DD272102A1 - PROCESS FOR PREPARING THERMOSTATIC BACILLUS BETA-1,3-1,4-GLUCANASE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von thermostabiler Bacillus-beta-1,3-1,4-Glukanase die in der Brauindustrie zur Verarbeitung grosser Rohfruchtmengen eingesetzt werden kann, um die Viskositaet der Braumaische erhoehende Glukan-Verbindungen hydrolytisch zu spalten; diese Glukanase muss aber auch oberhalb von 60C ihre Funktionswirksamkeit beibehalten. Dazu wird ohne Antibiotika fuer die Expression eines geeigneten Gens in einem Mikroorganismus der Art Bacillus subtilis oder dgl. gesorgt. Das Gen wird dabei aus einem Donorstamm von Bacillus macerans gewonnen und mittels Vektorplasmid uebertragen. Die Ausbeute hat sich als fuer die industrielle Verwertung geeignet herausgestellt, insbesondere fuer die Brauindustrie. Fig. 3The invention relates to a process for the preparation of thermostable Bacillus beta-1,3-1,4-glucanase which can be used in the brewing industry for processing large Rohfruchtmengen to hydrolyze the viscosity of the brewing erhoehende glucan compounds; however, this glucanase must retain its efficacy even above 60C. For this purpose, without antibiotics for the expression of a suitable gene in a microorganism of the species Bacillus subtilis or the like. Provided. The gene is thereby obtained from a donor strain of Bacillus macerans and transferred by vector plasmid. The yield has been found to be suitable for industrial use, especially for the brewing industry. Fig. 3
Description
Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von thermostabiler Bacillus-beta-I.S-M-Glukanaso, wobei ein geeignetes Gen für diese Glukanase isoliert und mittels eines Vektors in einem Mikroorganismus-Stamm exprimiert wird und wobei ferner eine stabile Expression dieses Gens gewährleistet ist, ohne daß Zusätze von Antibiotika gebraucht werden.The invention relates to a process for the preparation of thermostable Bacillus beta-IS-M-glucanoso, wherein a suitable gene for this glucanase is isolated and expressed by means of a vector in a microorganism strain and further wherein a stable expression of this gene is ensured without that additives of antibiotics are needed.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Glukanasen werden für die Herstellung verschiedener Nahrungs-, Genuß- und Futtermittel sowie als Hilfsstoffe in der biologischen Forschung eingesetzt, wenn die hydrolytische Spaltung der beta-glykosidischen Bindungen von beta-1,3-1,4-Glukanen beabsichtigt ist; vor allem in der Brauindustrie wird durch .Hen Einsatz solcher pflanzenglukan-hydrolisierender Enzyme die Verarbeitung größerer Rohfruchtmengen, zum Beispiel von Gerste anstelle von Malz, möglich, ohne daß dabei Schwierigkeiten bei der Filtration und Läuterung der Braumaische infolge ungenügend abgebauter, viskositäts-erhöhender Glukan-Verbindungen zu befürchten wären.Glucanases are used in the production of various foods, foods and feeds, as well as adjuvants in biological research, where the hydrolytic cleavage of the beta-glycosidic linkages of beta-1,3-1,4-glucans is intended; especially in the brewing industry, the use of such plant glucan-hydrolyzing enzymes makes it possible to process larger crude fruit quantities, for example of barley instead of malt, without difficulties in filtering and refining the brewing owing to insufficiently degraded, viscosity-increasing glucan. Connections to be feared.
Es ist seit langem bekannt, die Viskosität der Brauwürze mit Hilfe von beta-Glukanasen mesophiler Bacillus-Stämme, wie von Bacillus amyloliquefaciens oder von Bacillus subtilis, herabzusetzen/1/. Auch die Verwendung gentechnisch manipulierter Stämme, die das beta-Glukanase-Gen von Bacillus amyloliquefaciens in amplifizierter Form auf einem Vektorplasmid enthalten, ist zur Verbesserung der Ausbeute von mesophiler Glukanase entsprechend einem älteren Vorschlag der gleichen Anmelderin bereits ins Auge gefaßt/2/.It has long been known to reduce the viscosity of brewing wort with the aid of beta-glucanases of mesophilic Bacillus strains, such as Bacillus amyloliquefaciens or Bacillus subtilis / 1 /. Also, the use of genetically engineered strains containing the beta-glucanase gene of Bacillus amyloliquefaciens in amplified form on a vector plasmid is already envisaged for improving the yield of mesophilic glucanase according to an earlier proposal of the same Applicant / 2 /.
