DE10140703A1 - Esterase Est4B1 from Bacillus subtilis - Google Patents

Esterase Est4B1 from Bacillus subtilis

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Michaela Pressnig
Norbert Klempier
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Abstract

The invention relates to a thioesterase obtained from <i>Bacillus subtilis</i>, to homologous proteins of said thioesterase, to nucleic acids that code for the proteins and to antibodies against said proteins. The invention also relates to the production and use of said proteins, nucleic acids and antibodies.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Esterase aus Bacillus subtilis, zu dieser homologe Proteine, Nukleinsäuren kodierend für diese Proteine und Antikörper gegen diese Proteine sowie die Herstellung und Verwendung dieser Proteine, Nukleinsäuren und Antikörper. The present invention relates to an esterase from Bacillus subtilis homologous proteins, nucleic acids coding for these proteins and antibodies against these proteins and the production and use of these proteins, Nucleic acids and antibodies.

Hydrolytische Enzyme spielen eine wichtige Rolle im Bereich der Biokatalyse, insbesondere zur Herstellung enantiomerenreiner Substanzen [1, 2]. Die enzymatische Hydrolyse und Synthese von Estern erfolgt hierbei in technischen Anwendungen im wesentlichen durch drei Gruppen von Enzymen: Lipasen, Esterasen und Proteasen. Hydrolytic enzymes play an important role in the field of biocatalysis, especially for the production of enantiomerically pure substances [1, 2]. The Enzymatic hydrolysis and synthesis of esters takes place in technical Applications mainly through three groups of enzymes: lipases, Esterases and proteases.

Vor allem Lipasen sind aus verschiedenen Gründen industriell erfolgreich angewendet worden [3]. Gründe hierfür sind, dass Lipasen in großen Mengen bereit gestellt werden können, dass sie sehr stabil unter den Reaktionsbedingungen sind und dass bei der Hydrolyse und Transesterifikation sehr hohe Enantioselektivität erreicht werden kann [4]. Lipases in particular are industrially successful for various reasons have been applied [3]. The reasons for this are that lipases are ready in large quantities can be made that they are very stable under the reaction conditions and that in hydrolysis and transesterification very high enantioselectivity can be achieved [4].

Allerdings ist die Auftrennung von Racematen in der Regel schwierig, wenn es keinen deutlichen sterischen Unterschied zwischen den beiden Stereoisomeren gibt. Außerdem sind viele Substrate bekannt, die so gut wie überhaupt nicht oder nur sehr langsam unter Verwendung von Esterasen umgesetzt werden können [5-9]. However, resolving racemates is usually difficult if it is there is no clear steric difference between the two stereoisomers. In addition, many substrates are known, which are hardly or not at all can be reacted slowly using esterases [5-9].

Aus den genannten Gründen besteht ein dringender Bedarf für hydrolytische Enzyme, insbesondere esterolytische oder lipolytische Enzyme, für den industriellen Einsatz, insbesondere zur Auftrennung von racemischen Gemischen in ihre Komponenten. For the reasons mentioned, there is an urgent need for hydrolytic Enzymes, especially esterolytic or lipolytic enzymes, for the industrial Use, especially for the separation of racemic mixtures in their Components.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein neues Enzym mit hydrolytischer Aktivität, insbesondere esterolytischer und/oder lipolytischer Aktivität, zur Verfügung zu stellen, wozu angesichts der Anwendungsmöglichkeiten solcher Enzyme, insbesondere in der Biotechnologie und organischen Chemie, ein dringender Bedarf besteht, und/oder ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, womit neue hydrolytische Enzyme, vor allem esterolytische und/oder lipolytische Enzyme, erhalten werden können. The object of the present invention was therefore to use a new enzyme hydrolytic activity, in particular esterolytic and / or lipolytic activity, to make available, why in view of the application possibilities of such Enzymes, especially in biotechnology and organic chemistry there is an urgent need and / or to provide a method by which new hydrolytic enzymes, especially esterolytic and / or lipolytic enzymes, can be obtained.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es insbesondere ein hydrolytisches Enzym, insbesondere ein esterolytisches und/oder lipolytisches Enzym zur Verfügung zu stellen, das eine gegenüber den bisher beschriebenen esterolytischen und lipolytischen Enzymen verschiedene Substratspezifität, einen unterscheidbaren Grad an Selektivität, eine unterscheidbare Reaktionsgeschwindigkeit, eine unterscheidbare Struktur und/oder einen unterscheidbaren Reaktionsmechanismus besitzt. The object of the present invention was, in particular, a hydrolytic enzyme, in particular an esterolytic and / or lipolytic enzyme represent the one compared to the esterolytic and lipolytic enzymes different substrate specificity, a distinguishable degree in selectivity, a distinct reaction rate, a distinguishable structure and / or a distinguishable reaction mechanism has.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es ferner, esterolytische und/oder lipolytische Enzyme zur Verfügung zu stellen, die dazu in der Lage sind, Ester- und/oder Thioester-Bindungen zu spalten. The object of the present invention was furthermore esterolytic and / or to provide lipolytic enzymes that are capable of ester- and / or cleave thioester bonds.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die erfindungsgemäßen Polynukleotide, Polypeptide und Antikörper, insbesondere durch ein Polynukleotid gemäß SEQ ID No. 1, ein Polypeptid gemäß SEQ ID No. 2 und einen gegen ein Polypeptid gemäß SEQ ID No. 2 gerichteten Antikörper. This object is achieved by the polynucleotides according to the invention, Polypeptides and antibodies, in particular by a polynucleotide according to SEQ ID No. 1, a polypeptide according to SEQ ID No. 2 and one against a polypeptide according to SEQ ID No. 2 directed antibodies.

Für den Fachmann ist naheliegend, wie er ausgehend von einer Nukleinsäure gemäß SEQ ID No. 1 oder einem Polypeptid gemäß SEQ ID No. 2 Nukleinsäuren und Polypeptide ähnlicher Struktur und gleicher oder ähnlicher Funktion erhalten kann. Insbesondere können, beispielsweise durch Evolutionsexperimente, auch Enzyme mit verbesserten Eigenschaften erhalten werden [10, 11]. It is obvious to the person skilled in the art how he starts from a nucleic acid according to SEQ ID No. 1 or a polypeptide according to SEQ ID No. 2 nucleic acids and polypeptides of similar structure and function or function can. In particular, for example, through evolution experiments, too Enzymes with improved properties can be obtained [10, 11].

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Polynukleotid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

  • a) Polynukleotid mit einer Nukleinsäuresequenz von Position 556 bis 1287 gemäß SEQ ID No. 1,
  • b) Polynukleotide kodierend für ein Polypeptid mit einer Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID No. 2,
  • c) natürlicherweise vorkommende Mutanten oder polymorphe Formen oder Allele eines Polynukleotids gemäß (a) oder (b),
  • d) zu einem Polynukleotid gemäß (a), (b) oder (c) komplementäre Polynukleotide,
  • e) unter stringenten Bedingungen mit einem Polynukleotid gemäß (a), (b), (c) oder (d) hybridisierende Polynukleotide, wobei unter stringenten Bedingungen die dem Fachmann bekannten Bedingungen für Hybridisierungsexperimente zu verstehen sind, vorzugsweise Inkubation bei 60°C in 0,1× SSC und 0,1% Natriumdodecylsulfat (SDS), wobei 20× SSC eine Lösung enthaltend 3 M NaCl und 0,3 M Natriumcitrat (pH 7,0) ist,
  • f) Polynukleotide mit einer Sequenzhomologie oder -identität von mindestens 50%, bevorzugt mindestens 60% oder 70%, besonders bevorzugt mindestens 80%, ganz besonders bevorzugt mindestens 90%, insbesondere mindestens 95% in Bezug auf ein Polynukleotid gemäß (a), (b), (c), (d) oder (e),
  • g) Polynukleotide, die aus mindestens 10 oder 15, bevorzugt mindestens 20 oder 25, besonders bevorzugt mindestens 30 oder 40, ganz besonders bevorzugt mindestens 50 oder 80, insbesondere mindestens 100 oder 120 aufeinanderfolgenden Nukleinsäuren eines Polynukleotids gemäß (a), (b), (c), (d) oder (e) bestehen,
  • h) Polynukleotide mit Deletionen oder Insertionen von bis zu 50 oder 40, insbesondere bis zu 30, 20 oder 10 Nukleinsäuren gegenüber einem Polynukleotid gemäß (a), (b), (c), (d) oder (e),
  • i) Polynukleotide, umfassend mindestens eines der unter (a) bis (h) genannten Polynukleotide.
The present invention therefore relates to a polynucleotide selected from the group consisting of:
  • a) polynucleotide with a nucleic acid sequence from positions 556 to 1287 according to SEQ ID No. 1,
  • b) Polynucleotides coding for a polypeptide with an amino acid sequence according to SEQ ID No. 2,
  • c) naturally occurring mutants or polymorphic forms or alleles of a polynucleotide according to (a) or (b),
  • d) polynucleotides complementary to a polynucleotide according to (a), (b) or (c),
  • e) polynucleotides hybridizing under stringent conditions with a polynucleotide according to (a), (b), (c) or (d), stringent conditions being understood to mean the conditions known to the person skilled in the art for hybridization experiments, preferably incubation at 60 ° C. in 0 , 1 × SSC and 0.1% sodium dodecyl sulfate (SDS), 20 × SSC being a solution containing 3 M NaCl and 0.3 M sodium citrate (pH 7.0),
  • f) polynucleotides with a sequence homology or identity of at least 50%, preferably at least 60% or 70%, particularly preferably at least 80%, very particularly preferably at least 90%, in particular at least 95% in relation to a polynucleotide according to (a), ( b), (c), (d) or (e),
  • g) polynucleotides consisting of at least 10 or 15, preferably at least 20 or 25, particularly preferably at least 30 or 40, very particularly preferably at least 50 or 80, in particular at least 100 or 120 successive nucleic acids of a polynucleotide according to (a), (b), (c), (d) or (e) exist,
  • h) polynucleotides with deletions or insertions of up to 50 or 40, in particular up to 30, 20 or 10 nucleic acids with respect to a polynucleotide according to (a), (b), (c), (d) or (e),
  • i) polynucleotides comprising at least one of the polynucleotides mentioned under (a) to (h).

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassen die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren eine oder mehrere nicht-kodierende Sequenzen, wobei es sich bei den nicht-kodierenden Sequenzen beispielsweise um natürlicherweise vorkommende Intronsequenzen oder regulatorische Sequenzen, wie Promotor- oder Enhancer-Sequenzen, insbesondere um solche zur Kontrolle der Expression von hydrolytischen Enzymen, insbesondere esterolytischen oder lipolytischen Enzymen, handelt. In a further preferred embodiment, the invention comprise Nucleic acids one or more non-coding sequences, where it is the non-coding sequences for example by natural occurring intron sequences or regulatory sequences, such as promoter or Enhancer sequences, in particular those for controlling the expression of hydrolytic enzymes, especially esterolytic or lipolytic enzymes, is.

