DE10112098A1

DE10112098A1 - New nucleotide sequences coding for the chrA gene

Info

Publication number: DE10112098A1
Application number: DE10112098A
Authority: DE
Inventors: Brigitte Bathe; Natalie Schischka; Achim Marx; Walter Pfefferle
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2000-09-09
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2002-03-28

Abstract

The invention relates to nucleotidic sequences from corynebacteria which code for the transcription regulator chrA, a process for the fermentative preparation of L-amino acids using coryneform bacteira in which at least the chrA gene is present in attenuated form, and the use of polynucleotides which comprise the sequences according to the invention as hybridization probes.

Description

Gegenstand der Erfindung sind für das chrA-Gen kodierende Nukleotidsequenzen aus coryneformen Bakterien und ein Verfahren zur fermentativen Herstellung von Aminosäuren unter Verwendung von Bakterien, in denen das chrA-Gen abgeschwächt wird.The invention relates to the chrA gene coding Nucleotide sequences from coryneform bacteria and a Process for the fermentative production of amino acids using bacteria in which the chrA gene is weakened.

State of the art

L-Aminosäuren, insbesondere Lysin, finden in der Humanmedizin und in der pharmazeutischen Industrie, in der Lebensmittelindustrie und ganz besonders in der Tierernährung Anwendung.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.

Es ist bekannt, daß Aminosäuren durch Ferment ation von Stämmen coryneformer Bakterien, insbesondere Corynebacterium glutamicum, hergestellt werden. Wegen der großen Bedeutung wird ständig an der Verbesserung der Herstellverfahren gearbeitet. Verfahrensverbesserungen können fermentationstechnische Maßnahmen wie zum Beispiel Rührung und Versorgung mit Sauerstoff, oder die Zusammensetzung der Nährmedien, wie zum Beispiel die Zuckerkonzentration während der Fermentation, oder die Aufarbeitung zur Produktform durch zum Beispiel Ionenaustauschchromatographie oder die intrinsischen Leistungseigenschaften des Mikroorganismus selbst betreffen.It is known that amino acids by fermentation of Strains coryneformer bacteria, in particular Corynebacterium glutamicum. Because of the Great importance is constantly attached to the improvement of Manufacturing process worked. process improvements can fermentation measures such as Stirring and supply of oxygen, or the Composition of nutrient media, such as the Sugar concentration during fermentation, or the Work-up to the product form by, for example Ion exchange chromatography or the intrinsic Performance characteristics of the microorganism itself affect.

Zur Verbesserung der Leistungseigenschaften dieser Mikroorganismen werden Methoden der Mutagenese, Selektion und Mutantenauswahl angewendet. Auf diese Weise erhält man Stämme, die resistent gegen Antimetabolite oder auxotroph für regulatorisch bedeutsame Metabolite sind und die Aminosäuren produzieren.To improve the performance characteristics of this Microorganisms become methods of mutagenesis, selection and mutant selection applied. In this way you get Strains that are resistant to antimetabolites or auxotrophs for regulatory metabolites and the Produce amino acids.

Seit einigen Jahren werden ebenfalls Methoden der rekombinanten DNA-Technik zur Stammverbesserung von L- Aminosäure produzierenden Stämmen von Corynebacterium eingesetzt, indem man einzelne Aminosäure-Biosynthesegene amplifiziert und die Auswirkung auf die Aminosäure- Produktion untersucht.For some years now also methods of recombinant DNA technology for strain improvement of L- Amino acid producing strains of Corynebacterium Used by single amino acid biosynthetic genes amplified and the effect on the amino acid Production examined.

Object of the invention

Die Erfinder haben sich zur Aufgabe gestellt, neue Maßnahmen zur verbesserten fermentativen Herstellung von Aminosäuren bereitzustellen.The inventors have set themselves the task of new Measures for the improved fermentative production of To provide amino acids.

Description of the invention

Werden im folgenden L-Aminosäuren oder Aminosäuren erwähnt, sind damit eine oder mehrere Aminosäuren einschließlich ihrer Salze, ausgewählt aus der Gruppe L-Asparagin, L- Threonin, L-Serin, L-Glutamat, L-Glycin, L-Alanin, L- Cystein, L-Valin, L-Methionin, L-Isoleucin, L-Leucin, L- Tyrosin, L-Phenylalanin, L-Histidin, L-Lysin, L-Tryptophan und L-Arginin gemeint. Besonders bevorzugt ist Lysin.Are mentioned in the following L-amino acids or amino acids, are thus including one or more amino acids their salts selected from the group L-asparagine, L- Threonine, L-serine, L-glutamate, L-glycine, L-alanine, L- Cysteine, L-valine, L-methionine, L-isoleucine, L-leucine, L- Tyrosine, L-phenylalanine, L-histidine, L-lysine, L-tryptophan and L-arginine. Particularly preferred is lysine.

Wenn im folgenden L-Lysin oder Lysin erwähnt werden, sind damit nicht nur die Basen, sondern auch die Salze wie z. B. Lysin-Monohydrochlorid oder Lysin-Sulfat gemeint.If in the following L-lysine or lysine are mentioned, are so that not only the bases, but also the salts such. B. Lysine monohydrochloride or lysine sulfate.

Gegenstand der Erfindung ist ein isoliertes Polynukleotid aus coryneformen Bakterien, enthaltend eine für das chrA- Gen kodierende Polynukleotidsequenz, ausgewählt aus der Gruppe
The invention provides an isolated polynucleotide from coryneform bacteria containing a polynucleotide sequence coding for the chrA gene selected from the group

a) polynucleotide that is at least 70% identical to a polynucleotide encoding a polypeptide, the the amino acid sequence of SEQ ID no. 2 contains
b) polynucleotide encoding a polypeptide having a Contains at least 70% of the amino acid sequence is identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO. 2,
c) polynucleotide that is complementary to Polynucleotides of a) or b), and
d) polynucleotide containing at least 15 successive nucleotides of the polynucleotide sequence from a), b) or c),

wobei das Polypeptid bevorzugt die Aktivität des Transkriptionsregulators ChrA aufweist.wherein the polypeptide preferably has the activity of Transcription regulator ChrA has.

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls das oben genannte Polynukleotid, wobei es sich bevorzugt um eine replizierbare DNA handelt, enthaltend:
The invention likewise provides the abovementioned polynucleotide, which is preferably a replicable DNA comprising:

a) the nucleotide sequence shown in SEQ ID no. 1, or
b) at least one sequence corresponding to the sequence (i) within the range of degeneration of the corresponds to genetic codes, or
c) at least one sequence identical to the Sequences (i) or (ii) complementary sequences hybridized, and optionally
d) functionally neutral sense mutations in (i).

Weitere Gegenstände sind:
ein replizierbares Polynukleotid, insbesondere DNA, enthaltend die Nukleotidsequenz, wie in SEQ ID No. 1 dargestellt;
ein Polynukleotid, das für ein Polypeptid kodiert, das die Aminosäuresequenz, wie in SEQ ID No. 2 dargestellt, enthält;
ein Vektor, enthaltend Teile des erfindungsgemäßen Polynukleotids, mindestens aber 15 aufeinanderfolgende Nukleotide der beanspruchten Sequenz,
und coryneforme Bakterien, in denen das chrA-Gen, insbesondere durch eine Insertion oder Deletion, abgeschwächt ist.Other items are:
a replicable polynucleotide, in particular DNA, containing the nucleotide sequence as shown in SEQ ID no. 1 shown;
a polynucleotide encoding a polypeptide having the amino acid sequence as set forth in SEQ. ID. 2, contains;
a vector containing parts of the polynucleotide according to the invention, but at least 15 consecutive nucleotides of the claimed sequence,
and coryneform bacteria in which the chrA gene is attenuated, in particular by an insertion or deletion.

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

Polynukleotide, die die Sequenzen gemäß der Erfindung enthalten, sind als Hybridisierungssonden für RNA, cDNA und DNA geeignet, um Nukleinsäuren beziehungsweise Polynukleotide oder Gene in voller Länge zu isolieren, die für den Transkriptionsregulator ChrA kodieren, oder um solche Nukleinsäuren beziehungsweise Polynukleotide oder Gene zu isolieren, die eine hohe Ähnlichkeit mit der Sequenz des chrA-Gens aufweisen.Polynucleotides containing the sequences according to the invention are used as hybridization probes for RNA, cDNA and DNA suitable for nucleic acids or Isolate polynucleotides or full length genes code for the transcriptional regulator ChrA, or um such nucleic acids or polynucleotides or To isolate genes that are very similar to the genes Sequence of the chrA gene have.

