DE10017057A1 - New ribosomal L1 protein gene from coryneform bacteria, useful, when downregulated, for increasing fermentative production of amino acids - Google Patents

New ribosomal L1 protein gene from coryneform bacteria, useful, when downregulated, for increasing fermentative production of amino acids

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DE10017057A1 DE2000117057 DE10017057A DE10017057A1 DE 10017057 A1 DE10017057 A1 DE 10017057A1 DE 2000117057 DE2000117057 DE 2000117057 DE 10017057 A DE10017057 A DE 10017057A DE 10017057 A1 DE10017057 A1 DE 10017057A1
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Abstract

Isolated nucleic acid (I) from coryneform bacteria which is at least 70% identical with a sequence that encodes a 145 amino acid (aa) polypeptide (II) fully defined in the specification, encodes a polypeptide at least 70% identical with (II), its complement or contains at least 15 consecutive bases of (I). Independent claims are also included for the following: (1) vector containing (I), deposited in Escherichia coli DH5 alpha /p DELTA rpk, as DSM 13158 (map reproduced in specification); (2) as host cells, coryneform bacteria that have a deletion or insertion in the rplk gene; and (3) method (M1) for producing L-aa, especially lysine, by fermenting bacteria in which at least the rplk gene has been weakened.

Description

Gegenstand der Erfindung sind für das rplK-Gen kodierende Nukleotidsequenzen aus coryneformen Bakterien und ein Verfahren zur fermentativen Herstellung von Aminosäuren, insbesondere L-Lysin, unter Abschwächung des rplK-Gens.The invention relates to the rplK gene coding Nucleotide sequences from coryneform bacteria and a Process for the fermentative production of amino acids, especially L-lysine, weakening the rplK gene.

Stand der TechnikState of the art

L-Aminosäuren, insbesondere L-Lysin, finden in der Tierernährung, in der Humanmedizin und in der pharmazeutischen Industrie Anwendung.L-amino acids, especially L-lysine, can be found in the Animal nutrition, in human medicine and in pharmaceutical industry application.

Es ist bekannt, daß diese Aminosäuren durch Fermentation von Stämmen coryneformer Bakterien, insbesondere Corynebacterium glutamicum, hergestellt werden. Wegen der großen Bedeutung wird ständig an der Verbesserung der Herstellungsverfahren gearbeitet. Zur Verbesserung der Leistungseigenschaften dieser Mikroorganismen werden Methoden der Mutagenese, Selektion und Mutantenauswahl angewendet. Auf diese Weise erhält man Stämme, die resistent gegen Antimetabolite wie z. B. das Lysin-Analogon S-(2-Aminoethyl)-Cystein oder auxotroph für regulatorisch bedeutsame Metabolite sind und L-Aminosäuren produzieren.It is known that these amino acids by fermentation of strains of coryneform bacteria, in particular Corynebacterium glutamicum. Because of the great importance is constantly attached to the improvement of the Manufacturing process worked. To improve the Performance characteristics of these microorganisms Methods of mutagenesis, selection and mutant selection applied. In this way you get tribes that resistant to antimetabolites such as B. the lysine analogue S- (2-aminoethyl) cysteine or auxotrophic for regulatory are important metabolites and produce L-amino acids.

Seit einigen Jahren werden ebenfalls Methoden der rekombinanten DNA-Technik zur Stammverbesserung L- Aminosäure produzierender Stämme von Corynebacterium eingesetzt, indem man einzelne Aminosäure-Biosynthesegene amplifiziert und die Auswirkung auf die L-Aminosäure- Produktion untersucht. Übersichtsartikel hierzu findet man unter anderem bei Kinoshita ("Glutamic Acid Bacteria", in: Biology of Industrial Microorganisms, Demain and Solomon (Eds.), Benjamin Cummings, London, UK, 1985, 115-142), Hilliger (BioTec 2, 40-44 (1991)), Eggeling (Amino Acids 6: 261-272 (1994)), Jetten und Sinskey (Critical Reviews in Biotechnology 15, 73-103 (1995)) und Sahm et al. (Annuals of the New York Academy of Science 782, 25-39 (1996)). Methods of recombinant DNA technology for strain improvement L- Amino acid producing strains of Corynebacterium used by single amino acid biosynthesis genes amplified and the impact on the L-amino acid Production examined. Review articles on this can be found among others at Kinoshita ("Glutamic Acid Bacteria", in: Biology of Industrial Microorganisms, Demain and Solomon (Eds.), Benjamin Cummings, London, UK, 1985, 115-142), Hilliger (BioTec 2, 40-44 (1991)), Eggeling (Amino Acids 6: 261-272 (1994)), Jetten and Sinskey (Critical Reviews in Biotechnology 15, 73-103 (1995)) and Sahm et al. (Annuals of the New York Academy of Science 782, 25-39 (1996)).

Das RplK-Protein (ribosomal large subunit protein K) ist ein zuerst für Escherichia coli beschriebener Bestandteil des bakteriellen Ribosoms, dem Translationsapparat der Zelle, an dem die Proteinsynthese erfolgt.The RplK protein (ribosomal large subunit protein K) is an ingredient first described for Escherichia coli the bacterial ribosome, the translational apparatus of the Cell on which protein synthesis takes place.

Ribosomen sind zelluläre Partikel, die sich aus drei Ribonukleinsäure(RNA)-Molekülen und einer definierten Anzahl an Proteinen zusammensetzen. Ribosomen werden meist aus Zellextrakten durch Ultrazentrifugation gewonnen. Die weitere Aufreinigung von den übrigen Zellbestandteilen erfolgt üblicherweise durch Sedimentation im Saccharose- Gradienten. Diese Technik der Präparation hat zu den gebräuchlichen Bezeichnungen für die Bestandteile der Ribosomen geführt, die direkt Bezug auf die Sedimentationseigenschaften nehmen. Ein funktionelles bakterielles Ribosom wird aus diesem Grund oft als 70S-Ribosom bezeichnet, das aus der kleinen (small subunit) 30S-Untereinheit und der großen (large subunit) 50S- Untereinheit besteht. Die kleine 30S-Untereinheit von E. coli besteht aus 21 verschiedenen Polypeptiden und einem RNA-Molekül mit einer Länge von 1542 Nukleotiden, dem Fachmann als 16S-rRNA bekannt; die große 50S-Untereinheit enthält neben dem RplK-Protein weitere 31 unterschiedliche Polypeptide, zusammen mit zwei RNA-Molekülen mit einer Länge von 120 bzw. 2904 Nukleotiden, den sogenannten 5S- bzw. 23S-RNA-Molekülen. Inzwischen hat sich für die ribosomalen Proteine eine alternative Nomenklatur etabliert. So werden die Polypeptide der kleinen 30S- Untereinheit vom Fachmann mit S1 bis S21, die der großen 50S-Untereinheit mit L1 bis L32 bezeichnet. Das RplK- Protein entspricht dabei dem ribosomalen L11-Protein (Noller and Nomura, In: Neidhardt et al. Escherichia coli and Salmonella typhimurium: Cellular and molecular biology. American Society for Microbiology, Washington D.C., 167-186, 1996). In den letzten Jahren wurden L11-ähnliche Proteine auch in anderen Organismen wie Borrelia burgdorferi (Fraser et al., Nature, 390, 580-586, 1997), Helicobacter pylori (Tomb et al., Nature, 388, 539-547, 1997), Serratia marcescens (Sor and Nomura, Molecular and general Genetics, 210, 52-59, 1987), Haemophilus infuenzae (Fleischmann et al., Science, 269, 496-512, 1995) und in dem gram positiven Bakterium Bacillus subtilis (Jeong et al., Molecular Microbiology, 10, 133-142, 1993) identifiziert.Ribosomes are cellular particles made up of three Ribonucleic acid (RNA) molecules and a defined one Assemble number of proteins. Ribosomes are mostly obtained from cell extracts by ultracentrifugation. The further purification from the remaining cell components usually takes place by sedimentation in sucrose Gradients. This technique of preparation has become one of the Common names for the components of the Ribosomes that directly related to the Take sedimentation properties. A functional one For this reason, bacterial ribosome is often called 70S ribosome, which consists of the small subunit 30S subunit and the large subunit 50S Subunit exists. The small 30S subunit from E. coli consists of 21 different polypeptides and one RNA molecule with a length of 1542 nucleotides, the Known to those skilled in the art as 16S rRNA; the large 50S subunit contains 31 more besides the RplK protein Polypeptides, along with two RNA molecules with one Length of 120 or 2904 nucleotides, the so-called 5S- or 23S RNA molecules. In the meantime, has for the ribosomal proteins an alternative nomenclature established. So the polypeptides of the small 30S Subunit by the specialist with S1 to S21, that of the large 50S subunit labeled L1 through L32. The RplK Protein corresponds to the ribosomal L11 protein (Noller and Nomura, In: Neidhardt et al. Escherichia coli and Salmonella typhimurium: Cellular and molecular biology. American Society for Microbiology, Washington D.C., 167-186, 1996). In recent years, L11-like ones Proteins also in other organisms like Borrelia burgdorferi (Fraser et al., Nature, 390, 580-586, 1997), Helicobacter pylori (Tomb et al., Nature, 388, 539-547, 1997), Serratia marcescens (Sor and Nomura, Molecular and  general Genetics, 210, 52-59, 1987), Haemophilus infuenzae (Fleischmann et al., Science, 269, 496-512, 1995) and in the gram-positive bacterium Bacillus subtilis (Jeong et al., Molecular Microbiology, 10, 133-142, 1993) identified.

Der am Ribosom ablaufende Prozeß der Translation, also die Matrizen-RNA(mRNA)-gelenkte Biosynthese von Polypeptiden, ist komplex. Neben dem Ribosom sind weitere Proteine für den Translationsprozeß essentiell, die vom Fachmann als Proteinsynthese-Faktoren bezeichnet werden (Noller, Annual Review of Biochemistry, 60, 191-227, 1991). Das L11-Protein vermittelt die Interaktion zwischen dem Ribosom und einigen Proteinsynthese-Faktoren; als Beispiel können hier der Elongations-Faktor G (EF-G) und der Terminations-Faktor 1 (RF-1) genannt werden. Das Fehlen des L11-Proteins in den Ribosomen von E. coli L11-Mutanten führt daher zu einer Verringerung der Translationsrate (Xing and Draper, Biochemistry, 35, 1581-1588, 1996).The process of translation taking place at the ribosome, that is the Matrix RNA (mRNA) directed biosynthesis of polypeptides, is complex. In addition to the ribosome, there are other proteins for essential to the translation process, which the expert calls Protein synthesis factors are referred to (Noller, Annual Review of Biochemistry, 60, 191-227, 1991). The L11 protein mediates the interaction between the ribosome and some Protein synthesis factors; as an example here Elongation factor G (EF-G) and the termination factor 1 (RF-1). The absence of the L11 protein in the Ribosomes of E. coli L11 mutants therefore lead to one Reduction of the translation rate (Xing and Draper, Biochemistry, 35, 1581-1588, 1996).

Das L11-Protein ist ebenfalls essentiell für die Bindung und Aktivität des RelA-Proteins am Ribosom. RelA katalysiert unter Aminosäure-Mangelbedingungen die Synthese von Guanosintetraphosphat (ppGpp) durch die Übertragung einer Pyrophosphatgruppe von ATP auf GDP. ppGpp beeinflußt in E. coli die Expression vieler Gene, entweder negativ oder positiv. Im allgemeinen wird dabei die Expression von Genprodukten, die in biosynthetischen Wegen wirksam sind, stimuliert. Genprodukte, die katabolisch wirksam sind, werden in der Regel entsprechend negativ reguliert. Durch ppGpp werden in E. coli eine große Zahl von Genen und Operons reguliert, die in der Aminosäurebiosynthese eine zentrale Rolle spielen. Zu den bisher bekannten in E. coli positiv beeinflußten Genen gehören u. a. argF, argI, argECBH (Arginin-Biosynthese), gltB, glnA, gdh (Glutamin/Glutamat-Biosynthese), ilvB, IlvA (Isoleucin- Biosynthese), metC, metF, metK (Methionin-Biosynthese), thrA, thrB, thrC (Threonin-Biosynthese), lysA, lysC, dapB, asd (Lysin-Biosynthese) (Cashel et al., In: Neidhardt et al. Escherichia coli and Salmonella typhimurium: Cellular and molecular biology. American Society for Microbiology, Washington D.C., 1458-1496, 1996). Die Funktion von ppGpp als positiver Regulator der Aminosäure-Biosynthese wurde inzwischen auch in anderen Bakterien wie Salmonella typhimurium (Rudd et al., Journal of Bacteriology, 163, 534-542, 1985), Vibrio sp. (Flärdh et al., Journal of Bacteriology, 176, 5949-5957, 1994) und B. subtilis (Wendrich and Marahiel, Molecular Microbiology, 26, 65-79, 1997) gezeigt.The L11 protein is also essential for binding and activity of the RelA protein on the ribosome. RelA catalyzes synthesis under amino acid deficiency conditions of guanosine tetraphosphate (ppGpp) by transfer a pyrophosphate group from ATP to GDP. ppGpp affected in E. coli the expression of many genes, either negative or positive. In general, the expression of Gene products that are effective in biosynthetic pathways, stimulates. Gene products that are catabolically active, are usually negatively regulated accordingly. By ppGpp have a large number of genes and Operons regulates one in amino acid biosynthesis play a central role. To the previously known in E. coli positively influenced genes include a. argF, argI, argECBH (arginine biosynthesis), gltB, glnA, gdh (Glutamine / glutamate biosynthesis), ilvB, IlvA (isoleucine Biosynthesis), metC, metF, metK (methionine biosynthesis), thrA, thrB, thrC (threonine biosynthesis), lysA, lysC, dapB, asd (lysine biosynthesis) (Cashel et al., In: Neidhardt et  al. Escherichia coli and Salmonella typhimurium: Cellular and molecular biology. American Society for Microbiology, Washington D.C., 1458-1496, 1996). The function of ppGpp as a positive regulator of amino acid biosynthesis meanwhile also in other bacteria like Salmonella typhimurium (Rudd et al., Journal of Bacteriology, 163, 534-542, 1985), Vibrio sp. (Flärdh et al., Journal of Bacteriology, 176, 5949-5957, 1994) and B. subtilis (Wendrich and Marahiel, Molecular Microbiology, 26, 65-79, 1997).