Bei den erfindungsgemäßen Nukleinsäuren handelt es sich bevorzugt um Ribonukleinsäuren (RNAs) oder Desoxyribonukleinsäuren (DNAs), wobei die Nukleinsäuren vorzugsweise als doppelsträngige Nukleinsäuren vorliegen. The nucleic acids according to the invention are preferably Ribonucleic acids (RNAs) or deoxyribonucleic acids (DNAs), the Nucleic acids are preferably present as double-stranded nucleic acids.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Nukleinsäuren um Nukleinsäuren, die für ein Protein mit Hydrolase-Aktivität oder Teilen davon kodieren. Bei dem Protein mit Hydrolase-Aktivität handelt es sich beispielsweise um eine Halogenperoxidase, Halogenalkan-Dehalogenase, Epoxidhydrolase, Thioesterase, Lipase oder Esterase und/oder um ein Enzym, das dazu in der Lage ist, Halogenalkan-, Ester-, Thioester-, Amid-, Halid-, Epoxid- oder Peptid-Bindungen zu spalten, besonders bevorzugt Ester- oder Thioester- Bindungen. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich hierbei um ein Enzym, das dazu in der Lage ist, regioselektiv und/oder enantioselektiv Bindungen zu spalten. In a preferred embodiment, the inventive ones Nucleic acids are nucleic acids that are responsible for a protein with hydrolase activity or Encode parts of it. The protein with hydrolase activity is for example a halogen peroxidase, haloalkane dehalogenase, Epoxy hydrolase, thioesterase, lipase or esterase and / or an enzyme which is capable of haloalkane, ester, thioester, amide, halide, epoxy or Cleave peptide bonds, particularly preferably ester or thioester Bonds. It is very particularly preferably an enzyme that is able to cleave bonds regioselectively and / or enantioselectively.

Mit Spaltung ist erfindungsgemäß vor allem hydrolytische Spaltung, also Spaltung unter Freisetzung der Carbonsäure und des entsprechenden Alkohols, Thiols, Amins oder Hydrogenhalogenids gemeint. Spaltung kann jedoch in besonderen Ausführungsformen auch unter Ausbildung einer neuen Ester-, Thioester-, Amid-, Peptid- oder Halogenidbindung erfolgen, insbesondere kann es sich hierbei beispielsweise, falls eine Ester-Bindung in eine neue Ester-Bindung umgewandelt wird, um eine Transesterifikationsreaktion handeln. Mit Spaltung sind ferner auch die von Halogenperoxidasen und Halogenalkan-Dehalogenasen katalysierten Spaltungsreaktionen von Halogenalkanen gemeint, die zur Freisetzung der entsprechenden Alkohole und Alkane führen. According to the invention, cleavage is primarily hydrolytic cleavage, ie cleavage with release of the carboxylic acid and the corresponding alcohol, thiols, amine or hydrogen halide. However, cleavage can occur in particular Embodiments also with formation of a new ester, thioester, amide, Peptide or halide binding take place, in particular this can be for example, if an ester bond is converted to a new ester bond will be a transesterification reaction. With division are also those catalyzed by halogen peroxidases and haloalkane dehalogenases Cleavage reactions of haloalkanes meant to release the appropriate alcohols and alkanes.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Enzym um eine Hydrolase mit α/β-Hydrolase-Faltung und/oder um eine eigenständige Esterase oder Thioesterase als Bestandteil nicht-ribosomaler Peptidsynthetasen (Schneider et al., Arch. Microbiol. (1998) 169: 404-410). In a preferred embodiment, it is the one according to the invention Enzyme around a hydrolase with α / β-hydrolase folding and / or around a independent esterase or thioesterase as a component of non-ribosomal Peptide synthetases (Schneider et al., Arch. Microbiol. (1998) 169: 404-410).

Bei den erfindungsgemäßen Nukleinsäuren handelt es sich bevorzugt um Nukleinsäuren, die für ein mikrobielles Enzym, besonders bevorzugt ein bakterielles Enzym, insbesondere für ein Enzym aus Bacillus, vor allem für ein Enzym aus Bacillus subtilis, hierbei insbesondere für die Esterase Est4B1 gemäß SEQ ID No. 2 und/oder eines der weiter unten beschriebenen erfindungsgemäßen Polypeptide kodieren. The nucleic acids according to the invention are preferably Nucleic acids for a microbial enzyme, particularly preferably a bacterial one Enzyme, especially for an enzyme from Bacillus, especially for an enzyme from Bacillus subtilis, in particular for the esterase Est4B1 according to SEQ ID No. 2 and / or one of the polypeptides according to the invention described below encode.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner die Verwendung der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren, zum einen zur Herstellung oder Isolierung von erfindungsgemäßen Nukleinsäuren, zum anderen zur Herstellung oder Isolierung neuer, zu den erfindungsgemäßen Nukleinsäuren homologen Nukleinsäuren, insbesondere solchen mit in Bezug auf die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren ähnlichen strukturellen und gleichen, ähnlichen und/oder verbesserten funktionellen Eigenschaften, wobei unter funktionellen Eigenschaften insbesondere hydrolytische Aktivität, vor allem lipolytische und/oder esterolytische Aktivität, und unter verbesserten funktionellen Eigenschaften beispielsweise höhere Spezifität, höherer Umsatz und/oder höhere Regio- oder Enantioselektivität zu verstehen ist. The present invention also relates to the use of Nucleic acids according to the invention, on the one hand for the production or isolation of nucleic acids according to the invention, on the other hand for production or isolation newer nucleic acids homologous to the nucleic acids according to the invention, in particular those with regard to the nucleic acids according to the invention similar structural and same, similar and / or improved functional Properties, with functional properties in particular hydrolytic Activity, especially lipolytic and / or esterolytic activity, and below improved functional properties, for example higher specificity, higher Sales and / or higher regio- or enantioselectivity is to be understood.

Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren können so beispielsweise als Sonden zur Identifizierung und/oder Isolierung von homologen Nukleinsäuren aus einer artifiziellen, einer cDNA- oder genomischen Genbank, hierbei vorzugsweise zur Identifizierung von Nukleinsäuren, die für esterolytische Enzyme, lipolytische Enzyme und/oder für eines der erfindungsgemäßen Polypeptide oder Teilen davon kodieren, oder als Antisense-Nukleinsäuren oder als Primer in der Polymerasekettenreaktion (PCR), hierbei insbesondere zur Amplifikation von Nukleinsäuren umfassend Nukleinsäuren kodierend für Enzyme mit hydrolytischer Aktivität, insbesondere esterolytischer und/oder lipolytischer Aktivität, oder Teile davon, verwendet werden. The nucleic acids according to the invention can thus, for example, as probes for Identification and / or isolation of homologous nucleic acids from a artificial, a cDNA or genomic library, preferably for Identification of nucleic acids required for esterolytic enzymes, lipolytic Enzymes and / or for one of the polypeptides according to the invention or parts thereof encode, or as an antisense nucleic acid or as a primer in the Polymerase chain reaction (PCR), in particular for the amplification of Nucleic acids comprising nucleic acids coding for enzymes with hydrolytic Activity, especially esterolytic and / or lipolytic activity, or parts of which are used.

Die erfindungsgemäßen oder zu den erfindungsgemäßen Nukleinsäuren homologe Nukleinsäuren können aber auch durch Zufallsmutagenese oder zielgerichtete Mutagenese, in einer dem Fachmann bekannten Weise, erhalten werden. The nucleic acids according to the invention or homologous to the nucleic acids according to the invention Nucleic acids can also by random mutagenesis or targeted Mutagenesis can be obtained in a manner known to the person skilled in the art.

Nach Einbau in einen Expressionsvektor können die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren beispielsweise zur gezielten Herstellung einzelner Domänen oder Epitope des erfindungsgemäßen Proteins oder von Fusionsproteinen, die die erfindungsgemäßen Polypeptide umfassen, verwendet werden. After incorporation into an expression vector, the inventive Nucleic acids for example for the targeted production of individual domains or Epitopes of the protein according to the invention or of fusion proteins which comprise polypeptides according to the invention can be used.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Verfahren, um eine Nukleinsäure zu erhalten, die für ein hydrolytisches Enzym, insbesondere für ein esterolytisches und/oder lipolytisches Enzym, kodiert, folgende Schritte umfassend:

  • a) eine Nukleinsäurebibliothek wird mit einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure kontaktiert,
  • b) eine Nukleinsäure, die mit einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure hybridisiert, wird identifiziert,
  • c) die in Schritt (b) identifizierte Nukleinsäure wird sequenziert.
The present invention therefore also relates to a method for obtaining a nucleic acid which codes for a hydrolytic enzyme, in particular for an esterolytic and / or lipolytic enzyme, comprising the following steps:
  • a) a nucleic acid library is contacted with a nucleic acid according to the invention,
  • b) a nucleic acid which hybridizes with a nucleic acid according to the invention is identified,
  • c) the nucleic acid identified in step (b) is sequenced.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ebenso ein Verfahren zur Isolierung einer für ein hydrolytisches Enzym, insbesondere für ein esterolytisches und/oder lipolytisches Enzym, kodierenden Nukleinsäure, folgende Schritte umfassend:

  • a) ausgehend von einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure werden Primer hergestellt,
  • b) die Primer gemäß (a) werden verwendet, um in der PCR Nukleinsäuren, vor allem cDNAs, unbekannter Nukleinsäuresequenz zu amplifizieren,
  • c) die gemäß (b) erhaltenen Nukleinsäuren werden sequenziert.
The present invention therefore also relates to a method for isolating a nucleic acid coding for a hydrolytic enzyme, in particular for an esterolytic and / or lipolytic enzyme, comprising the following steps:
  • a) primers are prepared starting from a nucleic acid according to the invention,
  • b) the primers according to (a) are used to amplify nucleic acids, especially cDNAs, of unknown nucleic acid sequences in the PCR,
  • c) the nucleic acids obtained in (b) are sequenced.

Schließlich ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ebenfalls ein Verfahren zur Isolierung einer für ein hydrolytisches Enzym, insbesondere für ein esterolytisches und/oder lipolytisches Enzym, kodierenden Nukleinsäure, folgende Schritte umfassend:

  • a) eine erfindungsgemäße Nukleinsäure wird Mutagenese-Experimenten unterworfen,
  • b) die erhaltenen Mutanten werden in einen geeigneten Vektor eingebaut und exprimiert,
  • c) die Expressionsprodukte werden auf hydrolytische Aktivität, insbesondere Esterase- und/oder Lipase-Aktivität hin untersucht.
Finally, the present invention also relates to a method for isolating a nucleic acid coding for a hydrolytic enzyme, in particular for an esterolytic and / or lipolytic enzyme, comprising the following steps:
  • a) a nucleic acid according to the invention is subjected to mutagenesis experiments,
  • b) the mutants obtained are incorporated into a suitable vector and expressed,
  • c) the expression products are examined for hydrolytic activity, in particular esterase and / or lipase activity.