Polynukleotide, die die Sequenzen gemäß der Erfindung enthalten, sind weiterhin als Primer geeignet, mit deren Hilfe mit der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) DNA von Genen hergestellt werden kann, die für den Transkriptionsregulator ChrA kodieren.Polynucleotides containing the sequences according to the invention are still suitable as primers, with their Help with the polymerase chain reaction (PCR) DNA of genes can be made for the Transcriptional regulator ChrA 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 Nukleotiden.Such as probes or primers serving oligonucleotides contain at least 30, preferably at least 20, completely more preferably at least 15 consecutive Nucleotides. Also suitable are oligonucleotides with a length of at least 40 or 50 nucleotides.

"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.

Die Polynukleotide gemäß Erfindung schließen ein Polynukleotid gemäß SEQ ID No. 1 oder ein daraus hergestelltes Fragment und auch solche ein, die zu wenigstens 70%, bevorzugt zu wenigstens 80% und besonders zu wenigstens 90% bis 95% identisch sind mit dem Polynukleotid gemäß SEQ ID No. 1 oder eines daraus hergestellten Fragments.The polynucleotides according to the invention include Polynucleotide according to SEQ ID no. 1 or one of them produced fragment and also those that belong to at least 70%, preferably at least 80% and especially at least 90% to 95% are identical to the Polynucleotide according to SEQ ID no. 1 or one of them produced fragment.

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

Die Polypeptide gemäß Erfindung schließen ein Polypeptid gemäß SEQ ID No. 2, insbesondere solche mit der biologischen Aktivität des Transkriptionsregulators ChrA und auch solche ein, die zu wenigstens 70%, bevorzugt zu wenigstens 80% und besonders zu wenigstens 90% bis 95% identisch sind mit dem Polypeptid gemäß SEQ ID No. 2 und die genannte Aktivität aufweisen.The polypeptides of the invention include a polypeptide according to SEQ ID no. 2, in particular those with the biological activity of the transcriptional regulator ChrA and also those which are at least 70%, preferably too at least 80% and especially at least 90% to 95% are identical to the polypeptide according to SEQ ID no. 2 and have the said activity.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur fermentativen Herstellung von Aminosäuren, ausgewählt aus der Gruppe L-Asparagin, L-Threonin, L-Serin, L-Glutamat, L- Glycin, L-Alanin, L-Cystein, L-Valin, L-Methionin, L- Isoleucin, L-Leucin, L-Tyrosin, L-Phenylalanin, L-Histidin, L-Lysin, L-Tryptophan und L-Arginin, unter Verwendung von coryneformen Bakterien, die insbesondere bereits Aminosäuren produzieren und in denen die für das chrA-Gen kodierenden Nukleotidsequenzen abgeschwächt, insbesondere ausgeschaltet oder auf niedrigem Niveau exprimiert werden.The invention further relates to a method for fermentative production of amino acids selected from L-asparagine, L-threonine, L-serine, L-glutamate, L- Glycine, L-alanine, L-cysteine, L-valine, L-methionine, L- Isoleucine, L-Leucine, L-Tyrosine, L-Phenylalanine, L-Histidine, L-lysine, L-tryptophan and L-arginine, using coryneform bacteria, in particular already Produce amino acids and those responsible for the chrA gene attenuated nucleotide sequences encoding, in particular switched off or expressed at a low level.

Der Begriff "Abschwächung" beschreibt in diesem Zusammenhang die Verringerung oder Ausschaltung der intrazellulären Aktivität eines oder mehrerer Enzyme (Proteine) in einem Mikroorganismus, die durch die entsprechende DNA kodiert werden, indem man beispielsweise einen schwachen Promotor verwendet oder ein Gen bzw. Alle1 verwendet, das für ein entsprechendes Enzym mit einer niedrigen Aktivität kodiert bzw. das entsprechende Gen oder Enzym (Protein) inaktiviert und gegebenenfalls diese Maßnahmen kombiniert.The term "weakening" describes in this Related to the reduction or elimination of the intracellular activity of one or more enzymes (Proteins) in a microorganism produced by the corresponding DNA are encoded by, for example uses a weak promoter or a gene or Alle1 used for a corresponding enzyme with a low activity encodes or the corresponding gene or Inactivated enzyme (protein) and optionally this Measures combined.

Die Mikroorganismen, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, können Aminosäuren 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, amino acids from glucose, sucrose, Lactose, fructose, maltose, molasses, starch, cellulose or from glycerol and ethanol. It can be around Representative coryneformer bacteria especially the genus Corynebacterium act. In the genus Corynebacterium is in particular the species Corynebacterium glutamicum too which is known in the art for their ability To produce L-amino acids.

Geeignete Stämme der Gattung Corynebacterium, insbesondere der Art Corynebacterium glutamicum (C. 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 beziehungsweise Stämme.Suitable strains of the genus Corynebacterium, in particular of the species Corynebacterium glutamicum (C. glutamicum), are especially the known wild-type strains
Corynebacterium glutamicum ATCC13032
Corynebacterium acetoglutamicum ATCC15806
Corynebacterium acetoacidophilum ATCC13870
Corynebacterium molassecola ATCC17965
Corynebacterium thermoaminogenes FERM BP-1539
Brevibacterium flavum ATCC14067
Brevibacterium lactofermentum ATCC13869 and
Brevibacterium divaricatum ATCC14020
and L-amino acid producing mutants or strains thereof.

Das neue, für den Transkriptionsregulator ChrA kodierende chrA-Gen von C. glutamicum wurde isoliert. Der Transkriptionsregulator ChrA ist Teil eines Zwei- Komponenten-Systems. Zwei-Komponenten-Regulationssysteme zeichnen sich dadurch aus, dass verschiedene Response- Regulator-Proteine durch Sensor-Kinasen aktiviert werden.The new, coding for the transcriptional regulator ChrA chrA gene of C. glutamicum was isolated. The Transcriptional regulator ChrA is part of a two- Component system. Two-component regulatory systems characterized by the fact that different response Regulatory proteins are activated by sensor kinases.

Zur Isolierung des chrA-Gens oder auch anderer Gene von C. glutamicum wird zunächst eine Genbank dieses Mikroorganismus in Escherichia coli (E. coli) angelegt. Das Anlegen von Genbanken ist in allgemein bekannten Lehrbüchern und Handbüchern niedergeschrieben. 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.For the isolation of the chrA gene or other genes of C. glutamicum will initially be a gene bank of this Microorganism in Escherichia coli (E. coli) created. The Creating gene libraries is well known Textbooks and manuals written down. As an an example be the textbook of Winnacker: Genes and Clones, One Introduction to genetic engineering (Verlag Chemie, Weinheim, Germany, 1990), or the Handbook of Sambrook et al .: Molecular Cloning, A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). A well-known gene bank is that of E. coli K-12 strain W3110, available from Kohara et al. (Cell 50, 495-508 (1987)) in λ vectors. Bathe et al. (Molecular and General Genetics, 252: 255-265, 1996) describe a gene bank of 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 the 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 (1992)) wiederum beschreiben eine Genbank von C. glutamicum ATCC13032 unter Verwendung des Cosmides pHC79 (Hohn und Collins, 1980, Gene 11, 291-298).Börmann et al. (Molecular Microbiology 6 (3), 317-326 (1992)) again describe a gene bank of C. glutamicum ATCC13032 using the cosmid pHC79 (scab and Collins, 1980, Gene 11, 291-298).

Zur Herstellung einer Genbank von C. glutamicum in E. coli können auch Plasmide wie pBR322 (Bolivar, 1979, Life Sciences, 25, 807-818) 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 wie beispielsweise der Stamm DH5αmcr, der von Grant et al. (Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 87 (1990) 4645-4649) beschrieben wurde. Die mit Hilfe von Cosmiden oder anderen A-Vektoren klonierten langen DNA-Fragmente können anschließend wiederum in gängige für die DNA-Sequenzierung geeignete Vektoren subkloniert und anschließend sequenziert werden, so wie es z. B. bei Sanger et al. (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 74: 5463-5467, 1977) beschrieben ist.For the preparation of a gene bank of C. glutamicum in E. coli For example, plasmids such as pBR322 (Bolivar, 1979, Life Sciences, 25, 807-818) or pUC9 (Vieira et al., 1982, Gene, 19: 259-268). As hosts are suitable especially those E. coli strains that are restriction and recombination defects are such as the strain DH5αmcr, which was described by Grant et al. (Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 87 (1990) 4645-4649) has been. The with the help of cosmids or other A-vectors cloned long DNA fragments can be subsequently again in common for DNA sequencing suitable Vectors are subcloned and subsequently sequenced, as it is z. In Sanger et al. (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 74: 5463-5467, 1977).