Aus dem Stand der Technik wird deutlich, daß ein Interesse daran besteht, herauszufinden, ob die Kenntnis der Nukleotidsequenz des rplK-Gens coryneformer Bakterien zur Verbesserung der Aminosäureproduktion dieser Bakterien beirägt. It is clear from the prior art that there is an interest insists on finding out if knowledge of the Nucleotide sequence of the rplK gene of coryneform bacteria Improve the amino acid production of these bacteria contributes.  

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Erfinder haben sich zur Aufgabe gestellt neue Maßnahmen zur verbesserten fermentativen Herstellung von Aminosäuren, insbesondere L-Lysin, zur Verfügung zu stellen. The inventors set themselves new measures for the improved fermentative production of amino acids, especially L-lysine.  

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

L-Aminosäuren, insbesondere Lysin, finden in der Humanmedizin und in der pharmazeutischen Industrie, in der Lebensmittelindustrie und ganz besonders in der Tierernährung Anwendung. Es besteht daher ein allgemeines Interesse daran, neue Ansätze für verbesserte Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren, insbesondere L-Lysin, bereitzustellen.L-amino acids, especially lysine, can be found in the Human medicine and in the pharmaceutical industry, in the Food industry and especially in the Animal nutrition application. There is therefore a general one Interested in new approaches for improved processes for Production of amino acids, especially L-lysine, to provide.

Gegenstand der Erfindung ist ein isoliertes Polynukleotid enthaltend eine Polynukleotidsequenz, ausgewählt aus der Gruppe
The invention relates to an isolated polynucleotide containing a polynucleotide sequence selected from the group

  • a) Polynukleotid, das mindestens zu 70% identisch ist mit einem Polynukleotid, das für ein Polypeptid kodiert, das die Aminosäuresequenz von SEQ ID No. 2 enthält,a) polynucleotide that is at least 70% identical to a polynucleotide encoding a polypeptide that the amino acid sequence of SEQ ID No. 2 contains
  • b) Polynukleotid, das für ein Polypeptid kodiert, das eine Aminosäuresequenz enthält, die zu mindestens 70% identisch ist mit der Aminosäuresequenz von SEQ ID No. 2,b) polynucleotide encoding a polypeptide that a Contains amino acid sequence that is at least 70% is identical to the amino acid sequence of SEQ ID No. 2,
  • c) Polynukleotid, das komplementär ist zu den Polynukleotiden von a) oder b), undc) polynucleotide that is complementary to the Polynucleotides of a) or b), and
  • d) Polynukleotid, enthaltend mindestens 15 aufeinanderfolgende Basen der Polynukleotidsequenz von a), b) oder c).d) polynucleotide containing at least 15 successive bases of the polynucleotide sequence of a), b) or c).

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls das Polynukleotid gemäß Anspruch 1, wobei es sich bevorzugt um eine replizierbare DNA handelt, enthaltend:
The invention also relates to the polynucleotide according to claim 1, which is preferably a replicable DNA comprising:

  • a) die Nukleotidsequenz, gezeigt in SEQ ID No. 1, odera) the nucleotide sequence shown in SEQ ID No. 1, or
  • b) mindestens eine Sequenz, die der Sequenz (i) innerhalb des Bereichs der Degeneration des genetischen Kodes entspricht, oder b) at least one sequence that corresponds to sequence (i) within the range of degeneration of the corresponds to genetic codes, or
  • c) mindestens eine Sequenz, die mit der zur Sequenz (i) oder (ii) komplementären Sequenz hybridisiert, und gegebenenfallsc) at least one sequence that matches the sequence (i) or (ii) complementary sequence hybridized, and optionally
  • d) funktionsneutralen Sinnmutationen in (i).d) functionally neutral meaning mutations in (i).

Weitere Gegenstände sind
ein Polynukleotid gemäß Anspruch 4, enthaltend die Nukleo­ tidsequenz wie in SEQ ID No. 1 dargestellt,
ein Polynukleotid gemäß Anspruch 2, das für ein Polypeptid kodiert, das die Aminosäuresequenz, wie in SEQ ID No. 2 dargestellt, enthält,
ein Polynukleotid gemäß Anspruch 1, insbesondere Punkt d, enthaltend die Nukleotidsequenz, wie in SEQ ID No. 3 dargestellt,
ein Polynukleotid gemäß Anspruch 1, Punkt d, das für ein Polypeptid kodiert, das die Aminosäuresequenz, wie in SEQ ID No. 4 dargestellt, enthält,
ein Vektor, enthaltend ein mutiertes Polynukleotid gemäß Anspruch 1, Punkt d dargestellt in SEQ ID No. 3 und Fig. 1 (Δ = deHa) und nach dem Budapester Vertrag hinterlegt in E. coli DH5α/pΔrplK als DSM 13 158,
und als Wirtszelle dienende coryneforme Bakterien die in dem rplk-Gen eine Insertion oder Deletion enthalten.
Other items are
a polynucleotide according to claim 4, containing the nucleotide sequence as in SEQ ID No. 1 shown
a polynucleotide according to claim 2, which codes for a polypeptide having the amino acid sequence as in SEQ ID No. 2 contains,
a polynucleotide according to claim 1, in particular point d, containing the nucleotide sequence as in SEQ ID No. 3 shown
a polynucleotide according to claim 1, point d, which codes for a polypeptide having the amino acid sequence as described in SEQ ID No. 4 contains,
a vector containing a mutant polynucleotide according to claim 1, point d shown in SEQ ID No. 3 and Fig. 1 (Δ = deHa) and deposited according to the Budapest Treaty in E. coli DH5α / pΔrplK as DSM 13 158,
and coryneform bacteria serving as the host cell which contain an insertion or deletion in the rplk gene.

Gegenstand der Erfindung sind ebenso Polynukleotide, die im wesentlichen aus einer Polynukleotidsequenz bestehen, die erhältlich sind durch Screening mittels Hybridisierung einer entsprechenden Genbank, die das vollständige Gen mit der Polynukleotidsequenz entsprechend SEQ ID No. 1 enthält, mit einer Sonde, die die Sequenz des genannten Polynukleotids gemäß SEQ ID No. 1 oder ein Fragment davon enthält und Isolierung der genannten DNA-Sequenz.The invention also relates to polynucleotides which are in the essentially consist of a polynucleotide sequence which are available through hybridization screening a corresponding gene bank that contains the complete gene the polynucleotide sequence corresponding to SEQ ID No. 1 contains with a probe that the sequence of the said Polynucleotides according to SEQ ID No. 1 or a fragment thereof contains and isolation of said DNA sequence.

Polynukleotidsequenzen gemäß der Erfindung sind geeignet als Hybridisierungs-Sonden für RNA, cDNA und DNA, um cDNA in voller Länge zu isolieren, die für das ribosomale Protein L11 kodieren und solche cDNA oder Gene zu isolieren, die eine hohe Ähnlichkeit der Sequenz mit der des rplK-Gens aufweisen.Polynucleotide sequences according to the invention are suitable as hybridization probes for RNA, cDNA and DNA to cDNA  isolate in full length for the ribosomal Encode protein L11 and such cDNA or genes isolate that have a high similarity of the sequence to that of the rplK gene.

Polynukleotidsequenzen gemäß der Erfindung sind weiterhin als Primer geeignet, mit deren Hilfe mit der Polymerase Kettenreaktion (PCR) DNA von Genen hergestellt werden kann, die für das RplK-Genprodukt bzw. ribosomale Protein L11 kodieren.Polynucleotide sequences according to the invention are still suitable as a primer, with the help of the polymerase Chain reaction (PCR) DNA can be produced from genes those for the RplK gene product or ribosomal protein L11 encode.

Solche als Sonden oder Primer dienende Oligonukleotide enthalten mindestens 30, bevorzugt mindestens 20, ganz besonders bevorzugt mindestens 15 aufeinanderfolgende Nukleotide. Geeignet sind ebenfalls Oligonukleotide mit einer Länge von mindestens 40 oder 50 Basenpaaren.Such oligonucleotides serving as probes or primers contain at least 30, preferably at least 20, whole particularly preferably at least 15 consecutive Nucleotides. Oligonucleotides are also suitable at least 40 or 50 base pairs in length.

"Isoliert" bedeutet aus seinem natürlichen Umfeld herausgetrennt."Isolated" means from its natural environment separated out.

"Polynukleotid" bezieht sich im allgemeinen auf Polyribonukleotide und Polydeoxyribonukleotide, wobei es sich um nicht modifizierte RNA oder DNA oder modifizierte RNA oder DNA handeln kann."Polynucleotide" generally refers to Polyribonucleotides and polydeoxyribonucleotides, wherein it unmodified RNA or DNA or modified RNA or DNA can act.

Unter "Polypeptiden" versteht man Peptide oder Proteine, die zwei oder mehr über Peptidbindungen verbundene Aminosäuren enthalten."Polypeptides" means peptides or proteins, the two or more linked via peptide bonds Contain amino acids.

Die Polypeptide gemäß Erfindung schließen das Polypeptid gemäß SEQ ID No. 2, insbesondere solche mit der biologischen Aktivität des RplK-Genproduktes und auch solche ein, die zu wenigstens 70% identisch sind mit dem Polypeptid gemäß SEQ ID No. 2, bevorzugt zu wenigstens 80% und besonders zu wenigstens 90% bis 95% Identität mit dem Polypeptid gemäß SEQ ID No. 2 und die genannte Aktivität aufweisen.The polypeptides according to the invention include the polypeptide according to SEQ ID No. 2, especially those with the biological activity of the RplK gene product and also those that are at least 70% identical to the Polypeptide according to SEQ ID No. 2, preferably at least 80% and especially at least 90% to 95% identity with the Polypeptide according to SEQ ID No. 2 and the activity mentioned exhibit.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur fermentativen Herstellung von Aminosäuren, insbesondere Lysin, unter Verwendung von coryneformen Bakterien, die insbesondere bereits die Aminosäuren produzieren und in denen die für das rplK-Gen kodierenden Nukleotidsequenzen abgeschwächt sind.The invention further relates to a method for fermentative production of amino acids, in particular Lysine, using coryneform bacteria that in particular already produce and in the amino acids which the nucleotide sequences coding for the rplK gene are weakened.

Der Begriff "Abschwächung" beschreibt in diesem Zusammenhang die Verringerung oder Ausschaltung der intrazellulären Aktivität bzw. Funktion eines oder mehrerer Enzyme bzw. Proteine in einem Mikroorganismus, die durch die entsprechende DNA kodiert werden, indem man beispielsweise einen schwachen Promotor verwendet oder ein Gen bzw. Allel verwendet, das für ein entsprechendes Enzym bzw. Protein mit einer niedrigen Aktivität kodiert oder das entsprechende Gen oder Enzym bzw. Protein inaktiviert und gegebenenfalls diese Maßnahmen kombiniert.The term "weakening" describes in this Related to reducing or eliminating the intracellular activity or function of one or more Enzymes or proteins in a microorganism that are caused by the corresponding DNA can be encoded by for example, uses a weak promoter or a Gene or allele used that for a corresponding enzyme or encodes protein with a low activity or that corresponding gene or enzyme or protein inactivated and where appropriate, combined these measures.

Die Mikroorganismen, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, können Aminosäuren, insbesondere Lysin, aus Glucose, Saccharose, Lactose, Fructose, Maltose, Melasse, Stärke, Cellulose oder aus Glycerin und Ethanol herstellen. Es kann sich um Vertreter coryneformer Bakterien insbesondere der Gattung Corynebacterium handeln. Bei der Gattung Corynebacterium ist insbesondere die Art Corynebacterium glutamicum zu nennen, die in der Fachwelt für ihre Fähigkeit bekannt ist, L-Aminosäuren zu produzieren.The microorganisms that are the subject of the present Invention are, amino acids, especially lysine, from Glucose, sucrose, lactose, fructose, maltose, molasses, Manufacture starch, cellulose or from glycerin and ethanol. It can be representative of coryneform bacteria act in particular of the genus Corynebacterium. In the The genus Corynebacterium is especially the species Corynebacterium glutamicum to be called in the professional world is known for its ability to produce L-amino acids to produce.

Geeignete Stämme der Gattung Corynebacterium, insbesondere der Art Corynebacterium glutamicum, sind besonders die bekannten Wildtypstämme
Corynebacterium glutamicum ATCC13032
Corynebacterium acetoglutamicum ATCC15806
Corynebacterium acetoacidophilum ATCC13870
Corynebacterium melassecola ATCC17965
Corynebacterium thermoaminogenes FERM BP-1539
Brevibacterium flavum ATCC14067
Brevibacterium lactofermentum ATCC13869 und
Brevibacterium divaricatum ATCC14020
und daraus hergestellte L-Aminosäuren produzierende Mutanten bzw. Stämme,
wie beispielsweise die L-Lysin produzierenden Stämme
Corynebacterium glutamicum FERM-P 1709
Brevibacterium flavum FERM-P 1708
Brevibacterium lactofermentum FERM-P 1712
Corynebacterium glutamicum FERM-P 6463
Corynebacterium glutamicum FERM-P 6464
Corynebacterium glutamicum DSM 5715
Corynebacterium glutamicum DSM 12866 und
Corynebacterium glutamicum DM58-1
Suitable strains of the genus Corynebacterium, in particular of the species Corynebacterium glutamicum, are in particular the known wild-type strains
Corynebacterium glutamicum ATCC13032
Corynebacterium acetoglutamicum ATCC15806
Corynebacterium acetoacidophilum ATCC13870
Corynebacterium melassecola ATCC17965
Corynebacterium thermoaminogenes FERM BP-1539
Brevibacterium flavum ATCC14067
Brevibacterium lactofermentum ATCC13869 and
Brevibacterium divaricatum ATCC14020
and mutants or strains produced therefrom which produce L-amino acids,
such as the L-lysine producing strains
Corynebacterium glutamicum FERM-P 1709
Brevibacterium flavum FERM-P 1708
Brevibacterium lactofermentum FERM-P 1712
Corynebacterium glutamicum FERM-P 6463
Corynebacterium glutamicum FERM-P 6464
Corynebacterium glutamicum DSM 5715
Corynebacterium glutamicum DSM 12866 and
Corynebacterium glutamicum DM58-1

Den Erfindern gelang es das neue rplK-Gen von Corynebacterium glutamicum zu isolieren.The inventors succeeded in the new rplK gene from Isolate Corynebacterium glutamicum.