Zur Durchführung der Mutagenese-Experimenten kann beispielsweise die Polymerasekettenreaktion (PCR) eingesetzt werden. Die PCR-Experimente können hierbei beispielsweise, insbesondere bei Verwendung einer Taq-Polymerase, so durchgeführt werden, dass Reaktionsparameter wie die Mg2+-Konzentration, der pH- Wert, die Reaktionstemperatur oder die Substratkonzentrationen variiert werden, oder es kann zum Einsatz von Error-prone-PCR-Techniken kommen, die beispielsweise auf der Zugabe von Mn2+ oder auf der Zugabe ungleicher Nukleotidkonzentrationen beruhen. For example, the polymerase chain reaction (PCR) can be used to carry out the mutagenesis experiments. The PCR experiments can be carried out, for example, in particular when using a Taq polymerase, in such a way that reaction parameters such as the Mg 2+ concentration, the pH value, the reaction temperature or the substrate concentrations are varied, or error can be used -prone-PCR techniques, which are based, for example, on the addition of Mn 2+ or on the addition of unequal nucleotide concentrations.

Bei der Nukleinsäurebibliothek handelt es sich hierbei vorzugsweise um eine cDNA-, genomische oder artifizielle Bibliothek, insbesondere um eine mikrobielle, vor allem bakterielle Bibliothek, insbesondere um eine solche aus Bacillus, besonders bevorzugt aus Bacillus subtilis. The nucleic acid library is preferably a cDNA, genomic or artificial library, especially a microbial one, especially bacterial library, especially one from Bacillus, particularly preferably from Bacillus subtilis.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Nukleinsäure, die nach einem der vorher genannten Verfahren erhältlich ist. The invention further relates to a nucleic acid according to one of the preceding mentioned method is available.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleinsäure chemisch synthetisiert wird. Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren können beispielsweise chemisch anhand der in SEQ ID No. 1 angegebenen Nukleinsäuresequenz oder anhand der in SEQ ID No. 2 angegebenen Aminosäuresequenz auf Grundlage des genetischen Codes z. B. nach der Phosphotriester-Methode synthetisiert werden. Another object of the present invention is a method for manufacturing a nucleic acid according to the invention, characterized in that the Nucleic acid is chemically synthesized. The nucleic acids according to the invention can, for example, be chemically based on the 1 specified Nucleic acid sequence or using the in SEQ ID No. 2 specified Amino acid sequence based on the genetic code e.g. B. after the Phosphotriester method can be synthesized.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Vektor, insbesondere ein Klonierungs- und/oder Expressionsvektor, umfassend eine der vorher genannten Nukleinsäuren. Der Vektor kann beispielsweise ein prokaryotischer oder eukaryotischer Expressionsvektor sein. Bei den prokaryotischen Vektoren zum Einbau der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren handelt es sich beispielsweise um die Plasmide pGEM-5Zf(+/-), pBluescript SK (-) oder pMS470 oder um ein anderes high copy number-Plasmid. Bei den erhältlichen Expressionsvektoren für die Expression in E. coli handelt es sich entsprechend beispielsweise um die Vektoren pTB3 oder pMS470BS1 zur Expression eines Proteins gemäß SEQ ID No. 2. The present invention also relates to a vector, in particular a Cloning and / or expression vector comprising one of the aforementioned Nucleic acids. The vector can be, for example, a prokaryotic or eukaryotic expression vector. In the prokaryotic vectors for Incorporation of the nucleic acids according to the invention is, for example the plasmids pGEM-5Zf (+/-), pBluescript SK (-) or pMS470 or any other high copy number plasmid. With the available expression vectors for the Expression in E. coli is, for example, the vectors pTB3 or pMS470BS1 for the expression of a protein according to SEQ ID No. Second

Bei den Expressionsvektoren für die Expression in E. coli kann es sich beispielsweise aber auch um andere kommerziell erhältliche Vektoren handeln, wie etwa den T7-Expressionsvektor pGM10 oder pGEX-4T-1 GST (Pharmacia Biotech), welche für einen N-terminalen Met-Ala-His6-Tag kodieren, der die Reinigung des exprimierten Proteins über ein Ni2+-NTA-Säule ermöglicht. Als eukaryotische Expressionsvektoren für die Expression in Saccharomyces cerevisiae eignen sich z. B. die Vektoren p426Met25 oder p426GAL1, für die Expression in Insektenzellen z. B. Baculovirusvektoren wie in EP-B1-0127839 oder EP-B1-0549721 offenbart, und für die Expression in Säugerzellen z. B. SV40-Vektoren. The expression vectors for expression in E. coli can, for example, also be other commercially available vectors, such as the T7 expression vector pGM10 or pGEX-4T-1 GST (Pharmacia Biotech), which are used for an N-terminal Met- Code Ala-His6 tag, which enables the purification of the expressed protein on a Ni 2+ -NTA column. As eukaryotic expression vectors for expression in Saccharomyces cerevisiae are, for. B. the vectors p426Met25 or p426GAL1, for expression in insect cells z. B. baculovirus vectors as disclosed in EP-B1-0127839 or EP-B1-0549721, and for expression in mammalian cells e.g. B. SV40 vectors.

Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren können in einer Ausführungsform so mit flankierenden Nukleinsäuren in einen Vektor eingebaut werden, dass bei Expression des Vektors die von den erfindungsgemäßen Nukleinsäuren kodierten Polypeptide als Fusionsproteine vorliegen oder einen Tag, eine markierende Aminosäuresequenz, tragen, die beispielsweise die Reinigung oder Detektion der Polypeptide erleichtern kann. Bei dem Tag kann es sich beispielsweise um das strep-, flag-, myc- oder his-Tag handeln. In one embodiment, the nucleic acids according to the invention can also be used flanking nucleic acids can be built into a vector that when expressed of the vector, the polypeptides encoded by the nucleic acids according to the invention present as fusion proteins or a day, a labeling Amino acid sequence, carry, for example, the purification or detection of Can facilitate polypeptides. For example, the day may be trade strep, flag, myc or his day.

Die Expressionsvektoren enthalten bevorzugt die für die Wirtszelle geeigneten regulatorischen Sequenzen, hierbei vorzugsweise den lac- oder den tac-Promotor für die Expression in E. coli, den ADH-2-, GAL1- oder AOX-Promotor für die Expression in Hefen, den Baculovirus-Polyhedrin-Promotor für die Expression in Insektenzellen oder den frühen SV40-Promotor oder LTR-Promotoren für die Expression in Säugerzellen. The expression vectors preferably contain those suitable for the host cell regulatory sequences, preferably the lac or tac promoter for expression in E. coli, the ADH-2, GAL1 or AOX promoter for the Expression in yeast, the baculovirus polyhedrin promoter for expression in Insect cells or the early SV40 promoter or LTR promoters for the Expression in mammalian cells.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Wirtszelle umfassend einen erfindungsgemäßen Expressionsvektor, wobei es sich bei der Wirtszelle bevorzugt um Bacillus, insbesondere Bacillus subtilis, oder E. coli, insbesondere um den E. coli-Stamm BL21 (DE3) oder um den Stamm E. coli SURE, handelt. The present invention further relates to a host cell an expression vector according to the invention, it being the host cell preferably around Bacillus, in particular Bacillus subtilis, or E. coli, in particular around the E. coli strain BL21 (DE3) or the strain E. coli SURE.

Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren werden bevorzugt nach Einbau in einen geeigneten Vektor durch die dem Fachmann bekannten Methoden der Transfektion, Transformation oder Elektroporation in die Wirtszellen eingebracht. The nucleic acids according to the invention are preferred after incorporation into a suitable vector by the methods of transfection known to the person skilled in the art, Transformation or electroporation introduced into the host cells.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der 5'-terminale Teilbereich von für Enzyme mit hydrolytischer Aktivität kodierenden Nukleinsäuren vollständig oder teilweise durch einen Teilbereich einer der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren ersetzt, um hierdurch die Expression dieser Enzyme, insbesondere die Expression in E. coli, zu verbessern. Vor allem die Nukleinsäure von Position 556 bis 1287 gemäß SEQ ID No. 1, und hierbei vor allem der Bereich der ersten 150 Nukleinsäuren, zeichnet sich durch einen Codon-Gebrauch aus, der diese Nukleinsäure für die Expression in E. coli besonders geeignet macht, da sie einen sehr niedrigen GC- Gehalt aufweist und daher nach der Transkription weniger schwer schmelzende RNA-Strukturen vorliegen. Der 5'-terminale Teilbereich kann deshalb vor allem durch eine Nukleinsäure von Position 556 bis Position 706 gemäß SEQ ID No. 1 oder mindestens einen Teil davon, wobei der mindestens eine Teil vorzugsweise mindestens 10 Nukleinsäuren, besonders bevorzugt mindestens 20 Nukleinsäuren, vor allem mindestens 50 Nukleinsäuren umfasst, ersetzt werden. In a further preferred embodiment, the 5'-terminal portion of for enzymes with hydrolytic activity coding nucleic acids completely or partly through a portion of one of the nucleic acids of the invention replaced to hereby the expression of these enzymes, in particular the expression in E. coli to improve. Especially the nucleic acid from position 556 to 1287 according to SEQ ID No. 1, and especially the area of the first 150 nucleic acids, is characterized by a codon use that this nucleic acid for Expression in E. coli is particularly suitable because it has a very low GC Contains content and therefore less difficult to melt after transcription RNA structures are present. The 5'-terminal section can therefore mainly through a nucleic acid from position 556 to position 706 according to SEQ ID No. 1 or at least a part thereof, the at least a part preferably at least 10 nucleic acids, particularly preferably at least 20 nucleic acids, especially comprises at least 50 nucleic acids.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist des weiteren ein Polypeptid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

  • a) Polypeptid mit einer Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID No. 2,
  • b) natürlicherweise vorkommende Mutanten, polymorphe Formen oder Allele eines Polypeptids gemäß (a),
  • c) Polypeptide, die eine Sequenzhomologie oder -identität von mindestens 50%, bevorzugt mindestens 60% oder 70%, ganz besonders bevorzugt mindestens 80 oder 90%, insbesondere mindestens 95% in Bezug auf ein Polypeptid gemäß (a) oder (b) besitzen,
  • d) Polypeptide, die von den zuvor genannten erfindungsgemäßen Nukleinsäuren kodiert werden,
  • e) Polypeptide bestehend aus mindestens 5 oder 6, bevorzugt mindestens 8 oder 10, besonders bevorzugt mindestens 12 oder 15, insbesondere mindestens 20, 25 oder 40 aufeinanderfolgenden Aminosäuren eines Polypeptids gemäß (a) oder (b),
  • f) Polypeptide mit Insertionen und/oder Deletionen von bis zu 60, 50 oder 40, insbesondere bis zu 30, 20 oder 10 Aminosäuren in Bezug auf ein Polypeptid gemäß (a), (b) oder (c),
  • g) Polypeptide umfassend mindestens eines der unter (a) bis (f) genannten Polypeptide.
The present invention furthermore relates to a polypeptide selected from the group consisting of:
  • a) polypeptide with an amino acid sequence according to SEQ ID No. 2,
  • b) naturally occurring mutants, polymorphic forms or alleles of a polypeptide according to (a),
  • c) polypeptides which have a sequence homology or identity of at least 50%, preferably at least 60% or 70%, very particularly preferably at least 80 or 90%, in particular at least 95%, in relation to a polypeptide according to (a) or (b) .
  • d) polypeptides which are encoded by the aforementioned nucleic acids according to the invention,
  • e) polypeptides consisting of at least 5 or 6, preferably at least 8 or 10, particularly preferably at least 12 or 15, in particular at least 20, 25 or 40 consecutive amino acids of a polypeptide according to (a) or (b),
  • f) polypeptides with insertions and / or deletions of up to 60, 50 or 40, in particular up to 30, 20 or 10, amino acids with respect to a polypeptide according to (a), (b) or (c),
  • g) polypeptides comprising at least one of the polypeptides mentioned under (a) to (f).