Die erhaltenen DNA-Sequenzen können dann mit bekannten Algorithmen bzw. Sequenzanalyse-Programmen wie z. B. dem von Staden (Nucleic Acids Research 14, 217-232(1986)), dem von Marek (Nucleic Acids Research 16, 1829-1836 (1988)) oder dem GCG-Programm von Butler (Methods of Biochemical Analysis 39, 74-97 (1998)) untersucht werden.The resulting DNA sequences can then be labeled with known Algorithms or sequence analysis programs such. B. the of Staden (Nucleic Acids Research 14, 217-232 (1986)), of Marek (Nucleic Acids Research 16, 1829-1836 (1988)) or Butler's GCG program (Methods of Biochemical Analysis 39, 74-97 (1998)).

Die neue für das chrA-Gen kodierende DNA-Sequenz von C. glutamicum wurde gefunden, 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 chrA-Genproduktes dargestellt.The new chromosome-encoding DNA sequence of C. glutamicum was found, which is described as SEQ ID no. 1 component of the present invention. Furthermore, 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 chrA gene product shown.

Kodierende DNA-Sequenzen, die sich aus SEQ ID No. 1 durch die Degeneriertheit des genetischen Kodes erdeben, 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. In der Fachwelt sind weiterhin konservative Aminosäureaustausche wie z. B. Austausch von Glycin gegen Alanin oder von Asparaginsäure gegen Glutaminsäure in Proteinen als "Sinnmutationen" (sense mutations) bekannt, die zu keiner grundsätzlichen Veränderung der Aktivität des Proteins führen, d. h. funktionsneutral sind. Weiterhin ist bekannt, daß Änderungen am N- und/oder C-Terminus eines Proteins dessen Funktion nicht wesentlich beeinträchtigen oder sogar stabilisieren können. Angaben hierzu findet der Fachmann unter anderem bei Ben-Bassat et al. (Journal of Bacteriology 169: 751-757 (1987)), bei O'Regan et al. (Gene 77: 237-251 (1989)), bei Sahin-Toth et al. (Protein Sciences 3: 240-247 (1994)), bei Hochuli et al. (Bio/Technology 6: 1321-1325 (1988)) und in bekannten Lehrbüchern der Genetik und Molekularbiologie. Aminosäuresequenzen, die sich in entsprechender Weise aus SEQ ID No. 2 ergeben, sind ebenfalls Bestandteil der Erfindung.Coding DNA sequences consisting of SEQ ID no. 1 through the degeneracy of the genetic code are Earth also part of the invention. In the same way DNA sequences identified by SEQ ID NO. 1 or parts of SEQ ID No. 1 hybridize, part of the invention. In the Experts are still conservative amino acid exchanges such as B. Exchange of glycine for alanine or of Aspartic acid against glutamic acid in proteins as "Sense mutations" known to none fundamental change in the activity of the protein lead, d. H. are functionally neutral. It is also known that changes at the N- and / or C-terminus of a protein its function does not significantly affect or even can stabilize. Information on this is the expert among others Ben-Bassat et al. (Journal of Bacteriology 169: 751-757 (1987)), O'Regan et al. (Gene 77: 237-251 (1989)); Sahin-Toth et al. (Protein Sciences 3: 240-247 (1994)); Hochuli et al. (Bio / Technology 6: 1321-1325 (1988)) and in known textbooks of Genetics and molecular biology. Amino acid sequences that correspondingly from SEQ ID no. 2, are also part of the invention.

In gleicher Weise sind DNA-Sequenzen, die mit SEQ ID No. 1 oder Teilen von SEQ ID No. 1 hybridisieren, Bestandteil der Erfindung. Schließlich sind DNA-Sequenzen Bestandteil der Erfindung, die durch die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) unter Verwendung von Primern hergestellt werden, die sich aus SEQ ID No. 1 ergeben. Derartige Oligonukleotide haben typischerweise eine Länge von mindestens 15 Nukleotiden. Anleitungen zur Identifizierung von DNA-Sequenzen mittels Hybridisierung findet der Fachmann unter anderem im Handbuch "The DIG System Users Guide for Filter Hybridization" der Firma Boehringer Mannheim GmbH (Mannheim, Deutschland, 1993) und bei Liebl et al. (International Journal of Systematic Bacteriology 41: 255- 260 (1991)). Die Hybridisierung findet unter stringenten Bedingungen statt, das heisst, es werden nur Hybride gebildet, bei denen Sonde und Zielsequenz, d. h. die mit der Sonde behandelten Polynukleotide, mindestens 70% identisch sind. Es ist bekannt, dass die Stringenz der Hybridisierung einschließlich der Waschschritte durch Variieren der Pufferzusammensetzung, der Temperatur und der Salzkonzentration beeinflußt bzw. bestimmt wird. Die Hybridisierungsreaktion wird vorzugsweise bei relativ niedriger Stringenz im Vergleich zu den Waschschritten durchgeführt (Hybaid Hybridisation Guide, Hybaid Limited, Teddington, UK, 1996).Similarly, DNA sequences SEQ ID NO. 1 or parts of SEQ ID no. 1 hybridize, part of the Invention. Finally, DNA sequences are part of Invention produced by the polymerase chain reaction (PCR) be made using primers that are from SEQ ID no. 1 result. Have such oligonucleotides typically at least 15 nucleotides in length. Instructions for the identification of DNA sequences by means of Hybridization is found among others in the art Manual "The DIG System Users Guide for Filters Hybridization "the company Boehringer Mannheim GmbH (Mannheim, Germany, 1993) and Liebl et al. (International Journal of Systematic Bacteriology 41: 255- 260 (1991)). The hybridization takes place under stringent Conditions, that is, only hybrids formed in which probe and target sequence, d. H. with probe treated polynucleotides, at least 70% are identical. It is known that the stringency of Hybridization including washing steps by Varying the buffer composition, the temperature and the Salt concentration is influenced or determined. The Hybridization reaction is preferably carried out at relative low stringency compared to the washing steps (Hybaid Hybridization Guide, Hybaid Limited, Teddington, UK, 1996).

Für die Hybridisierungsreaktion kann beispielsweise ein 5 × SSC-Puffer bei einer Temperatur von ca. 50°C-68°C eingesetzt werden. Dabei können Sonden auch mit Polynukleotiden hybridisieren, die weniger als 70% Identität zur Sequenz der Sonde aufweisen. Solche Hybride sind weniger stabil und werden durch Waschen unter stringenten Bedingungen entfernt. Dies kann beispielsweise durch Senken der Salzkonzentration auf 2 × SSC und gegebenenfalls nachfolgend 0,5 × SSC (The DIG System Users Guide for Filter Hybridisation, Boehringer Mannheim, Mannheim, Deutschland, 1995) erreicht werden, wobei eine Temperatur von ca. 50°C-68°C eingestellt wird. Es ist gegebenenfalls möglich die Salzkonzentration bis auf 0,1 × SSC zu senken. Durch schrittweise Erhöhung der Hybridisierungstemperatur in Schritten von ca. 1-2°C von 50°C auf 68°C können Polynukleotidfragmente isoliert werden, die beispielsweise mindestens 70% oder mindestens 80% oder mindestens 90% bis 95% Identität zur Sequenz der eingesetzten Sonde besitzen. Weitere Anleitungen zur Hybridisierung sind in Form sogenannter Kits am Markt erhältlich (z. B. DIG Easy Hyb von der Firma Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Deutschland, Catalog No. 1603558).For the hybridization reaction, for example, a 5 × SSC buffer at a temperature of about 50 ° C-68 ° C be used. It can also probe with Hybridize to polynucleotides that are less than 70% Identity to the sequence of the probe. Such hybrids are less stable and are underwent by washing stringent conditions removed. This can be, for example by lowering the salt concentration to 2X SSC and optionally subsequently 0.5 × SSC (The DIG System Users Guide for Filter Hybridization, Boehringer Mannheim, Mannheim, Germany, 1995) can be achieved, with a Temperature of about 50 ° C-68 ° C is set. It is possibly possible the salt concentration up to 0.1 × Lower SSC. By gradually increasing the Hybridization temperature in steps of about 1-2 ° C of 50 ° C to 68 ° C isolated polynucleotide fragments for example, at least 70% or at least 80% or at least 90% to 95% identity to the sequence of own used probe. Further instructions for the Hybridization are in the form of so-called kits on the market available (eg DIG Easy Hyb from Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany, Catalog No. 1603558).

Anleitungen zur Amplifikation von DNA-Sequenzen mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) findet der Fachmann unter anderem im Handbuch von Gait: Oligonukleotide synthesis: A Practical Approach (IRL Press, Oxford, UK, 1984) und bei Newton und Graham: PCR (Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Deutschland, 1994).Instructions for the amplification of DNA sequences using the polymerase chain reaction (PCR) will be apparent to those skilled in the art among other things in the handbook of Gait: Oligonukleotide Synthesis: A Practical Approach (IRL Press, Oxford, UK, 1984) and Newton and Graham: PCR (Academic Spectrum Verlag, Heidelberg, Germany, 1994).