Zur Isolierung des rplK-Gens von C. glutamicum wird zunächst eine Genbank von Corynebacterium glutamicum angelegt. Das Anlegen von Genbanken ist in allgemein bekannten Lehrbüchern und Handbüchern beschrieben. Als Beispiel seien das Lehrbuch von Winnacker: Gene und Klone, Eine Einführung in die Gentechnologie (Verlag Chemie, Weinheim, Deutschland, 1990) oder das Handbuch von Sambrook et al.: Molecular Cloning, A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989) genannt. Eine sehr bekannte Genbank ist die des E. coli K-12 Stammes W3110, die von Kohara et al. (Cell 50, 495-508 (1987)) in λ-Vektoren angelegt wurde. Bathe et al. (Molecular and General Genetics, 252: 255-265, 1996) beschreiben eine Genbank von C. glutamicum ATCC13032, die mit Hilfe des Cosmidvektors SuperCos I (Wahl et al., 1987, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 84: 2160-2164) im E. coli K-12 Stamm NM554 (Raleigh et al., 1988, Nucleic Acids Research 16: 1563-1575) angelegt wurde. Börmann et al. (Molecular Microbiology 6(3), 317-326)) wiederum beschreiben eine Genbank von C. glutamicum ATCC13032 unter Verwendung des Cosmids pHC79 (Hohn und Collins, Gene 11, 291-298 (1980)).To isolate the rplK gene from C. glutamicum initially a gene bank of Corynebacterium glutamicum created. The creation of gene banks is general known textbooks and manuals described. As An example is the textbook by Winnacker: genes and clones, An introduction to genetic engineering (Verlag Chemie, Weinheim, Germany, 1990) or the Sambrook manual et al .: Molecular Cloning, A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). A very well known Genbank is that of E. coli K-12 strain W3110, which is from Kohara et al. (Cell 50, 495-508 (1987)) in λ vectors was created. Bathe et al. (Molecular and General Genetics, 252: 255-265, 1996) describe a gene bank from C. glutamicum ATCC13032 using the cosmid vector SuperCos I (Wahl et al., 1987, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 84: 2160-2164) in E. coli K-12 Strain NM554 (Raleigh et al., 1988, Nucleic Acids Research 16: 1563-1575). Börmann et al. (Molecular Microbiology 6 (3), 317-326)) in turn describe one C. glutamicum ATCC13032 library using the Cosmids pHC79 (Hohn and Collins, Gene 11, 291-298 (1980)).

Zur Herstellung einer Genbank von C. glutamicum in E. coli können auch Plasmide wie pBR322 (Bolivar, Life Sciences, 25, 807-818 (1979)) oder pUC9 (Vieira et al., 1982, Gene, 19: 259-268) verwendet werden. Als Wirte eignen sich besonders solche E. coli-Stämme, die restriktions- und rekombinationsdefekt sind. Ein Beispiel hierfür ist der Stamm DH5αmcr, der von Grant et al. (Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 87 (1990) 4645-4649) beschrieben wurde.For the production of a C. glutamicum gene bank in E. coli plasmids such as pBR322 (Bolivar, Life Sciences, 25, 807-818 (1979)) or pUC9 (Vieira et al., 1982, Gene, 19: 259-268) can be used. Are suitable as hosts  especially those E. coli strains that are restricted and recombination defect. An example of this is the Strain DH5αmcr, which was described by Grant et al. (Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 87 (1990) 4645-4649) has been described.

Die mit Hilfe von Cosmiden klonierten langen DNA-Fragmente können anschließend wiederum in gängige, für die Sequenzierung geeignete Vektoren subkloniert werden.The long DNA fragments cloned with the help of cosmids can then turn into common for which Suitable sequencing vectors are subcloned.

Methoden zur DNA-Sequenzierung sind unter anderem bei Sanger et al. (Proceedings of the National of Sciences of the United States of America USA, 74: 5463-5467, 1977) beschrieben.Methods for DNA sequencing are among others Sanger et al. (Proceedings of the National of Sciences of the United States of America USA, 74: 5463-5467, 1977) described.

Auf diese Weise wurde die neue für das rplK-Gen kodierende DNA-Sequenz von C. glutamicum erhalten, die als SEQ ID NO. 1 Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist. Weiterhin wurde aus der vorliegenden DNA-Sequenz mit den oben beschriebenen Methoden die Aminosäuresequenz des entsprechenden Proteins abgeleitet. In SEQ ID NO. 2 ist die sich ergebende Aminosäuresequenz des RplK-Genproduktes bzw. des L-11 Proteins dargestellt.In this way, the new one coding for the rplK gene DNA sequence of C. glutamicum obtained as SEQ ID NO. 1 Is part of the present invention. Furthermore was from the present DNA sequence with those described above Methods the amino acid sequence of the corresponding protein derived. In SEQ ID NO. 2 is the resulting Amino acid sequence of the RplK gene product or the L-11 Protein represented.

Kodierende DNA-Sequenzen, die sich aus SEQ ID NO. 1 durch die Degeneriertheit des genetischen Kodes ergeben, sind ebenfalls Bestandteil der Erfindung. In gleicher Weise sind DNA-Sequenzen, die mit SEQ ID NO 1 oder Teilen von SEQ ID NO. 1 hybridisieren, Bestandteil der Erfindung.Coding DNA sequences which result from SEQ ID NO. 1 through which result in degeneracy of the genetic code also part of the invention. Are in the same way DNA sequences that start with SEQ ID NO 1 or parts of SEQ ID NO. 1 hybridize, part of the invention.

Aminosäuresequenzen, die sich in entsprechender Weise aus SEQ ID NO. 2 ergeben sind ebenfalls Bestandteil der Erfindung.Amino acid sequences which are made up in a corresponding manner SEQ ID NO. 2 result are also part of the Invention.

Die Erfinder fanden heraus, daß coryneforme Bakterien nach Abschwächung des rplK-Gens in verbesserter Weise L- Aminosäuren, insbesondere L-Lysin, produzieren.The inventors found that coryneform bacteria after Attenuation of the rplK gene in an improved manner L- Produce amino acids, especially L-lysine.

Zur Erzielung einer Abschwächung können entweder die Expression des rplK-Gens oder vorzugsweise die funktionellen Eigenschaften des Proteins herabgesetzt werden. Gegebenenfalls können beide Maßnahmen kombiniert werden.To achieve a weakening, either Expression of the rplK gene or, preferably, the functional properties of the protein decreased will. If necessary, both measures can be combined will.

Die Verringerung der Genexpression kann durch geeignete Kulturführung oder durch genetische Veränderung (Mutation) der Signalstrukturen der Genexpression erfolgen. Signalstrukturen der Genexpression sind beispielsweise Repressorgene, Aktivatorgene, Operatoren, Promotoren, Attenuatoren, Ribosomenbindungsstellen, das Startkodon und Terminatoren. Angaben hierzu findet der Fachmann z. B. in der Patentanmeldung WO 96/15246, bei Boyd und Murphy (Journal of Bacteriology 170: 5949 (1988)), bei Voskuil und Chambliss (Nucleic Acids Research 26: 3548 (1998), bei Jensen und Hammer (Biotechnology and Bioengineering 58: 191 (1998)), bei Patek et al. (Microbiology 142: 1297 (1996) und in bekannten Lehrbüchern der Genetik und Molekularbiologie wie z. B. dem Lehrbuch von Knippers ("Molekulare Genetik", 6. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Deutschland, 1995) oder dem von Winnacker ("Gene und Klone", VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, Deutschland, 1990).The reduction in gene expression can be reduced by appropriate Culture management or genetic modification (mutation) the signal structures of gene expression. Signal structures of gene expression are, for example Repressor genes, activator genes, operators, promoters, Attenuators, ribosome binding sites, the start codon and Terminators. The expert will find information on this. B. in patent application WO 96/15246, to Boyd and Murphy (Journal of Bacteriology 170: 5949 (1988)), Voskuil and Chambliss (Nucleic Acids Research 26: 3548 (1998), at Jensen and Hammer (Biotechnology and Bioengineering 58: 191 (1998)), by Patek et al. (Microbiology 142: 1297 (1996) and in well-known textbooks of genetics and Molecular biology such as B. Knippers' textbook ("Molecular Genetics", 6th edition, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Germany, 1995) or that of Winnacker ("Gene and clones ", VCH publishing company, Weinheim, Germany, 1990).

Mutationen, die zu einer Veränderung bzw. Herabsetzung der funktionellen Eigenschaften von Proteinen führen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Als Beispiele seien die Arbeiten von Qiu und Goodman (Journal of Biological Chemistry 272: 8611-8617 (1997)), Sugimoto et al. (Bioscience Biotechnology and Biochemistry 61: 1760-1762 (1997)) und Möckel ("Die Threonindehydratase aus Corynebacterium glutamicum: Aufhebung der allosterischen Regulation und Struktur des Enzyms", Berichte des Forschungszentrums Jülichs, Jül-2906, ISSN09442952, Jülich, Deutschland, 1994) genannt. Zusammenfassende Darstellungen können bekannten Lehrbüchern der Genetik und Molekularbiologie wie z. B. dem von Hagemann ("Allgemeine Genetik", Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1986) entnommen werden. Mutations that lead to a change or reduction in the functional properties of proteins are out known in the art. As examples are the Works by Qiu and Goodman (Journal of Biological Chemistry 272: 8611-8617 (1997)), Sugimoto et al. (Bioscience Biotechnology and Biochemistry 61: 1760-1762 (1997)) and Möckel ("Die Threonindehydratase aus Corynebacterium glutamicum: cancellation of allosteric Regulation and structure of the enzyme ", reports of the Research Center Jülichs, Jül-2906, ISSN09442952, Jülich, Germany, 1994). Summary presentations can be known textbooks of genetics and Molecular biology such as B. that of Hagemann ("General Genetics ", Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1986) will.

Als Mutationen kommen Transitionen, Transversionen, Insertionen und Deletionen in Betracht. In Abhängigkeit von der Wirkung des Aminosäureaustausches auf die Aktivität wird von Fehlsinnmutationen (missense mutations) oder Nichtsinnmutationen (nonsense mutations) gesprochen. Insertionen oder Deletionen von mindestens einem Basenpaar in einem Gen führen zu Rasterverschiebungsmutationen (frame shift mutations) in deren Folge falsche Aminosäuren eingebaut werden oder die Translation vorzeitig abbricht. Anleitungen zur Erzeugung derartiger Mutationen gehören zum Stand der Technik und können bekannten Lehrbüchern der Genetik und Molekularbiologie wie z. B. dem Lehrbuch von Knippers ("Molekulare Genetik", 6. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Deutschland, 1995), dem von Winnacker ("Gene und Klone", VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, Deutschland, 1990) oder dem von Hagemann ("Allgemeine Genetik", Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1986) entnommen werden. Methoden zur Herstellung von Mutationen mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) sind bei Newton C. R., Graham A. "PCR" 2. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 1997, beschrieben.Transitions, transversions, Insertions and deletions are considered. In dependence of the effect of amino acid exchange on activity is caused by missense mutations or Nonsense mutations spoken. Insertions or deletions of at least one base pair in a gene lead to frame shift mutations (frame shift mutations) resulting in incorrect amino acids be installed or the translation is terminated prematurely. Instructions for creating such mutations are part of the State of the art and can be known textbooks of Genetics and molecular biology such as B. the textbook of Knippers ("Molecular Genetics", 6th edition, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Germany, 1995), that of Winnacker ("Genes and Clones", VCH Publishing Company, Weinheim, Germany, 1990) or that of Hagemann ("Allgemeine Genetics ", Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1986) will. Methods of making mutations with the help the polymerase chain reaction (PCR) are available from Newton C. R. Graham A. "PCR" 2nd edition, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 1997.

Ein Beispiel für ein Plasmid mit dessen Hilfe eine Deletionsmutagenese des rplK-Gen durchgeführt werden kann, ist das in Fig. 1 dargestellte Plasmid pΔrplK.An example of a plasmid with the aid of which deletion mutagenesis of the rplK gene can be carried out is the plasmid pΔrplK shown in FIG. 1.

