of 85 ° C. After drying the filters, the radioactivity in the toluene scintillator is measured in the liquid scintillation spectrometer. To determine the specificity of the acetyltransferase, in addition to nourseothricin, the aminoglycoside antibiotics streptomycin, neomycin and kanamycin have also been used as substrates.

4.3. Ergebnisse4.3. Results

Nachweis und Substratspezifität der Nourseothricin-Acetyltransferase von Streptomyces lividans TK24 (7 A)Detection and Substrate Specificity of Nourseothricin Acetyltransferase from Streptomyces lividans TK24 (7A)

1. Bestimmung von radioaktiv markiertem Acetylnourseothricin1. Determination of radioactively labeled acetylnourseothricin

2. Messung der biologischen Aktivität von Nourseothricin nach enzymatischer Acetylierung (Stanzlochdurchmesser: 9 mm).2. Measurement of the biological activity of nourseothricin after enzymatic acetylation (punch hole diameter: 9 mm).

11 14C-Acetat-Einheiten 14 C-acetate units 22 S. livid.S. livid. Antibiotikaantibiotics Übertragung vontransfer of LochplattentestPerforated plate test TK 24 (7 A)TC 24 (7 A) (lpm)(Lpm) S. livid.S. livid. Hemmhof 0 (mm)Hemmhof 0 (mm) 99 S. livid.S. livid. TK 24 (7 A)TC 24 (7 A) S. livid.S. livid. 2222 TK 24TC 24 19501950 Tk 24Tk 24 2222 Nourseothricinnourseothricin 2222 00 2020 2323 Streptomycinstreptomycin 00 8080 2222 Neomycinneomycin 5353 1010 2222 Kanamycinkanamycin 3737 2323

Die nachgewiesene Acetyltransferase ist Nourseothricinspezifisch. Aminoglykosid-Antibiotika wie Streptomycin, Neomycin und Kanamycin werden von diesem Enzym nicht acetyliert bzw. inaktiviert.The detected acetyltransferase is nourseothricin specific. Aminoglycoside antibiotics such as streptomycin, neomycin and kanamycin are not acetylated or inactivated by this enzyme.

