DE10135051A1 - Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae - Google Patents

Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae

Info

Publication number
DE10135051A1
DE10135051A1 DE10135051A DE10135051A DE10135051A1 DE 10135051 A1 DE10135051 A1 DE 10135051A1 DE 10135051 A DE10135051 A DE 10135051A DE 10135051 A DE10135051 A DE 10135051A DE 10135051 A1 DE10135051 A1 DE 10135051A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
protein
gene
threonine
gene coding
transport system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10135051A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Hermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Degussa GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degussa GmbH filed Critical Degussa GmbH
Priority to DE10135051A priority Critical patent/DE10135051A1/de
Priority to AU2002345081A priority patent/AU2002345081A1/en
Priority to PCT/EP2002/007351 priority patent/WO2003008603A2/en
Priority to DE60210620T priority patent/DE60210620T2/de
Priority to DE60225288T priority patent/DE60225288T2/de
Priority to PCT/EP2002/007349 priority patent/WO2003008600A2/en
Priority to US10/483,413 priority patent/US20050124047A1/en
Priority to PCT/EP2002/007350 priority patent/WO2003008602A2/en
Priority to AU2002319280A priority patent/AU2002319280A1/en
Priority to US10/416,364 priority patent/US7256021B2/en
Priority to AT02740761T priority patent/ATE323171T1/de
Priority to PCT/EP2002/007352 priority patent/WO2003008604A2/en
Priority to AU2002314204A priority patent/AU2002314204A1/en
Priority to AU2002354851A priority patent/AU2002354851A1/en
Priority to PCT/EP2002/007353 priority patent/WO2003008616A2/en
Priority to CNB028144988A priority patent/CN1246470C/zh
Priority to AT02740760T priority patent/ATE387490T1/de
Priority to AU2002314203A priority patent/AU2002314203A1/en
Priority to EP02740760A priority patent/EP1407021B1/de
Priority to US10/483,983 priority patent/US20050221448A1/en
Priority to EP02740761A priority patent/EP1407035B1/de
Publication of DE10135051A1 publication Critical patent/DE10135051A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/12Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)
    • C12N9/1205Phosphotransferases with an alcohol group as acceptor (2.7.1), e.g. protein kinases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/16Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04Alpha- or beta- amino acids
    • C12P13/08Lysine; Diaminopimelic acid; Threonine; Valine

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren, insbesondere L-Threonin, indem man folgende Schritte durchführt: DOLLAR A a) Fermentation der die gewünschte L-Aminosäure produzierenden Mikroorganismen der Familie Enterobacteriaceae, in denen man eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe malE, phoA, phoB, phoR, phoE, phnC, phnD, phnE, phnF, phnG, phnJ, phnK, phnL, phnM, phnN, phnO, phnP, pykF, pfkB, eda, talB, rpiB, zwf, mopA, pstA, pstB, pstC, pstS, ugpB, ugpA, ugpE, ugpC, ugpQ, dnaK, dnaJ, clpB, rpoE, rseA, rseC, htpG, sodA, ompF, ompC, sucA, sucB, sucC, sucD, aspA, gltA, sdhB, aceB und aceK, oder dafür kodierende Nukleotidsequenzen abschwächt, insbesondere ausschaltet, DOLLAR A b) Anreicherung der L-Aminosäure im Medium oder in den Zellen der Bakterien und DOLLAR A c) Isolierung der L-Aminosäure.