Der Nachteil dieser vorbekannten Glukanasen liegt in ihrer Temperaturempfindlichkeit; sie werden nur in einer frühen Phase des Maischprozesses wirksam, oberhalb 600C aber sind sie nicht mehr aktiv.The disadvantage of these previously known glucanases is their temperature sensitivity; they are effective only at an early stage of the mashing process, above 60 0 C, but they are no longer active.
Es ist ferner bekannt, daß Bacillus macerans eine beta-Glukanase produziert, die demgegenüber auch über der angegebenen Temperatur noch ihre Wirksamkeit entfaltet/3/; wegen seiner geringen PRoduktivität ist ein solcher Mikroorganismus aber für eine wirtschaftliche Enzym-Produktion völlig ungeeignet.It is also known that Bacillus macerans produces a beta-glucanase which, in contrast, still exhibits its activity above the stated temperature / 3 /; but because of its low porosity such a microorganism is completely unsuitable for economic enzyme production.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Die Erfindung hat das Ziel, eine thermostabile Glukanase der eingangs näher bezeichneten Art in wirtschaftlicher industrieller Herstsllung zu gewinnen.The invention has the aim of obtaining a thermostable glucanase of the type described in more detail in economic industrial manufacture.
-ί 272 102 Darlegung des Wesens der Erfindung -ί 272 102 Explanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und gentechnisch eine Glukanase zu erzeugen, die ein thermostabiles Verhalten oberhalb 600C mit einem produktiven Herstellungsverfahren verbindet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gen aus einem Donorstamm von Bacillus macerans gewonnen und unter Verwendung eines Mikroorganismus-Stammes zur Expression gebracht wird, der der Art Bacillus subtilis nahesteht oder angehört.The invention is therefore based on the object to avoid the disadvantages described and to produce genetically engineered glucanase, which combines a thermostable behavior above 60 0 C with a productive manufacturing process. According to the invention, the object is achieved in that the gene is obtained from a donor strain of Bacillus macerans and brought to expression using a microorganism strain which is close to or belongs to the species Bacillus subtilis.
Die stabile Expression eines Gens, das nicht in der Umgebung von Bacillus subtilis angesiedelt ist, ist in einem Mikroorganismus dieser Art zunächst nicht ru erwarten. Bekanntlich wird die Produktion von Fremdprotein durch die Instabilität rekombinierter Plasmid-DNS in gram-positiven Bakterien und durch den protoolytiscben Abbau des kodierten Gen-Produktes negativ beeinflußt/4/. Wirtschaftlich nutzbar erschien bisher nur die Herstellung von Gen-Produkten mittels manipulierter Bazillen, wenn die verwendeten Gone ous Bacillus subtilis selbst oder einem nahe verwandten Mikroorganismus wie Bacillus amyloliquefaciens isoliert wurden/2/. Hingegen ist der erfindungi.gemäße Gebrauch von Bacillus macerans als Donorstamm unter Lieferung der gewünschten Ausbeute durchaus überraschend, weil Bacillus macerans taxonomisch deutlich von Bacillus subtilis und dessen verwandtem Umkreis abgegrenzt werden muß/5/.The stable expression of a gene that is not located in the environment of Bacillus subtilis is not expected in a microorganism of this kind at first. It is known that the production of foreign protein is adversely affected by the instability of recombinant plasmid DNA in gram-positive bacteria and by the protoolytic degradation of the encoded gene product / 4 /. To date, only the production of gene products by means of manipulated bacilli has appeared to be commercially viable, if the gones used were isolated from Bacillus subtilis itself or from a closely related microorganism such as Bacillus amyloliquefaciens / 2 /. On the other hand, the use according to the invention of Bacillus macerans as a donor strain with delivery of the desired yield is quite surprising, since Bacillus macerans must be clearly differentiated from Bacillus subtilis and its related perimeter by taxonomy / 5 /.