Bevorzugt handelt es sich hierbei bei dem Polypeptid um ein hydrolytisches Enzym, besonders bevorzugt um ein esterolytisches oder lipolytisches Enzym, oder Teilen davon. Es sind hiermit Enzyme gemeint, die eine Hydrolyse-Reaktion katalysieren können, wie beispielsweise die Hydrolyse von Halogenalkan-, Ester-, Thioester-, Amid-, Epoxid-, Peptid- oder Halidbindungen, oder Teile, insbesondere Epitope oder Domänen, von solchen Polypeptiden. Insbesondere kann es sich bei dem hydrolytischen Enzym um eine Esterase, Lipase, Thioesterase, Haloalkan- Dehalogenase, Halogenperoxidase oder Epoxidhydrolase und/oder um ein Enzym, das alpha/beta-Hydrolase-Faltung aufweist und/oder um ein Enzym, das gemäß der Klassifizierung von Arpigny der Familie V zuzuordnen ist, handeln. The polypeptide is preferably a hydrolytic enzyme, particularly preferably an esterolytic or lipolytic enzyme, or parts from that. By this we mean enzymes that catalyze a hydrolysis reaction can, such as the hydrolysis of haloalkane, ester, thioester, Amide, epoxy, peptide or halide bonds, or parts, in particular epitopes or Domains of such polypeptides. In particular, it can hydrolytic enzyme around an esterase, lipase, thioesterase, haloalkane Dehalogenase, halogen peroxidase or epoxy hydrolase and / or an enzyme, which has alpha / beta hydrolase folding and / or an enzyme which according to the Classification of Arpigny is assigned to the V family, act.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich hierbei um Enzyme, die eine katalytische Triade, umfassend ein Nukleophil, ein Aspartat oder Glutamat und ein Histidin, oder eine katalytische Diade in ihrem reaktiven Zentrum haben. In a preferred embodiment, these are enzymes that have a catalytic triad comprising a nucleophile, an aspartate or glutamate and a Histidine, or have a catalytic diad in its reactive center.

Bei der Spaltungsreaktion, die von dem erfindungsgemäßen Enzym katalysiert wird, kann es sich neben einer Hydrolyse-Reaktion etwa auch um eine hierzu analoge Reaktion, wie etwa die Ausbildung, insbesondere Neuknüpfung, einer Ester-, Thioester- oder Amidbindung handeln. In the cleavage reaction which is catalyzed by the enzyme according to the invention, In addition to a hydrolysis reaction, it can also be an analogous one Reaction, such as the formation, especially new formation, of an ester, Act thioester or amide bond.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um mikrobielle, insbesondere bakterielle Enzyme. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich um Enzyme aus Bacillus subtilis, insbesondere um die Esterase Est4B1 gemäß SEQ ID No. 2. In a preferred embodiment, it is microbial, in particular bacterial enzymes. Enzymes are very particularly preferred Bacillus subtilis, especially around the esterase Est4B1 according to SEQ ID No. Second

Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Polypeptid um ein wasserlösliches Enzym. The polypeptide according to the invention is particularly preferably a water soluble enzyme.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Polypeptid um eine Esterase oder Thioesterase, die in einer nicht-ribosomalen Peptidsynthetase enthalten ist. Es kann sich hierbei insbesondere um eine Thioesterase gemäß der Veröffentlichung von Schneider et al. (Arch. Microbiol. 1998, 169: 404-410), hier vor allem um ein distinct thioesterase like protein, handeln. In a further preferred embodiment, the polypeptide according to the invention to an esterase or thioesterase, which in a non-ribosomal peptide synthetase is included. It can in particular for a thioesterase according to the publication by Schneider et al. (Arch. Microbiol. 1998, 169: 404-410), above all a distinct thioesterase like protein, act.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Polypeptids zur Spaltung von Halogenalkan-, Ester-, Thioester-, Peptid-, Amid-, Epoxid- oder Halid-Bindungen, wobei es sich bei der Spaltungsreaktion sowohl um eine Hydrolysereaktion unter Freisetzung der entsprechenden Carbonsäure bzw. des entsprechenden Alkohols oder Alkans handeln kann, als auch um die Neuknüpfung einer Ester-, Thioester-, Peptid-, Amid- oder Halid-Bindung bzw. die Neuknüpfung einer Halogenalkan-Bindung. Another object of the invention is the use of an inventive Polypeptide for cleaving haloalkane, ester, thioester, peptide, amide, Epoxy or halide bonds, the cleavage reaction being both a hydrolysis reaction with release of the corresponding carboxylic acid or of the corresponding alcohol or alkane can act, as well as the New formation of an ester, thioester, peptide, amide or halide bond or the New formation of a haloalkane bond.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Enzyme dazu in der Lage einen Carbonsäureester zu spalten, vor allem einen solchen, bei welchem die Alkoholkomponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus o- und p- Nitrophenol, Naphthol, Phthalimidobutanol, Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Glycerol, Glycidol und Hydroxy-Tetrahydrofuran und die Carbonsäurekomponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 3-Hydroxybuttersäure, Tetrahydrofuran-2-carbonsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Essigsäure, Propionsäure, Capronsäure und 2-Chlorpropionsäure, wobei die einzelnen Komponenten auch, unabhängig voneinander, Substituenten tragen oder auf sonstige Weise modifiziert sein können. In a preferred embodiment, the enzymes according to the invention are in able to split a carboxylic acid ester, especially one in which the alcohol component is selected from the group consisting of o- and p- Nitrophenol, naphthol, phthalimidobutanol, methanol, ethanol, propanol, butanol, Glycerol, glycidol and hydroxy-tetrahydrofuran and the carboxylic acid component is selected from the group consisting of 3-hydroxybutyric acid, Tetrahydrofuran-2-carboxylic acid, butyric acid, valeric acid, acetic acid, Propionic acid, caproic acid and 2-chloropropionic acid, the individual Components also carry, independently of one another, substituents can otherwise be modified.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Spaltreaktion ausgeführt bei einem pH-Wert größer gleich 6,5, vorzugsweise bei einem pH-Wert zwischen 7,0 und 10,0, besonders bevorzugt bei einem pH-Wert zwischen 7,5 und 8,5, vor allem bei einem pH-Wert von etwa 8,0. In a preferred embodiment, the cleavage reaction is carried out at a pH greater than or equal to 6.5, preferably at a pH between 7.0 and 10.0, particularly preferred at a pH between 7.5 and 8.5, especially at one pH of about 8.0.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform finden die erfindungsgemäßen Polypeptide Verwendung als Bestandteil nicht-ribosomaler Peptidsynthetasen, hierbei insbesondere zur Herstellung von Antibiotika, wobei die Reaktion, die durch das erfindungsgemäße Polypeptid katalysiert wird, beispielsweise der Ringschluß von zyklischen Peptidantibiotika in Form der Knüpfung einer Ester-, Thioester- oder Amidbindung sein kann. In a further preferred embodiment, the invention Polypeptides use as a component of non-ribosomal peptide synthetases, here in particular for the production of antibiotics, the reaction being caused by the polypeptide according to the invention is catalyzed, for example the ring closure of cyclic peptide antibiotics in the form of an ester, thioester or Amide bond can be.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die erfindungsgemäßen Enzyme verwendet, um ausgehend von racemischen Mischungen eine Isolierung oder Anreicherung eines der beiden Enantiomere zu erreichen. In a further preferred embodiment, the inventive Enzymes are used to isolate from racemic mixtures or enrichment of one of the two enantiomers.

Mögliche Anwendungen der erfindungsgemäßen Polypeptide sind beispielsweise die Herstellung oder selektive Anreicherung beispielsweise von Geschmackskomponenten in der Lebensmittelindustrie, von Detergentien in der Waschmittelindustrie, von Feinchemikalien in der chemischen Industrie oder von therapeutisch oder diagnostisch einsetzbaren Substanzen in der Pharmaindustrie. Possible applications of the polypeptides according to the invention are, for example Production or selective enrichment of, for example Flavor components in the food industry, from detergents in the Detergent industry, fine chemicals in the chemical industry or therapeutically or diagnostically usable substances in the pharmaceutical industry.

Die erfindungsgemäßen Polypeptide können desweiteren beispielsweise als Epitope zur Herstellung von mono- oder polyklonalen Antikörpern verwendet werden, indem sie an einen Träger, bspw. Rinder-Serumalbumin, gekoppelt werden und anschließend ein Säuger, bevorzugt eine Maus, ein Hase oder ein Kaninchen, mit dem Epitop, bevorzugt unter Verwendung von Adjuvantien, immunisiert wird. Hierzu eignen sich bevorzugt Polypeptide mit einer Länge von 5-12, insbesondere 8, Aminosäuren. Polypeptide mit einer Länge von mehr als 60, insbesondere mehr als 75 Aminosäuren können auch ohne Träger zur Herstellung von Antikörpern verwendet werden. Die entstandenen Antikörper können anschließend gegebenenfalls isoliert werden, und ausgehend von den Antikörpern oder der für sie kodierenden Nukleinsäuren können gegebenenfalls Antikörperfragmente, beispielsweise Fab- oder scFv-Fragmente hergestellt werden. The polypeptides according to the invention can furthermore, for example, as epitopes can be used for the production of mono- or polyclonal antibodies by they are coupled to a carrier, for example bovine serum albumin, and then a mammal, preferably a mouse, rabbit or rabbit the epitope, preferably using adjuvants. For this are preferably polypeptides with a length of 5-12, in particular 8, Amino acids. Polypeptides with a length of more than 60, in particular more than 75 amino acids can also be used without a carrier to produce antibodies be used. The resulting antibodies can then optionally isolated, and starting from the antibodies or for them coding nucleic acids can optionally be antibody fragments, for example, Fab or scFv fragments.