Description

  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren, insbesondere L-Threonin, unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae, in denen mindestens eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe malE, phoA, phoB, phoR, phoE, phnC, phnD, phnE, phnF, phnG, phnJ, phnK, phnL, phnM, phnN, phnO, phnP, pykF, pfkB, eda, talB, rpiB, zwf, mopA, pstA, pstB, pstC, pstS, ugpB, ugpA, ugpE, ugpC, ugpQ, dnaK, dnaJ, clpB, rpoE, rseA, rseC, htpG, sodA, ompF, ompC, sucA, sucB, sucC, sucD, aspik, gltA, sdhB, aceB und aceK, abgeschwächt wird (werden).
  • Stand der Technik
  • L-Aminosäuren, insbesondere L-Threonin, finden in der Humanmedizin und in der pharmazeutischen Industrie, in der Lebensmittelindustrie und ganz besonders in der Tierernährung Anwendung.
  • Es ist bekannt L-Aminosäuren durch Fermentation von Stämmen der Enterobacteriaceae, insbesondere Escherichia coli (E. coli) und Serratia marcescens, herzustellen. Wegen der großen Bedeutung wird ständig an der Verbesserung der Herstellverfahren gearbeitet. Verfahrensverbesserungen können fermentationstechnische Maßnahmen, wie z. B. Rührung und Versorgung mit Sauerstoff, oder die Zusammensetzung der Nährmedien wie z. B. die Zuckerkonzentration während der Fermentation, oder die Aufarbeitung zur Produktform, durch z. B. Ionenaustauschchromatographie, oder die intrinsischen Leistungseigenschaften des Mikroorganismus selbst betreffen.
  • 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 Threonin-Analogon α-Amino-β-Hydroxyvaleriansäure (AHV) oder auxotroph für regulatorisch bedeutsame Metabolite sind und L-Aminosäuren wie z. B. L-Threonin produzieren.
  • Seit einigen Jahren werden ebenfalls Methoden der rekombinanten DNA-Technik zur Stammverbesserung L- Aminosäuren produzierender Stämme der Familie Enterobacteriaceae eingesetzt, indem man einzelne Aminosäure-Biosynthesegene amplifiziert und die Auswirkung auf die Produktion untersucht.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, neue Maßnahmen zur verbesserten fermentativen Herstellung von L- Aminosäuren, insbesondere L-Threonin, bereitzustellen.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren, insbesondere L-Threonin, unter Verwendung von Mikroorganismen der Familie Enterobacteriaceae, die insbesondere bereits L- Aminosäuren produzieren, und in denen mindestens eine oder mehrere der für die Gene malE, phoA, phoB, phoR, phoE, phnC, phnD, phnE, phnF, phnG, phnJ, phnK, phnL, phnM, phnN, phnO, phnP, pykF, pfkB, eda, talB, rpiB, zwf, mopA, pstA, pstB, pstC, pstS, ugpB, ugpA, ugpE, ugpC, ugpQ, dnaK, dnaJ, clpB, rpoE, rseA, rseC, htpG, sodA, ompF, ompC, sucA, sucB, sucC, sucD, aspA, gltA, sdhB, aceB und aceK, kodierende(n) Nukleotidsequenz(en) abgeschwächt wird (werden).
  • 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 L-Threonin.
  • 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 oder ein Gen bzw. Allel verwendet, das für ein entsprechendes Enzym mit einer niedrigen Aktivität kodiert bzw. das entsprechende Enzym (Protein) oder Gen inaktiviert und gegebenenfalls diese Maßnahmen kombiniert.
  • Durch die Maßnahmen der Abschwächung wird die Aktivität oder Konzentration des entsprechenden Proteins im allgemeinen auf 0 bis 75%, 0 bis 50%, 0 bis 25%, 0 bis 10% oder 0 bis 5% der Aktivität oder Konzentration des Wildtyp- Proteins, beziehungsweise der Aktivität oder Konzentration des Proteins im Ausgangs-Mikroorganismus, herabgesenkt.
  • Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man folgende Schritte durchführt:
    • a) Fermentation von Mikroorganismen der Familie Enterobacteriaceae, in denen mindestens eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe malE, phoA, phoB, phoR, phoE, phnC, phnD, phnE, phnF, phnG, phnJ, phnK, phnL, phnM, phnN, phnO, phnP, pykF, pfkB, eda, talB, rpiB, zwf, mopA, pstA, pstB, pstC, pstS, ugpB, ugpA, ugpE, ugpC, ugpQ, dnaK, dnaJ, clpB, rpoE, rseA, rseC, htpG, sodA, ompF, ompC, sucA, sucB, sucC, sucD, aspA, gltA, sdhB, aceB und aceK, abgeschwächt wird (werden),
    • b) Anreicherung der entsprechenden L-Aminosäure im Medium oder in den Zellen der Mikroorganismen der Familie Enterobacteriaceae, und
    • c) Isolierung der gewünschten L-Aminosäure wobei gegebenenfalls Bestandteile der Fermentationsbrühe und/oder die Biomasse in ihrer Gesamtheit oder Anteilen (> 0 bis 100%) davon im Produkt verbleiben.
  • Die Mikroorganismen, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, können L-Aminosäuren aus Glucose, Saccharose, Lactose, Fructose, Maltose, Melasse, gegebenenfalls Stärke, gegebenenfalls Cellulose oder aus Glycerin und Ethanol herstellen. Es handelt sich um Vertreter der Familie Enterobacteriaceae, ausgewählt aus den Gattungen Escherichia, Erwinia, Providencia und Serratia. Die Gattungen Escherichia und Serratia werden bevorzugt. Bei der Gattung Escherichia ist insbesondere die Art Escherichia coli und bei der Gattung Serratia insbesondere die Art Serratia marcescens zu nennen.
  • Geeignete, insbesondere L-Threonin produzierende Stämme der Gattung Escherichia, insbesondere der Art Escherichia coli sind beispielsweise
    Escherichia coli TF427
    Escherichia coli H4578
    Escherichia coli KY10935
    Escherichia coli VNIIgenetika MG442
    Escherichia coli VNIIgenetika M1
    Escherichia coli VNIIgenetika 472T23
    Escherichia coli BKIIM B-3996
    Escherichia coli kat 13
    Escherichia coli KCCM-10132.
  • Geeignete L-Threonin produzierende Stämme der Gattung Serratia, insbesondere der Art Serratia marcescens sind beispielsweise
    Serratia marcescens HNr21
    Serratia marcescens TLr156
    Serratia marcescens T2000.
  • L-Threonin produzierende Stämme aus der Familie der Enterobacteriaceae besitzen bevorzugt, unter anderen, ein oder mehrere der genetischen bzw. phänotypischen Merkmale ausgewählt aus der Gruppe: Resistenz gegen α-Amino-β- Hydroxyvaleriansäure, Resistenz gegen Thialysin, Resistenz gegen Ethionin, Resistenz gegen α-Methylserin, Resistenz gegen Diaminobernsteinsäure, Resistenz gegen α- Aminobuttersäure, Resistenz gegen Borrelidin, Resistenz gegen Rifampicin, Resistenz gegen Valin-Analoga wie beispielsweise Valinhydroxamat, Resistenz gegen Purinanaloga wie beispielsweise 6-Dimethylaminopurin, Bedürftigkeit für L-Methionin, gegebenenfalls partielle und kompensierbare Bedürftigkeit für L-Isoleucin, Bedürftigkeit für meso-Diaminopimelinsäure, Auxotrophie bezüglich Threonin-haltiger Dipeptide, Resistenz gegen L-Threonin, Resistenz gegen L-Homoserin, Resistenz gegen L-Lysin, Resistenz gegen L-Methionin, Resistenz gegen L- Glutaminsäure, Resistenz gegen L-Aspartat, Resistenz gegen L-Leucin, Resistenz gegen L-Phenylalanin, Resistenz gegen L-Serin, Resistenz gegen L-Cystein, Resistenz gegen L- Valin, Empfindlichkeit gegenüber Fluoropyruvat, defekte Threonin-Dehydrogenase, gegebenenfalls Fähigkeit zur Saccharose-Verwertung, Verstärkung des Threonin-Operons, Verstärkung der Homoserin-Dehydrogenase I-Aspartatkinase I bevorzugt der feed back resistenten Form, Verstärkung der Homoserinkinase, Verstärkung der Threoninsynthase, Verstärkung der Aspartatkinase, gegebenenfalls der feed back resistenten Form, Verstärkung der Aspartatsemialdehyd- Dehydrogenase, Verstärkung der Phosphoenolpyruvat- Carboxylase, gegebenenfalls der feed back resistenten Form, Verstärkung der Phosphoenolpyruvat-Synthase, Verstärkung der Transhydrogenase, Verstärkung des RhtB-Genproduktes, Verstärkung des RhtC-Genproduktes, Verstärkung des YfiK- Genproduktes, Verstärkung einer Pyruvat-Carboxylase, und Abschwächung der Essigsäurebildung.