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Gen für die beta-Glukanase aus einem Donorstamm E138 von Bacillus macerans gewonnen wird. In bekannter Weise ist es zweckmäßig, daß als Vektor ein Vektorplasmid, beispielsweise ein Escherichia-coli-Plasmid pBR 322/6/ oder ein Streptokokken-Plasmid pDB 101 /7/, verwendet wird. Schließlich ist es besonders günstig, wenn die Expression des Gens mittels einer wäßrigen Lösung von Kongorot, mit der der Lichenin enthaltende Agar überflutet ist, nachgewiesen wird. Die von rekombinanten, glukanasebildenden Klonen erzeugten Hydrolyse-Zonen erlauben die schnelle Identifizierung der gesuchten Klone. Mittels dieses Verfahrens isolierte Transformanten von Escherichia coli enthaltenden Bacillus-DNS in einer Größe von 5000 Basenpaaren.It is particularly advantageous if the gene for the beta-glucanase is obtained from a donor strain E138 from Bacillus macerans. In a known manner, it is expedient that a vector plasmid, for example an Escherichia coli plasmid pBR 322/6 / or a streptococcal plasmid pDB 101/7 /, is used as the vector. Finally, it is particularly advantageous if the expression of the gene by means of an aqueous solution of Congo red, which is flooded with the lichenin-containing agar, is detected. The hydrolysis zones generated by recombinant, glucan-forming clones allow rapid identification of the clones sought. By this method isolated transformants of Escherichia coli containing Bacillus DNA in a size of 5000 base pairs.
Durch die Subklonierung von Restriktionsfragmenten und die Durchführung unidirektionaler Delegationen mit dem Enzym Exonuklease III kann die das Gen für die beta-Glukanase umgebende Fremd-DNS in bekannter Weise weitgehend entfernt werden/8/. Nach einei Transformation in Escherichia coli kann man zeigen, daß ein DNS-Fragment von 900 Basenpaaren noch beta-Glukanase exprimiert und demzufolge das vollständige Gen für die beta-Glukanase enthalten muß. Die Expressionshöhe der beta-Glukanase ist bei verschiedenen Vektoren durchaus unterschiedlich; auffallenderweise erhält man bei Verwendung des Escherichia-coii-Plasmids pBR 322 und einem DNS-Fragment mit dem Gen für beta-Glukanase eine um etwa 40mal höhere Enzymaktivität, als sie mit dem Donorstamm E138 erzielt wird. Durch Transformation eines Escherichia-coli-Stammes mit einem rekombinanten Vektorplasmid pBR 12/2 (siehe Ausführungsbeispiel) erhält man otwa die gleiche Menge beta-Glukanase wie aus einem Produktionsstamm für mesophile beta-Glukanase von Bacillus amyloliquefaciens BE 20/78/9/. Gereinigte Enzympräparate, die aus dem Kulturfiltrat von Bacillus macerans und aus Escherichia-coli-Zellen mit dem Vektorplasmid pBR 12/2 isoliert werden, haben die gleichen Eigenschaften: bei 65°C und in Gegenwart von Kalziumionen werden 50% der Enzymaktivität nach 40minütiger Inkubation erreicht.By subcloning restriction fragments and carrying out unidirectional delegations with the enzyme exonuclease III, the foreign DNA surrounding the gene for the beta-glucanase can be largely removed in a known manner / 8 /. After a transformation into Escherichia coli it can be shown that a DNA fragment of 900 base pairs still expresses beta-glucanase and consequently must contain the complete gene for the beta-glucanase. The level of expression of beta-glucanase is quite different for different vectors; strikingly obtained when using the Escherichia coli plasmid pBR 322 and a DNA fragment with the gene for beta-glucanase about 40 times higher enzyme activity, as it is achieved with the donor strain E138. By transformation of an Escherichia coli strain with a recombinant vector plasmid pBR 12/2 (see example), the same amount of beta-glucanase is obtained as from a production strain for mesophilic beta-glucanase of Bacillus amyloliquefaciens BE 20/78/9 /. Purified enzyme preparations isolated from the culture filtrate of Bacillus macerans and from Escherichia coli cells with the vector plasmid pBR 12/2 have the same characteristics: at 65 ° C and in the presence of calcium ions, 50% of the enzyme activity is reached after 40 minutes of incubation ,