An ein erfindungsgemäßes Polypeptid bindende Peptide können alternativ auch durch ein dem Fachmann bekanntes in vitro-Verfahren, wie beispielsweise Phage Display, Yeast Display, Bacterial Display oder etwa die sogenannte Fusagen- Technologie erhalten werden, bei der die Nukleinsäure und das von dieser kodierte Polypeptid über ein Puromycin kovalent miteinander verknüpft sind. Peptides binding to a polypeptide according to the invention can alternatively also by an in vitro method known to the person skilled in the art, such as phage Display, Yeast Display, Bacterial Display or the so-called Fusagen- Technology are obtained in which the nucleic acid and the encoded by it Polypeptide are covalently linked to one another via a puromycin.

Die durch Immunisierung mit den erfindungsgemäßen Polypeptiden erhältlichen Antiseren, Antikörper und Antikörperfragmente sowie die durch eines der genannten in vitro-Verfahren erhältlichen Peptide eignen sich beispielsweise zur Untersuchung von Genexpressionsbanken, um zu den erfindungsgemäßen Polypeptiden homologe Proteine, insbesondere solche mit hydrolytischer Aktivität, vor allem esterolytischer und/oder lipolytischer Aktivität, ausfindig zu machen. Those obtainable by immunization with the polypeptides according to the invention Antisera, antibodies and antibody fragments as well as those of one of the named Peptides obtainable in vitro are suitable, for example, for the investigation from gene expression banks in order to be homologous to the polypeptides according to the invention Proteins, especially those with hydrolytic activity, especially esterolytic and / or lipolytic activity.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher auch Antiseren, Antikörper und Antikörperfragmente gegen ein erfindungsgemäßes Polypeptid sowie andere an ein erfindungsgemäßes Polypeptid bindende Peptide, insbesondere erhältlich durch eines der zuvor genannten Verfahren. Antiserum, Antikörper und Antikörperfragment sowie sonstige an ein erfindungsgemäßes Polypeptid bindende Peptide werden im folgenden der Einfachheit halber "Antikörper" genannt. The present invention therefore also relates to antisera, antibodies and Antibody fragments against a polypeptide according to the invention and others on Polypeptide-binding peptides according to the invention, in particular obtainable from one of the previously mentioned procedures. Antiserum, Antibody and Antibody Fragment and other peptides binding to a polypeptide according to the invention are described in hereinafter called "antibodies" for simplicity.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Polypeptids, dadurch gekennzeichnet, dass eine erfindungsgemäße Nukleinsäure in einer geeigneten Wirtszelle, insbesondere in Bacillus, vor allem Bacillus subtilis, oder in E. coli, vor allem E. coli BL21(DE3), exprimiert wird. The present invention further relates to a method for the production of a polypeptide according to the invention, characterized in that a Nucleic acid according to the invention in a suitable host cell, in particular in Bacillus, especially Bacillus subtilis, or in E. coli, especially E. coli BL21 (DE3), is expressed.

Das Verfahren kann beispielsweise auf folgende Weise durchgeführt werden:

  • a) eine erfindungsgemäße Nukleinsäure wird in einen geeigneten Vektor eingebaut und E. coli wird mit dem Vektor transformiert,
  • b) nach der Expression des Proteins werden die Zellen geerntet und aufgeschlossen.
  • c) das Protein wird aus dem so erhaltenen Überstand gegebenenfalls aufgereinigt.
The method can be carried out, for example, in the following way:
  • a) a nucleic acid according to the invention is incorporated into a suitable vector and E. coli is transformed with the vector,
  • b) after the expression of the protein, the cells are harvested and disrupted.
  • c) the protein is optionally purified from the supernatant thus obtained.

Kultivierung von E. coli erfolgt hierbei vorzugsweise zwischen 15 und 40°C, besonders bevorzugt bei etwa 37°C. Induktion der Expression erfolgt vorzugsweise in der logarithmischen Wachstumsphase. Bei Verwendung von beispielsweise einem pMS470-Vektor, der eine für ein erfindungsgemäßes Peptid kodierende Nukleinsäure umfasst, kann Induktion der Expression durch Zugabe von Laktose erfolgen, beispielsweise durch Einstellen einer finalen Konzentration zwischen 1 und 30 mM, vor allem zwischen 5 und 20 mM, insbesondere von etwa 10 mM, und/oder durch Zugabe von IPTG, beispielsweise durch Einstellen einer finalen Konzentration zwischen 0,01 und 10 mM, vor allem zwischen 1 und 5 mM. Nach der Induktion der Expression werden die Zellen vorzugsweise weitere 8-18 Stunden, insbesondere weitere 12-14 Stunden wachsen gelassen. Alternativ kann aber auch auf die Induktion der Expression verzichtet werden. Cultivation of E. coli is preferably carried out between 15 and 40 ° C, particularly preferred at about 37 ° C. Expression is preferably induced in the logarithmic growth phase. When using, for example, a pMS470 vector which encodes a peptide according to the invention Nucleic acid can include induction of expression by adding lactose take place, for example by setting a final concentration between 1 and 30 mM, especially between 5 and 20 mM, in particular of about 10 mM, and / or by adding IPTG, for example by setting a final concentration between 0.01 and 10 mM, especially between 1 and 5 mM. After induction of the Expression, the cells are preferably a further 8-18 hours, in particular grown another 12-14 hours. Alternatively, you can also click on the Induction of expression can be dispensed with.

Der Aufschluß der geernteten Zellen kann durch eine dem Fachmann bekannte Methode, beispielsweise French Press, Ultraschall, Kugelmühle oder durch den Einsatz eines Sonifikators und/oder enzymatisch, erfolgen. Alternativ können die Zellen auch chemisch, beispielsweise durch EDTA oder Polymyxin B, permeabilisiert werden. The harvested cells can be disrupted by a method known to the person skilled in the art Method, for example French press, ultrasound, ball mill or by the Use of a sonifier and / or enzymatically. Alternatively, the Cells are also chemically permeabilized, for example by EDTA or Polymyxin B. become.

Die gegebenenfalls durchzuführende Reinigung des Proteins erfolgt vorzugsweise chromatographisch. Die chromatographische Aufreinigung des Proteins kann beispielsweise die Anionen- oder Kationenaustauschchromatographie, die hydrophobe Wechselwirkungschromatographie und/oder die Gelfiltration umfassen. The protein is optionally purified chromatography. The chromatographic purification of the protein can for example anion or cation exchange chromatography include hydrophobic interaction chromatography and / or gel filtration.

In einer besonderen Ausführungsform erfolgt die Reinigung des Proteins unter Verwendung der Anionenaustauschchromatographie und einem anschließenden Gelfiltrationsschritt. Insbesondere das Protein Est4B1 gemäß SEQ ID No. 2 kann so auf vorteilhafte Weise gereinigt werden. In a special embodiment, the protein is purified under Using anion exchange chromatography and a subsequent one Gel filtration step. In particular the protein Est4B1 according to SEQ ID No. 2 can cleaned in an advantageous manner.

Bei der Anionenaustauschsäule handelt es sich hierbei vorzugsweise um eine QFF- Säule (Amersham Pharmacia, Uppsala, Schweden), bei der Gelfiltrationssäule um einer Pharmacia Sephacryl S-100 HR in XK 26/70-Säule. The anion exchange column is preferably a QFF Column (Amersham Pharmacia, Uppsala, Sweden) around the gel filtration column a Pharmacia Sephacryl S-100 HR in XK 26/70 column.

Auftrag auf und Elution von der Anionenaustauschsäule erfolgt hierbei vorzugsweise im neutralen bis leicht alkalischen Bereich, vorzugsweise zwischen pH 6,5 und pH 8,5, ganz besonders bevorzugt bei etwa pH 7,5. Vorzugsweise wird hierzu ein 10 mM Tris-HCl-Puffer verwendet. Elution des Proteins wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Ionenstärke des Elutionspuffers langsam erhöht wird. Dies kann beispielsweise durch Zugabe von NaCl in einem Stufengradienten erreicht werden. Elution des Proteins erfolgt hierbei vorzugsweise bei einer NaCl-Konzentration zwischen 150 mM und 300 mM oder bei Verwendung eines anderen Salzes unter Vorgabe derselben Ionenstärke. Application to and elution from the anion exchange column is preferably carried out here in the neutral to slightly alkaline range, preferably between pH 6.5 and pH 8.5, very particularly preferably at about pH 7.5. This is preferably a 10 mM Tris-HCl buffer was used. Elution of the protein is preferred thereby achieves that the ionic strength of the elution buffer is slowly increased. This can can be achieved, for example, by adding NaCl in a step gradient. The protein is preferably eluted at a NaCl concentration between 150 mM and 300 mM or when using another salt below Specification of the same ionic strength.

Nach der Elution des Proteins werden die aktiven Fraktionen vorzugsweise vereint und eingeengt. Der Auftrag auf die Gelfiltrationssäule erfolgt vorzugsweise unter denselben Bedingungen wie der Auftrag auf die Anionenaustauschsäule. Die Elution des Proteins erfolgt beispielsweise mit einer Flussrate zwischen 2 und 6 ml min-1, insbesondere mit einer Flussrate von etwa 4 ml min-1. After elution of the protein, the active fractions are preferably combined and concentrated. The application to the gel filtration column is preferably carried out under the same conditions as the application to the anion exchange column. The protein is eluted, for example, with a flow rate between 2 and 6 ml min -1 , in particular with a flow rate of about 4 ml min -1 .

Vor allem die kurzkettigen erfindungsgemäßen Polypeptide können auch mit Hilfe der klassischen Peptidsynthese (Merrifield-Technik) synthetisiert werden. In particular, the short-chain polypeptides according to the invention can also be used classical peptide synthesis (Merrifield technique) can be synthesized.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Kristallen, enthaltend mindestens eines der erfindungsgemäßen Polypeptide, sowie die durch dieses Verfahren erhältlichen Kristalle. Die Kristallisation erfolgt hierbei vorzugsweise bei einem pH-Wert zwischen 6,0 und 9,0, besonders bevorzugt zwischen 7,0 und 8,0, vor allem bei einem pH-Wert von etwa 7,5 und/oder unter Verwendung von PEG, vor allem PEG 4000, als Präzipitationsmittel, wobei der Mengenanteil von PEG vorzugsweise zwischen 10 und 50%, besonders bevorzugt zwischen 20 und 36%, vor allem etwa 28% beträgt, und/oder bei Anwesenheit von Natriumacetat, wobei die Konzentration des Natriumacetats vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,3 M, vor allem bei etwa 0,2 M liegt. The present invention also relates to a method for producing Crystals containing at least one of the polypeptides according to the invention, and the crystals obtainable by this method. The crystallization takes place here preferably at a pH between 6.0 and 9.0, particularly preferred between 7.0 and 8.0, especially at a pH of around 7.5 and / or below Use of PEG, especially PEG 4000, as a precipitant, the Amount of PEG preferably between 10 and 50%, particularly preferred between 20 and 36%, especially about 28%, and / or in the presence of Sodium acetate, the concentration of sodium acetate preferably between 0.1 and 0.3 M, especially about 0.2 M.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Testsystem zur Identifizierung von Substraten oder funktionellen Interaktoren enthaltend eine erfindungsgemäße Nukleinsäure, ein erfindungsgemäßes Polypeptid und/oder einen erfindungsgemäßen Antikörper und gegebenenfalls geeignete Hilfs- und Zusatzstoffe. Another object of the invention is a test system for the identification of Substrates or functional interactors containing an inventive Nucleic acid, a polypeptide according to the invention and / or one Antibodies according to the invention and, if appropriate, suitable auxiliaries and Additives.