  • Es wurde gefunden, daß Mikroorganismen der Familie Enterobacteriaceae nach Abschwächung, insbesondere Ausschaltung mindestens eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe malE, phoA, phoB, phoR, phoE, phnC, phnD, phnE, phnF, phnG, phnJ, phnK, phnL, phnM, phnN, phnO, phnP, pykF, pfkB, eda, talB, rpiB, zwf, mopA, pstA, pstB, pstC, pstS, ugpB, ugpA, ugpE, ugpC, ugpQ, dnaK, dnaJ, clpB, rpoE, rseA, rseC, htpG, sodA, ompF, ompC, sucA, sucB, sucC, sucD, aspA, gltA, sdhB, aceB und aceK, in verbesserter Weise L-Aminosäuren, insbesondere L-Threonin produzieren.
  • Die Nukleotidsequenzen der Gene von Escherichia coli gehören zum Stand der Technik und können ebenfalls der von Blattner et al. (Science 277, 1453-1462 (1997)) publizierten Genomsequenz von Escherichia coli entnommen werden.
    malE-Gen:
    Bezeichnung: Periplasmatisches Maltose-Bindeprotein
    Referenz: Duplay et al., Journal of Biological Chemistry 259(16): 10606-13 (1984)
    Accession No.: AE000476
    Alternativer Genname: malB
    phoA-Gen:
    Bezeichnung: Alkalische Phosphatase
    EC-Nr.: 3.1.3.1
    Referenz: Berg; Journal of Bacteriology 146(2), 660-7 (1981)
    Accession No.: AE000145
    phoB-Gen:
    Bezeichnung: Positiver Regulator des pho Regulons, Zwei- Komponenten System
    Referenz: Makino et al.; Journal of Molecular Biology 190 (1), 37-44 (1986)
    Accession No.: AE000146
    Alternative Gennamen: phoRc, phoT
    phoR-Gen:
    Bezeichnung: Positives und negatives Sensorprotein des pho Regulons, Sensor des Zwei-Komponenten Systems
    EC-Nr.: 2.7.3.-
    Referenz: Makino et al.; Journal of Molecular Biology 192(3), 549-56 (1986)
    Accession No.: AE000146
    Alternative Gennamen: R1pho, nmpB, phoR1
    phoE-Gen:
    Bezeichnung: Protein der äusseren Zellmembran E (E, Ic, NmpAB)
    Referenz: Overbeeke et al.; Journal of Molecular Biology 163(4), 513-32 (1983)
    Accession No.: AE000132
    Alternativer Genname: ompE
    phnC-Gen:
    Bezeichnung: ATP-Bindedomäne des Phosphonat Transporters
    Referenz: Makino et al. Journal of Bacteriology, 173(8), 2665-12 (1991)
    Accession No.: AE000482
    phnD-Gen:
    Bezeichnung: Periplasmatisches Bindeprotein des Phosphonat Transporters
    Referenz: Makino et al. Journal of Bacteriology, 173(8), 2665-12 (1991)
    Accession No.: AE000482
    Alternativer Genname: psiD
    phnE-Gen:
    Bezeichnung: Integrale Membrankomponente des Phosphonat Transporters
    Referenz: Makino et al. Journal of Bacteriology, 173(8), 2665-12 (1991)
    Accession No.: AE000482
    phnF-Gen:
    Bezeichnung: Putativer Regulator des Phosphonat Transporters
    Referenz: Makino et al. Journal of Bacteriology, 173(8), 2665-12 (1991)
    Accession No.: AE000482
    phnG-Gen:
    Bezeichnung: Kohlenstoff-Phosphor Lyase Komplex Untereinheit (Phosphonat Metabolismus)
    Referenz: Makino et al. Journal of Bacteriology, 173(8), 2665-12 (1991)
    Accession No.: AE000482
    phnJ-Gen:
    Bezeichnung: Kohlenstoff-Phosphor Lyase Komplex Untereinheit (Phosphonat Metabolismus)
    Referenz: Makino et al. Journal of Bacteriology, 173(8), 2665-12 (1991)
    Accession No.: AE000482
    phnK-Gen:
    Bezeichnung: Kohlenstoff-Phosphor Lyase Komplex Untereinheit (Phosphonat Metabolismus)
    Referenz: Makino et al. Journal of Bacteriology, 173 (8), 2665-12 (1991)
    Accession No.: AE000482
    phnL-Gen:
    Bezeichnung: Kohlenstoff-Phosphor Lyase Komplex Untereinheit (Phosphonat Metabolismus)
    Referenz: Makino et al. Journal of Bacteriology, 173(8), 2665-12 (1991)
    Accession No.: AE000482
    phnM-Gen:
    Bezeichnung: Kohlenstoff-Phosphor Lyase Komplex Untereinheit (Phosphonat Metabolismus)
    Referenz: Makino et al. Journal of Bacteriology, 173(8), 2665-12 (1991)
    Accession No.: AE000482
    phnN-Gen:
    Bezeichnung: Kohlenstoff-Phosphor Lyase Komplex Untereinheit (Phosphonat Metabolismus)
    Referenz: Makino et al. Journal of Bacteriology, 173(8), 2665-12 (1991)
    Accession No.: AE000482
    phnO-Gen:
    Bezeichnung: Kohlenstoff-Phosphor Lyase Komplex Untereinheit (Phosphonat Metabolismus)
    Referenz: Makino et al. Journal of Bacteriology, 173(8), 2665-12 (1991)
    Accession No.: AE000482
    phnP-Gen:
    Bezeichnung: Kohlenstoff-Phosphor Lyase Komplex Untereinheit (Phosphonat Metabolismus)
    Referenz: Makino et al. Journal of Bacteriology, 173(8), 2665-12 (1991)
    Accession No.: AE000482
    pykF-Gen:
    Bezeichnung: Pyruvat Kinase I (ehemals F), Fructose stimuliert
    EC-Nr.: 2.7.1.40
    Referenz: Ponce et al.; Journal of Bacteriology 177(19): 5719-22 (1995)
    Accession No.: AE000262
    pfkB-Gen:
    Bezeichnung: 6-Phosphofructokinase II; Suppressor von pfkA
    Referenz: Daldal; Gene 28(3), 337-42 (1984)
    Accession No.: AE000267
    eda-Gen:
    Bezeichnung: 2-Keto-3-Desoxygluconat 6-Phosphat Aldolase und 2-Keto-4-Hydroxyglutarat Aldolase (Entner-Doudoroff Aldolase)
    EC-Nr.: 4.1.2.14 4.1.3.16
    Referenz: Carter et al.; Gene 130(1), 155-6 (1993)
    Accession No.: AE000279
    Alternative Gennamen: kga, kdgA
    talB-Gen:
    Bezeichnung: Transaldolase B
    EC-Nr.: 2.2.1.2
    Referenz: Sprenger et al.; Journal of Bacteriology 177(20), 5930-6 (1995)
    Accession No.: AE000111
    rpiB-Gen:
    Bezeichnung: Ribose 5-Phosphat Isomerase B
    Referenz: Sorensen und Hove-Jensen; Journal of Bacteriology 178(4), 1003-11 (1996)
    Accession No.: AE000482
    zwf-Gen:
    Bezeichnung: Glucose-6-Phosphat Dehydrogenase (Zwischenferment)
    EC-Nr.: 1.1.1.49
    Referenz: Rowley und Wolf; Journal of Bacteriology 173(3), 968-77 (1991)
    Accession No.: AE000279
    mopA-Gen:
    Bezeichnung: GroEL, Chaperon Hsp60, Peptid-abhängig
    Referenz: Chandrasekhar et al.; Journal of Biological Chemistry 261(26), 12414-9 (1986)
    Accession No.: AE000487
    Alternative Gennamen: groE, groEL, hdh, tabB; 60 kD chaperonin (CPN60)
    pstA-Gen:
    Bezeichnung: Hoch-affines Phosphat Transport System
    Referenz: Surin et al.; Journal of Bacteriology 161(1), 189-98 (1985)
    Amemura et al.; Journal of Molecular Biology 184(2), 241-50 (1985)
    Accession No.: AE000449
    Alternative Gennamen: R2pho, phoR2b, phoT
    pstB-Gen:
    Bezeichnung: ATP-Bindekomponente des hoch-affinen Phosphat Transport Systems
    Referenz: Surin et al.; Journal of Bacteriology 161(1), 189-98 (1985)
    Amemura et al.; Journal of Molecular Biology 184(2), 241-50 (1985)
    Accession No.: AE000449
    Alternativer Genname: phoT
    pstC-Gen:
    Bezeichnung: Hoch-affines Phosphat Transport System, Cytoplasmamembran Komponente
    Referenz: Surin et al.; Journal of Bacteriology 161(1), 189-98 (1985)
    Accession No.: AE000449
    Alternativer Genname: phoW
    pstS-Gen:
    Bezeichnung: Hoch-affines Phosphat Transport System; Periplasmatisches Phosphatbindeprotein
    Referenz: Surin et al., Journal of Bacteriology 157, 772-8 (1984);
    Magota et al., Journal of Bacteriology 157, 909-17 (1984)
    Accession No.: AE000449
    Alternative Gennamen: R2pho, nmpA, phoR2a, phoS
    ugpB-Gen:
    Bezeichnung: sn-Glycerin-3-Phosphat Transport System; Periplasmatisches Bindeprotein
    Referenz: Overduin et al.; Molecular Microbiology 2(6), 767-75 (1988)
    Accession No.: AE000421
    Alternative Gennamen: psiB, psiC,
    ugpA-Gen:
    Bezeichnung: sn-Glycerin-3-Phosphat Transport System, Integrales Membran Protein
    Referenz: Overduin et al.; Molecular Microbiology 2(6), 767-75 (1988)