Überraschenderweise ist die Expression des Gens für beta-Glukanase aus einem Donorstamm von Bacillus macerans besonders hoch in einem Stamm von Bacillus subtilis und liegt eiwa 30mal höher als in dem Donorstamm E138 von Bacillus macerans selbst. Deshalb sind für eine wirtschaftliche industrielle Herstellung Mikroorganismus-Stämme besonders geeignet, die mit Bacillus subtilis oder Bacillus otnyloliquefaciens verwandt sind bzw. diese selbst, v.eil sie die beta-Glukanase in das Kulturmedium sekretieren und die mit dem Aufschluß der Zellen in der Praxis unvermeidlich auftretenden Schwierigkeiten wegfallen.Surprisingly, the expression of the gene for beta-glucanase from a donor strain of Bacillus macerans is particularly high in a strain of Bacillus subtilis and is about 30 times higher than in the donor strain E138 of Bacillus macerans itself. Therefore, microorganism strains are particularly useful for economical industrial production or those themselves related to Bacillus subtilis or Bacillus otnyloliquefaciens, since they secrete the beta-glucanase into the culture medium and eliminate the difficulties which inevitably arise with the digestion of the cells in practice.
Besondere Sorgen bei der Anwendung gentechnisch manipulierter Mikroorganismus-Stämme bereitet ihre hohe Instabilität. Um ein rekombinantes Vektorplasmid in einer Zelle zu erhalten, ist die Zugabe von Antibiotika in das Kulturmedium eigentlich unumgänglich. Es ist bereits bekannt, daß das Streptokokken-Plasmid pDB 101 in Bacillus subtilis und in ähnlichen Mikroorganismus-Stämmen außerordentlich stabil ist; so wurde es erfolgreich für die Herstellung von bata-Glukanase aus Bacillus amyloliquefaciens in industriellen Mirkoorganismus-Stämmen eingesetzt/2/. Allerdings ist die Sequenz von beta-Glukanase aus Bacillus subtilis und von beta-Glukanase aus Bacillus amyloliquefaciens weitgehend homolog/8/, während sich die Sequenz von beta-Glukanase aus Bacillus macerans sehr deutlich von jenen unterscheidet. Es ist deshalb durchaus überraschend, daß ein DNS-Fragment mit dem Gen der beta-Glukanase aus Bacillus macerans ebenfalls—ohne Selektionsdruck durch ein Antibiotikum — im Kulturmedium stabil erhalten wird.Special concerns in the use of genetically engineered microorganism strains prepares their high instability. In order to obtain a recombinant vector plasmid in a cell, the addition of antibiotics to the culture medium is actually essential. It is already known that the streptococcal plasmid pDB101 is extremely stable in Bacillus subtilis and in similar microorganism strains; it was successfully used for the production of Bacillus amyloliquefaciens bata-glucanase in industrial microorganism strains / 2 /. However, the sequence of Bacillus subtilis beta-glucanase and Bacillus amyloliquefaciens beta-glucanase are largely homologous / 8 /, while the sequence of Bacillus macerans beta-glucanase is very distinct. It is therefore quite surprising that a DNA fragment with the gene of the beta-glucanase from Bacillus macerans also-without selection pressure by an antibiotic-is kept stable in the culture medium.
Für eine ausreichende Absenkung der Viskosität der Braumaische genügt dar Zusatz von erfindungsgemäß hergestellter beta-Glukanase von weniger als 50% der Aktivität mesophiler beta-Glukanasen.For a sufficient reduction in the viscosity of the brewing is sufficient addition of inventively prepared beta-glucanase of less than 50% of the activity of mesophilic beta-glucanases.