Plasmid pΔrplK besteht aus dem von Jäger et al. (Journal of Bacteriology, 1992, 174: 5462-65) beschriebenen Plasmid pK18mobsacB, in das ein Allel des rplK-Gens, dargestellt in SEQ ID No. 3 eingebaut wurde. Das als ΔrplK bezeichnete Allel trägt eine 12 bp lange Deletion im im 5'-Bereich des Gens. Die von dem ΔrplK-Allel kodierte Variante des Proteins L11 ist als SEQ ID No. 4 dargestellt. Die dargestellte Variante des Proteins L 11 unterscheidet sich von der Wildtypform des Proteins L 11 durch das Fehlen des Tetrapeptides "Prolin-Alanin-Leucin-Glycin" entsprechend den Aminosäuren der Position 30 bis 33 von SEQ ID No. 2. Plasmid pΔrplK consists of the one described by Jäger et al. (Journal of Bacteriology, 1992, 174: 5462-65) pK18mobsacB, into which an allele of the rplK gene is shown in SEQ ID No. 3 was installed. That called ΔrplK Allele carries a 12 bp long deletion in the 5 'range of Gene. The variant of the encoded by the ΔrplK allele Proteins L11 is listed as SEQ ID No. 4 shown. The shown variant of the protein L 11 differs of the wild type form of the protein L 11 due to the absence of the Tetrapeptides "Proline-Alanine-Leucine-Glycine" accordingly the amino acids from positions 30 to 33 of SEQ ID No. 2nd  

Das Plasmid pΔrplK führt nach homologer Rekombination zum Austausch des chromosomalen rplK-Gens gegen das ΔrplK- Allel. Anleitungen und Erläuterungen zur Insertionsmutagenese findet man beispielsweise bei Schwarzer und Pühler (Bio/Technology 9, 84-87 (1991)) oder Fitzpatrick et al. (Applied Microbiology and Biotechnology 42, 575-580 (1994)).After homologous recombination, the plasmid pΔrplK leads to Exchange of the chromosomal rplK gene for the ΔrplK Allele. Instructions and explanations for Insertion mutagenesis can be found, for example, in Schwarzer and Pühler (Bio / Technology 9, 84-87 (1991)) or Fitzpatrick et al. (Applied Microbiology and Biotechnology 42, 575-580 (1994)).

Zusätzlich kann es für die Produktion von L-Aminosäuren, insbesondere L-Lysin, vorteilhaft sein, zusätzlich zur Abschwächung des rplK-Gens eines oder mehrere Enzyme des jeweiligen Biosyntheseweges zu verstärken, insbesondere zu überexprimieren.In addition, it can be used for the production of L-amino acids, L-lysine in particular, may be advantageous in addition to Attenuation of the rplK gene of one or more enzymes of the to strengthen respective biosynthetic pathways, in particular to overexpress.

So kann beispielsweise, insbesondere für die Herstellung von L-Lysin, eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe
For example, especially for the production of L-lysine, one or more of the genes selected from the group

  • - das für die Dihydrodipicolinat-Synthase kodierende dapA- Gen (EP-B 0 197 335),The dapA coding for the dihydrodipicolinate synthase Gene (EP-B 0 197 335),
  • - ein für eine feed back resistente Aspartatkinase kodierendes lysC-Gen (Kalinowski et al. (1990), Molecular and General Genetics 224: 317-324),- one for a feed back resistant aspartate kinase encoding lysC gene (Kalinowski et al. (1990) Molecular and General Genetics 224: 317-324),
  • - das für die Pyruvat Carboxylase kodierende pyc-Gen (Eikmanns (1992), Journal of Bacteriology 174: 6076-6086),- The pyc gene coding for the pyruvate carboxylase (Eikmanns (1992), Journal of Bacteriology 174: 6076-6086),
  • - das für die Malat-Chinon-Oxidoreduktase kodierende mqo- Gen (Molenaar et al., European Journal of Biochemistry 254, 395-403 (1998)),- the mqo coding for the malate quinone oxidoreductase Gen (Molenaar et al., European Journal of Biochemistry 254, 395-403 (1998)),
  • - das für den Lysin-Export kodierende lysE-Gen (DE-A-195 48 222),- the lysE gene coding for lysine export (DE-A-195 48 222),
  • - das zwa1-Gen (DE 199 59 328.0; DSM 13115),The zwa1 gene (DE 199 59 328.0; DSM 13115),

gleichgzeitig verstärkt, insbesondere überexprimiert werden. amplified at the same time, especially overexpressed will.

Weiterhin kann es für die Produktion von L-Aminosäuren vorteilhaft sein, zusätzlich zu der Abschwächung des rplK- Gens gleichzeitig eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe:
Furthermore, it can be advantageous for the production of L-amino acids, in addition to the attenuation of the rplK gene, at the same time one or more of the genes selected from the group:

  • - das für die Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase kodierende pck-Gen (DE 199 50 409.1; DSM 13047),- The coding for the phosphoenolpyruvate carboxykinase pck gene (DE 199 50 409.1; DSM 13047),
  • - das für die Glucose-6-Phosphat-Isomerase kodierende pgi- Gen (US 09/396,478, DSM 12969),- the pgi coding for the glucose-6-phosphate isomerase Gene (US 09 / 396,478, DSM 12969),
  • - das für die Pyruvat-Oxidase kodierende poxB-Gen (DE 199 51 975.7; DSM 13114),- the poxB gene coding for pyruvate oxidase (DE 199 51 975.7; DSM 13114),
  • - das zwa2-Gen (DE: 199 59 327.2; DSM 13113),The zwa2 gene (DE: 199 59 327.2; DSM 13113),
  • - das für die PPGPP-Synthetase I kodierende relA-Gen (EC 2.7.6.5)- The relA gene coding for PPGPP synthetase I. (EC 2.7.6.5)

abzuschwächen.weaken.

Weiterhin kann es für die Produktion von L-Aminosäuren vorteilhaft sein, neben der Überexpression der 6- Phosphogluconat-Dehydrogenase unerwünschte Nebenreaktionen auszuschalten (Nakayama: "Breeding of Amino Acid Producing Microorganisms", in: Overproduction of Microbial Products, Krumphanzl, Sikyta, Vanek (eds.), Academic Press, London, UK, 1982).It can also be used for the production of L-amino acids be beneficial in addition to overexpression of the 6- Phosphogluconate dehydrogenase undesirable side reactions (Nakayama: "Breeding of Amino Acid Producing Microorganisms ", in: Overproduction of Microbial Products, Krumphanzl, Sikyta, Vanek (eds.), Academic Press, London, UK, 1982).

Die das mutierte Polynukleotid gemäß Anspruch 1 Punkt d enthaltenden Mikroorganismen sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung und können kontinuierlich oder diskontinuierlich im batch - Verfahren (Satzkultivierung) oder im fed batch (Zulaufverfahren) oder repeated fed batch Verfahren (repetitives Zulaufverfahren) zum Zwecke der Produktion von L-Aminosäuren insbesondere L-Lysin kultiviert werden. Eine Zusammenfassung über bekannte Kultivierungsmethoden sind im Lehrbuch von Chmiel (Bioprozesstechnik 1. Einführung in die Bioverfahrenstechnik (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) oder im Lehrbuch von Storhas (Bioreaktoren und periphere Einrichtungen (Vieweg Verlag, Braunschweig/Wiesbaden, 1994)) beschrieben.The mutant polynucleotide according to claim 1 point d containing microorganisms are also the subject of Invention and can be continuous or discontinuous in a batch process (set cultivation) or in a fed batch (Feed process) or repeated fed batch process (repetitive feed process) for the purpose of producing L-amino acids in particular L-lysine can be cultivated. A Summary of known cultivation methods are in the Textbook by Chmiel (Bioprocess Engineering 1. Introduction to Bioprocess engineering (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) or in the textbook by Storhas (bioreactors and  peripheral facilities (Vieweg Verlag, Braunschweig / Wiesbaden, 1994)).

Das zu verwendende Kulturmedium muß in geeigneter Weise den Ansprüchen der jeweiligen Stämme genügen. Beschreibungen von Kulturmedien verschiedenener Mikroorganismen sind im Handbuch "Manual of Methods for General Bacteriology" der American Society for Bacteriology (Washington D.C., USA, 1981) enthalten. Als Kohlenstoffquelle können Zucker und Kohlehydrate wie z. B. Glucose, Saccharose, Lactose, Fructose, Maltose, Melasse, Stärke und Cellulose, Öle und Fette wie z. B. Sojaöl, Sonnenblumenöl, Erdnußöl und Kokosfett, Fettsäuren wie z. B. Palmitinsäure, Stearinsäure und Linolsäure, Alkohole wie z. B. Glycerin und Ethanol und organische Säuren wie z. B. Essigsäure verwendet werden. Diese Stoffe können einzeln oder als Mischung verwendet werden. Als Stickstoffquelle können organische Stickstoff haltige Verbindungen wie Peptone, Hefeextrakt, Fleischextrakt, Malzextrakt, Maisquellwasser, Sojabohnenmehl und Harnstoff oder anorganische Verbindungen wie Ammoniumsulfat, Ammoniumchlorid, Ammoniumphosphat, Ammoniumcarbonat und Ammoniumnitrat verwendet werden. Die Stickstoffquellen können einzeln oder als Mischung verwendet werden. Als Phosphorquelle können Phosphorsäure, Kaliumdihydrogenphosphat oder Dikaliumhydrogenphosphat oder die entsprechenden Natrium haltigen Salze verwendet werden. Das Kulturmedium muß weiterhin Salze von Metallen enthalten wie z. B. Magnesiumsulfat oder Eisensulfat, die für das Wachstum notwendig sind. Schließlich können essentielle Wuchsstoffe wie Aminosäuren und Vitamine zusätzlich zu den oben genannten Stoffen eingesetzt werden. Dem Kulturmedium können überdies geeignete Vorstufen zugesetzt werden. Die genannten Einsatzstoffe können zur Kultur in Form eines einmaligen Ansatzes hinzugegeben oder in geeigneter Weise während der Kultivierung zugefüttert werden.The culture medium to be used must be in a suitable manner The requirements of the respective tribes meet. Descriptions of culture media of various microorganisms are in the "Manual of Methods for General Bacteriology" of the American Society for Bacteriology (Washington D.C., USA, 1981) included. Sugar and Carbohydrates such as B. glucose, sucrose, lactose, Fructose, maltose, molasses, starch and cellulose, oils and Fats such as B. soybean oil, sunflower oil, peanut oil and Coconut fat, fatty acids such as B. palmitic acid, stearic acid and linoleic acid, alcohols such as e.g. B. glycerin and ethanol and organic acids such as B. acetic acid can be used. These substances can be used individually or as a mixture will. Organic nitrogen can be used as the nitrogen source containing compounds such as peptones, yeast extract, Meat extract, malt extract, corn steep liquor, Soybean meal and urea or inorganic compounds such as ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, Ammonium carbonate and ammonium nitrate can be used. The Nitrogen sources can be used individually or as a mixture be used. Phosphoric acid, Potassium dihydrogen phosphate or dipotassium hydrogen phosphate or the corresponding sodium salts are used. The culture medium must also contain salts of metals such as B. magnesium sulfate or iron sulfate, for the Growth are necessary. After all, essential Growth substances such as amino acids and vitamins in addition to above substances are used. The culture medium Suitable precursors can also be added. The The feedstocks mentioned can be used for culture in the form of a one-off approach or appropriately to be fed during cultivation.

Zur pH-Kontrolle der Kultur werden basische Verbindungen wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniak bzw. Ammoniakwasser oder saure Verbindungen wie Phosphorsäure oder Schwefelsäure in geeigneter Weise eingesetzt. Zur Kontrolle der Schaumentwicklung können Antischaummittel wie z. B. Fettsäurepolyglykolester eingesetzt werden. Zur Aufrechterhaltung der Stabilität von Plasmiden können dem Medium geeignete selektiv wirkende Stoffe wie z. B. Antibiotika hinzugefügt werden. Um aerobe Bedingungen aufrechtzuerhalten werden Sauerstoff oder Sauerstoff haltige Gasmischungen wie z. B. Luft in die Kultur eingetragen. Die Temperatur der Kultur liegt normalerweise bei 20°C bis 45°C und vorzugsweise bei 25°C bis 40°C. Die Kultur wird solange fortgesetzt bis sich ein Maximum des gewünschten Produktes gebildet hat. Dieses Ziel wird normalerweise innerhalb von 10 Stunden bis 160 Stunden erreicht.Basic compounds are used to control the pH of the culture such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia or Ammonia water or acidic compounds such as phosphoric acid  or sulfuric acid used in a suitable manner. For Antifoam agents such as e.g. B. fatty acid polyglycol esters. For Maintaining the stability of plasmids can do that Medium suitable selectively acting substances such. B. Antibiotics are added. To aerobic conditions oxygen or oxygen are maintained containing gas mixtures such. B. Air into culture registered. The temperature of the culture is usually at 20 ° C to 45 ° C and preferably at 25 ° C to 40 ° C. The Culture continues until a maximum of desired product. That goal will usually within 10 hours to 160 hours reached.

Methoden zur Bestimmung von L-Aminosäuren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Analyse kann so wie bei Spackman et al. (Analytical Chemistry, 30, (1958), 1190) beschrieben durch Anionenaustauschchromatographie mit anschließender Ninhydrin Derivatisierung erfolgen, oder sie kann durch reversed phase HPLC erfolgen, so wie bei Lindroth et al. (Analytical Chemistry (1979) 51: 1167-1174) beschrieben.Methods for determining L-amino acids are from the State of the art known. The analysis can be done like Spackman et al. (Analytical Chemistry, 30, (1958), 1190) described by anion exchange chromatography with subsequent ninhydrin derivatization, or they can be done by reversed phase HPLC, as in Lindroth et al. (Analytical Chemistry (1979) 51: 1167-1174) described.

Folgender Mikroorganismus wurde bei der Deutschen Sammlung für Mikrorganismen und Zellkulturen (DSMZ, Braunschweig, Deutschland) gemäß Budapester Vertrag hinterlegt:
The following microorganism was deposited with the German Collection for Microorganisms and Cell Cultures (DSMZ, Braunschweig, Germany) in accordance with the Budapest Treaty:

  • - Escherichia coli Stamm DH5α/pΔrplK als DSM 13158- Escherichia coli strain DH5α / pΔrplK as DSM 13158
BeispieleExamples

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The present invention will hereinafter be described with reference to Embodiments explained in more detail.