    Accession No.: AE000421
    Alternative Gennamen: psiB, psiC
    ugpE-Gen:
    Bezeichnung: sn-Glycerin-3-Phosphat Transport System, Integrales Membran Protein
    Referenz: Overduin et al.; Molecular Microbiology 2(6), 767-75 (1988)
    Accession No.: AE000421
    ugpC-Gen:
    Bezeichnung: ATP-Bindekomponente des sn-Glycerin-3- Phosphat Transport Systems
    Referenz: Overduin et al.; Molecular Microbiology 2(6), 767-75 (1988)
    Accession No.: AE000421
    ugpQ-Gen:
    Bezeichnung: Glycerinphosphodiester Phosphodiesterase, cytosolisch
    EC-Nr.: 3.1.4.46
    Referenz: Kasahara et al.; Nucleic Acids Research 17 (7), 2854 (1989)
    Accession No.: AE000421
    dnaK-Gen:
    Bezeichnung: Chaperon Hsp70; DNA Biosynthese; autoreguliertes Hitzeschockprotein
    Referenz: Bardwell und Craig; Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 81(3), 848-52 (1984)
    Accession No.: AE000112
    Alternative Gennamen: gro, groP, groPAB, groPC, groPF, grpC, grpF, seg
    dnaJ-Gen:
    Bezeichnung: Chaperon; Hitzeschockprotein
    Referenz: Ohki et al.; Journal of Biological Chemistry 261(4), 1778-81 (1986)
    Accession No.: AE000112
    Alternative Gennamen: groP, grpc
    clpB-Gen:
    Bezeichnung: Hitzeschockprotein (caseinolytische Protease)
    EC-Nr.: 1.17.4.- 3.4.21.-
    Referenz: Kitagawa et al.; Journal of Bacteriology 173(14), 4247-53 (1991)
    Accession No.: AE000345
    rpoE-Gen:
    Bezeichnung: RNA Polymerase, Sigma-E Faktor; Hitzeschock und oxidativer Stress
    Referenz: Raina et al.; EMBO Journal 14(5), 1043-55 (1995)
    Accession No.: AE000343
    rseA-Gen:
    Bezeichnung: sigma-E Faktor, negativer Regulator (Membranprotein Regulator der σE Aktivität)
    Referenz: Missiakas et al.; Molecular Microbiology 24(2), 355-71 (1997)
    Accession No.: AE000343
    Alternative Gennamen: mclA
    rseC-Gen:
    Bezeichnung: sigma-E Faktor, globaler Regulator
    Referenz: Missiakas et al.; Molecular Microbiology 24(2), 355-71 (1997)
    Accession No.: AE000343
    htpG-Gen:
    Bezeichnung: Chaperon Hsp90, Hitzeschockprotein C 62.5
    Referenz: Spence und Georgopoulos; Journal of Biological Chemistry 264(8), 4398-403 (1989)
    Accession No.: AE000153
    sodA-Gen:
    Bezeichnung: Superoxiddismutase
    Referenz: Touati; Journal of Bacteriology 155 (3): 1078-87 (1983)
    Accession No.: AE000465
    ompF-Gen:
    Bezeichnung: Äusseres Membranprotein 1a (Ia; b; F)
    Referenz: Inokuchi et al.; Nucleic Acids Research 10(21), 6957-68 (1982)
    Accession No.: AE000195
    Alternative Gennamen: cmlB, coa, cry, tolF
    ompC-Gen:
    Bezeichnung: Äusseres Membranprotein 1b (Ib; c)
    Referenz: Mizuno et al.; Journal of Biological Chemistry 258(11), 6932-40 (1983)
    Accession No.: AE000310
    Alternative Gennamen: meoR, par
    sucA-Gen:
    Bezeichnung: 2-Ketoglutarat Dehydrogenase (Decarboxylase Untereinheit)
    EC-Nr.: 1.2.4.2
    Referenz: Darlison et al.; European Journal of Biochemistry 141(2), 351-9 (1984)
    Accession No.: AE000175
    Alternative Gennamen: lys, met
    sucB-Gen:
    Bezeichnung: 2-Ketoglutarat Dehydrogenase (Dihydrolipoyltranssuccinase E2 Untereinheit)
    EC-Nr.: 2.3.1.61
    Referenz: Spencer et al.; European Journal of Biochemistry 141(2), 361-74 (1984)
    Accession No.: AE000175
    Alternative Gennamen: lys, met
    sucC-Gen:
    Bezeichnung: Succinyl-CoA Synthetase, β-Untereinheit
    EC-Nr. 6.2.1.5
    Referenz: Buck et al.; Biochemistry 24(22), 6245-52 (1985)
    Accession No.: AE000176
    sucD-Gen:
    Bezeichnung: Succinyl-CoA Synthetase, α-Untereinheit
    EC-Nr. 6.2.1.5
    Referenz: Buck et al.; Biochemistry 24(22), 6245-52 (1985)
    Accession No.: AE000176
    aspA-Gen:
    Bezeichnung: Aspartat Ammonium-Lyase (Aspartase)
    EC-Nr.: 4.3.1.1
    Referenz: Takagi et al.; Nucleic Acids Research 13(6), 2063-74 (1985)
    Accession No.: AE000486
    gltA-Gen:
    Bezeichnung: Citratsynthase
    EC-Nr.: 4.1.3.7
    Referenz: Spencer und Guest, Journal of Bacteriology 151 (2), 542-52 (1982)
    Accession No.: AE000175
    Alternative Gennamen: gluT, icdB
    sdhB-Gen:
    Bezeichnung: Succinatdehydrogenase
    EC-Nr.: 1.3.99.1
    Referenz: Darlison und Guest, Biochemical Journal 223(2), 507-17 (1984)
    Accession No.: AE000175
    aceB-Gen:
    Bezeichnung: Malatsynthase A
    EC-Nr.: 4.1.3.2
    Referenz: Byrne et al.; Nucleic Acids Research 16(19), 9342 (1988)
    Accession No.: AE000474
    Alternativer Genname: mas
    aceK-Gen:
    Bezeichnung: Isocitratdehydrogenase Kinase/Phosphatase
    EC-Nr.: 2.7.1.116
    Referenz: Cortay et al.; Journal of Bacteriology 170(1), 89-97 (1988)
    Klumpp et al.; Journal of Bacteriology 170(6), 2763-9 (1988)
    Accession No.: AE000474
  • Die Nukleinsäuresequenzen können den Datenbanken des National Center for Biotechnology Information (NCBI) der National Library of Medicine (Bethesda, MD, USA), der Nukleotidsequenz-Datenbank der European Molecular Biologies Laboratories (EMBL, Heidelberg, Deutschland bzw. Cambridge, UK) oder der DNA Datenbank von Japan (DDBJ, Mishima, Japan) entnommen werden.
  • Die in den angegebenen Textstellen beschriebenen Gene können erfindungsgemäß verwendet werden. Weiterhin können Allele der Gene verwendet werden, die sich aus der Degeneriertheit des genetischen Codes oder durch funktionsneutrale Sinnmutationen ("sense mutations") ergeben.
  • Zur Erzielung einer Abschwächung können beispielsweise die Expression der Gene oder die katalytischen Eigenschaften der Enzymproteine herabgesetzt bzw. ausgeschaltet werden. Gegebenenfalls können beide Maßnahmen kombiniert werden.
  • Die Verringerung der Genexpression kann durch geeignete Kulturführung, durch genetische Veränderung (Mutation) der Signalstrukturen der Genexpression oder auch durch Antisense-RNA Technik erfolgen. Signalstrukturen der Genexpression sind beispielsweise Repressorgene, Aktivatorgene, Operatoren, Promotoren, Attenuatoren, Ribosomenbindungsstellen, das Startkodon und Terminatoren. Angaben hierzu findet der Fachmann unter anderem beispielsweise bei Jensen und Hammer (Biotechnology and Bioengineering 58: 191-195 (1998)), bei Carrier und Keasling (Biotechnology Progress 15, 58-64 (1999), Franch und Gerdes (Current Opinion in Microbiology 3, 159-164 (2000)) und in bekannten Lehrbüchern der Genetik und Molekularbiologie wie beispielsweise 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).
  • 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)), Yano et al. (Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 95, 5511-5515 (1998), Wente und Schachmann (Journal of Biological Chemistry 266, 20833-20839 (1991) 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.
  • 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 in einem Gen führen zu Rasterverschiebungsmutationen ("frame shift mutations"), die dazu führen, daß falsche Aminosäuren eingebaut werden oder die Translation vorzeitig abbricht. Entsteht als Folge der Mutation ein Stop-Kodon im Kodierbereich, so führt dies ebenfalls zu einem vorzeitigen Abbruch der Translation. 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.
  • Geeignete Mutationen in den Genen wie beispielsweise Deletionsmutationen können durch Gen- bzw. Allelaustausch in geeignete Stämme eingebaut werden.