Ausführungsbeispieleembodiments
In den folgenden drei Ausführungsbeispielen wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenIn the following three embodiments, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it
Fig. 1: ein DNS-Fragment, Moniert aus Bacillus macerans, das das Gen für beta-Glukanase (abgekürzt: bgl) enthält, Fig. 2: die Struktur der Vektorplasmide pBR 11/4 und pBR 12/2 und die Konstruktion eines Plasmids pUC 19/1 (mit denFig. 1: a DNA fragment, cloned from Bacillus macerans, containing the gene for beta-glucanase (abbreviated: bgl), Fig. 2: the structure of the vector plasmids pBR 11/4 and pBR 12/2 and the construction of a plasmid pUC 19/1 (with the
Abkürzungen Bl für BamHI, Sill für SaulllA, Pl für Pstl, El für EcoRI und BII für BgIII) und Fig. 3: die Konstruktion eines rekombinanten Plasmids pBMG 1 aus dem Vektorplasmid pDB 101 und dem Plasmid pUC 19/1 (mit den Abkürzungen HpII für Hpall, HpI für Hpal, Hill für Hindill und IR für ,invertiert repetitive Sequenz').Abbreviations Bl for BamHI, Sill for SaulllA, Pl for PstI, El for EcoRI and BII for BglII) and Fig. 3: the construction of a recombinant plasmid pBMG 1 from the vector plasmid pDB 101 and the plasmid pUC 19/1 (with the abbreviations HpII for Hpall, HpI for Hpal, Hill for HindIII and IR for, inverted repetitive sequence ').
Betspiel 1Bet game 1
dieser DNS werden mit 5 Mikrogramm des Vektorplasmids pBR 322 (linearisiert mit BamH 1) ligiert und in Esel ierichia-coli-DH5-of this DNA are ligated with 5 micrograms of the vector plasmid pBR 322 (linearized with BamH 1) and ligated into donkey ierichia coli DH5-
mit 0,1 %iger Lösung von Kongorot werden Kolonien gefunden, die einen Hydrolyse-Hof aufweisen. Ein Teil der ,leta-glukanasepositiven Klone wird isoliert und die Plasmid-DNS präpariert. Die DNS der Vektorplasmide pBR 11/4 ur.'o pBR IJ 72 wird mitverschiedenen Restriktionsenzymen verdaut, und die erhaltenen DNS-Fragmente werden durch Agarose-Qol-E ektrophoreseanalysiert.with 0.1% solution of Congo red, colonies are found which have a hydrolysis site. Part of the, leta-glucanase-positive clones are isolated and the plasmid DNA is prepared. The DNA of the vector plasmids pBR 11/4 ur.'o pBR IJ 72 is digested with various restriction enzymes, and the resulting DNA fragments are analyzed by agarose-Qol electrophoresis.
der ein resultierender Klon pUC 19/1 erhalten wird, der eine lichenin-hydrolysierende Aktivität hat, ti'i durch ein ? 600-a resulting clone pUC 19/1 is obtained, which has a union-in-hydrolyzing activity, ti'i by a? 600-
ihiy'i sich, daß das Gen für die beta-Qiukanase auf einem 1800 Basenpaare langen Pst 1 -Bg112-Abschnitt des DNS -Fragmenteslokalisiert ist. In conclusion , the beta-qiukanase gene is located on a 1,800 base pair Pst 1 -Bg112 portion of the DNA fragment.