Beispiel 1example 1 Herstellung einer genomischen Cosmid-Genbank aus Corynebacterium glutamicum ATCC 13032Manufacture from a genomic cosmid library Corynebacterium glutamicum ATCC 13032

Chromosomale DNA aus Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 wurde wie bei Tauch et al. (1995, Plasmid 33: 168-179) beschrieben, isoliert und mit dem Restriktionsenzym Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung Sau3AI, Code no. 27-0913-02) partiell gespalten. Die DNA-Fragmente wurden mit shrimp alkalischer Phosphatase (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Deutschland, Produktbeschreibung SAP, Code no. 1758250) dephosphoryliert. Die DNA des Cosmid-Vektors SuperCos1 (Wahl et al. (1987) Proceedings of the National Academy of Sciences USA 84: 2160-2164), bezogen von der Firma Stratagene (La Jolla, USA, Produktbeschreibung SuperCos1 Cosmid Vektor Kit, Code no. 251301) wurde mit dem Restriktionsenzym XbaI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung XbaI, Code no. 27-0948-02) gespalten und ebenfalls mit shrimp alkalischer Phosphatase dephosphoryliert. Anschließend wurde die Cosmid-DNA mit dem Restriktionsenzym BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung BamHI, Code no. 27-0868- 04) gespalten. Die auf diese Weise behandelte Cosmid-DNA wurde mit der behandelten ATCC13032-DNA gemischt und der Ansatz mit T4-DNA-Ligase (Amersham Pharmacia, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung T4-DNA-Ligase, Code no. 27- 0870-04) behandelt. Das Ligationsgemisch wurde anschließend mit Hilfe des Gigapack II XL Packing Extracts (Stratagene, La Jolla, USA, Produktbeschreibung Gigapack II XL Packing Extract, Code no. 200217) in Phagen verpackt. Zur Infektion des E. coli Stammes NM554 (Raleigh et al. 1988, Nucleic Acid Research 16: 1563-1575) wurden die Zellen in 10 mM MgSO4 aufgenommen und mit einem Aliquot der Phagensuspension vermischt. Infektion und Titerung der Cosmidbank wurden wie bei Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbor) beschrieben durchgeführt, wobei die Zellen auf LB-Agar (Lennox, 1955, Virology, 1: 190) mit 100 mg/l Ampicillin ausplattiert wurden. Nach Inkubation über Nacht bei 37°C wurden rekombinante Einzelklone selektioniert.Chromosomal DNA from Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 was as described by Tauch et al. (1995, plasmid 33: 168-179), isolated and partially cleaved with the restriction enzyme Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, product description Sau3AI, code no. 27-0913-02). The DNA fragments were dephosphorylated with shrimp alkaline phosphatase (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany, product description SAP, code no. 1758250). The DNA of the cosmid vector SuperCos1 (Wahl et al. (1987) Proceedings of the National Academy of Sciences USA 84: 2160-2164), obtained from Stratagene (La Jolla, USA, product description SuperCos1 Cosmid Vector Kit, Code no. 251301) was cleaved with the restriction enzyme XbaI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, product description XbaI, code no. 27-0948-02) and also dephosphorylated with shrimp alkaline phosphatase. The cosmid DNA was then cleaved with the restriction enzyme BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, product description BamHI, code no. 27-0868-04). The cosmid DNA treated in this way was mixed with the treated ATCC13032 DNA and the mixture was treated with T4 DNA ligase (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, product description T4 DNA ligase, code no. 27-0870-04) . The ligation mixture was then packed in phages using the Gigapack II XL Packing Extract (Stratagene, La Jolla, USA, product description Gigapack II XL Packing Extract, Code no. 200217). To infect the E. coli strain NM554 (Raleigh et al. 1988, Nucleic Acid Research 16: 1563-1575), the cells were taken up in 10 mM MgSO 4 and mixed with an aliquot of the phage suspension. Infection and titering of the cosmid bank were carried out as in Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor), wherein the cells were plated on LB agar (Lennox, 1955, Virology, 1: 190) with 100 mg / l ampicillin. After overnight incubation at 37 ° C., recombinant individual clones were selected.

Beispiel 2Example 2 Isolierung und Sequenzierung des rplK-GensIsolation and sequencing of the rplK gene

Die Cosmid-DNA einer Einzelkolonie wurde mit dem Qiaprep Spin Miniprep Kit (Product No. 27106, Qiagen, Hilden, Germany) nach Herstellerangaben isoliert und mit dem Restriktionsenzym Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung Sau3AI, Product No. 27- 0913-02) partiell gespalten. Die DNA-Fragmente wurden mit shrimp alkalischer Phosphatase (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Deutschland, Produktbeschreibung SAP, Product No. 1758250) dephosphoryliert. Nach gelelektrophoretischer Auftrennung erfolgte die Isolierung der Cosmidfragmente im Größenbereich von 1500 bis 2000 bp mit dem QiaExII Gel Extraction Kit (Product No. 20021, Qiagen, Hilden, Germany). Die DNA des Sequenziervektors pZero-1 bezogen von der Firma Invitrogen (Groningen, Niederlande, Produktbeschreibung Zero Background Cloning Kit, Product No. K2500-01) wurde mit dem Restriktionsenzym BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Deutschland, Produktbeschreibung BamHI, Product No. 27-0868-04) gespalten. Die Ligation der Cosmidfragmente in den Sequenziervektor pZero-1 wurde wie von Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbor) beschrieben durchgeführt, wobei das DNA-Gemisch mit T4-Ligase (Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland) über Nacht inkubiert wurde. Dieses Ligationsgemisch wurde anschließend in den E. coli Stamm DH5αMCR (Grant, 1990, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 87: 4645-4649) elektroporiert (Tauch et al. 1994, FEMS Microbiol Letters, 123: 343-7) und auf LB-Agar (Lennox, 1955, Virology, 1: 190) mit 50 mg/l/Zeocin ausplattiert. Die Plasmidpräparation der rekombinanten Klone erfolgte mit dem Biorobot 9600 (Product No. 900200, Qiagen, Hilden, Germany). Die Sequenzierung erfolgte nach der Dideoxy- Kettenabbruch-Methode von Sanger et al. (1977, Proceedings of the National Academies of Sciences U.S.A., 74: 5463-5467) mit Modifikationen nach Zimmermann et al. (1990, Nucleic Acids Research, 18: 1067). Es wurde der "RR dRhodamin Terminator Cycle Sequencing Kit" von PE Applied Biosystems (Product No. 403044, Weiterstadt, Germany) eingesetzt. Die gelelektrophoretische Auftrennung und Analyse der Sequenzierreaktion erfolgte in einem "Rotiphorese NF Acrylamid/Bisacrylamid" Gel (29:1) (Product No. A124.1, Roth, Karlsruhe, Germany) mit dem "ABI Prism 377" Sequenziergerät von PE Applied Biosystems (Weiterstadt, Germany).The cosmid DNA of a single colony was obtained with the Qiaprep Spin Miniprep Kit (Product No. 27106, Qiagen, Hilden, Germany) according to the manufacturer 's instructions and with the Restriction enzyme Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, product description Sau3AI, Product No. 27- 0913-02) partially split. The DNA fragments were made with shrimp alkaline phosphatase (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany, product description SAP, Product No. 1758250) dephosphorylated. To Isolation was carried out by gel electrophoresis the cosmid fragments in the size range from 1500 to 2000 bp with the QiaExII Gel Extraction Kit (Product No. 20021, Qiagen, Hilden, Germany). The DNA of the sequencing vector pZero-1 purchased from Invitrogen (Groningen, Netherlands, Product Description Zero Background Cloning Kit, Product No. K2500-01) was with the restriction enzyme BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, Product description BamHI, Product No. 27-0868-04) split. The ligation of the cosmid fragments in the Sequencing vector pZero-1 was as described by Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbor) performed, the DNA mixture with T4 ligase (Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany) via Was incubated overnight. This ligation mixture was subsequently into the E. coli strain DH5αMCR (Grant, 1990, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A.,  87: 4645-4649) electroporated (Tauch et al. 1994, FEMS Microbiol Letters, 123: 343-7) and on LB agar (Lennox, 1955, Virology, 1: 190) with 50 mg / l / Zeocin. The plasmid preparation of the recombinant clones was carried out with the Biorobot 9600 (Product No. 900200, Qiagen, Hilden, Germany). Sequencing was done after the dideoxy Chain termination method by Sanger et al. (1977, Proceedings of the National Academies of Sciences U.S.A., 74: 5463-5467) with modifications according to Zimmermann et al. (1990, Nucleic Acids Research, 18: 1067). It became the "RR dRhodamin Terminator Cycle Sequencing Kit "from PE Applied Biosystems (Product No. 403044, Weiterstadt, Germany). The gel electrophoretic separation and analysis of the Sequencing reaction was carried out in a "rotiphoresis NF Acrylamide / Bisacrylamide "Gel (29: 1) (Product No. A124.1, Roth, Karlsruhe, Germany) with the "ABI Prism 377" Sequencer from PE Applied Biosystems (Weiterstadt, Germany).

Die erhaltenen Roh-Sequenzdaten wurden anschließend unter Anwendung des Staden-Programpakets (1986, Nucleic Acids Research, 14: 217-231) Version 97-0 prozessiert. Die Einzelsequenzen der pZero1-Derivate wurden zu einem zusammenhängenden Contig assembliert. Die computergestützte Kodierbereichsanalyse wurden mit dem Programm XNIP (Staden, 1986, Nucleic Acids Research, 14: 217-231) angefertigt. Weitere Analysen wurden mit den "BLAST search programs" (Altschul et al., 1997, Nucleic Acids Research, 25: 3389-3402), gegen die non-redundant Datenbank des "National Center for Biotechnology Information" (NCBI, Bethesda, MD, USA) durchgeführt.The raw sequence data obtained were then under Use of the Staden program package (1986, Nucleic Acids Research, 14: 217-231) version 97-0. The Individual sequences of the pZero1 derivatives became one connected contig assembled. The computerized Coding area analysis was carried out with the XNIP (Staden, 1986, Nucleic Acids Research, 14: 217-231). Further analyzes were carried out with the "BLAST search programs" (Altschul et al., 1997, Nucleic Acids Research, 25: 3389-3402), against the non-redundant database of the "National Center for Biotechnology Information "(NCBI, Bethesda, MD, USA).

Die erhaltene Nukleotidsequenz ist in SEQ ID NO. 1 dargestellt. Die Analyse der Nukleotidsequenz ergab ein offenes Leseraster von 438 Basenpaaren, welches als rplK- Gen bezeichnet wurde. Das rplK-Gen kodiert für ein Polypeptid von 145 Aminosäuren dargestellt in SEQ ID No. 2. The nucleotide sequence obtained is in SEQ ID NO. 1 shown. Analysis of the nucleotide sequence revealed a open reading frame of 438 base pairs, which as rplK- Gen was called. The rplK gene codes for a 145 amino acid polypeptide shown in SEQ ID No. 2nd

Beispiel 3Example 3 Herstellung eines Vektors mit einer Kopie des rplK-GensGeneration of a vector with a copy of the rplK gene

Ein chromosomales 1200 bp DNA-Fragment, welches das rplK- Gen von C. glutamicum beinhaltet, wurde mittels PCR kloniert.A chromosomal 1200 bp DNA fragment that contains the rplK C. glutamicum gene was determined by means of PCR cloned.

Hierzu wurde chromosomale DNA aus Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 wie bei Tauch et al. (1995, Plasmid 33: 168-179)beschrieben isoliert. Mit Hilfe der Polymerasekettenreaktion wurde ein DNA Fragment mit einer Größe von 1200 bp, welches das rplK-Gen beinhaltet, amplifiziert. Dazu wurden auf Grundlage der SEQ ID No. 1 die folgenden Primer abgeleitet.For this, chromosomal DNA from Corynebacterium was used glutamicum ATCC 13032 as described by Tauch et al. (1995, plasmid 33: 168-179). With the help of Polymerase chain reaction was a DNA fragment with a Size of 1200 bp, which contains the rplK gene, amplified. For this purpose, based on SEQ ID No. 1 derived the following primers.

P1-up (Siehe auch SEQ ID No. 5):
5'-AGG AGC AGG CTG TTG TCA CC-3'
P1-up (see also SEQ ID No. 5):
5'-AGG AGC AGG CTG TTG TCA CC-3 '

P2-down: (Siehe auch SEQ ID No. 6):
5'-GCG GAT AGC TAC GTC GAT GG-3'
P2-down: (See also SEQ ID No. 6):
5'-GCG GAT AGC TAC GTC GAT GG-3 '

Die dargestellten Oligonukleotide wurden von der Firma ARK Scientific (ARK Scientific GmbH Biosystems, Darmstadt, Germany) synthetisiert und die PCR-Reaktion unter Verwendung der Pfu-DNA-Polymerase (Stratagene, La Jolla, USA) und des PTC 100-Thermocyclers (MJ Research Inc., Waltham, USA) durchgeführt.The oligonucleotides shown were from ARK Scientific (ARK Scientific GmbH Biosystems, Darmstadt, Germany) and synthesized the PCR reaction Use of the Pfu DNA polymerase (Stratagene, La Jolla, USA) and the PTC 100 thermal cycler (MJ Research Inc., Waltham, USA).

Bei der PCR wurde ein Zyklus, bestehend aus thermischer Denaturierung (94°C, 90 Sekunden), Annealing (58°C, 90 Sekunden) und Polymerasereaktion (72°C, 90 Sekunden) 35 mal durchlaufen. Das so erhaltene 1200 bp DNA-Fragment wurde anschließend mit Hilfe des Qiagen PCR Purification Spin Kits (Qiagen, Hilden, Germany) aufgereinigt.During the PCR, a cycle consisting of thermal Denaturation (94 ° C, 90 seconds), Annealing (58 ° C, 90 seconds) and polymerase reaction (72 ° C, 90 seconds) 35 go through times. The 1200 bp DNA fragment thus obtained was then carried out using Qiagen PCR Purification Spin kits (Qiagen, Hilden, Germany) cleaned up.