  • Eine gebräuchliche Methode ist die von Hamilton et al. (Journal of Bacteriology 174, 4617-4622 (1989)) beschriebene Methode des Genaustauschs mit Hilfe eines konditional replizierenden pSC101-Derivates pMAK705. Andere im Stand der Technik beschriebene Methoden wie beispielsweise die von Martinez-Morales et al. (Journal of Bacteriology 1999, 7143-7148 (1999)) oder die von Boyd et al. (Journal of Bacteriology 182, 842-847 (2000)) können gleichfalls benutzt werden.
  • Es ist ebenfalls möglich, Mutationen in den jeweiligen Genen oder Mutationen, die die Expression der jeweiligen Gene betreffen, durch Konjugation oder Transduktion in verschiedene Stämme zu überführen.
  • Weiterhin kann es für die Produktion von L-Aminosäuren, insbesondere L-Threonin mit Stämmen der Familie Enterobacteriaceae vorteilhaft sein, zusätzlich zur Abschwächung eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe malE, phoA, phoB, phoR, phoE, phnC, phnD, phnE, phnF, phnG, phnJ, phnK, phnL, phnM, phnN, phnO, phnP, pykF, pfkB, eda, talB, rpiB, zwf, mopA, pstA, pstB, pstC, pstS, ugpB, ugpA, ugpE, ugpC, ugpQ, dnaK, dnaJ, clpB, rpoE, rseA, rseC, htpG, sodA, ompF, ompC, sucA, sucB, sucC, sucD, aspA, gltA, sdhB, aceB und aceK, ein oder mehrere Enzyme des bekannten Threonin-Biosyntheseweges oder Enzym(e) des anaplerotischen Stoffwechsels oder Enzyme für die Produktion von reduziertem Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid- Phosphat zu verstärken.
  • Der Begriff "Verstärkung" beschreibt in diesem Zusammenhang die Erhöhung der intrazellulären Aktivität eines oder mehrerer Enzyme bzw. 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 oder ein Gen verwendet, das für ein entsprechendes Enzym bzw. Protein mit einer hohen Aktivität kodiert und gegebenenfalls diese Maßnahmen kombiniert.
  • Durch die Maßnahmen der Verstärkung, insbesondere Überexpression, wird die Aktivität oder Konzentration des entsprechenden Proteins im allgemeinen um mindestens 10%, 25%, 50%, 75%, 100%, 150%, 200%, 300%, 400% oder 500%, maximal bis 1000% oder 2000% bezogen auf die des Wildtyp- Proteins beziehungsweise der Aktivität oder Konzentration des Proteins im Ausgangs-Mikroorganismus erhöht.
  • So können beispielsweise gleichzeitig eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe
    • - das für die Aspartatkinase, die Homoserin-Dehydrogenase, die Homoserinkinase und die Threoninsynthase kodierende thrABC-Operon (US-A-4,278,765),
    • - das für die Pyruvat-Carboxylase kodierende pyc-Gen (DE- A-198 31 609),
    • - das für die Phosphoenolpyruvat-Synthase kodierende pps- Gen (Molecular and General Genetics 231: 332 (1992)),
    • - das für die Phosphoenolpyruvat-Carboxylase kodierende ppc-Gen (Gene 31: 279-283 (1984)),
    • - die für die Transhydrogenase kodierenden Gene pntA und pntB (European Journal of Biochemistry 158: 647-653 (1986)),
    • - das Homoserinresistenz vermittelnde Gen rhtB (EP-A-0 994 190),
    • - das für die Malat:Chinon Oxidoreduktase kodierende mqo- Gen (DE 100 34 833.5),
    • - das Threoninresistenz vermittelnde Gen rhtC (EP-A-1 013 765),
    • - das für den Threoninexport kodierende thrE-Gen von Corynebacterium glutamicum (DE 100 26 494.8), und
    • - das für die Glutamat-Dehydrogenase kodierende gdhA-Gen (Nucleic Acids Research 11: 5257-5266 (1983); Gene 23: 199-209 (1983))
    verstärkt, insbesondere überexprimiert werden.
  • Weiterhin kann es für die Produktion von L-Aminosäuren, insbesondere L-Threonin vorteilhaft sein, zusätzlich zur Abschwächung eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe malE, phoA, phoB, phoR, phoE, phnC, phnD, phnE, phnF, phnG, phnJ, phnK, phnL, phnM, phnN, phnO, phnP, pykF, pfkB, eda, talB, rpiB, zwf, mopA, pstA, pstß, pstC, pstS, ugpB, ugpA, ugpE, ugpC, ugpQ, dnaK, dnaJ, clpB, rpoE, rseA, rseC, htpG, sodA, ompF, ompC, sucA, sucB, sucC, sucD, aspA, gltA, sdhB, aceB und aceK, eines oder mehrere der Gene ausgewählt aus der Gruppe
    • - das für die Threonin-Dehydrogenase kodierende tdh-Gen (Ravnikar und Somerville, Journal of Bacteriology 169, 4716-4721 (1987)),
    • - das für die Malat-Dehydrogenase (E.C. 1.1.1.37) kodierende mdh-Gen (Vogel et al., Archives in Microbiology 149, 36-42 (1987)),
    • - das Genprodukt des offenen Leserahmens (orf) yjfA (Accession Number AAC77180 des National Center for Biotechnology Information (NCBI, Bethesda, MD, USA),
    • - das Genprodukt des offenen Leserahmens (orf) ytfP (Accession Number AAC77179 des National Center for Biotechnology Information (NCBI, Bethesda, MD, USA),
    • - das für das Enzym Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase kodierende pckA-Gen (Medina et al. (Journal of Bacteriology 172, 7151-7156 (1990)),
    • - das für die Pyruvat-Oxidase kodierende poxB-Gen (Grabau und Cronan (Nucleic Acids Research 14 (13), 5449-5460 (1986)),
    • - das für das Enzym Isocitrat-Lyase kodierende aceA-Gen (Matsuoko und McFadden, Journal of Bacteriology 170, 4528-4536 (1988)),
    • - das für den DgsA-Regulator des Phosphotransferase- Systems kodierende dgsA-Gen (Hosono et al., Bioscience, Biotechnology and Biochemistry 59, 256-251 (1995)), das auch unter der Bezeichnung mlc-Gen bekannt ist, und
    • - das für den Fructose-Repressor kodierende fruR-Gen (Jahreis et al., Molecular and General Genetics 226, 332-336 (1991)), das auch unter der Bezeichnung cra-Gen bekannt ist,
    abzuschwächen, insbesondere auszuschalten oder die Expression zu verringern.
  • Weiterhin kann es für die Produktion von L-Aminosäuren, insbesondere L-Threonin vorteilhaft sein, zusätzlich zur Abschwächung eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe malE, phoA, phoB, phoR, phoE, phnC, phnD, phnE, phnF, phnG, phnJ, phnK, phnL, phnM, phnN, phnO, phnP, pykF, pfkB, eda, talB, rpiB, zwf, mopA, pstA, pstB, pstC, pstS, ugpB, ugpA, ugpE, ugpC, ugpQ, dnaK, dnaJ, clpB, rpoE, rseA, rseC, htpG, sodA, ompF, ompC, sucA, sucB, sucC, sucD, aspA, gltA, sdhB, aceB und aceK, unerwünschte Nebenreaktionen auszuschalten (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 können im batch-Verfahren (Satzkultivierung), im fed batch (Zulaufverfahren) oder im repeated fed batch-Verfahren (repetitives Zulaufverfahren) 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.
  • 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.
  • Als Kohlenstoffquelle können Zucker und Kohlehydrate wie z. B. Glucose, Saccharose, Lactose, Fructose, Maltose, Melasse, Stärke und gegebenenfalls 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 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.
  • 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.
  • 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 z. B. Antibiotika hinzugefügt werden. Um aerobe Bedingungen aufrechtzuerhalten, werden Sauerstoff oder Sauerstoffhaltige Gasmischungen wie z. B. Luft in die Kultur eingetragen. Die Temperatur der Kultur liegt normalerweise bei 25°C bis 45°C und vorzugsweise bei 30°C bis 40°C. Die Kultur wird solange fortgesetzt, bis sich ein Maximum an L- Aminosäuren bzw. L-Threonin gebildet hat. Dieses Ziel wird normalerweise innerhalb von 10 Stunden bis 160 Stunden erreicht.
  • Die Analyse von L-Aminosäuren kann durch Anionenaustauschchromatographie mit anschließender Ninhydrin Derivatisierung erfolgen, so wie bei Spackman et al. (Analytical Chemistry, 30, (1958), 1190) beschrieben, oder sie kann durch reversed phase HPLC erfolgen, so wie bei Lindroth et al. (Analytical Chemistry (1979) 51: 1167-1174) beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren, wie beispielsweise L- Threonin, L-Isoleucin, L-Valin, L-Methionin, L-Homoserin und L-Lysin, insbesondere L-Threonin.