4 Mikrogramm Plasmid-DNS werden mit den Restriktionsonzymen Kpn 1 und Sa11 verdaut. In einem Gesamtvolumen von10 Mikrogramm wird die Plasmid-DNS mit 1 Mikroliter Exonuklease III bis zu 5 Minuten bei 30"C inkubiert. Jeweils in 1 minütigen4 micrograms of plasmid DNA are digested with the restriction enzymes Kpn 1 and Sa11. In a total volume of 10 micrograms, the plasmid DNA is incubated with 1 microliter of exonuclease III at 30 ° C for up to 5 minutes, each in 1 minute
und anschließend auf Eis gelagert. Zur Entfernung der einzelsträngigen DNS werden 3 Mikroliter S 1-Nuklease zusammen mit15 Mikroliter S1 -Puffer zu jeder Probe hinzugefügt und 10 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert. Anschließend wird dieand then stored on ice. To remove the single-stranded DNA, 3 microliters of S 1 nuclease are added to each sample along with 15 microliters of S1 buffer and incubated for 10 minutes at room temperature. Subsequently, the
rezirkularisiert und in Esch6richia coli transformiert. Außer für beta-Glukanase negativen Klonen werden auch dafür positivegefunden mit einem DNS-Insert von nur 850 Basenpaaren (s. Anlage 1). Damit kann das Gen für die beta-Glukanase innerhalbdes zugehörigen DNS-Fragmentes des Vektorplasmids pUC 19/A lokalisiort werden.recircularized and transformed into Escherichia coli. Apart from beta-glucanase negative clones, positive results are also found with a DNA insert of only 850 base pairs (see Appendix 1). Thus, the gene for the beta-glucanase can be located within the associated DNA fragment of the vector plasmid pUC 19 / A.
(Bp. 213 und 420), EcoRV (Bp. 376), Mbol (Bp. 505), Haell (Bp.701) und Dral (Bp.789). Subklonierungen mit verschiedenen(Bp 213 and 420), Eco RV (bp 376), Mbol (bp 505), Haell (bp 701) and Dral (bp 789). Subcloning with different
lokalisiert ist, das heißt, 755 Nukleotide sind ausreichend für die Expression der beta-Glukanase aus Bacillus macerans {Fig. 1).That is, 755 nucleotides are sufficient for the expression of Bacillus macerans beta-glucanase {Fig. 1).
etwa 23kD. Antikörper, die mittels gereinigter beta-Glukanase von Bacillus amyloliquefaciens hergestellt werden, zeigen keineoder nur oine schwache Kreuzreaktion mit dem Bacillus-macerans-Enzym, ebenso wie Antikörper für beta-Glukanase vonabout 23kD. Antibodies produced by purified Bacillus amyloliquefaciens beta-glucanase show little or no cross-reaction with the Bacillus macerans enzyme as well as beta-glucanase antibodies
der mesophilen beta-Glukanäsen von Bacillus subtilis oder Bacillus amyloliquefaciens.mesophilic beta-glucanases of Bacillus subtilis or Bacillus amyloliquefaciens.
Zur Überprüfung der Bildungsrate an beta-Glukanase' önnen verschiedene Plasmide, die das Gen für die beta-Glukanase aus Bacillus macerans enthalten (Fig. 2). in Escherichia coli transformiert werden; die transformierten Stämme werden 24 Stunden in einem Glukose-Pepton-Medium — Kulturvolumen: 50ml — bei 37°C und 220min"1 geschüttelt. Die Aktivität der beta-Glukanase in den durch Ultraschall-Behandlung hergestellten Zellextrakten wird in üblicher Weise mit Lichonin als Substrat bestimmt.To check the rate of formation of beta-glucanase, various plasmids containing the gene for the beta-glucanase from Bacillus macerans may be used (FIG. 2). be transformed into Escherichia coli; the transformed strains are shaken for 24 hours in a glucose-peptone medium - culture volume: 50 ml - at 37 ° C. and 220 min -1 . The activity of the beta-glucanase in the cell extracts prepared by ultrasound treatment becomes in the usual way with Lichonin as substrate certainly.
Das Ergebnis ist in Tabelle 1 festgehalten. Eine Enzym-Einheit ist dabei als diejenige Menge Enzym definiert, die eine Freisetzung von reduzierender Substanz — äquivalent einem Mikromol Glukose — bewirkt.The result is recorded in Table 1. An enzyme unit is defined as that amount of enzyme which causes a release of reducing substance, equivalent to one micromole of glucose.