Es wurde gefunden, daß coryneforme Bakterien nach Abschwächung des chrA-Gens in verbesserter Weise Aminosäuren produzieren.It was found that coryneform bacteria after Attenuation of the chrA gene in an improved way Produce amino acids.

Zur Erzielung einer Abschwächung können entweder die Expression des chrA-Gens oder die regulatorischen beziehungsweise katalytischen Eigenschaften des Enzymproteins herabgesetzt oder ausgeschaltet werden. Gegebenenfalls können beide Maßnahmen kombiniert werden.To achieve a weakening either the Expression of the chrA gene or the regulatory or catalytic properties of the Enzyme protein can be reduced or eliminated. If necessary, both measures can be combined.

Die Verringerung der Genexpression kann durch geeignete Kulturführung oder durch genetische Veränderung (Mutation) der Signalstrukturen der Genexpression erfolgen.The reduction of gene expression can be achieved by appropriate Cultural tour or genetic modification (mutation) the signal structures of gene expression take place.

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 Pátek et al. (Microbiology 142: 1297 (1996)), Vasicova et al. (Journal of Bacteriology 181: 6188 (1999)) 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).Signaling structures of gene expression are, for example Repressor genes, activator genes, operators, promoters, Attenuators, ribosome binding sites, the start codon and Terminators. Information on this is the expert z. In of patent application WO 96/15246 to Boyd and Murphy (Journal of Bacteriology 170: 5949 (1988)), Voskuil and Chambliss (Nucleic Acids Research 26: 3548 (1998)) Jensen and Hammer (Biotechnology and Bioengineering 58: 191 (1998)), in Pátek et al. (Microbiology 142: 1297 (1996)), Vasicova et al. (Journal of Bacteriology 181: 6188 (1999)) and in known textbooks of genetics and Molecular biology such. B. the textbook by Knippers ("Molecular Genetics", 6th Edition, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Germany, 1995) or that of Winnacker ("Gene and clones ", VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, Germany, 1990).

Mutationen, die zu einer Veränderung bzw. Herabsetzung der katalytischen Eigenschaften von Enzymproteinen 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 of the catalytic properties of enzyme proteins are known from the prior 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 ("Threonine dehydratase Corynebacterium glutamicum: abolition of allosteric Regulation and structure of the enzyme ", reports of the Forschungszentrum Jülichs, Jül-2906, ISSN09442952, Jülich, Germany, 1994). Summary presentations can be known textbooks of genetics and Molecular biology such. B. von Hagemann ("General Genetics ", Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1986) become.

Als Mutationen kommen Transitionen, Transversionen, Insertionen und Deletionen in Betracht. In Abhängigkeit von der Wirkung des Aminosäureaustausches auf die Enzymaktivität wird von Fehlsinnmutationen ("missense mutations") oder Nichtsinnmutationen ("nonsense mutations") gesprochen. Insertionen oder Deletionen von mindestens einem Basenpaar (bp) in einem Gen führen zu Rasterverschiebungsmutationen ("frame shift mutations"), in deren Folge falsche Aminosäuren eingebaut werden oder die Translation vorzeitig abbricht. Deletionen von mehreren Kodonen führen typischerweise zu einem vollständigen Ausfall der Enzymaktivität. 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.Mutations are transitions, transversions, Insertions and deletions into consideration. In dependence of the effect of amino acid exchange on the Enzyme activity is mediated by missense mutations ("missense mutations ") or non-nonsense mutations spoken. Insertions or deletions of at least a base pair (bp) in a gene lead to Frame shift mutations, in the consequence of which incorrect amino acids are incorporated or the Translation aborts prematurely. Deletions of several Codons typically result in a complete one Failure of enzyme activity. Instructions for generation Such mutations are prior art and can be known textbooks of genetics and Molecular biology such. B. the textbook by Knippers ("Molecular Genetics", 6th Edition, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Germany, 1995), that of Winnacker ("Gene and Klone ", VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, Germany, 1990) or that of Hagemann ("General Genetics", Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1986).

Eine gebräuchliche Methode, Gene von C. glutamicum zu mutieren, ist die von Schwarzer und Pühler (Bio/Technology 9, 84-87 (1991)) beschriebene Methode der Gen-Unterbrechung ("gene disruption") und des Gen-Austauschs ("gene replacement").A common method, genes of C. glutamicum too mutate is that of Schwarzer and Pühler (Bio / Technology 9, 84-87 (1991)) method of gene disruption ("gene disruption") and gene exchange ("gene replacement ").

Bei der Methode der Gen-Unterbrechung wird ein zentraler Teil der Kodierregion des interessierenden Gens in einen Plasmidvektor kloniert, der in einem Wirt (typischerweise E. coli), nicht aber in C. glutamicum replizieren kann. Als Vektoren kommen beispielsweise pSUP301 (Simon et al., Bio/Technology 1, 784-791 (1983)), pK18mob oder pK19mob (Schäfer et al., Gene 145, 69-73 (1994)), pK18mobsacB oder pK19mobsacB (Jäger et al., Journal of Bacteriology 174: 5462-65 (1992)), pGEM-T (Promega corporation, Madison, WI, USA), pCR2.1-TOPO (Shuman (1994). Journal of Biological Chemistry 269: 32678-84; US-Patent 5,487,993), pCR®Blunt (Firma Invitrogen, Groningen, Niederlande; Bernard et al., Journal of Molecular Biology, 234: 534-541 (1993)) oder pEM1 (Schrumpf et al. 1991, Journal of Bacteriology 173: 4510-4516) in Frage. Der Plasmidvektor, der das zentrale Teil der Kodierregion des Gens enthält, wird anschließend durch Konjugation oder Transformation in den gewünschten Stamm von C. glutamicum überführt. Die Methode der Konjugation ist beispielsweise bei Schäfer et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 756-759 (1994)) beschrieben. Methoden zur Transformation sind beispielsweise bei Thierbach et al. (Applied Microbiology and Biotechnology 29, 356-362 (1988)), Dunican und Shivnan (Bio/Technology 7, 1067-1070 (1989)) und Tauch et al. (FEMS Microbiological Letters 123, 343-347 (1994)) beschrieben. Nach homologer Rekombination mittels eines "cross-over"- Ereignisses wird die Kodierregion des betreffenden Gens durch die Vektorsequenz unterbrochen und man erhält zwei unvollständige Allele, denen jeweils das 3'- bzw. das 5'- Ende fehlt. Diese Methode wurde beispielsweise von Fitzpatrick et al. (Applied Microbiology and Biotechnology 42, 575-580 (1994)) zur Ausschaltung des recA-Gens von C. glutamicum verwendet.In the method of gene disruption becomes a central Part of the coding region of the gene of interest in a Plasmid vector cloned in a host (typically E. coli) but not in C. glutamicum. When For example, vectors come from pSUP301 (Simon et al., Bio / Technology 1, 784-791 (1983)), pK18mob or pK19mob (Schäfer et al., Gene 145, 69-73 (1994)), pK18mobsacB or pK19mobsacB (Jäger et al., Journal of Bacteriology 174: 5462-65 (1992)), pGEM-T (Promega corporation, Madison, WI, USA), pCR2.1-TOPO (Shuman (1994). Journal of Biological Chemistry 269: 32678-84; U.S. Patent 5,487,993), pCR® Blunt (Invitrogen, Groningen, The Netherlands; Bernard et al., Journal of Molecular Biology, 234: 534-541 (1993)) or pEM1 (Schrumpf et al., 1991, Journal of Bacteriology 173: 4510-4516). The plasmid vector containing the central part of the coding region of the gene contains subsequently by conjugation or transformation into the desired strain of C. glutamicum transferred. The method the conjugation is described by Schäfer et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 756-759 (1994)) described. Methods for transformation are for example, in Thierbach et al. (Applied Microbiology and Biotechnology 29, 356-362 (1988)), Dunican and Shivnan (Bio / Technology 7, 1067-1070 (1989)) and Tauch et al. (FEMS Microbiological Letters 123, 343-347 (1994)). After homologous recombination by means of a cross-over Event becomes the coding region of the gene in question interrupted by the vector sequence and you get two incomplete alleles to which the 3 'and 5' End is missing. For example, this method was used by Fitzpatrick et al. (Applied Microbiology and Biotechnology 42, 575-580 (1994)) to eliminate the recA gene of C. glutamicum used.