Bacillus subtilis ist dafür bekannt, dass es Pflanzenpathogene abwehren kann und Symptome von Pflanzenschädlingen, wie z. B. Erwinia, lindert. Dieser positive Effekt ist nicht zuletzt auf Enzyme mit hydrolytischer Aktivität, insbesondere Esterasen und Thioesterasen zurückzuführen. Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Verwendung von mindestens einem erfindungsgemäßen Polynukleotid und/oder von mindestens einem erfindungsgemäßen Polypeptid und/oder von mindestens einem erfindungsgemäßen Antikörper zur Abwehr von Pflanzenpathogenen und/oder Pflanzenschädlingen sowie eine Zusammensetzung zur Behandlung von Pflanzenpathogenen und/oder Pflanzenschädlingen, umfassend mindestens ein erfindungsgemäßes Polynukleotid und/oder mindestens ein erfindungsgemäßes Polypeptid und/oder mindestens einen erfindungsgemäßen Antikörper. Bacillus subtilis is known to and can ward off plant pathogens Symptoms of plant pests, such as B. Erwinia. This positive effect is not least due to enzymes with hydrolytic activity, especially esterases and Attributed to thioesterases. Another object of the present invention is therefore the use of at least one polynucleotide according to the invention and / or of at least one polypeptide according to the invention and / or of at least one antibody according to the invention for defense against Plant pathogens and / or plant pests and a composition for the treatment of plant pathogens and / or plant pests, comprising at least one polynucleotide according to the invention and / or at least one polypeptide according to the invention and / or at least one according to the invention Antibody.

Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßes Polynukleotid auch in einer dem Fachmann bekannten Weise in eine Pflanze eingebracht werden, um in dieser ein erfindungsgemäßes Polypeptid zu produzieren und dieser so Resistenz gegenüber Pflanzenpathogenen zu verleihen. Das erfindungsgemäße Polynukleotid kann hierbei insbesondere in eine einzelne pflanzliche Zelle eingebracht werden und aus dieser durch Vermehrung und Differenzierung eine Pflanze erhalten werden, die ein erfindungsgemäßes Polynukleotid und/oder Polypeptid umfasst. In addition, a polynucleotide according to the invention can also be used in a Those skilled in the art can be introduced into a plant in order to do so to produce the polypeptide according to the invention and thus resistance to it To confer plant pathogens. The polynucleotide according to the invention can in particular be introduced into and out of a single plant cell this can be obtained by multiplying and differentiating a plant that a comprises polynucleotide and / or polypeptide according to the invention.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb auch ein Verfahren zum Einbringen eines erfindungsgemäßen Polynukleotids in eine pflanzliche Zelle sowie eine Pflanze und/oder pflanzliche Zelle, umfassend mindestens ein erfindungsgemäßes Polynukleotid und/oder mindestens ein erfindungsgemäßes Polypeptid. The present invention therefore also relates to a method for Introducing a polynucleotide according to the invention into a plant cell and a plant and / or plant cell, comprising at least one polynucleotide according to the invention and / or at least one according to the invention Polypeptide.

Erfindungsgemäß kann auch ein Nukleotid oder mehrere Nukleotide der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren oder eine oder mehrere Aminosäuren der erfindungsgemäßen Polypeptide oder der erfindungsgemäßen Antikörper modifiziert sein. Bei der Modifikation kann es sich etwa handeln um eine radioaktive, fluorogene oder chromogene Gruppe oder um eine posttranslationale Modifikation. According to the invention, one or more nucleotides of the nucleic acids according to the invention or one or more amino acids of the modified polypeptides according to the invention or the antibodies according to the invention his. The modification can be a radioactive, fluorogenic one or chromogenic group or a post-translational modification.

Im folgenden werden bestimmte Ausführungsformen der Erfindung exemplarisch anhand von Abbildungen und Ausführungsbeispielen erläutert. In the following, certain embodiments of the invention are exemplary explained using illustrations and exemplary embodiments.

Abbildungenpictures

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Nukleinsäuresequenz genomischer DNA aus Bacillus subtilis dargestellt. Dieses genomische DNA-Fragment von B. subtilis umfaßt einen vollständigen open reading frame (ORF) (est4B1) sowie zwei partielle ORFs (orf1 und orf3). Die putative Shine-Dalgarno-Sequenz des Gens est4B1 ist unterstrichen. Sequenzen des Klonierungsvektors pBluescript SK(-) sind durch fette Kursivschrift kenntlich gemacht. In Fig. 1, a nucleic acid sequence of genomic DNA from Bacillus subtilis according to the invention is shown. This B. subtilis genomic DNA fragment comprises a complete open reading frame (ORF) (est4B1) and two partial ORFs (orf1 and orf3). The putative Shine-Dalgarno sequence of the est4B1 gene is underlined. Sequences of the cloning vector pBluescript SK (-) are identified by bold italics.

In Fig. 2 ist das klonierte DNA-Fragment aus Fig. 1 nochmals schematisch dargestellt. Neben dem ORF für Est4B1 (BS1) und den beiden partiellen ORFs (ORF1, ORF3) wurden einige Restriktionsschnittstellen kenntlich gemacht. Die Aminosäuresequenz zeigt große Ähnlichkeit zu putativen Proteinen aus B. subtilis A13. FIG. 2 shows the cloned DNA fragment from FIG. 1 again schematically. In addition to the ORF for Est4B1 (BS1) and the two partial ORFs (ORF1, ORF3), some restriction interfaces were identified. The amino acid sequence shows great similarity to putative proteins from B. subtilis A13.

In Fig. 3 sind Ergebnisse von Studien zur Expression von Est4B1 mittels E. coli BL21 (pMS470BS1) bei 37°C dargestellt. Die Expression wurde induziert durch Zugabe von Laktose unter Einstellen einer finalen Konzentration von 10 mM zu verschiedenen Zeitpunkten: (A) Induktion erfolgte unmittelbar nach dem Animpfen, (B) 4 Stunden, (C) 6 Stunden, (D) 8 Stunden, (E) 10 Stunden, (F) 12 Stunden nach dem Animpfen. (G) E. coli BL21 (pBluescript SK-) wurde als Negativkontrolle verwendet. Aufgetragen wurden Protein-Rohlysate. In FIG. 3, results are shown from studies on the expression of Est4B1 means of E. coli BL21 (pMS470BS1) at 37 ° C. Expression was induced by adding lactose with a final concentration of 10 mM at various times: (A) induction took place immediately after inoculation, (B) 4 hours, (C) 6 hours, (D) 8 hours, (E ) 10 hours, (F) 12 hours after inoculation. (G) E. coli BL21 (pBluescript SK-) was used as a negative control. Protein crude lysates were applied.

In Fig. 4 sind die erfindungsgemäß erhaltenen Kristalle von Est4B1 dargestellt. In FIG. 4, the crystals obtained in the invention of Est4B1 are shown.

Ausführungsbeispieleembodiments Beispiel 1example 1 Isolierung und Charakterisierung des Bakterienstamms Est4Isolation and characterization of the Est4 bacterial strain

Es wurden große Halos auf kontaminierten Tributyrin-Emulsions-Agarplatten beobachtet. Bei der Herstellung der Agarplatten wurde ein unzureichend gereinigtes Ultrathurax-Homogenisiergerät verwendet, das zuvor für die Homogenisierung von Pflanzenmaterial verwendet worden war. Eine Bakterienkultur, die einen großen Halo bildete wurde isoliert und mehrmals neu ausplattiert, um sicherzustellen, dass eine einzelne Kolonie vorliegt. Die Halo-Bildung konnte sowohl bei Raumtemperatur als auch bei 30, 37 und 50°C beobachtet werden. Der so erhaltene Stamm wurde Est4 genannt und zur Charakterisierung an die Deutsche Stammsammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ) in Braunschweig (Deutschland) geschickt. Dort konnten 4 verschieden Varianten dieses Stamms identifiziert werden, die Est4A, Est4B, Est4C und Est4D genannt wurden. Est4A und Est4B wurden im folgenden weiter charakterisiert. Bei beiden Stämmen handelt es sich um B. subtilis- Stämme und der einzige Unterschied zwischen den beiden ist, dass Est4A Lecithinase produziert, nicht jedoch Est4B. Nach Erhalt der getrennten Stämme von der DSMZ wurde der B. subtilis-Stamm Est4A auf LB-Agarplatten kultiviert, wobei erneut mehrere morphologische Varianten beobachtet werden konnten. Es scheint so, dass diese Varianten verschiedene morphologische Formen ein- und desselben Stammes darstellen, und dass es sich hierbei nicht um kontaminierende Stämme handelt. Unter dem Lichtmikroskop zeigten die verschiedenen Varianten die gleiche Gestalt, aber unterschiedliche Mobilität. Es ist auch gezeigt worden, dass Est4A, B, C und D unterschiedliche Esterase- und Lipase-Profile aufweisen. Esterase-Aktivität konnte in allen 4 Varianten aufgefunden werden, aber die Varianten Est4A und C zeigten zusätzlich Lipaseaktivitäten mit unterschiedlicher Stereopräferenz. Est4B wurde im folgenden zur Klonierung der Esterase verwendet. Large halos were found on contaminated tributyrin emulsion agar plates observed. An insufficiently cleaned one was used in the production of the agar plates Ultrathurax homogenizer used previously for the homogenization of Plant material had been used. A bacterial culture that's a big one Halo was isolated and replated several times to ensure that there is a single colony. Halo formation could occur both at room temperature as well as at 30, 37 and 50 ° C can be observed. The strain thus obtained was Called Est4 and for characterization to the Deutsche Stammsammlung für Microorganisms and cell cultures (DSMZ) in Braunschweig (Germany) cleverly. There 4 different variants of this strain could be identified, which were named Est4A, Est4B, Est4C and Est4D. Est4A and Est4B were created in further characterized the following. Both strains are B. subtilis Strains and the only difference between the two is that Est4A Lecithinase produces, but not Est4B. After receiving the separate strains of the DSMZ, the B. subtilis strain Est4A was cultivated on LB agar plates, whereby again several morphological variants could be observed. It seems so that these variants have different morphological forms one and the same Represent tribe, and that these are not contaminating strains is. The different variants showed the same under the light microscope Shape, but different mobility. It has also been shown that Est4A, B, C and D have different esterase and lipase profiles. Esterase activity could be found in all 4 variants, but the variants Est4A and C also showed lipase activities with different stereo preferences. Est4B was subsequently used to clone the esterase.