Zum Vergleich ist die Aktivität in der Kulturflüssigkeit des Donorstammes E138 von Bacillus macerans und eines zur industriellen Verwendung bestimmten Stammes BE 20/78 von Bacillus amyloliquefaciens/2/ angegeben, die unter gleichen Bedingungen erhalten wird. Es ist zu sehen, daß Stämme mit rekombinanten Vektorplasmiden eine bis zum 40fachen gesteigerte Produktion von beta-Glukanase erreichen im Vergleich zum Donorstamm. Das quantitative Niveau der von den transformierten Escherichiacoli-Stämmen gebildeten Aktivität liegt dabei in der Größenordnung industrieller Bacillus-Produktions-Stämme.For comparison, the activity is indicated in the culture fluid of the donor strain E138 of Bacillus macerans and of an industrially used strain BE 20/78 of Bacillus amyloliquefaciens / 2 / which is obtained under the same conditions. It can be seen that strains with recombinant vector plasmids achieve up to 40-fold increased production of beta-glucanase compared to the donor strain. The quantitative level of activity produced by the transformed strains of Escherichia coli is on the order of magnitude of industrial bacillus production strains.
Expression des Gens für thermostabile beta-Glukanase in Bacillus subtiüsExpression of the thermostable beta-glucanase gene in Bacillus subtilis
Als Vektorplasmid für die Expressen in Bacillus wird das Streptokokken-Plasmid pDB 101 genutzt iFig.3). 0,5 Mikrogramm Plasmld-DNS werden mit den Restriktionsenzymen EcoRI und Hpall geschnitten. Ein DNS-Frngment mit dem Gen für die beta-Glukanase von Bacillus macorans wird durch Verdauung von 0,5 Mikrogramm des Plasmiües pUC 19/1 mit den Restruktionsenzymen EcoRI und Hpal erhalten. Das DNS-Fragment wird ligiert und das ügationsgemisch — das rekombinante Plasmid pBMG 1 — in kompetente Bacillus-subtilis-Zellen transformiert, die nach SPIZIZEN präpariert sind/11 /. Als Wirtsstamm wird ein glukanase-defizienter Stamm BQ314/12/ verwendet. Mit 0,1 Mikrogramm des Ligationsgemsiches werden etwa 100 Transformanten erhalten, von denen stets einige zur Produktion von beta-Glukanase befähigt sind. Die Isolate werrian zur Präparation von Plasmid-DNS verwendet und durch Retransformation und Restriktionsenzym-Analyse charakterisiert. Zur Überprüfung der Stabilität der gewonnenen Vektorplasmide wird der Stamm BG 314, der mit einem der Vektorplasmide transformiert ist, 30 Generationen lang in erythromycin-freiem Kulturmedium (Glukose-Nährbouillon) ohne Selektionsdruck kultiviert. Anschließend wird die Kultur in geeignetere Verdünnung auf Nänr-Agar ausplattiert, so daß bis zu 200 Kolonien auf einer Petrischale wachsen. Anschließend wird auf antibiotikumhaltigem Lichenin-Agar — 5 Mikrogramm/ml Erythromyzin — und Nähr-Agar überstempelt. Auf beiden Kulturmedien wächst die gleiche Anzahl Kolonien, die alle auf Lichenin-Agar Lyse-Zonen ausbilden. Nach 30 Generationen Wachstum in antibiotikum-freien Kulturmedium werden 0,5ml in 5CmI Glukose-Nährbouillon überimpft und 24 h bei 370C geschüttelt. Es zeigt sich, daß die Aktivität für beta-Glukanase im Kulturmedium etwa 3,0E/ml h beträgt, gleichgültig, ob dabei Erythromyzin zugesetzt wird oder nicht. Damit liegt aber die Aktivität etwa 6mal höher als in dem Donorstamm E318 von Bacillus macerans.As a vector plasmid for the expressions in Bacillus the streptococcal plasmid pDB 101 is used iFig.3). 0.5 micrograms of plasmid DNA are cut with the restriction enzymes EcoRI and Hpall. A DNA fragment with the Bacillus macorans beta-glucanase gene is obtained by digesting 0.5 micrograms of the pUC 19/1 plasmid with the restriction enzymes EcoRI and Hpal. The DNA fragment is ligated and the ügationsgemisch - the recombinant plasmid pBMG 1 - transformed into competent Bacillus subtilis cells, which are prepared after SPIZIZEN / 11 /. The host strain used is a glucanase-deficient strain BQ314 / 12 /. With 0.1 microgram of the ligation mixture, about 100 transformants are obtained, some of which are always capable of producing beta-glucanase. The isolates werrian used for the preparation of plasmid DNA and characterized by retransformation and restriction enzyme analysis. To check the stability of the recovered vector plasmids, strain BG 314, which has been transformed with one of the vector plasmids, is cultivated for 30 generations in erythromycin-free culture medium (glucose nutrient broth) without selection pressure. Subsequently, the culture is plated in a more suitable dilution on Nänr agar so that up to 200 colonies grow on a Petri dish. Then it is over-stamped on antibiotic-containing lichenin agar - 5 micrograms / ml erythromycin and nutrient agar. The same number of colonies grow on both culture media, all forming on lichenin-agar lysis zones. After 30 generations of growth in antibiotic-free culture medium 0.5 ml are inoculated in 5CmI glucose broth and shaken at 37 0 C for 24 h. It is found that the activity for beta-glucanase in the culture medium is about 3.0 U / ml h, whether or not erythromycin is added thereto. However, the activity is about 6 times higher than in the donor strain E318 from Bacillus macerans.