Claims (17)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Verfahren zur Synthese von Nourseothricin-Acetyltransferase in heterologen Streptomyces-Wirten unter Anwendung von Teilen gentechnischer Standardmethoden der DNS-Rekombinatioriy gekennzeichnet dadurch, daß manA process for the synthesis of nourseothricin acetyltransferase in heterologous Streptomyces hosts using standard genetic engineering techniques of DNA recombination characterized by — Fragmente aus der Total-DNS eines Nourseothricin-produzierenden Mikroorganismus der Art Streptomyces noursei, welche jeweils ein Gen für Nourseothricin-Acetyltransferase (NAT-Gen) beherbergen, auf dem Streptomyces-Vektorplasmid plJ702 kloniert und die resultierenden plJ702-Abkömmlinge einem Screening auf NAT+-rekombinante Primärplasmide (NAT+-Screening) unterwirft (Verfahrensschritt I),Fragments of the total DNA of a nourseothricin-producing microorganism of the species Streptomyces noursei, each harboring a gene for nourseothricin acetyltransferase (NAT gene) cloned on the Streptomyces vector plasmid pIJ702 and the resulting plJ702 derivatives a screening for NAT + subject recombinant primary plasmids (NAT + screening) (method step I), — aus jeweils einem der heirbei erhaltenen NAT+-rekombinanten Primärplasmide Fragmente mitfunktionellem NAT-Gen entnimmt und zwecks Erhalt von NAT+-rekombinanten Sekundärplasmiden diese auf jeweils einem Vektorplasmid aus der Gruppe der Streptomyces-Vektoren mit erhöhter Kopiezahl subkloniert (Verfahrensschritt II),Extracts fragments with a functional NAT gene from each of one of the NAT + recombinant primary plasmids obtained therefrom and, in order to obtain NAT + recombinant secondary plasmids, subclone these in each case on a vector plasmid from the group of streptomyces vectors with increased copy number (method step II), — in den Verfahrensschritten I und Il erhaltene NAT+-rekombinante Plasmidvektoren in heterologe Streptomyces-Stämme transformiert (Verfahrensschritt III) und - NAT + recombinant plasmid vectors obtained in steps I and II are transformed into heterologous Streptomyces strains (method step III) and — solcherart gentechnisch manipulierte Streptomyces-Stämme in Submerskultivierung zur Produktion von Nourseothricin-Acetyltransferase einsetzt (Verfahrensschritt IV).- used such genetically engineered Streptomyces strains in Submerskultivierung for the production of nourseothricin acetyltransferase (step IV). 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man im Verfahrensschritt I als Spender für das NAT-Gen Stamm S. noursei JA 3890 b oder eine der Mutanten dieses Stammes einsetzt.2. The method according to item 1, characterized in that one uses in step I as a donor for the NAT gene strain S. noursei JA 3890 b or one of the mutants of this strain. 3. Verfahren nach Punict 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß man im Verfahrensschritt I als Spender für das"NAT-Gen Stamm S. noursei JA 3890 b NG 13 oder eine der Mutanten dieses Stammes einsetzt.3. The method according to Punct 1 and 2, characterized in that one uses in step I as a donor for the "NAT gene strain S. noursei JA 3890 b NG 13 or one of the mutants of this strain. 4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß man im Verfahrensschritt I als Spenderfür das NAT-Gen Stamm S. noursei JA 3890b NG 13 MK84G2 (Stamm ZIMET 43760) einsetzt.4. The method according to item 1 to 3, characterized in that one uses in step I as a donor for the NAT gene strain S. noursei JA 3890b NG 13 MK84G2 (strain ZIMET 43760). 5. Verfahren nach Punkt 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß man einen als Plasmid pNATI bezeichneten plJ702-Abkömmling einem NAT+-Screening unterwirft.5. The method according to item 1 and 4, characterized by subjecting a designated plasmid pNATI plJ702 derivative to a NAT + screening. 6. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man im Verfahrensschritt Il alsStreptomyces-Vektor mit erhöhter Kopiezahl das Plasmid pMG220 einsetzt.6. The method according to item 1, characterized in that the plasmid pMG220 is used in step II as streptomyces vector with increased copy number. 7. Verfahren nach Punkt 1,5 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß man dem Primärplasmid pNAT1 Fragmente mit funktionellem NAT-Gen entnimmt und diese zwecks Erhalt von NAT+-rekombinanten Sekundärplasmiden auf pMG 220 subkloniert (Verfahrensschritt II).7. The method according to item 1.5 and 6, characterized in that one takes from the primary plasmid pNAT1 fragments with functional NAT gene and this subcloned to obtain NAT + recombinant secondary plasmids on pMG 220 (step II). 