Claims (7)

1. Verfahren zur fermentativen Herstellung von L- Aminosäuren, insbesondere L-Threonin, dadurch gekennzeichnet, daß man folgende Schritte durchführt:
a) Fermentation der die gewünschte L-Aminosäure produzierenden Mikroorganismen der Familie Enterobacteriaceae, in denen man eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe malE, phoA, phoB, phoR, phoE, phnC, phnD, phnE, phnF, phnG, phnJ, phnK, phnL, phnM, phnN, phnO, phnP, pykF, pfkB, eda, talB, rpiB, zwf, mopA, pstA, pstB, pstC, pstS, ugpB, ugpA, ugpE, ugpC, ugpQ, dnaK, dnaJ, clpB, rpoE, rseA, rseC, htpG, sodA, ompF, ompC, sucA, sucB, sucC, sucD, aspA, gltA, sdhB, aceR und aceK, oder dafür kodierende Nukleotidsequenzen abschwächt, insbesondere ausschaltet,
b) Anreicherung der gewünschten L-Aminosäure im Medium oder in den Zellen der Mikroorganismen, und
c) Isolierung der gewünschten L-Aminosäure wobei gegebenenfalls Bestandteile der Fermentationsbrühe und/oder die Biomasse in ihrer Gesamtheit oder Anteilen (> 0 bis 100%) davon im Produkt verbleiben.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Mikroorganismen einsetzt, in denen man zusätzlich weitere Gene des Biosyntheseweges der gewünschten L-Aminosäure verstärkt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Mikroorganismen einsetzt, in denen die Stoffwechselwege zumindest teilweise ausgeschaltet sind, die die Bildung der gewünschten L-Aminosäure verringern.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Expression des (der) Polynukleotides (e), das (die) für eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe malE, phoA, phoB, phoR, phoE, phnC, phnD, phnE, phnF, phnG, phnJ, phnK, phnL, phnM, phnN, phnO, phnP, pykF, pfkB, eda, talE, rpiB, zwf, mopA, pstA, pstB, pstC, pstS, ugpB, ugpA, ugpE, ugpC, ugpQ, dnaK, dnaJ, clpB, rpoE, rseA, rseC, htpG, sodA, ompF, ompC, sucA, sucB, sucC, sucD, aspA, gltA, sdhB, aceB und aceK, kodiert (kodieren) abschwächt, insbesondere ausschaltet.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die regulatorischen und/oder katalytischen Eigenschaften der Polypeptide (Proteine) verringert, für die die Polynukleotide malE, phoA, phoB, phoR, phoE, phnC, phnD, phnE, phnF, phnG, phnJ, phnK, phnL, phnM, phnN, phnO, phnP, pykF, pfkB, eda, talB, rpiB, zwf, mopA, pstA, pstB, pstC, pstS, ugpB, ugpA, ugpE, ugpC, ugpQ, dnaK, dnaJ, clpB, rpoE, rseA, rseC, htpG, sodA, ompF, ompC, sucA, sucB, sucC, sucD, aspA, gltA, sdhB, aceB und aceK, kodieren.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von L-Aminosäuren Mikroorganismen der Familie Enterobacteriaceae fermentiert, in denen man zusätzlich gleichzeitig eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe:
1. 6.1 das für die Aspartatkinase, die Homoserin- Dehydrogenase, die Homoserinkinase und die Threoninsynthase kodierende thrABC-Operon,
2. 6.2 das für die Pyruvat-Carboxylase kodierende pyc- Gen,
3. 6.3 das für die Phosphoenolpyruvat-Synthase kodierende pps-Gen,
4. 6.4 das für die Phosphoenolpyruvat-Carboxylase kodierende ppc-Gen,
5. 6.5 die für die Transhydrogenase kodierenden Gene pntA und pntB,
6. 6.6 das Homoserinresistenz vermittelnde Gen rhtB,
7. 6.7 das für die Malat: Chinon Oxidoreduktase kodierende mqo-Gen,
8. 6.8 das Threoninresistenz vermittelnde Gen rhtC,
9. 6.9 das für den Threoninexport kodierende thrE-Gen, und
10. 6.10 das für die Glutamat-Dehydrogenase kodierende gdhA-Gen
verstärkt, insbesondere überexprimiert.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von L-Aminosäuren Mikroorganismen der Familie Enterobacteriaceae fermentiert, in denen man zusätzlich gleichzeitig eines oder mehrere der Gene, ausgewählt aus der Gruppe:
1. 7.1 das für die Threonin-Dehydrogenase kodierende tdh-Gen,
2. 7.2 das für die Malat-Dehydrogenase kodierende mdh- Gen,
3. 7.3 das Genprodukt des offenen Leserahmens (orf) yjfA,
4. 7.4 das Genprodukt des offenen Leserahmens (orf) ytfP,
5. 7.5 das für die Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase kodierende pckA-Gen,
6. 7.6 das für die Pyruvat-Oxidase kodierende poxB- Gen,
7. 7.7 das für die Isocitrat-Lyase kodierende aceA- Gen,
8. 7.8 das für den DgsA-Regulator des Phosphotransferase-Systems kodierende dgsA-Gen, und
9. 7.9 das für den Fructose-Repressor kodierende fruR- Gen,
abschwächt, insbesondere ausschaltet oder die Expression verringert.
DE10135051A 2001-07-18 2001-07-18 Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae Withdrawn DE10135051A1 (de)