Bei der Methode des Genaustausches ("gene replacement") wird eine Mutation wie z. B. eine Deletion, Insertion oder Basenaustausch in dem interessierenden Gen in-vitro hergestellt. Das hergestellte Allel wird wiederum in einen für C. glutamicum nicht replikativen Vektor kloniert und dieser anschließend durch Transformation oder Konjugation in den gewünschten Wirt von C. glutamicum überführt. Nach homologer Rekombination mittels eines ersten, Integration bewirkenden "cross-over"-Ereignisses und eines geeigneten zweiten, eine Exzision bewirkenden "cross-over"-Ereignisses im Zielgen bzw. in der Zielsequenz erreicht man den Einbau der Mutation bzw. des Allels. Diese Methode wurde beispielsweise von Peters-Wendisch et al. (Microbiology 144, 915-927 (1998)) verwendet, um das pyc-Gen von C. glutamicum durch eine Deletion auszuschalten. In the method of gene replacement (gene replacement) is a mutation such. B. a deletion, insertion or Base exchange in the gene of interest in vitro manufactured. The produced allele turns into a cloned for C. glutamicum non-replicative vector and this subsequently by transformation or conjugation into the desired host of C. glutamicum. To homologous recombination by means of a first, integration effecting a cross-over event and an appropriate second excision-causing cross-over event in the target gene or in the target sequence to reach the installation the mutation or the allele. This method was for example, by Peters-Wendisch et al. (Microbiology 144, 915-927 (1998)) to the pyc gene of C. to eliminate glutamicum by a deletion.

In das chrA-Gen kann auf diese Weise eine Deletion, Insertion oder ein Basenaustausch eingebaut werden.In the chrA gene can in this way a deletion, Insertion or a base exchange can be installed.

Zusätzlich kann es für die Produktion von L-Aminosäuren vorteilhaft sein, zusätzlich zur Abschwächung des chrA-Gens eines oder mehrere Enzyme des jeweiligen Biosyntheseweges, der Glykolyse, der Anaplerotik, des Zitronensäure-Zyklus, des Pentosephosphat-Zyklus, des Aminosäure-Exports und gegebenenfalls regulatorische Proteine zu verstärken, insbesondere überzuexprimieren.Additionally, it may be responsible for the production of L-amino acids be advantageous, in addition to the attenuation of the chrA gene one or more enzymes of the respective biosynthetic pathway, glycolysis, anaplerotic, the citric acid cycle, of the pentose phosphate cycle, amino acid export and optionally to amplify regulatory proteins, especially overexpress.

Der Begriff "Verstärkung" beschreibt in diesem Zusammenhang die Erhöhung der intrazellulären Aktivität eines oder mehrerer Enzyme (Proteine) in einem Mikroorganismus, die durch die entsprechende DNA kodiert werden, indem man beispielsweise die Kopienzahl des Gens bzw. der Gene erhöht, einen starken Promotor verwendet oder ein Gen oder Allel verwendet, das für ein entsprechendes Enzym (Protein) mit einer hohen Aktivität kodiert und gegebenenfalls diese Maßnahmen kombiniert.The term "reinforcement" describes in this context the increase in intracellular activity of one or several enzymes (proteins) in a microorganism that be encoded by the corresponding DNA by For example, the copy number of the gene or genes increases, uses a strong promoter or a gene or Allele used for a corresponding enzyme (protein) encoded with a high activity and optionally this Measures combined.

So kann für die Herstellung von L-Aminosäuren neben der Abschwächung des chrA-Gens gleichzeitig eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe
Thus, for the production of L-amino acids, in addition to the attenuation of the chrA gene, one or more of the genes selected from the group may simultaneously be used

The gene coding for the dihydrodipicolinate synthase dapA (EP-B 0 197 335),
- that for the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase coding gene gap (Eikmanns (1992), Journal of Bacteriology 174: 6076-6086),
- The gene coding for the triose isomerase gene tpi (Eikmanns (1992), Journal of Bacteriology 174: 6076-6086),
- The gene coding for the 3-phosphoglycerate kinase gene pgk (Eikmanns (1992), Journal of Bacteriology 174: 6076-6086),
- The coding for the glucose-6-phosphate dehydrogenase Gen zwf (JP-A-09224661),
The gene coding for the pyruvate carboxylase pyc (DE-A- 198 31 609),
The gene coding for malate quinone oxidoreductase mqo (Molenaar et al., European Journal of Biochemistry 254, 395-403 (1998),
- that for a feed back resistant aspartate kinase coding gene lysC (Accession No. P26512; EP-B-0387527; EP-A-0699759; WO 00/63388)
- the gene encoding lysine export, lysE (DE-A-195 48 222)
Homoserine dehydrogenase-encoding gene hom (EP-A 0131171),
- The gene encoding ilvA for the threonine dehydratase (Möckel et al., Journal of Bacteriology (1992) 8065-8072)) or that for a "feed back resistant" threonine Dehydratase-encoding allele ilvA (Fbr) (Möckel et al., (1994) Molecular Microbiology 13: 833-842),
- The gene coding for the acetohydroxy acid synthase gene ilvBN (EP-B 0356739),
- The gene encoding the Dihydroxysäuredehydratase ilvD (Sahm and Eggeling (1999) Applied and Environmental Microbiology 65: 1973-1979),
The zwa1 gene coding for the Zwa1 protein (DE: 199 59 328.0, DSM 13115)

verstärkt, insbesondere überexprimiert werden. amplified, in particular overexpressed.

Weiterhin kann es für die Produktion von Aminosäuren vorteilhaft sein, neben der Abschwächung des chrA-Gens gleichzeitig eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe
Furthermore, it may be advantageous for the production of amino acids, in addition to the attenuation of the chrA gene simultaneously one or more of the genes selected from the group

1. the coding for the phosphoenolpyruvate carboxykinase Gene pck (DE 199 50 409.1, DSM 13047),
2. the gene coding for the glucose-6-phosphate isomerase gene pgi (US 09 / 396,478, DSM 12969),
3. the gene coding for the pyruvate oxidase poxB (DE: 199 51 975.7, DSM 13114),
4. the zwa2 gene encoding the Zwa2 protein (DE: 199 59 327.2, DSM 13113)

abzuschwächen, insbesondere die Expression zu verringern.attenuate, in particular to reduce expression.

Weiterhin kann es für die Produktion von Aminosäuren vorteilhaft sein, neben der Abschwächung des chrA-Gens unerwünschte Nebenreaktionen auszuschalten (Nakayama: "Breeding of Amino Acid Producing Microorganisms", in: Overproduction of Microbial Products, Krumphanzl, Sikyta, Vanek (eds.), Academic Press, London, UK, 1982).Furthermore it can be used for the production of amino acids be beneficial, in addition to the attenuation of the chrA gene to eliminate unwanted side reactions (Nakayama: "Breeding of Amino Acid Producing Microorganisms", in: Overproduction of Microbial Products, Krumphanzl, Sikyta, Vanek (eds.), Academic Press, London, UK, 1982).

Die erfindungsgemäß hergestellten 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 kultiviert werden. Eine Zusammenfassung über bekannte Kultivierungsmethoden ist 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 microorganisms produced according to the invention are also the subject of the invention and can continuous or discontinuous in a batch process (Batch cultivation) or in the fed batch (feed method) or repeated fed batch process (repetitive feed process) cultured for the purpose of producing L-amino acids become. A summary of known Cultivation methods is in the textbook of Chmiel (Bioprocessing Technology 1. Introduction to the Bioprocess Engineering (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) or in the textbook of 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 verschiedener Mikroorganismen sind im Handbuch "Manual of Methods for General Bacteriology" der American Society for Bacteriology (Washington D. C., USA, 1981) enthalten.The culture medium to be used must suitably Claims of the respective strains suffice. descriptions of culture media of various microorganisms are in Manual of Methods for General Bacteriology American Society for Bacteriology (Washington D.C., USA, 1981).

Als Kohlenstoffquelle können Zucker und Kohlehydrate wie z. B. Glucose, Saccharose, Lactose, Fructose, Maltose, Melasse, Stärke und Cellulose, Öle und Fette, wie zum Beispiel Sojaöl, Sonnenblumenöl, Erdnußöl und Kokosfett, Fettsäuren, wie zum Beispiel Palmitinsäure, Stearinsäure und Linolsäure, Alkohole wie zum Beispiel Glycerin und Ethanol und organische Säuren, wie zum Beispiel Essigsäure verwendet werden. Diese Stoffe können einzeln oder als Mischung verwendet werden.As a carbon source, sugars and carbohydrates can z. Glucose, sucrose, lactose, fructose, maltose, Molasses, starch and cellulose, oils and fats, such as Example soybean oil, sunflower oil, peanut oil and coconut oil, Fatty acids, such as palmitic acid, stearic acid and linoleic acid, alcohols such as glycerine and Ethanol and organic acids, such as acetic acid be used. These substances can be used individually or as Mixture be used.

Als Stickstoffquelle können organische Stickstoffhaltige 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.As nitrogen source, organic nitrogen-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 singly or as a mixture.