Literaturliterature
1 Borriss, R., u. Schröder, K.-L, Zbl.Bakt. il. Abt., 136 (1981), S.324-329.1 Borriss, R., u. Schröder, K.-L, Zbl.Bakt. il. Dept., 136 (1981), pp.324-329.
2 DD-PS 226012.2 DD-PS 226012.
3 Borriss,R.,i-.Zemek,J.,Zbl.Bakt.Il Abt., 136(1981),S.63-69.3 Borriss, R., i-.Zemek, J., Zbl.Bakt.Il Abt., 136 (1981), pp. 63-69.
4 Borriss, R., Biotechnology Weinheim, 7a, S. 35-62.4 Borriss, R., Biotechnology Weinheim, 7a, pp. 35-62.
5 Sergey's Miinual of Determinative Bacteriology, Baltimore 19745 Sergey's Miinual of Determinative Bacteriology, Baltimore 1974
6 Bolivar, F., et al., Gene 2 (1977), S. 95-113.6 Bolivar, F., et al., Gene 2 (1977), pp. 95-113.
7 Behnke, D., u. Ferretti, J. F., Plasmid 4 (1980), S. 130-138.7 Behnke, D., u. Ferretti, J.F., Plasmid 4 (1980), pp. 130-138.
8 Hofemeister, J., et al., Gene 49 (1986), S. 177-187.8 Hofemeister, J., et al., Gene 49 (1986), pp. 177-187.
9 Borriss, R., Bäumlein, H., u. Hofemeister, J., Appl. Microbiol. Biotechnol. 22 (1985), S.63-71.9 Borriss, R., Bäumlein, H., u. Hofemeister, J., Appl. Microbiol. Biotechnol. 22 (1985), pp. 63-71.
10 Messing, J., Methods Enzymol. 101 (1983), S.20ff.10 Messing, J., Methods Enzymol. 101 (1983), p.20ff.
11 Anagnostopoulos, C./Spizizen, J.,J.Bacteriol. 81 (1961), S. 741-746.11 Anagnostopoulos, C./spizizen, J., J. Bacteriol. 81 (1961), pp. 741-746.
12 Borris, R., et al., J. Gen. Microbiol. 132 (1986), S.431-442.12 Borris, R., et al., J. Gen. Microbiol. 132 (1986), p.431-442.
-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -IO-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -IO
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US5883244A (en) * | 1990-08-17 | 1999-03-16 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The National Research Council Of Canada | Lytic β-1,3-glucanase gene |
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1988
- 1988-05-12 DD DD31570688A patent/DD272102B5/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
US5883244A (en) * | 1990-08-17 | 1999-03-16 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The National Research Council Of Canada | Lytic β-1,3-glucanase gene |
WO1995002042A1 (en) * | 1993-07-07 | 1995-01-19 | Biomolecular Research Institute Ltd | (1 → 3, 1 → 4)-β-GLUCANASE OF ENHANCED STABILITY |
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DD272102B5 (en) | 1998-10-01 |
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