Priority Applications (21)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10135051A DE10135051A1 (de) 2001-07-18 2001-07-18 Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
AU2002345081A AU2002345081A1 (en) 2001-07-18 2002-07-03 Process for the preparation of l-amino acids using strains of the enterobacteriaceae family
PCT/EP2002/007351 WO2003008603A2 (en) 2001-07-18 2002-07-03 Process for the preparation of l-amino acids using strains of the enterobacteri acea family which contain an attenuated aspa gene
DE60210620T DE60210620T2 (de) 2001-07-18 2002-07-03 Verfahren zur herstellung von l-aminosäuren unter verwendung von stämmen aus der familie der enterobacteriacea die ein attenuiertes aspa-gen enthalten
DE60225288T DE60225288T2 (de) 2001-07-18 2002-07-03 Verfahren zur herstellung von l-aminosäuren unter verwendung von stämmen aus der familie der enterobacteriaceae die ein attenuiertes ugpb-gen enthalten
PCT/EP2002/007349 WO2003008600A2 (en) 2001-07-18 2002-07-03 Process for the preparation of l-amino acids using strains of the enterobacteriaceae family
US10/483,413 US20050124047A1 (en) 2001-07-18 2002-07-03 Process for the preparation of l-amino acids using strains of the enterobacteriaceae family which contain an attenuated acek gene
PCT/EP2002/007350 WO2003008602A2 (en) 2001-07-18 2002-07-03 Process for the preparation of l-amino acids using strains of the enterobacteriaceae family which contain an attenuated ugpb gene
AU2002319280A AU2002319280A1 (en) 2001-07-18 2002-07-03 Process for the preparation of l-amino acids using strains of the enterobacteriaceae family which contain an attenuated acek gene
US10/416,364 US7256021B2 (en) 2001-07-18 2002-07-03 Enterobacteriaceae strains with an attenuated aspA gene for the fermentative production of amino acids
AT02740761T ATE323171T1 (de) 2001-07-18 2002-07-03 Verfahren zur herstellung von l-aminosäuren unter verwendung von stämmen aus der familie der enterobacteriacea die ein attenuiertes aspa-gen enthalten
PCT/EP2002/007352 WO2003008604A2 (en) 2001-07-18 2002-07-03 Process for the preparation of l-amino acids using strains of the enterobacteriaceae family which contain an attenuated aceb gene
AU2002314204A AU2002314204A1 (en) 2001-07-18 2002-07-03 Process for the preparation of l-amino acids using strains of the enterobacteri acea family which contain an attenuated aspa gene
AU2002354851A AU2002354851A1 (en) 2001-07-18 2002-07-03 Process for the preparation of l-amino acids using strains of the enterobacteriaceae family which contain an attenuated aceb gene
PCT/EP2002/007353 WO2003008616A2 (en) 2001-07-18 2002-07-03 PROCESS FOR THE PREPARATION OF L-AMINO ACIDS USING STRAINS OF THE ENTEROBACTERIACEAE FAMILY WHICH CONTAIN AN ATTENUATED aceK GENE
CNB028144988A CN1246470C (zh) 2001-07-18 2002-07-03 使用含有弱化的aspA基因的肠细菌科菌株制备L-氨基酸的方法
AT02740760T ATE387490T1 (de) 2001-07-18 2002-07-03 Verfahren zur herstellung von l-aminosäuren unter verwendung von stämmen aus der familie der enterobacteriaceae die ein attenuiertes ugpb-gen enthalten
AU2002314203A AU2002314203A1 (en) 2001-07-18 2002-07-03 Process for the preparation of l-amino acids using strains of the enterobacteriaceae family which contain an attenuated ugpb gene
EP02740760A EP1407021B1 (de) 2001-07-18 2002-07-03 Verfahren zur herstellung von l-aminosäuren unter verwendung von stämmen aus der familie der enterobacteriaceae die ein attenuiertes ugpb-gen enthalten
US10/483,983 US20050221448A1 (en) 2001-07-18 2002-07-03 Process for the preparation of l-amino acids using strains of the enterobacteriaceae family which contain an attenuated aceb gene
EP02740761A EP1407035B1 (de) 2001-07-18 2002-07-03 Verfahren zur herstellung von l-aminosäuren unter verwendung von stämmen aus der familie der enterobacteriacea die ein attenuiertes aspa-gen enthalten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10135051A DE10135051A1 (de) 2001-07-18 2001-07-18 Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10135051A1 true DE10135051A1 (de) 2003-02-06