Als Phosphorquelle können Phosphorsäure, Kaliumdihydrogenphosphat oder Dikaliumhydrogenphosphat oder die entsprechenden Natrium haltigen Salze verwendet werden. Das Kulturmedium muß weiterhin Salze von Metallen enthalten, wie zum Beispiel Magnesiumsulfat oder Eisensulfat, die für das Wachstum notwendig sind. Schließlich können essentielle Wuchsstoffe wie Aminosäuren und Vitamine zusätzlich zu den oben genannter. 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. As phosphorus source can phosphoric acid, Potassium dihydrogen phosphate or dipotassium hydrogen phosphate or the corresponding sodium-containing salts are used. The culture medium must continue to salts of metals contain, such as magnesium sulfate or Iron sulfate necessary for growth. Finally, essential growth factors such as amino acids and vitamins in addition to those mentioned above. substances be used. The culture medium can also suitable precursors are added. The mentioned Feedstocks can be used to culture in the form of a one-off Approach added or appropriately during the Cultivation be fed.

Zur pH-Kontrolle der Kultur werden basische Verbindungen wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniak beziehungsweise Ammoniakwasser oder saure Verbindungen wie Phosphorsäure oder Schwefelsäure in geeigneter Weise eingesetzt. Zur Kontrolle der Schaumentwicklung können Antischaummittel, wie zum Beispiel Fettsäurepolyglykolester eingesetzt werden. Zur Aufrechterhaltung der Stabilität von Plasmiden können dem Medium geeignete selektiv wirkende Stoffe, wie zum Beispiel Antibiotika hinzugefügt werden. Um aerobe Bedingungen aufrechtzuerhalten, werden Sauerstoff oder Sauerstoffhaltige Gasmischungen, wie zum Beispiel 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.For pH control of the culture basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia or ammonia water or acidic compounds such as Phosphoric acid or sulfuric acid in a suitable manner used. To control the foaming can Anti-foaming agents, such as fatty acid polyglycol esters be used. To maintain the stability of Plasmids may be selectively selective to the medium Substances such as antibiotics are added. Around maintain aerobic conditions, become oxygen or oxygen-containing gas mixtures, such as Air entered into the culture. The temperature of the culture is usually at 20 ° C to 45 ° C and preferably at 25 ° C to 40 ° C. The culture is continued until a maximum of the desired product has formed. This goal will normally take up to 10 hours Reached 160 hours.

Methoden zur Bestimmung von L-Aminosäuren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Analyse kann zum Beispiel so wie bei Spackman et al. (Analytical Chemistry, 30, (1958), 1190) beschrieben durch Anionenaustausch-Chromatographie 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 the determination of L-amino acids are known from the Known in the art. The analysis can be like this for example as in Spackman et al. (Analytical Chemistry, 30, (1958), 1190) described by anion exchange chromatography followed by ninhydrin derivatization, or it can be done by reversed phase HPLC, as in Lindroth et al. (Analytical Chemistry (1979) 51: 1167-1174) described.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur fermentativen Herstellung von Aminosäuren.The inventive method is used for fermentative Production of amino acids.

Folgender Mikroorganismus wurde als Reinkultur am 26.02.2001 bei der Deutschen Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ, Braunschweig, Deutschland) gemäß Budapester Vertrag hinterlegt:
The following microorganism was deposited as a pure culture on 26.02.2001 at the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (DSMZ, Braunschweig, Germany) under the Budapest Treaty:

Escherichia coli Top10 / pCR2.1chrAint as DSM 14081.

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

Die Isolierung von Plasmid-DNA aus Escherichia coli sowie alle Techniken zur Restriktion, Klenow- und alkalische Phosphatasebehandlung wurden nach Sambrook et al. (Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 1989, Cold Spring Harbour Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, USA) durchgeführt. Methoden zur Transformation von Escherichia coli sind ebenfalls in diesem Handbuch beschrieben.The isolation of plasmid DNA from Escherichia coli as well all techniques for restriction, Klenow and alkaline Phosphatase treatment was performed according to Sambrook et al. (Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 1989, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, USA) carried out. Methods for the transformation of Escherichia coli are also described in this manual.

Die Zusammensetzung gängiger Nährmedien wie LB- oder TY- Medium kann ebenfalls dem Handbuch von Sambrook et al. entnommen werden.The composition of common nutrient media such as LB or TY Medium can also be found in the manual of Sambrook et al. be removed.

example 1 Preparation of a genomic cosmid gene library from C. glutamicum ATCC 13032

Chromosomale DNA aus C. 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. Chromosomal DNA from C. glutamicum ATCC 13032 was as in Tauch et al., (1995, Plasmid 33: 168-179), isolated and with the restriction enzyme Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, product description Sau3AI, Code no. 27-0913-02) partially cleaved. The DNA Fragments were extracted with shrimp alkaline phosphatase (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany, Product description SAP, code no. 1758250) dephosphorylated. The DNA of the cosmid vector SuperCos1 (Wahl et al., 1987, Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 84: 2160-2164), obtained from the company Stratagene (La Jolla, USA, Product description SuperCos1 Cosmid Vector Kit, code no. 251301) was used with the Restriction enzyme XbaI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, Product Description XbaI, Code no. 27-0948-02) cleaved and also with shrimp alkaline phosphatase dephosphorylated.

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.Subsequently, the cosmid DNA 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 labeled with the treated ATCC13032 DNA and the mixture with T4 DNA ligase (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, Product Description T4 DNA Ligase, Code no. 27-0870-04) treated. The ligation mixture was then washed with Help with the Gigapack II XL Packing Extract (Stratagene, La Jolla, USA, Product description Gigapack II XL Packing Extract, Code no. 200217) in phages.

Zur Infektion des E. coli Stammes NM554 (Raleigh et al. 1988, Nucleic Acid Res. 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) + 100 µg/ml Ampicillin ausplattiert wurden. Nach Inkubation über Nacht bei 37°C wurden rekombinante Einzelklone selektioniert.To infect the E. coli strain NM554 (Raleigh et al 1988, Nucleic Acid Res. 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 cosmidbank were performed as described by Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor), where the cells were plated on LB agar (Lennox, 1955, Virology, 1: 190) + 100 μg / ml ampicillin. After incubation overnight at 37 ° C, recombinant single clones were selected.

Example 2 Isolation and sequencing of the gene chrA

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).The cosmid DNA of a single colony was treated with the Qiaprep Spin Miniprep Kit (Product No. 27106, Qiagen, Hilden, Germany) isolated according to the manufacturer and with the Restriction enzyme Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, product description Sau3AI, product no. 27- 0913-02) partially split. The DNA fragments were with shrimp alkaline phosphatase (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany, Product Description SAP, Product No. 1758250) dephosphorylated. To Gelelektrophoretischer separation was carried out the isolation the cosmid fragments in the size range of 1500 to 2000 bp with the 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 EL. 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.The DNA of the sequencing vector pZero-1 obtained from the company Invitrogen (Groningen, Netherlands, product description Zero Background Cloning Kit, Product No. K2500-01) with the restriction enzyme BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, Product Description BamHI, Product No. 27-0868-04). The ligation of the cosmid fragments into the sequencing vector pZero-1 was as described by Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor), whereby the DNA Mixture with T4 ligase (Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany) was incubated overnight. This Ligation mixture was then added to the EL. coli strain DH5αMCR (Grant, 1990, Proceedings of the National Academy of Sciences, U.S.A., 87: 4645-4649) (Tauch et al. 1994, FEMS Microbiol. Letters, 123: 343-7) and on LB Agar (Lennox, 1955, Virology, 1: 190) with 50 mg / L zeocin plated.

Die Plasmidpräparation der rekombinanten Klone erfolgte mit dem Biorobot 9600 (Product No. 900200, Qiagen, Hilden, Deutschland). 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, Deutschland) verwendet. 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, Deutschland). The plasmid preparation of the recombinant clones was carried out with the Biorobot 9600 (Product No. 900200, Qiagen, Hilden, Germany). The sequencing was carried out after the dideoxy Chain termination method of 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 dRhodamine Terminator Cycle Sequencing Kit "by PE Applied Biosystems (Product No. 403044, Weiterstadt, Germany) used. Gel electrophoretic separation and Analysis of the sequencing reaction was carried out in one "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 XNTP (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: 33893402) gegen die non-redundant Datenbank des "National Center for Biotechnology Information" (NCBI, Bethesda, MD, USA) durchgeführt.The obtained crude sequence data were then under Application of the Staden Program Package (1986, Nucleic Acids Research, 14: 217-231), version 97-0. The Single sequences of pZero1 derivatives became one coherent contig assembled. The computer-aided Coding area analysis was carried out with the program XNTP (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: 33893402) 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 612 bp, welches als chrA-Gen bezeichnet wurde. Das chrA-Gen kodiert für ein Polypeptid von 203 Aminosäuren.The nucleotide sequence obtained is shown in SEQ ID no. 1 shown. Analysis of the nucleotide sequence revealed open reading frame of 612 bp, which is chrA gene was designated. The chrA gene encodes a polypeptide of 203 amino acids.