Für die Klonierung des rplK-Gens-enthaltenden DNA- Amplifikats auf ein Plasmid, welches in C. glutamicum replizieren kann, wurde das Plasmid pECM3, ein Deletionsderivat des bei Tauch et al. (FEMS Microbiological Letters, 123, 343-347 (1994)) beschriebenen Plasmids pECM2, hergestellt. Dafür wurde das Plasmid pECM2 mit den Restriktionsenzymen BamHI (Amersham-Pharmacia, Freiburg, Germany) und BglII (Amersham-Pharmacia, Freiburg, Germany) restringiert und mit T4-Ligase (Amersham-Pharmacia, Freiburg, Germany), wie bei Sambrook et al. (Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Habor Laboratory (1989)) beschrieben, behandelt, wodurch das Plasmid pECM3 erhalten wurde. Die Transformation des bei Grant et al. (Proceedings of the National Academy of Science USA, 87, 4645-4649 (1990)) beschriebenen E. coli-Stammes DH5αMCR mit dem Plasmid pECM3 erfolgte wie bei Tauch et al. (FEMS Microbiological Letters, 123, 343-347 (1994)) beschrieben. Die Transformanten wurden auf LBG-Agar (10 g Trypton, 5 g Hefe-Extrakt, 5 g NaCl, 2 g Glucose, 15 g Agar pro Liter), dem Chloramphenicol (Merck, Darmstadt, Germany) (50 mg/l) hinzugefügt worden war, selektioniert.For cloning the rplK gene-containing DNA Amplificate on a plasmid which is in C. glutamicum can replicate, the plasmid pECM3, a Deletion derivative of that described by Tauch et al. (FEMS Microbiological Letters, 123, 343-347 (1994)) described plasmid pECM2, produced. For this, the plasmid pECM2 with the Restriction enzymes BamHI (Amersham-Pharmacia, Freiburg, Germany) and BglII (Amersham-Pharmacia, Freiburg, Germany) restricted and with T4 ligase (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany), as in Sambrook et al. (Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Habor Laboratory (1989)), which caused the plasmid pECM3 was obtained. The transformation of the Grant et al. (Proceedings of the National Academy of Science USA, 87, 4645-4649 (1990)) described E. coli strain DH5αMCR the plasmid pECM3 was carried out as in Tauch et al. (FEMS Microbiological Letters, 123, 343-347 (1994)). The transformants were placed on LBG agar (10 g trypton, 5 g Yeast extract, 5 g NaCl, 2 g glucose, 15 g agar per liter), chloramphenicol (Merck, Darmstadt, Germany) (50 mg / l) was added, selected.

Anschließend wurde das rplK-Gen enthaltende 1200 bp DNA- Amplifikat mit dem Plasmid pECM3, welcher zuvor mit dem Restriktionsenzym SmaI (Amersham-Pharmacia, Freiburg, Germany) linearisiert wurde, gemischt und mit T4-DNA-Ligase (Amersham-Pharmacia, Freiburg, Germany) behandelt, wodurch das Plasmid prplK erhalten wurde. Die Transformation des E. coli-Stammes DH5αMCR mit dem Plasmid prplK erfolgte wie bei Tauch et al. (FEMS Microbiological Letters, 123, 343-347 (1994)) beschrieben, und die Transformanten wurden auf LBG- Agar, dem Chloramphenicol (Merck, Darmstadt, Germany) (50 mg/l) hinzugefügt worden war, selektioniert. Das Plasmid prplK trägt somit das vollständige rplK-Gen von C. glutamicum und kann sowohl in E. coli als auch in C. glutamicum autonom replizieren. The 1200 bp DNA containing rplK gene was then Amplificate with the plasmid pECM3, which was previously with the Restriction enzyme SmaI (Amersham-Pharmacia, Freiburg, Germany) was linearized, mixed and with T4 DNA ligase (Amersham-Pharmacia, Freiburg, Germany) treated, whereby the plasmid prplK was obtained. The transformation of the E. coli strain DH5αMCR with the plasmid prplK was carried out as in Tauch et al. (FEMS Microbiological Letters, 123, 343-347 (1994)) and the transformants were analyzed on LBG Agar, the chloramphenicol (Merck, Darmstadt, Germany) (50 mg / l) was added, selected. The plasmid prplK thus carries the complete rplK gene of C. glutamicum and can be found in both E. coli and C. Replicate glutamicum autonomously.  

Beispiel 4Example 4 Einbau einer Deletion in das rplK-GenIncorporation of a deletion into the rplK gene

Mittels PCR-Technik wurde ein als ΔrplK bezeichnetes Allel des rplK-Gens hergestellt, das eine 12 bp lange Deletion trägt. Die erzeugte 12 bp Deletion im rplK-Gen führt zum Verlust des Tetrapeptids "Prolin-Alanin-Leucin-Glycin" im N-terminalen Bereich des L11-Proteins von C. glutamicum.An allele called ΔrplK was identified by means of PCR technology of the rplK gene, which is a 12 bp long deletion wearing. The 12 bp deletion generated in the rplK gene leads to Loss of the tetrapeptide "proline-alanine-leucine-glycine" in the N-terminal region of the L11 protein from C. glutamicum.

Als Primer für die Erzeugung des rplK-Deletionsalles wurden neben den in Beispiel 3 beschriebenen Primern P1-up und P2- down die im folgenden beschriebenen Oligonukleotide verwendet, die von der Firma ARK Scientific (ARK Scientific GmbH Biosystems, Darmstadt, Germany) hergestellt wurden.As primers for the generation of the rplK deletion all in addition to the primers P1-up and P2- described in Example 3 down the oligonucleotides described below used by the company ARK Scientific (ARK Scientific GmbH Biosystems, Darmstadt, Germany).

P1-down (Siehe auch SEQ ID No. 7):
5'-Extension-CGC CGT GAG C-5'-Seite-GCC AAC TGG AGG AGC AGG GT-3'
P1-down (see also SEQ ID No. 7):
5'-extension-CGC CGT GAG C-5'-side-GCC AAC TGG AGG AGC AGG GT-3 '

P2-up: (Siehe auch SEQ ID No. 8):
5'-Extension-TCC AGT TGG C-5'-Seite-GCT CAC GGC GTC AAC ATC AG-3'
P2-up: (See also SEQ ID No. 8):
5'-Extension-TCC AGT TGG C-5'-side-GCT CAC GGC GTC AAC ATC AG-3 '

Die für die PCR verwendeten Primer wurden aus der bekannten DNA-Sequenz abgeleitet. Diese besitzen jeweils eine 10 bp 5'-Extension, die exakt komplementär zu den 5'-Seiten der Primer P1-up und P2-down ist. Aus C. glutamicum ATCC 13032 wurde die chromosomale DNA extrahiert und mit ihr als Matrix unter Verwendung der angegebenen Oligonukleotide P1- up, P1-down, P2-up und P2-down, der Pfu-DNA-Polymerase (Stratagene, La Jolla, USA), und des PTC 100-Thermocyclers (MJ Research Inc., Waltham, USA) zunächst in getrennten PCR-Reaktionen zwei 600 bp DNA-Fragmente erzeugt. Bei diesen PCR-Reaktionen wurde jeweils ein Zyklus, bestehend aus thermischer Denaturierung (94°C, 90 Sekunden), Annealing (58°C, 90 Sekunden) und Polymerasereaktion (72°C, 90 Sekunden) 35 mal durchlaufen.The primers used for the PCR were from the known DNA sequence derived. These each have a 10 bp 5 'extension, which is exactly complementary to the 5' sides of the Primer P1-up and P2-down is. From C. glutamicum ATCC 13032 the chromosomal DNA was extracted and with it as Matrix using the specified oligonucleotides P1- up, P1-down, P2-up and P2-down, the Pfu DNA polymerase (Stratagene, La Jolla, USA), and the PTC 100 thermal cycler (MJ Research Inc., Waltham, USA) initially in separate PCR reactions generated two 600 bp DNA fragments. At A cycle was established for each of these PCR reactions from thermal denaturation (94 ° C, 90 seconds), Annealing (58 ° C, 90 seconds) and polymerase reaction (72 ° C, 90 seconds) run 35 times.

Das erste 600 bp DNA-Amplifikat, als rplK-Teil 1 bezeichnet, wurde mit den Oligonukleotiden P1-up und P1- down erhalten. Es beinhaltet den 5'-Bereich des rplK-Gens (Nukleotid 1-87) und zusätzlich die vom Oligonukleotid P1- down stammende 10 bp-Extension, die den Nukleotiden 100-109 des rplK-Gens (SEQ ID No. 1) entspricht. Somit weist dieser amplizierte rplK-Genbereich eine 12 bp-Lücke im Vergleich zur verwendeten chromosomalen DNA-Template auf. Das zweite 600 bp DNA-Fragment, rplK-Teil 2, wurde mit den Oligonukleotiden P2-down und P2-up erhalten und beinhaltet die 3'-Region des rplK-Gens (Nukleotid 78-435) und trägt die identische Lücke (Nukleotid 88-99) innerhalb des amplifizierten rplK-Genbereichs. Diese beiden 600 bp DNA- Amplifikate weisen demzufolge einen 20 bp überlappenden DNA-Bereich auf. Die beiden 600 bp PCR-Produkte rplK-Teil 1 und rplK-Teil 2 wurden nun in einer weiteren PCR-Reaktion gemeinsam als DNA-Template verwendet, wobei sich aufgrund des überlappenden, komplementären DNA-Bereichs der "Hinstrang" von rplK-Teil 1 mit dem "Rückstrang" von rplK- Teil 2 verbinden konnte. Die Extension dieses überlappenden DNA-Bereichs bzw. die Zugabe der Oligonukleotide P1-up und P2-down, führte zur Erzeugung eines 1200 bp PCR- Amplifikats, welches ein 12 bp Deletionsderivat des C. glutamicum rplK-Gens beinhaltet. Bei diesen PCR-Reaktionen wurde jeweils ein Zyklus, bestehend aus thermischer Denaturierung (94°C, 90 Sekunden), Annealing (58°C, 90 Sekunden) und Polymerasereaktion (72°C, 90 Sekunden) 35 mal durchlaufen.The first 600 bp DNA amplificate, as rplK part 1 with the oligonucleotides P1-up and P1- get down. It contains the 5 'region of the rplK gene (Nucleotide 1-87) and additionally that of oligonucleotide P1- down-coming 10 bp extension, which the nucleotides 100-109 of the rplK gene (SEQ ID No. 1). Thus, this points amplified rplK gene region compared a 12 bp gap on the chromosomal DNA template used. The second 600 bp DNA fragment, rplK part 2, was with the Obtain and include oligonucleotides P2-down and P2-up the 3 'region of the rplK gene (nucleotide 78-435) and carries the identical gap (nucleotide 88-99) within the amplified rplK gene region. These two 600 bp DNA Accordingly, amplificates have a 20 bp overlap DNA area. The two 600 bp PCR products rplK part 1 and rplK part 2 were now in another PCR reaction used together as a DNA template, whereby due to of the overlapping, complementary DNA region of the "Rear strand" of rplK part 1 with the "back strand" of rplK- Part 2 could connect. The extension of this overlapping DNA area or the addition of oligonucleotides P1-up and P2-down, resulted in the generation of a 1200 bp PCR Amplificate, which is a 12 bp deletion derivative of C. glutamicum rplK gene contains. In these PCR reactions was a cycle consisting of thermal Denaturation (94 ° C, 90 seconds), Annealing (58 ° C, 90 Seconds) and polymerase reaction (72 ° C, 90 seconds) 35 times run through.

Die Nukleotidsequenz des ΔrplK-Allels ist in SEQ ID No. 3 und die von diesem Allel kodierte Variante des L11-Proteins in SEQ ID No. 4 dargestellt. Dieser L11-Proteinvariante fehlt das Tetrapeptid "Prolin-Alanin-Leucin-Glycin" entsprechend den Aminosäurepositionen 30 bis 33 der Wildtypform des L11-Proteins dargestellt in SEQ ID No. 2. The nucleotide sequence of the ΔrplK allele is shown in SEQ ID No. 3rd and the variant of the L11 protein encoded by this allele in SEQ ID No. 4 shown. This L11 protein variant the tetrapeptide "proline-alanine-leucine-glycine" is missing corresponding to amino acid positions 30 to 33 of Wild type form of the L11 protein shown in SEQ ID No. 2nd  

Beispiel 5Example 5 Einbau des ΔrplK-Allels in das ChromosomIncorporation of the ΔrplK allele into the chromosome

Das ΔrplK-Allel, welches eine 12 bp Deletion im rplK-Gen beeinhaltet, wurde mittels Integrationsmutagenese unter Zuhilfenahme des bei Schäfer et al., Gene, 14, 69-73 (1994) beschriebenen sacB-Systems in das Chromosom von C. glutamicum eingebaut. Dieses System erlaubt dem Fachmann die Identifizierung bzw. Selektion von Allel-Austauschen, die sich durch homologe Rekombination vollziehen.The ΔrplK allele, which has a 12 bp deletion in the rplK gene was included using integration mutagenesis With the aid of Schäfer et al., Gene, 14, 69-73 (1994) described sacB system in the chromosome of C. glutamicum incorporated. This system allows the specialist the identification or selection of allele exchanges, that occur through homologous recombination.