Family

ID=7692287

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10135051A Withdrawn DE10135051A1 (de) 2001-07-18 2001-07-18 Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
DE60210620T Expired - Lifetime DE60210620T2 (de) 2001-07-18 2002-07-03 Verfahren zur herstellung von l-aminosäuren unter verwendung von stämmen aus der familie der enterobacteriacea die ein attenuiertes aspa-gen enthalten

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60210620T Expired - Lifetime DE60210620T2 (de) 2001-07-18 2002-07-03 Verfahren zur herstellung von l-aminosäuren unter verwendung von stämmen aus der familie der enterobacteriacea die ein attenuiertes aspa-gen enthalten

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE10135051A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1352966A2 (de) * 2002-03-27 2003-10-15 Ajinomoto Co., Inc. Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren
US6921651B2 (en) * 2001-03-17 2005-07-26 Degussa Ag Process for the preparation of amino acids by using coryneform bacteria with attenuated 1-phosphofructokinase activity
CN114134135A (zh) * 2020-12-01 2022-03-04 北京化工大学 一种h-蛋白突变体

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6921651B2 (en) * 2001-03-17 2005-07-26 Degussa Ag Process for the preparation of amino acids by using coryneform bacteria with attenuated 1-phosphofructokinase activity
EP1352966A2 (de) * 2002-03-27 2003-10-15 Ajinomoto Co., Inc. Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren
EP1352966A3 (de) * 2002-03-27 2004-01-21 Ajinomoto Co., Inc. Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren
US7037690B2 (en) 2002-03-27 2006-05-02 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing L-amino acid
AU2003202509B2 (en) * 2002-03-27 2007-12-13 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing L-amino acid
US7432085B2 (en) 2002-03-27 2008-10-07 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing L-amino acid
CN114134135A (zh) * 2020-12-01 2022-03-04 北京化工大学 一种h-蛋白突变体
CN114134135B (zh) * 2020-12-01 2023-11-28 北京化工大学 一种h-蛋白突变体

Also Published As

Publication number Publication date
DE60210620T2 (de) 2007-04-05
DE60210620D1 (de) 2006-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60225288T2 (de) Verfahren zur herstellung von l-aminosäuren unter verwendung von stämmen aus der familie der enterobacteriaceae die ein attenuiertes ugpb-gen enthalten
DE60224536T2 (de) Verfahren zur herstellung von l-aminosäuren unter verwendung von stämmen aus der familie der enterobacteriaceae
DE60226239T2 (de) Verfahren zur herstellung von l-threonin durch enterobakteriaceae-stämmen mit verstärkter exprimierung des male-gens
DE602004010896T2 (de) Verfahren zur herstellung von l-aminosäuren unter verwendung von stämmen der enterobacteriaceae familie welche das galp gen, das für ein galaktose-proton-symporter kodiert, überexprimieren
EP1776451B1 (de) Verfahren zur herstellung von l-aminosäuren unter verwendung von stämmen der familie enterobacteriaceae
DE10116518A1 (de) Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
DE60213414T2 (de) Verfahren zur herstellung von l-threonin unter verwendung von stämmen der familie enterobacteriaceae
EP1719814A1 (de) Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von verbesserten Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
DE60225353T2 (de) Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren mit Hilfe von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae, die ein verstärktes fadR-Gen enthalten.
DE10316109A1 (de) Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
EP1719818B1 (de) Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae mit verstärkter Expression von ytfQ-ORF
DE10303571A1 (de) Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
DE10132945A1 (de) Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
DE10244581A1 (de) Aminosäure produzierende Bakterien und Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren
DE10135053A1 (de) Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
DE60213415T2 (de) Verfahren zur herstellung von l-aminosäuren unter verwendung von stämmen der familie enterobacteriaceae
DE10135051A1 (de) Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
DE10157721A1 (de) Verfahren zur fermentativen Herstellung von nicht aromatischen L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
DE10231115A1 (de) Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterbacteriaceae
DE10210960A1 (de) Verfahren zur fermentativen Hestellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
DE10210967A1 (de) Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
DE10130192A1 (de) Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
DE10133667A1 (de) Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
DE10210966A1 (de) Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
DE10210962A1 (de) Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: DEGUSSA GMBH, 40474 DUESSELDORF, DE

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: EVONIK DEGUSSA GMBH, 40474 DUESSELDORF, DE

8141 Disposal/no request for examination