Example 3

Herstellung eines Integrationsvektors für die Integrationsmutagenese des chrA-GensPreparation of an integration vector for the Integration mutagenesis of the chrA gene

Aus dem Stamm ATCC 13032 wurde nach der Methode von Eikmanns et al. (Microbiology 140: 1817-1828 (1994)) chromosomale DNA isoliert. Aufgrund der aus Beispiel 2 für C. glutamicum bekannten Sequenz des chrA-Gens wurden die folgenden Oligonukleotide für die Polymerase Kettenreaktion ausgewählt (siehe SEQ ID No. 3 und SEQ ID No. 4):
From strain ATCC 13032, the method of Eikmanns et al. (Microbiology 140: 1817-1828 (1994)) isolated chromosomal DNA. Based on the sequence of the chrA gene known from example 2 for C. glutamicum, the following oligonucleotides were selected for the polymerase chain reaction (see SEQ ID No. 3 and SEQ ID No. 4):

chrA-int1:
5' GAT GTA TGC GTC CTT GAC CT 3'
chrA-int2:
5' TTA GTC CTT GGC CTG CTA GT 3'CHRA-int1:
5 'GAT GTA TGC GTC CTT GAC CT 3'
CHRA-int2:
5 'TTA GTC CTT GGC CTG CTA GT 3'

Die dargestellten Primer wurden von der Firma MWG Biotech (Ebersberg, Deutschland) synthetisiert und nach der Standard-PCR-Methode von Innis et al. (PCR protocols. A guide to methods and applications, 1990, Academic Press) mit der Taq-Polymerase der Firma Boehringer Mannheim (Deutschland, Produktbeschreibung Taq DNA Polymerase, Product No. 1 146 165) die PCR Reaktion durchgeführt. Mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion ermöglichen die Primer die Amplifikation eines 325 bp großen internen Fragmentes des chrA-Gens. Das so amplifizierte Produkt wurde in einem 0,8%igen Agarosegel elektrophoretisch geprüft.The primers shown were from MWG Biotech (Ebersberg, Germany) synthesized and after the Standard PCR method of Innis et al. (PCR protocols, A guide to methods and applications, 1990, Academic Press) with the Taq polymerase from Boehringer Mannheim (Germany, Product Description Taq DNA Polymerase, Product No. 1 146 165) carried out the PCR reaction. With Help the polymerase chain reaction allow the primer the amplification of a 325 bp internal fragment of the chrA gene. The thus amplified product was in a 0.8% agarose gel electrophoresed.

Das amplifizierte DNA Fragment wurde mit dem TOPO TA Cloning Kit der Firma Invitrogen Corporation (Carlsbad, CA, USA; Katalog Nummer K4500-01) in den Vektor pCR2.1-TOPO (Mead at al. (1991) Bio/Technology 9: 657-663) ligiert.The amplified DNA fragment was digested with the TOPO TA Cloning Kit from Invitrogen Corporation (Carlsbad, CA) UNITED STATES; Catalog number K4500-01) into the vector pCR2.1-TOPO (Mead et al. (1991) Bio / Technology 9: 657-663).

Anschließend wurde der E. coli Stamm TOP10 mit dem Ligationsansatz (Hanahan, In: DNA cloning. A practical approach. Vol. I. IRL-Press, Oxford, Washington DC, USA, 1985) elektroporiert. Die Selektion von Plasmid-tragenden Zellen erfolgte durch Ausplattieren des Transformationsansatzes auf LB Agar (Sambrook et al., Molecular cloning: a laboratory manual. 2^nd Ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N. Y., 1989), der mit 50 mg/l Kanamycin supplementiert worden war.Subsequently, the E. coli strain TOP10 was electroporated with the ligation mixture (Hanahan, In: DNA cloning, A practical approach, Vol. I. IRL-Press, Oxford, Washington DC, USA, 1985). The selection of plasmid-carrying cells was made by plating out the transformation batch on LB agar (Sambrook et al, Molecular cloning. A laboratory manual 2 ^nd Ed Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989..), With 50 mg / l kanamycin had been supplemented.

Plasmid-DNA wurde aus einer Transformante mit Hilfe des QlAprep Spin Miniprep Kit der Firma Qiagen isoliert und durch Restriktion mit dem Restriktionsenzym EcoRI und anschließender Agarosegel-Elektrophorese (0,8%) überprüft. Das Plasmid wurde pCR2.1chrAint genannt und ist in Fig. 1 dargestellt.Plasmid DNA was isolated from a transformant using the QlAprep Spin Miniprep Kit from Qiagen and checked by restriction with the restriction enzyme EcoRI and subsequent agarose gel electrophoresis (0.8%). The plasmid was named pCR2.1chrAint and is shown in FIG .

Example 4 Integration mutagenesis of the chrA gene in strain DSM 5715

Der in Beispiel 3 genannte Vektor pCR2.1chrAint wurde nach der Elektroporationsmethode von Tauch et. al. (FEMS Microbiological Letters, 123: 343-347 (1994)) in Corynebacterium glutamicum DSM 5715 elektroporiert. Bei dem Stamm DSM 5715 handelt es sich um einen AEC resistenten Lysin-Produzenten. Der Vektor pCR2.1chrAint kann in DSM5715 nicht selbständig replizieren und bleibt nur dann in der Zelle erhalten, wenn er ins Chromosom von DSM 5715 integriert hat. Die Selektion von Klonen mit ins Chromosom integriertem pCR2.1chrAint erfolgte durch Ausplattieren des Elektroporationsansatzes auf LB Agar (Sambrook et al., Molecular cloning: a laboratory manual. 2^nd Ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N. YJ, der mit 15 mg/l Kanamycin supplementiert worden war.The vector pCR2.1chrAint mentioned in Example 3 was prepared according to the electroporation method of Tauch et. al. (FEMS Microbiological Letters, 123: 343-347 (1994)) in Corynebacterium glutamicum DSM 5715 electroporated. The strain DSM 5715 is an AEC-resistant lysine producer. The vector pCR2.1chrAint can not self-replicate in DSM5715 and only remains in the cell if it has integrated into the chromosome of DSM 5715. The selection of clones with integrated into the chromosome pCR2.1chrAint made by plating out the electroporation batch on LB agar (Sambrook et al, Molecular cloning:... A laboratory manual 2 ^nd Ed Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N. YJ, supplemented with 15 mg / l kanamycin.

Für den Nachweis der Integration wurde das chrAint-Fragment nach der Methode "The DIG System Users Guide for Filter Hybridization" der Firma Boehringer Mannheim GmbH (Mannheim, Deutschland, 1993) mit dem Dig- Hybridisierungskit der Firma Boehringer markiert. Chromosomale DNA eines potentiellen Integranten wurde nach der Methode von Eikmanns et al. (Microbiology 140: 1817- 1828 (1994)) isoliert und jeweils mit den Restriktionsenzymen EcoRI und PstI geschnitten. Die entstehenden Fragmente wurden mittels der Agarosegel- Elektrophorese aufgetrennt und mit dem Dig-Hybrisierungskit der Firma Boehringer bei 68°C hybridisiert. Das in Beispiel 3 genannte Plasmid pCR2.1chrAint hatte innerhalb des chromosomalen chrA-Gens ins Chromosom von DSM5715 inseriert. Der Stamm wurde als DSM5715: :pCR2.1chrAint bezeichnet.For proof of integration, the chrAint fragment became according to the method "The DIG System Users Guide for Filters Hybridization "the company Boehringer Mannheim GmbH (Mannheim, Germany, 1993) with the dig- Hybridization kit of the company Boehringer marked. Chromosomal DNA of a potential integrante was reduced the method of Eikmanns et al. (Microbiology 140: 1817- 1828 (1994)) and each with the Restriction enzymes EcoRI and PstI cut. The resulting fragments were purified by agarose gelation. Separated electrophoresis and with the Dig Hybrisierungskit Boehringer hybridized at 68 ° C. That in example 3 called plasmid pCR2.1chrAint had within the Chromosomal chrA gene in the chromosome of DSM5715 inserted. The strain was named DSM5715:: pCR2.1chrAint designated.

Example 5 Production of lysine

Der in Beispiel 4 erhaltene C. glutamicum Stamm DSM5715: :pCR2.1chrAint wurde in einem zur Produktion von Lysin geeigneten Nährmedium kultiviert und der Lysingehalt im Kulturüberstand bestimmt. The C. glutamicum strain obtained in Example 4 DSM5715:: pCR2.1chrAint was used in a production of Lysine suitable nutrient medium cultured and the lysine content determined in culture supernatant.

Dazu wurde der Stamm zunächst auf Agarplatte mit dem entsprechenden Antibiotikum (Hirn-Herz Agar mit Kanamycin (25 mg/l) 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 verwendet.For this, the strain was first on agar plate with the appropriate antibiotic (brain-heart agar with kanamycin (25 mg / L) for 24 hours at 33 ° C incubated. Starting from of this agar plate culture was inoculated into a preculture (10 ml Medium in 100 ml Erlenmeyer flask). As a medium for the Preculture, the complete medium CgIII was used.