1. Konstruktion des Austauschvektors pΔrplK1. Construction of the exchange vector pΔrplK

Das in Beispiel 4 erhaltene 1200 bp rplK-Deletionsallel ΔrplK wurde mit Hilfe des Qiagen PCR Purification Spin Kits (Qiagen, Hilden, Germany) aufgereinigt und mit dem bei Schäfer et al., Gene, 14, 69-73 (1994) beschriebenen mobilisierbaren Kloniervektor pK18mobsacB zur Ligation eingesetzt. Dieser wurde zuvor mit dem Restriktionsenzym SmaI (Amersham-Pharmacia, Freiburg, Germany) linearisiert, mit dem rplK-Deletionsallel gemischt und und mit T4-DNA- Ligase (Amersham-Pharmacia, Freiburg, Germany) behandelt.The 1200 bp rplK deletion allele obtained in Example 4 ΔrplK was determined using the Qiagen PCR Purification Spin Kit (Qiagen, Hilden, Germany) cleaned and with the Schaefer et al., Gene, 14, 69-73 (1994) mobilizable cloning vector pK18mobsacB for ligation used. This was previously with the restriction enzyme SmaI (Amersham-Pharmacia, Freiburg, Germany) linearized, mixed with the rplK deletion allele and and with T4 DNA Ligase (Amersham-Pharmacia, Freiburg, Germany) treated.

Es resultierte das Plasmid pΔrplK.The plasmid pΔrplK resulted.

Die Transformation des E. coli-Stammes DH5α mit dem Plasmid pΔrplK erfolgte wie bei Tauch et al., FEMS Microbiological Letters, 123, 343-347 (1994) beschrieben. Die Transformanten wurden auf LBG-Agar, dem Kanamycin (Merck, Darmstadt, Germany) (50 mg/l) hinzugefügt worden war, selektioniert. Auf diese Weise entstand der Stamm DH5α/pΔrplK.The transformation of the E. coli strain DH5α with the plasmid pΔrplK was carried out as in Tauch et al., FEMS Microbiological Letters, 123, 343-347 (1994). The Transformants were on LBG agar, the kanamycin (Merck, Darmstadt, Germany) (50 mg / l) had been added, selected. In this way the trunk was created DH5α / pΔrplK.

Ein Klon wurde ausgewählt und als ATCC13032ΔrplK bezeichnet. One clone was selected and named ATCC13032ΔrplK designated.

2. Durchführung des Allel-Austauschs2. Implementation of the allele exchange

Eine chromosomale 12 bp Deletion im rplK-Gen von C. glutamicum wurde mittels Integrationsmutagenese unter Zuhilfenahme des bei Schäfer et al., Gene, 14, 69-73 (1994) beschriebenen sacB-Systems erhalten. Dieses System erlaubt dem Fachmann die Identifizierung bzw. Selektion von Allel-Austauschen, die sich durch homologe Rekombination vollziehen.A 12 bp chromosomal deletion in the rplK gene of C. glutamicum was found using integration mutagenesis With the help of Schäfer et al., Gene, 14, 69-73 (1994) described the sacB system. This System allows the specialist to identify or Selection of allele exchanges that are characterized by homologous Do recombination.

Das mobilisierbare Plasmid pΔrplK wurde ausgehend von dem bei Simon et al., Bio/Technology, 1, 784-794 (1993) beschriebenen E. coli Donor-Stamm S17-1 mit Hilfe der von Schäfer et al., Journal of Bacteriology, 172, 1663-1666 (1990) beschriebenen Konjugationsmethode in den Stamm C. glutamicum ATCC 13032 als Rezipienten eingeführt. Da das Plasmid pΔrplK in C. glutamicum nicht replizieren kann, ist seine Etablierung nur durch Integration in das C. glutamicum-Chromosom via homologer Rekombination zwischen dem plasmidkodierten rplK-Deletionsfragment und dem identischen, chromosomalen rplK-Genbereich möglich. Die Transkonjuganten wurden auf LBG-Agar, dem Kanamycin (25 mg/l) (Merck, Darmstadt, Germany) und Nalidixinsäure (Merck, Darmstadt, Germany) (50 mg/l) hinzugefügt worden war, selektioniert.The mobilizable plasmid pΔrplK was started from the with Simon et al., Bio / Technology, 1, 784-794 (1993) described E. coli donor strain S17-1 with the help of Schaefer et al., Journal of Bacteriology, 172, 1663-1666 (1990) described the conjugation method in strain C. glutamicum ATCC 13032 introduced as recipient. Since that Plasmid pΔrplK cannot replicate in C. glutamicum its establishment only through integration into the C. glutamicum chromosome via homologous recombination between the plasmid-encoded rplK deletion fragment and the identical, chromosomal rplK gene region possible. The Transconjugants were on LBG agar, the kanamycin (25 mg / l) (Merck, Darmstadt, Germany) and nalidixic acid (Merck, Darmstadt, Germany) (50 mg / l) was added was selected.

Auf die anschließende Exzision des Plasmids pΔrplK mit Hilfe des sacB-Systems konnte nur unter Anwesenheit eines Wildtypallels von rplK selektioniert werden. Dazu wurde das in Beispiel 3 konstuierte Plasmid prplK, das das komplette rplK-Gen trägt, durch Elektroporation nach der Methode von Liebl et al., FEMS Microbiology Letters 65, 299-304 (1989) in den Integrantenstamm transferiert. Die Selektion des Stammes erfolgte auf LBG-Agar, dem Kanamycin (25 mg/l) (Merck, Darmstadt, Germany) und Chloramphenicol (10 mg/l) (Merck, Darmstadt, Germany) hinzugefügt worden war.On the subsequent excision of the plasmid pΔrplK with Aid of the sacB system was only possible in the presence of a Wild type alleles can be selected by rplK. That was what in Example 3, plasmid prplK constituted the complete rplK gene carries, by electroporation according to the method of Liebl et al., FEMS Microbiology Letters 65, 299-304 (1989) transferred to the integrant tribe. The selection of the Strain was carried out on LBG agar, the kanamycin (25 mg / l) (Merck, Darmstadt, Germany) and chloramphenicol (10 mg / l) (Merck, Darmstadt, Germany) had been added.

Eine ausgewählte, transformierte Kolonie wurde in 100 ml LBG-Flüssigmedium (in einem 250 ml-Erlenmeyerkolben mit Schikanen) überimpft und 24 Stunden bei 30°C und 300 Upm inkubiert. Anschließend wurden jeweils 2 × 106 Zellen/ml dieser Flüssigkultur auf LBG-Agar, der 10% Sucrose (Merck, Darmstadt, Germany) enthielt, ausgebracht und 48 Stunden bei 30°C inkubiert. C. glutamicum-Zellen, die in der Lage waren auf diesem Medium zu wachsen, hatten das integrierte Plasmid pΔrplK in Folge eines zweiten Rekombinationsereignisses zwischen dem rplK-Deletionsallel und der natürlichen rplK-Region verloren. Dieses zweite Rekombinationsereignis führt entweder zur Wiederherstellung der natürlichen, chromosomalen rplK-Genanordnung, oder es resultiert in der Erzeugung einer C. glutamicum ΔrplK- Mutante, der das 12 bp N-terminale DNA-Fragment verlorengegangen ist. Von ausgewählten, "Sucrose­ resistenten" und potentiellen pΔrplK-tragenden C. glutamicum-Zellen wurde die chromosomale DNA extrahiert. Diese diente als Matrix mit welcher unter Verwendung der rplK-Sequenz die Olidonukleotide Pdel-up und Pdel-down2 (ARK Scientific GmbH Biosystems, Darmstadt, Germany) abgeleitet wurden. Mit den Primern, der Pfu-DNA-Polymerase (Stratagene, La Jolla. USA) und des PTC 100-Thermocyclers (MJ Research Inc., Waltham, USA)wurden die PCR-Experimente durchgeführt. Bei der PCR wurde ein Zyklus, bestehend aus thermischer Denaturierung (94°C, 90 Sekunden), Annealing (58°C, 90 Sekunden) und Polymerasereaktion (72°C, 90 Sekunden) 35 mal durchlaufen, durchgeführt. Anschließend wurden die so erhaltenen DNA-Amplifikate mit Hilfe des Qiagen PCR Purification Spin Kits (Qiagen, Hilden, Germany) aufgereinigt. Die Analyse der Nukleotidsequenzen der aufgereinigten DNA-Amplifikate, die wie zuvor beschrieben durchgeführt wurde, erbrachte, daß in 43% der Fälle ein DNA-Amplifikat erzeugt worden war, dem der 12 bp DNA- Bereich fehlte. Demzufolge hatte in den zugehörigen pΔrplK- tragenden Transkonjuganten das zweite Rekombinationsereignis zur Erzeugung der chromosomalen 12 bp Deletion im rplK-Gen geführt.A selected, transformed colony was inoculated into 100 ml LBG liquid medium (in a 250 ml Erlenmeyer flask with baffles) and incubated for 24 hours at 30 ° C. and 300 rpm. Then 2 × 10 6 cells / ml of this liquid culture were applied to LBG agar containing 10% sucrose (Merck, Darmstadt, Germany) and incubated at 30 ° C. for 48 hours. C. glutamicum cells, which were able to grow on this medium, had lost the integrated plasmid pΔrplK due to a second recombination event between the rplK deletion allele and the natural rplK region. This second recombination event either leads to the restoration of the natural, chromosomal rplK gene arrangement, or it results in the generation of a C. glutamicum ΔrplK mutant that has lost the 12 bp N-terminal DNA fragment. The chromosomal DNA was extracted from selected, "sucrose resistant" and potential pΔrplK-bearing C. glutamicum cells. This served as a matrix with which the olidonucleotides Pdel-up and Pdel-down2 (ARK Scientific GmbH Biosystems, Darmstadt, Germany) were derived using the rplK sequence. The PCR experiments were carried out with the primers, the Pfu DNA polymerase (Stratagene, La Jolla, USA) and the PTC 100 thermal cycler (MJ Research Inc., Waltham, USA). In the PCR, a cycle consisting of thermal denaturation (94 ° C., 90 seconds), annealing (58 ° C., 90 seconds) and polymerase reaction (72 ° C., 90 seconds) was carried out 35 times. The DNA amplificates obtained in this way were then purified using the Qiagen PCR Purification Spin Kit (Qiagen, Hilden, Germany). Analysis of the nucleotide sequences of the purified DNA amplificates, which was carried out as described above, showed that in 43% of the cases a DNA amplificate was generated which lacked the 12 bp DNA region. As a result, the second recombination event in the associated pΔrplK-carrying transconjugants led to the generation of the chromosomal 12 bp deletion in the rplK gene.

Anschließend wurde aus einer ausgewählten, deletionstragenden Transkonjugante das Plasmid prplK durch die bei Schäfer et al., Journal of Bacteriology, 176, 7309-7319 (1994) beschriebene Methode des "Plasmid-Curings" entfernt. Der so erhaltene Stamm C. glutamicum ATCC13032 ΔrplK trägt somit eine chromosomale 12 bp Deletion innerhalb des rplK-Gens, was zu dem Verlust des Tetrapeptids "Prolin-Alanin-Leucin-Glycin" des L11-Proteins führt.Then a selected, deletion-carrying transconjugant through the plasmid prplK the Schäfer et al., Journal of Bacteriology, 176, 7309-7319 (1994) described method of "plasmid curing" away. The C. glutamicum ATCC13032 strain thus obtained ΔrplK thus carries a chromosomal 12 bp deletion within the rplK gene, resulting in the loss of the "Proline-alanine-leucine-glycine" tetrapeptide of the L11 protein leads.

Beispiel 6Example 6 Herstellung von LysinProduction of lysine

Der in Beispiel 5 erhaltene Stamm C. glutamicum ATCC13032 ΔrplK wurde in einem zur Produktion von Lysin geeigneten Nährmedium kultiviert und der Lysingehalt im Kulturüberstand bestimmt.The strain C. glutamicum ATCC13032 obtained in Example 5 ΔrplK was used in a suitable for the production of lysine Culture medium cultivated and the lysine content in Culture supernatant determined.

Dazu wurde der Stamm zunächst auf Agarplatte (Hirn-Herz Agar) für 24 Stunden bei 33°C inkubiert. Ausgehend von dieser Agarplattenkultur wurde eine Vorkultur angeimpft (10 ml Medium im 100 ml Erlenmeyerkolben). Als Medium für die Vorkultur wurde das Vollmedium CgIII (10 g/l Bacto-Pepton, 10 g/l Yeast Extract, 2,5 g/l NaCl, 20 g/l Glucose, pH 7,4) verwendet. Die Vorkultur wurde 24 Stunden bei 33°C bei 240 rpm auf dem Schüttler inkubiert. Von dieser Vorkultur wurde eine Hauptkultur angeimpft, so daß die Anfangs-OD (660 nm) der Hauptkultur 0,1 OD betrug. Für die Hauptkultur wurde das Medium mm verwendet. For this purpose, the strain was first placed on an agar plate (brain heart Agar) incubated for 24 hours at 33 ° C. Starting from a preculture was inoculated into this agar plate culture (10 ml Medium in 100 ml Erlenmeyer flask). As a medium for The complete medium CgIII (10 g / l Bacto-peptone, 10 g / l yeast extract, 2.5 g / l NaCl, 20 g / l glucose, pH 7.4) used. The preculture was carried out for 24 hours at 33 ° C. at 240 rpm incubated on the shaker. From this preculture inoculated a main culture so that the initial OD (660 nm) the main culture was 0.1 OD. For the main culture the medium mm used.  