Beispiel 2Example 2 Bakterienstämme und WachstumsmedienBacterial strains and growth media

Die Bacillus subtilis-Stämme Est4A, Est4B, Est4C und Est4D wurden von Tributyrin- Emulsions-Agarplatten isoliert und anschließend auf Luria Broth (LB)-Agarplatten kultiviert. E. coli SURE und der Klonierungsvektor pBluescript SK(-) von Stratagene (La Jolla, CA, USA) wurden für die Standard-Klonierungsexperimente verwendet. E. coli BL21 (DE3) (Stratagene) wurde als Wirt für die Enzym-Produktion verwendet. Der Vektor pMS470A8, der für die heterologe Enzymexpression verwendet wurde, war ein Geschenk von E. Lanka (18). The Bacillus subtilis strains Est4A, Est4B, Est4C and Est4D were derived from tributyrin Emulsion agar plates isolated and then on Luria Broth (LB) agar plates cultured. E. coli SURE and the cloning vector pBluescript SK (-) from Stratagene (La Jolla, CA, USA) were used for the standard cloning experiments. E. coli BL21 (DE3) (Stratagene) was used as a host for enzyme production. The vector pMS470A8, which was used for the heterologous enzyme expression, was a gift from E. Lanka (18).

E. coli-Zellen wurden normalerweise bei 37°C in LB-Medium, enthaltend 100 mg/l Ampicillin, wachsen gelassen. Zur Herstellung der Tributyrin-Emulsions-Agarplatten, wurden 5-7 g/l Tributyrin zum geschmolzenen Agar hinzugegeben und anschließend erfolgte Emulsifizierung durch Sonifikation mit einem Ultrathurax-Homogenisiergerät, bevor der Agar in die Schalen gegossen wurde. E. coli cells were normally at 37 ° C in LB medium containing 100 mg / l Ampicillin, grown. For the preparation of the tributyrin emulsion agar plates, 5-7 g / l tributyrin was added to the molten agar and then emulsification by sonification with an ultrathurax homogenizer, before the agar was poured into the dishes.

Beispiel 3Example 3 Herstellung und Screening einer genomischen Bibliothek von B. subtilis Est4BGeneration and screening of a B. subtilis genomic library Est4B

Genomische DNA von B. subtilis Est4B wurde unter Verwendung des Qiagen (Qiagen, Hilden, Deutschland) Genomic Kit (Tip 500) aus Zellen isoliert, die über Nacht bei 37°C in LB-Medium gewachsen waren. 10 µg der genomischen DNA wurde partiell mit Sau3Al (Roche, Mannheim, Deutschland) verdaut. Die Fragmente wurden mittels Agarosegel-Elektrophorese nach der Größe aufgetrennt und Fragmente mit einer Größe zwischen 4-8 kb wurden aus dem Gel herausgeschnitten und unter Verwendung des Qiaex DNA Elution Kit (Qiagen) gereinigt. Die genomischen DNA-Fragmente wurden in die BamHI-Restriktionsschnittstelle des Vektors pBluescript SK(-) ligiert. Die Transformation von E. coli SURE-Zellen wurde direkt mit diesem Ligationsansatz durchgeführt, ohne vorherige Amplifikation der Bibliothek. B. subtilis Est4B genomic DNA was obtained using Qiagen (Qiagen, Hilden, Germany) Genomic Kit (Tip 500) isolated from cells over Grown overnight in LB medium at 37 ° C. 10 µg of the genomic DNA was partially digested with Sau3Al (Roche, Mannheim, Germany). The fragments were size-separated by agarose gel electrophoresis and Fragments between 4-8 kb in size were cut out of the gel and purified using the Qiaex DNA Elution Kit (Qiagen). The genomic DNA fragments were inserted into the BamHI restriction site of the Vector pBluescript SK (-) ligated. The transformation of E. coli SURE cells was completed performed directly with this ligation approach, without prior amplification of the Library.

Aktive Klone wurden mit einem Agarplatten-Filterpapier-Esteraseassay [13, 14] identifiziert. 2-Chlorpropionsäure-2-naphthylester wurde als Substrat zum Screenen der Bibliothek verwendet. Ein Klon, der E. coli (pTB3) genannt wurde, wurde isoliert und das Insert des Plasmids pTB3 wurde sequenziert. Die Sequenz ist in Fig. 1 dargestellt. Sie zeigt, dass das Insert an einem Ende auf unübliche Weise mit dem Bluescript-Vektor SK(-) ligiert ist. Active clones were identified using an agar plate filter paper esterase assay [13, 14]. 2-Chloropropionic acid-2-naphthyl ester was used as the substrate for screening the library. A clone called E. coli (pTB3) was isolated and the insert of the plasmid pTB3 was sequenced. The sequence is shown in Fig. 1. It shows that the insert is unusually ligated to the Bluescript vector SK (-) at one end.

Beispiel 4Example 4 Sequenzanalyse des ORF (open reading frames) von pTB3Sequence analysis of the ORF (open reading frames) of pTB3

Plasmid-DNA wurde unter Verwendung eines Plasmid-DNA-Isolationskits (Qiagen) gereinigt und das Insert wurde mittels eines automatisierten Sequenziergeräts (ABI 373A Automated Sequencer) und unter Verwendung des Dye Deoxy Terminator Sequencing Kits von Perkin Eimer Biosystems (California, USA) sequenziert. DNA- und Proteinsequenzen wurden mit dem GCG Program Package (Genetics Computer Group, Madison, Wisconsin, USA) analysiert. Plasmid DNA was isolated using a plasmid DNA isolation kit (Qiagen) cleaned and the insert was analyzed using an automated sequencer (ABI 373A Automated Sequencer) and using the Dye Deoxy Terminator Sequencing kits sequenced by Perkin Elmer Biosystems (California, USA). DNA and protein sequences were analyzed using the GCG Program Package (Genetics Computer Group, Madison, Wisconsin, USA).

Die Sequenzanalyse ergab, dass durch das Bacillus subtilis DNA-Fragment, das im Vektor pTB3 enthalten ist, ein Protein vollständig sowie zwei Proteine partiell kodiert werden (Fig. 2). Der partiell enthaltene ORF1, der für den C-Terminus eines Proteins kodiert, zeigt große Aminosäure-Sequenz-Homologie zu integrierten Thioesterasen von Surfactin-Synthetase-Genclustern. 98% Aminosäuresequenzhomologie wurde gefunden zu dem putativen Surfactin-Synthetase-Protein SrfC aus Bacillus subtilis A13. Die Gensequenz dieses stark homologen Proteins besitzt in der NCBI- Datenbank die Accession No. AF233756. Sequence analysis showed that the Bacillus subtilis DNA fragment contained in the vector pTB3 completely encoded one protein and two proteins partially ( FIG. 2). The partially contained ORF1, which codes for the C-terminus of a protein, shows great amino acid sequence homology to integrated thioesterases from surfactin synthetase gene clusters. 98% amino acid sequence homology was found for the putative surfactin synthetase protein SrfC from Bacillus subtilis A13. The gene sequence of this highly homologous protein has Accession No. in the NCBI database. AF233756.

Der ORF2 kodierte für ein Protein mit 243 Aminosäuren und wurde Est4B1 genannt. Dieses Protein zeigt starke Homologie zu einer putativen eigenständigen und nicht C-terminal fusionierten Thioesterase aus Bacillus subtilis A13 (Accession No. AAF87217) und zu der Untereinheit 4 einer Surfactin-Synthetase aus Bacillus subtilis ATCC 21332, die auch als Kälteschockprotein CSI16 (Accession No. Q08788) bekannt ist. Die Funktion dieses Proteins blieb bislang ungeklärt. Jedoch gibt es Vermutungen, dass es in die Termination der Peptidsynthese oder in die Freisetzung falsch geladener Moleküle involviert ist [28]. The ORF2 encoded a protein with 243 amino acids and was named Est4B1. This protein shows strong homology to a putative independent and not C-terminally fused thioesterase from Bacillus subtilis A13 (Accession No. AAF87217) and to subunit 4 of a surfactin synthetase from Bacillus subtilis ATCC 21332, also known as cold shock protein CSI16 (Accession No. Q08788) is known. The function of this protein has so far not been clarified. However there is Guesses that it is in the termination of peptide synthesis or in the release incorrectly charged molecules is involved [28].

Interessanterweise zeigte die vorhergesagte Struktur von Est4B1 eine stärkere Homologie zu anderen Enzymen der Familie der alpha/beta-gefalteten Hydrolasen als etwa zu den Esterasen und Lipasen dieser Familie. Die stärkste Homologie wurde gefunden zu den folgenden Enzymen: Haloperoxidase L (Streptomyces lividans), Chlorperoxidase F (Pseudomonas fluorescens), Bromperoxidase A2 (Streptomyces aureofaciens), Prolin-Iminopeptidase (Seratia marescens), Haloalkan-Dehalogenase (Xanthobacter autotrophicus) und Hydroxynitril-Lyase (Hevea brasiliensis). Aus diesem Grunde ist davon auszugehen, dass ebenfalls halogenierte Esterverbindungen und Ester mit Stickstoff-haltigen Gruppen von Est4B1 umgesetzt werden können. Interestingly, the predicted structure of Est4B1 was stronger Homology to other enzymes in the family of alpha / beta-folded hydrolases than about the esterases and lipases of this family. The strongest homology was found for the following enzymes: Haloperoxidase L (Streptomyces lividans), chloroperoxidase F (Pseudomonas fluorescens), bromoperoxidase A2 (Streptomyces aureofaciens), proline iminopeptidase (Seratia marescens), Haloalkane dehalogenase (Xanthobacter autotrophicus) and hydroxynitrile lyase (Hevea brasiliensis). For this reason it can be assumed that also halogenated ester compounds and esters with nitrogen-containing groups of Est4B1 can be implemented.