8. Verfahren nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß man dem Primärplasmid pNAT 1 entweder ein Bcll-Fragment (3,0 kb), ein Sall-Fragment (1,3kb) oder ein Sau3A-Fragment (1,2kb) entnimmt, jedes dieser Fragmente mitfunktionellem NAT-Gen auf Plasmid pMG 220 subkloniert und jedes der erhaltenen rekombinänten Sekundärplasmide einem NAT+-Screening unterwirft.8. Method according to item 7, characterized in that one takes from the primary plasmid pNAT 1 either a BclI fragment (3.0 kb), a SalI fragment (1.3 kb) or a Sau3A fragment (1.2 kb), each subclones these functional NAT fragments onto plasmid pMG 220 and subjects each of the resulting recombinant secondary plasmids to NAT + screening. 9. Verfahren nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß man das Sall-Fragment von pNAT1 in Plasmid pMG 220 insertiert und das erhaltene Sekundärplasmid pMG 2215 (6,6kb) einem NAT+-Screening unterwirft.9. Method according to item 8, characterized in that the Sall fragment of pNAT1 is inserted into plasmid pMG 220 and the resulting secondary plasmid pMG 2215 (6.6 kb) is subjected to NAT + screening. 10. Verfahren nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß man das Sall-Fragment von pNAT 1 in Plasmid pMG 220 insertiert und das unter in vitro-Deletion der Fragmente pMG220-SalB und pMG220-SalE erhaltene Sekundärplasmid pMG2220 (5,5 kb) einem NAT+-Screening unterwirft.10. The method according to item 8, characterized in that the Sall fragment of pNAT 1 is inserted into plasmid pMG 220 and the secondary plasmid pMG2220 (5.5 kb) obtained under in vitro deletion of the fragments pMG220-SalB and pMG220-SalE Subject to NAT + screening. 11. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man für die Transformation gemäß Verfahrensschritt III entweder Stämme aus den Streptomyces-Gattungen S. lividans, S. chrysomallus und S. griseus oder aus der Gruppe der Nourseothricinsensitiven S. noursei-Stämmme einsetzt.11. The method according to item 1, characterized in that one uses for the transformation according to method step III either strains of the Streptomyces genera S. lividans, S. chrysomallus and S. griseus or from the group of Nourseothricinsensitive S. noursei strains. 12. Verfahren nach Punkt 1, 5,9 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß man zur Transformation der NAT+-rekombinanten Plasmide pNAT1,pMG 2215 und pMG 2220 Stamm S. lividans TK24 einsetzt.12. The method according to item 1, 5.9 to 11, characterized in that one uses for the transformation of the NAT + recombinant plasmids pNAT1, pMG 2215 and pMG 2220 strain S. lividans TK24. 13. Verfahren nach Punkt 1, 5, 9 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß man zur Transformation der NAT+-rekombinanten Plasmide pNAT1,pMG 2215 und pMG 2220 Stamm S. chrysomallus 2 einsetzt.13. The method according to item 1, 5, 9 to 11, characterized in that one uses for the transformation of the NAT + recombinant plasmids pNAT1, pMG 2215 and pMG 2220 strain S. chrysomallus 2. 14. Verfahren nach Punkt 1,5,9 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß man zur Transformation der NAT+-rekombinanten Plasmide pNAT1, pMG2215 und pMG2220 Stamm S. griseus JA 3933 einsetzt.14. The method according to item 1,5,9 to 11, characterized in that one uses for the transformation of the NAT + recombinant plasmids pNAT1, pMG2215 and pMG2220 strain S. griseus JA 3933. 15. Verfahren nach Punkt 1,5,9 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß man zur Transformation der NAT+-rekombinanten Plasmide pNAT 1, pMG 2215 und pMG 2220 der Nourseothricin-sensitiven Stamm S. noursei JA 3890 b NG 13/33 einsetzt.15. The method according to item 1,5,9 to 11, characterized in that one uses for the transformation of the NAT + recombinant plasmids pNAT 1, pMG 2215 and pMG 2220 of the nourseothricin-sensitive strain S. noursei JA 3890 b NG 13/33 , 16. Verfahren nach Punkt 1,11 bis 15, gekennzeichnet dadurch, daß man die im Anschluß an eine Submerskultivierung eines jeden nunmehr verfügbaren heterologen NAT+-Streptomyces-Stammes erfolgende weitere Aufarbeitung und Charakterisierung des Enzyms Nourseothricin-Acetyltransferase im zellfreien System vornimmt.16. The method according to item 1,11 to 15, characterized in that one carries out the subsequent workup and characterization of the enzyme nourseothricin acetyltransferase in a cell-free system following a submersed cultivation of each now available heterologous NAT + Streptomyces strain. 17. Verfahren nach Punkt 1,11 bis 16, gekennzeichnet dadurch, daß man die Aktivität von Nourseothricin-Acetyltransferaseim zellfreien System biochemisch, d.h. durch Inaktivierung von Nourseothricin in Anwesenheit von Coenzym A und Acetat nachweist.17. Method according to items 1, 11 to 16, characterized in that the activity of nourseothricin acetyltransferase in the cell-free system is determined biochemically, i. by inactivation of nourseothricin in the presence of coenzyme A and acetate.
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