Medium MMMedium MM

CSL (Corn Steep Liquor)CSL (Corn Steep Liquor) 5,0 g/l5.0 g / l MOPS (Morpholinopropansulfonsäure)MOPS (morpholinopropanesulfonic acid) 20,0 g/l20.0 g / l Glucose (getrennt autoklaviert)Glucose (autoclaved separately) 50,0 g/l50.0 g / l (NH4)2SO4)(NH 4 ) 2 SO 4 ) 25,0 g/l25.0 g / l KH2PO4 KH 2 PO 4 0,1 g/l0.1 g / l MgSO4.7 H2OMgSO 4 .7 H 2 O 1,0 g/l1.0 g / l CaCl2.2 H2OCaCl 2 .2 H 2 O 10,0 mg/l10.0 mg / l FeSO4.7 H2OFeSO 4 .7 H 2 O 10,0 mg/l10.0 mg / l MnSO4.H2OMnSO 4 .H 2 O 5,0 mg/l5.0 mg / l Biotin (sterilfiltriert)Biotin (sterile filtered) 0,3 mg/l0.3 mg / l Thiamin.HCl (sterilfiltriert)Thiamin.HCl (sterile filtered) 0,2 mg/l0.2 mg / l CaCO3 CaCO 3 25,0 g/l25.0 g / l

CSL, MOPS und die Salzlösung werden mit Ammoniakwasser auf pH 7 eingestellt und autoklaviert. Anschließend werden die sterilen Substrat- und Vitaminlösungen zugesetzt, sowie das trocken autoklavierte CaCO3 zugesetzt.CSL, MOPS and the salt solution are adjusted to pH 7 with ammonia water and autoclaved. The sterile substrate and vitamin solutions are then added, and the dry autoclaved CaCO 3 is added.

Die Kultivierung erfolgt in 10 ml Volumen in einem 100 ml Erlenmeyerkolben mit Schikanen. Die Kultivierung erfolgte bei 33°C und 80% Luftfeuchte.The cultivation takes place in a volume of 10 ml in a 100 ml Erlenmeyer flasks with baffles. The cultivation took place at 33 ° C and 80% humidity.

Nach 48 Stunden wurde die OD bei einer Meßwellenlänge von 660 nm mit dem Biomek 1000 (Beckmann Instruments GmbH, München) ermittelt. Die gebildete Lysinmenge wurde mit einem Aminosäureanalysator der Firma Eppendorf-BioTronik (Hamburg, Deutschland) durch Ionenaustauschchromatographie und Nachsäulenderivatisierung mit Ninhydrindetektion bestimmt.After 48 hours the OD was measured at a measuring wavelength of 660 nm with the Biomek 1000 (Beckmann Instruments GmbH, Munich) determined. The amount of lysine formed was included an amino acid analyzer from Eppendorf-BioTronik (Hamburg, Germany) by ion exchange chromatography and post-column derivatization with ninhydrin detection certainly.

In Tabelle 1 ist das Ergebnis des Versuchs dargestellt.Table 1 shows the result of the experiment.

Tabelle 1 Table 1

Folgende Figuren sind beigefügt:The following figures are attached:

Fig. 1: Karte des Plasmids pΔrplK. Fig. 1: Map of the plasmid pΔrplK.

Die verwendeten Abkürzungen und Bezeichnungen haben folgende Bedeutung.The abbreviations and designations used have following meaning.

pdeltarplK: pΔrplK
sacB-Gen: sacB-Gen aus Bacillus suptilis, kodiert für das Enzym Levansucrase
lacZ-alpha': Teil des 5'Ende des β-Galactosidase Gens
oriV: Replikationsursprung
KmR: Kanamycin Resistenz
RP4 mob: mob-Region des Plasmids RP4
BamHI: Schnittstelle des Restriktionsenzyms BamHI
EcoRI: Schnittstelle des Restriktionsenzyms EcoRI
ΔrplK rplK-Allel mit einer Deletion von 12 bp im N-terminalen Bereich
pdeltarplK: pΔrplK
sacB gene: SacB gene from Bacillus suptilis, encoded for the enzyme levansucrase
lacZ-alpha ': part of the 5' end of the β-galactosidase gene
oriV: origin of replication
KmR: Kanamycin resistance
RP4 mob: mob region of the plasmid RP4
BamHI: interface of the restriction enzyme BamHI
EcoRI: Interface of the restriction enzyme EcoRI
ΔrplK rplK allele with a deletion of 12 bp in the N-terminal region

SEQUENZPROTOKOLL SEQUENCE LOG

Claims (21)

1. Isoliertes Polynukleotid aus coryneformen Bakterien, enthaltend eine Polynukleotidsequenz, ausgewählt aus der Gruppe
  • a) Polynukleotid, das zu mindestens 70% identisch ist mit einem Polynukleotid, das für ein Polypeptid kodiert, das die Aminosäuresequenz von SEQ ID No. 2 enthält,
  • b) Polynukleotid, das für ein Polypeptid kodiert, das eine Aminosäuresequenz enthält, die zu mindestens 70% identisch ist mit der Aminosäuresequenz von SEQ ID No. 2,
  • c) Polynukleotid, das komplementär ist zu den Polynukleotiden von a) oder b), und
  • d) Polynukleotid, enthaltend mindestens 15 aufeinanderfolgende Basen der Polynukleotidsequenz von a), b) oder c).
1. Isolated polynucleotide from coryneform bacteria, containing a polynucleotide sequence selected from the group
  • a) Polynucleotide that is at least 70% identical to a polynucleotide that codes for a polypeptide that contains the amino acid sequence of SEQ ID No. 2 contains
  • b) Polynucleotide which codes for a polypeptide which contains an amino acid sequence which is at least 70% identical to the amino acid sequence of SEQ ID No. 2,
  • c) polynucleotide which is complementary to the polynucleotides of a) or b), and
  • d) polynucleotide containing at least 15 successive bases of the polynucleotide sequence of a), b) or c).
2. Polynukleotid gemäß Anspruch 1, wobei das Polynukleotid eine replizierbare, bevorzugt rekombinante DNA ist.2. polynucleotide according to claim 1, wherein the polynucleotide is a replicable, preferred is recombinant DNA. 3. Polynukleotid gemäß Anspruch 1, wobei das Polynukleotid eine RNA ist.3. The polynucleotide of claim 1, wherein the polynucleotide is an RNA. 4. Polynukleotid gemäß Anspruch 2, enthaltend die Nukleinsäuresequenz wie in SEQ ID No. 1 dargestellt.4. polynucleotide according to claim 2, containing the nucleic acid sequence as in SEQ ID No. 1 shown. 5. Polynukleotidsequenz gemäß Anspruch 2, die für ein Polypeptid kodiert, das die Aminosäuresequenz wie in SEQ ID No. 2 dargestellt, enthält.5. The polynucleotide sequence according to claim 2, which encodes a polypeptide that contains the amino acid sequence as in SEQ ID No. 2 contains. 6. Polynukleotid gemäß Anspruch 1, insbesonder Punkt d, enthaltend die Nukleotidsequenz, wie in SEQ ID No. 3 dargestellt. 6. polynucleotide according to claim 1, in particular point d, containing the nucleotide sequence as in SEQ ID No. 3rd shown.   7. Polynukleotid gemäß Anspruch 1, insbesondere Punkt d, das für ein Polypeptid kodiert, das die in SEQ ID No. 4 dargestellte Aminosäuresequenz enthält.7. polynucleotide according to claim 1, in particular point d, which codes for a polypeptide that the in SEQ ID No. 4 contains amino acid sequence shown. 8. Replizierbare DNA gemäß Anspruch 2, enthaltend
  • a) die Nukleotidsequenz, gezeigt in SEQ ID No. I, oder
  • b) mindestens eine Sequenz, die der Sequenz (i) innerhalb des Bereichs der Degeneration des genetischen Codes einspricht, oder
  • c) mindestens eine Sequenz, die mit der zur Sequenz (i) oder (ii) komplementären Sequenz hybridisiert, und gegebenenfalls
  • d) funktionsgetreue Sinnmutanten in (i)
8. Replicable DNA according to claim 2, containing
  • a) the nucleotide sequence shown in SEQ ID No. I, or
  • b) at least one sequence which speaks to sequence (i) within the range of the degeneration of the genetic code, or
  • c) at least one sequence which hybridizes with the sequence complementary to sequence (i) or (ii), and optionally
  • d) Functional mutants of meaning in (i)
9. Vektor, enthaltend ein Polynukleotid gemäß Anspruch 1, hinterlegt in E. coli, DH5α/pΔrpk als DSM 13158, dargestellt in SEQ ID No. 3 und Fig. 1.9. Vector containing a polynucleotide according to claim 1, deposited in E. coli, DH5α / pΔrpk as DSM 13158, shown in SEQ ID No. 3 and Fig. 1. 10. Als Wirtszelle dienende coryneforme Bakterien, die eine Deletion oder eine Insertion in dem rplk-Gen enthalten.10. Coryneform bacteria serving as host cells, the a deletion or an insertion in the rplk gene contain. 11. Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren, insbesondere L-Lysin, dadurch gekennzeichnet, daß man folgende Schritte durchführt,
  • a) Fermentation der die gewünschte L-Aminosäure produzierenden Bakterien, in denen man zumindest das rplk-Gen abschwächt,
  • b) Anreicherung des gewünschten L-Aminosäure im Medium oder in den Zellen der Bakterien, und
  • c) Isolieren der L-Aminosäure.
11. A process for the preparation of L-amino acids, in particular L-lysine, characterized in that the following steps are carried out,
  • a) fermentation of the bacteria producing the desired L-amino acid, in which at least the rplk gene is weakened,
  • b) accumulation of the desired L-amino acid in the medium or in the cells of the bacteria, and
  • c) isolating the L-amino acid.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man Bakterien einsetzt, in denen man zusätzlich weitere Gene des Biosyntheseweges der gewünschten L-Aminosäure verstärkt.12. The method according to claim 11, characterized, that you use bacteria in which you additionally further genes of the desired biosynthetic pathway L-amino acid enhanced. 13. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man Bakterien einsetzt, in denen die Stoffwechselwege zumindest teilweise ausgeschaltet sind, die die Bildung der gewünschten L-Aminosäure verringern.13. The method according to claim 11, characterized, that you use bacteria in which the Metabolic pathways at least partially switched off which are the formation of the desired L-amino acid reduce. 14. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Expression des Polynukleotids gemäß Anspruch 1, insbesondere 1a bis 1d verringert.14. The method according to claim 11, characterized, that one according to the expression of the polynucleotide Claim 1, in particular 1a to 1d reduced. 15. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die katalytischen Eigenschaften des Polypeptids (Enzymproteins) herabsetzt, für das das Polynukleotid gemäss Anspruch 1, insbesondere 1a bis 1d kodiert.15. The method according to claim 11, characterized, that the catalytic properties of the Polypeptide (enzyme protein) for which the Polynucleotide according to claim 1, in particular 1a to 1d coded. 16. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man Bakterien einsetzt, in denen man zur Abschwächung eine Insertionsmutagenese unter Verwendung des Plasmids pΔrpk, dargestellt in Fig. 1 und hinterlegt als DSM 13158 erzeugt.16. The method according to claim 11, characterized in that bacteria are used in which an insertion mutagenesis using the plasmid pΔrpk, shown in Fig. 1 and deposited as DSM 13158 is generated to attenuate. 17. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Herstellung von L-Aminosäuren, insbesondere L-Lysin, Bakterien fermentiert, in denen man gleichzeitig eines oder mehrere der Gene überexprimiert, ausgewählt aus der Gruppe
  • 1. das für die Dihydrodipicolinat-Synthase kodierende dapA-Gen,
  • 2. ein für eine feed back resistente Aspartatkinase,
  • 3. das die S-(2-Aminoethyl)-Cystein-Resistenz vermittelnde DNA-Fragment,
  • 4. das die Pyruvat-Carboxylase kodierende pyc-Gen,
  • 5. pyc-Gen (Eikmanns (1992) Journal of Bacteriology)
  • 6. das für die Malat: Chinon Oxidoreduktase kodierende mqo-Gen
  • 7. das für den Lysin-Export kodierende lysE-Gen,
  • 8. das zwa1-Gen.
17. The method according to claim 11, characterized in that for the production of L-amino acids, in particular L-lysine, bacteria are fermented, in which one overexpresses one or more of the genes selected from the group
  • 1. the dapA gene coding for the dihydrodipicolinate synthase,
  • 2. an aspartate kinase resistant to a feed back,
  • 3. the DNA fragment which mediates resistance to S- (2-aminoethyl) cysteine,
  • 4. the pyc gene encoding the pyruvate carboxylase,
  • 5. pyc gene (Eikmanns (1992) Journal of Bacteriology)
  • 6. the mqo gene coding for the malate: quinone oxidoreductase
  • 7. the lysE gene coding for lysine export,
  • 8. the zwa1 gene.
18. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Herstellung von Aminosäuren, insbesondere von L-Lysin, Bakterien fermentiert, in denen man gleichzeitig eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe
  • 1. das für die Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase kodierende pck-Gen,
  • 2. das für die Glucose-6-Phosphat Isomerase kodierende pgi-Gen,
  • 3. das für die Pyruvat-Oxidase kodierende poxB-Gen,
  • 4. das zwa2-Gen oder
  • 5. das für die PPGPP-Synthetase I kodierende rela- Gen
abschwächt.
18. The method according to claim 11, characterized in that for the production of amino acids, in particular L-lysine, bacteria are fermented, in which one or more of the genes selected simultaneously from the group
  • 1. the pck gene coding for the phosphoenolpyruvate carboxykinase,
  • 2. the pgi gene coding for the glucose-6-phosphate isomerase,
  • 3. the poxB gene coding for the pyruvate oxidase,
  • 4. the zwa2 gene or
  • 5. the rela gene coding for PPGPP synthetase I.
weakened.
19. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man Mikroorganismen der Gattung Corynebacterium glutamicum einsetzt.19. The method according to one or more of the preceding Expectations, characterized, that microorganisms of the genus Corynebacterium glutamicum. 20. Verwendung von Polynukleotidsequenzen gemäß Anspruch 1 als Primer zur Herstellung der DNA von Genen, die eine dem rplK-Gen entsprechende Wirkung entfalten, durch die Polymerase-Kettenreaktion.20. Use of polynucleotide sequences according to claim 1 as a primer for the production of the DNA of genes that a develop an effect corresponding to the rplK gene by the polymerase chain reaction. 21. Verwendung von Polynukleotidsequenzen gemäß Anspruch 1 als Hybridisierungssonden.21. Use of polynucleotide sequences according to claim 1 as hybridization probes.
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