Medium Cg III

NaClNaCl 2,5 g/l2.5 g / l Bacto-PeptonBacto-peptone 10 g/l10 g / l Bacto-Yeast-ExtraktBacto-yeast extract 10 g/l10 g / l Glucose (getrennt autoklaviert)Glucose (separately autoclaved) 2% (w/v)2% (w / v) Der pH-Wert wurde auf pH 7.4 eingestelltThe pH was adjusted to pH 7.4

Diesem wurde Kanamycin (25 mg/l) zugesetzt. Die Vorkultur wurde 16 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. To this was added kanamycin (25 mg / L). The preculture was 16 hours at 33 ° C at 240 rpm on the shaker incubated. From this Vorkultur became a main culture seeded so that the initial OD (660 nm) of the major culture 0.1 OD. For the main culture, the medium MM used.

Medium MM

CSL (Corn Steep Liquor)CSL (Corn Steep Liquor) 5 g/l5 g / l MOPS (Morpholinopropansulfonsäure)MOPS (morpholinopropanesulfonic acid) 20 g/l20 g / l Glucose (getrennt autoklaviert)Glucose (separately autoclaved) 50 g/l50 g / l AL=L<Salze:AL = L <salts: (NH₄)₂SO₄)(NH ₄ ) ₂ SO ₄ ) 25 g/l25 g / l KH₂PO₄ KH ₂ PO ₄ 0,1 g/l0.1 g / l MgSO₄.7 H₂OMgSO ₄ .7H ₂ O 1,0 g/l1.0 g / l CaCl₂.2 H₂OCaCl ₂ .2H ₂ O 10 mg/l10 mg / l FeSO₄.7 H₂OFeSO ₄ .7H ₂ O 10 mg/l10 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)Thiamine.HCl (sterile filtered) 0,2 mg/l0.2 mg / l Leucin (sterilfiltriert)Leucine (sterile filtered) 0,1 g/l0.1 g / l CaCO₃ CaCO ₃ 25 g/l25 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 saline are adjusted to pH 7 with ammonia water and autoclaved. Subsequently, the sterile substrate and vitamin solutions are added and the dry autoclaved CaCO _{3 is} added.

Die Kultivierung erfolgt in 10 ml Volumen in einem 100 ml Erlenmeyerkolben mit Schikanen. Es wurde Kanamycin (25 mg/l) zugesetzt. Die Kultivierung erfolgte bei 33°C und 80% Luftfeuchtigkeit. The cultivation is carried out in 10 ml volume in a 100 ml Erlenmeyer flask with harassment. It became kanamycin (25 mg / l) added. The cultivation was carried out at 33 ° C and 80% humidity.

Nach 72 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 72 hours, the OD became at a measuring wavelength of 660 nm with the Biomek 1000 (Beckmann Instruments GmbH, Munich). The amount of lysine formed was with 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

Description of the figure Fig. 1 Map of the plasmid pCR2.1chrAint.

Die verwendeten Abkürzungen und Bezeichnungen haben folgende Bedeutung:
KmR: Kanamycin Resistenz-Gen
EcoRI: Schnittstelle des Restriktionsenzyms EcoRI
PstI: Schnittstelle des Restriktionsenzyms PstI
chrAint: internes Fragment des chrA-Gens
ColE1: Replikationsursprung des Plasmides ColE1 The abbreviations and designations used have the following meaning:
KmR: kanamycin resistance gene
EcoRI: restriction enzyme EcoRI site
PstI: restriction enzyme PstI site
chrAint: internal fragment of the chrA gene
ColE1: origin of replication of the plasmid ColE1

SEQUENZPROTOKOLL SEQUENCE LISTING

Claims

An isolated polynucleotide of coryneform bacteria containing a polynucleotide sequence encoding the chrA gene selected from the group

a) polynucleotide that is at least 70% identical to a polynucleotide encoding a polypeptide having 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 consecutive nucleotides of the polynucleotide sequence of a), b) or c),

wherein the polypeptide preferably has the activity of the transcriptional regulator ChrA.

2. Polynucleotide according to claim 1, wherein the polynucleotide a replicable in coryneform bacteria, preferred recombinant DNA.

3. Polynucleotide according to claim 1, wherein the polynucleotide is an RNA.

4. Polynucleotide according to claim 2, containing the Nucleic acid sequence as in SEQ ID no. 1 shown.

5. A replicatable DNA according to claim 2, comprising

a) the nucleotide sequence shown in SEQ ID no. 1, or
b) at least one sequence corresponding to the sequence (i) within the range of the degeneracy of the genetic code, or
c) at least one sequence that hybridizes with the sequence complementary to sequence (i) or (ii), and optionally
d) functionally neutral sense mutations in (i).

6. A replicatable THEN according to claim 5, characterized characterized in that the hybridization under a stringency corresponding to at most 2 × SSC is carried out.

7. polynucleotide sequence according to claim 2, which is for a Polypeptide encoded that in SEQ ID. 2 contains shown amino acid sequence.

8. Coryneform bacteria in which the chrA gene attenuated, in particular, is switched off.

9. Vector pCR2.1chrAint, the

1. 9.1 carries a 325 bp internal fragment of the chrA gene,
2. 9.2 whose restriction map is reproduced in Fig. 1, and
3. 9.3 which is deposited in the E. coli strain Top10 / pCR2.1chrAint under No. DSM 14081 in the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures.

10. A process for the fermentative production of L-amino acids, in particular lysine, characterized in that one carries out the following steps:

a) fermentation of the desired L-amino acid-producing coryneform bacteria, in which at least the chrA gene or nucleotide sequences coding for it is attenuated, in particular eliminates;
b) accumulation of the L-amino acid in the medium or in the cells of the bacteria, and
c) isolating the L-amino acid.

11. The method according to claim 10, characterized characterized in that you have bacteria used, in which additional genes of the Biosyntheseweges the desired L-amino acid strengthened.

12. The method according to claim 10, characterized characterized in that you have bacteria in which the metabolic pathways at least are partially switched off, which is the formation of the reduce the desired L-amino acid.

13. The method according to claim 10, characterized characterized in that the expression of the the polynucleotide (s) that are for the chrA gene coded (coded) attenuates, in particular off.

14. The method according to claim 10, characterized characterized in that the regulatory or catalytic Properties of the polypeptide (enzyme protein) decreases, for which the polynucleotide chrA codes.

15. The method according to claim 10, characterized in that fermented for the production of L-amino acids coryneform microorganisms, in which one or more of the genes selected from the group

1. 15.1 the gene dapA coding for the dihydrodipicolinate synthase,
2. 15.2 the gene gap coding for the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,
3. 15.3 the gene tpi coding for the triosephosphate isomerase,
4. 15.4 the gene pgk coding for the 3-phosphoglycerate kinase,
5. 15.5 the gene coding for the glucose-6-phosphate dehydrogenase zwf,
6. 15.6 the gene coding for the pyruvate carboxylase pyc,
7. 15.7 the mqo gene encoding malate quinone oxidoreductase,
8. 15.8 the lysC gene coding for a feedback-resistant aspartate kinase,
9. 15.9 the lysine export-encoding gene lysE,
10. 15.10 the gene encoding homoserine dehydrogenase hom,
11. 15.11 the ilvA gene coding for the threonine dehydratase or the allele ilvA (Fbr) coding for a feedback-resistant threonine dehydratase,
12. 15.12 the gene ilvBN coding for the acetohydroxy acid synthase,
13. 15.13 the gene ilvD coding for the dihydroxy acid dehydratase,
14. 15.14 enhances or overexpresses the Zwa1 gene coding for the Zwa1 protein.

16. The method according to claim 10, characterized in that fermented for the production of L-amino acids coryneform microorganisms, in which one or more of the genes selected from the group

1. 16.1 the gene coding for the phosphoenolpyruvate carboxykinase pck,
2. 16.2 the gene pgi coding for the glucose-6-phosphate isomerase,
3. 16.3 the gene poxB coding for the pyruvate oxidase,
4. 16.4 the zwa2 protein encoding gene zwa2

weakens.

17. Coryneform bacteria containing a vector, the Parts of the polynucleotide, but at least 15 successive nucleotides of the sequence according to Claim 1, carries.

18. Method according to one or more of the preceding Claims, by characterized in that one microorganisms of the species Corynebacterium glutamicum.

19. Method for Finding RNA, cDNA and DNA to Nucleic acids, or polynucleotides or genes to isolate that for the transcriptional regulator ChrA encode or closely resemble the sequence of the chrA gene thereby characterized in that the polynucleotide, containing the polynucleotide sequences according to Claims 1, 2, 3 or 4 as hybridization probes starts.