Beispiel 5Example 5 Herstellung des Expressionsklons pMS470BS1Production of the expression clone pMS470BS1

Es wurden PCR-Primer mit Restriktionsschnittstellen für Ndel und Sphl hergestellt
(B3ADstart: 5'GAACACACATATGGTCCAGCTC3', B3ADend: 5'AGCGCATGCTGTCTGTCATATC3'). Diese Primer wurden hergestellt, um mittels PCR geeignete Restriktionsschnittstellen am 5'- und 3'-Ende des für das Protein Est4B1 kodierenden Gens einführen zu können. Die Reaktion wurde in einem Gesamtvolumen von 50 µl durchgeführt, unter Verwendung von 10 ng Template- DNA (pTB3), 5 µl dNTPs (1 mM jeweils), 200 ng von jedem Primer, 5 µl PCR-Puffer (10× Dynazyme) und 2 Einheiten (Units) Dynazyme DNA-Polymerase (Finnzyme, Espoo, Finnland). Es wurden 6 Zyklen mit 94°C (1 min), 38°C (2 min) und 72°C (2 min) durchgeführt, gefolgt von 23 Zyklen mit 94°C (1 min), 65°C (2 min) und 72°C (2 min). Das PCR-Produkt wurde gereinigt unter Verwendung des Qiaquick PCR Purification Kit (Qiagen) und anschließend mit Ndel und Sphl verdaut. Anschließend erfolgte Ligation in das Expressionsplasmid pMS470 unter Ersatz des Inserts des Vektors pMS470Δ8. Dieser Vektor enthält den stark regulierten tac-Promoter und ermöglicht den Einbau des Gens an ein ATG-Startkodon in 3'-Richtung von einer hoch effizienten Shine Dalgarno Sequenz, die vom T7-Gen 10 herstammt. Das so erhaltene Konstrukt wurde pMS470BS1 genannt.
PCR primers with restriction sites for Ndel and Sphl were produced
(B3ADstart: 5'GAACACA CATATG GTCCAGCTC3 ', B3ADend: 5'AGC GCATGC TGTCTGTCATATC3'). These primers were prepared in order to be able to introduce suitable restriction sites at the 5 'and 3' ends of the gene coding for the protein Est4B1 by means of PCR. The reaction was carried out in a total volume of 50 μl, using 10 ng template DNA (pTB3), 5 μl dNTPs (1 mM each), 200 ng of each primer, 5 μl PCR buffer (10 × Dynazyme) and 2 Units Dynazyme DNA polymerase (Finnzyme, Espoo, Finland). 6 cycles of 94 ° C (1 min), 38 ° C (2 min) and 72 ° C (2 min) were performed, followed by 23 cycles of 94 ° C (1 min), 65 ° C (2 min) and 72 ° C (2 min). The PCR product was purified using the Qiaquick PCR Purification Kit (Qiagen) and then digested with Ndel and Sphl. This was followed by ligation into the expression plasmid pMS470, replacing the insert of the vector pMS470Δ8. This vector contains the heavily regulated tac promoter and enables the gene to be inserted into an ATG start codon in the 3 'direction from a highly efficient Shine Dalgarno sequence which is derived from the T7 gene 10. The construct thus obtained was named pMS470BS1.

E. coli wurde mit dem so erhaltenen Plasmid transformiert. Klone, die Esterase- Aktivität zeigten, wurden durch den zuvor beschriebenen Agarplatten-Filterpapier- Assay identifiziert. Die Plasmid-DNA eines positiven Klons wurde nach der Isolation sequenziert, um zu bestimmen, ob die Sequenz mit der nativen Sequenz übereinstimmt. E. coli was transformed with the plasmid thus obtained. Clones, the esterase Showed activity by the previously described agar plate filter paper Assay identified. The plasmid DNA of a positive clone was isolated after isolation sequenced to determine whether the sequence matches the native sequence matches.

Beispiel 6Example 6 Herstellung der Esterase Est4B1Preparation of the esterase Est4B1

Eine Vorkultur von E. coli BL21 (pMS470BS1) wurde hergestellt durch Kultivierung der Zellen in LB-Medium mit 100 mg/l Ampicillin über Nacht bei 37°C unter Schütteln. Diese Über-Nacht-Kultur wurde verwendet, um 100 ml LB-Medium in einem 300 ml Erlenmeyer-Kolben anzuimpfen. Unter Schütteln wurden die Zellen bei 37°C wachsen gelassen, bis die Kultur sich mitten in der logarithmischen Wachstumsphase befand. Schließlich wurde die Hauptkultur (300 ml in 1 l-Kolben) mit 10 ml der zweiten Vorkultur angeimpft. Zur Induktion der Expression wurde unmittelbar nach der Animpfung eine 1M Laktose-Stammlösung hinzugegeben, um eine finale Konzentration von 10 mM einzustellen. Die Zellen wurden für weitere 12-14 Stunden bei 37°C kultiviert und anschließend durch Zentrifugation geerntet. Das Zell-Sediment wurde in 20 ml Tris-HCl-Puffer (0,1 M, pH 7,5) resuspendiert und nach Zugabe von 1 Einheit (Unit) Benzonase pro Kolben eingefroren. Die Zellsuspension wurde aufgetaut und durch Sonifikation lysiert (Branson Sonifier 250, gepulste Sonifikation für 6 min). Die Zellreste wurden durch Zentrifugation mit 100 000 g für 1 Stunde abgetrennt. Der Überstand mit dem löslichen Est4B1-Protein wurde aliquotiert und bei -18°C eingefroren. A preculture of E. coli BL21 (pMS470BS1) was made by culturing of cells in LB medium with 100 mg / l ampicillin overnight at 37 ° C below Shake. This overnight culture was used to inject 100 ml of LB medium inoculate a 300 ml Erlenmeyer flask. The cells were shaken while shaking Let 37 ° C grow until the culture is in the middle of the logarithmic Growth phase. Finally the main culture (300 ml in 1 liter flask) inoculated with 10 ml of the second preculture. For the induction of expression a 1M lactose stock solution was added immediately after inoculation to set a final concentration of 10 mM. The cells were used for further Cultivated at 37 ° C for 12-14 hours and then harvested by centrifugation. The Cell sediment was resuspended in 20 ml Tris-HCl buffer (0.1 M, pH 7.5) and after Add 1 unit of frozen benzonase per flask. The cell suspension was thawed and lysed by sonification (Branson Sonifier 250, pulsed Sonification for 6 min). The cell residues were removed by centrifugation at 100,000 g for 1 Hour separated. The supernatant with the soluble Est4B1 protein was aliquoted and frozen at -18 ° C.

Auf diese Weise konnte die Esterase Est4B1 in sehr großer Ausbeute erhalten werden. Die Expression der Esterase war sehr stark im Vergleich zu anderen Esterasen, die unter denselben Bedingungen produziert worden waren. Dies deutete darauf hin, dass der Codon-Gebrauch in diesem Bacillus subtilis-Gen sehr gut für die Expression in E. coli geeignet ist. Insbesondere die ersten 150 Codons weisen im Vergleich zu den entsprechenden Codons aus Esterasen aus anderen Organismen einen niedrigeren GC-Gehalt auf, so dass weniger schwer schmelzende RNA- Strukturen vorliegen und damit die Expression in E. coli erleichtert wird. In this way, the esterase Est4B1 could be obtained in very high yield become. The expression of the esterase was very strong compared to others Esterases that were produced under the same conditions. This indicated suggests that codon use in this Bacillus subtilis gene is very good for that Expression in E. coli is suitable. In particular, the first 150 codons in Comparison to the corresponding codons from esterases from other organisms have a lower GC content, so that less difficult-melting RNA Structures are present and thus the expression in E. coli is facilitated.

Beispiel 7Example 7 Reinigung der Esterase Est4B1Purification of the esterase Est4B1

Das Protein wurde durch ein Zweischritt-Verfahren gereinigt. Der Überstand wurde hierzu auf eine 15 ml QFF-Säule gegeben (Amersham Pharmacia, Uppsala, Schweden) und unter Vorgabe eines Stufengradienten, beginnend mit Puffer A (10 mM Tris-HCl, pH 7,5) unter Erhöhung des Anteils an Puffer B (10 mM Tris-HCl, pH 7,5, 2M NaCl), eluiert. Der Hauptteil von Est4B1 wurde eluiert, indem 15 ml Puffer mit einem Anteil von 8,5% Puffer B über die Säule gegeben wurde und anschließend weitere 30 ml Puffer über die Säule gegeben wurde, wobei ein flacher Gradient angelegt wurde, so dass sich der Anteil an Puffer B von 8,5% auf 13% erhöhte. Die Fraktionen mit dem Enzym wurden anschließend vereint und auf 5-8 ml durch Ultrafiltration mit den Zentrifugationssäulchen Centricon YM-10 (Millipore, Bedford, USA) eingeengt. Zur weiteren Reinigung wurde eine Gelfiltration mit einer Pharmacia Sephacryl S-100 HR in XK 26/70-Säule bei einer Flussrate von 4 ml min-1 durchgeführt. Est4B1 wurde auf diese Weise in sehr sauberer Form erhalten. The protein was purified by a two step process. For this purpose, the supernatant was placed on a 15 ml QFF column (Amersham Pharmacia, Uppsala, Sweden) and using a step gradient, starting with buffer A (10 mM Tris-HCl, pH 7.5) while increasing the proportion of buffer B ( 10 mM Tris-HCl, pH 7.5, 2M NaCl). The majority of Est4B1 was eluted by passing 15 ml of buffer containing 8.5% buffer B over the column and then passing a further 30 ml of buffer over the column, applying a flat gradient so that the fraction was increased on buffer B increased from 8.5% to 13%. The fractions with the enzyme were then combined and concentrated to 5-8 ml by ultrafiltration with the Centricon YM-10 centrifugation columns (Millipore, Bedford, USA). For further purification, gel filtration was carried out with a Pharmacia Sephacryl S-100 HR in an XK 26/70 column at a flow rate of 4 ml min -1 . In this way, Est4B1 was obtained in a very clean form.

Mittels MALDI wurde für das Molekulargewicht des Enzyms ein Wert von 27445 Da bestimmt. Jedoch betrug das berechnete mittlere Molekulargewicht 27760 Da. Using MALDI, the molecular weight of the enzyme was 27445 Da certainly. However, the calculated average molecular weight was 27760 Da.

Dieser kleine Unterschied ist möglicherweise zurückzuführen auf eine posttranslationale N-terminale Modifikation der ersten Aminosäuren oder aber auf Ungenauigkeiten bei der Massenspektrometrie. This small difference may be due to one post-translational N-terminal modification of the first amino acids or Inaccuracies in mass spectrometry.

Beispiel 8Example 8 Kristallisation des Proteins Est4B1Crystallization of the Est4B1 protein

Für die Kristallisationsexperimente wurde eine Enzymlösung mit einer Proteinkonzentration von 6,5 mg/ml eingesetzt. Es wurde die Dampfdruck- Diffusions-Methode des hängenden Tropfens (hangig drop) angewendet. Hierzu wurden in einer dem Fachmann bekannten Weise silikonisierte Glasplättchen und Linbro-Kulturplatten mit 24 Vertiefungen verwendet. Die Glasplättchen mit den Tropfen wurden auf die Vertiefungen aufgebracht und anschließend erfolgte Abdichtung unter Verwendung von Hochvakuum-Fett. Zur Herstellung der Tropfen wurden 5 µl Proteinlösung und 5 µl der Fällungsmittel enthaltenden Lösung, die dem in die Vertiefung aufgetragenen 750 µl-Reservoir entnommen wurde, miteinander vermischt. Die Experimente wurden vorzugsweise bei 20°C ausgeführt. Als Standard wurde der Coarse Matrix Crystallization Screen von Hampton verwendet. Platten-förmige Kristalle wurden unter folgenden Bedingungen beobachtet: 28% PEG 4000, 0,2 M NaAc, 0,1 M Tris-HCl, pH 7,5. Die erhaltenen Kristalle stellen einen wichtigen Schritt zur Lösung der 3D-Struktur dieser Klasse von hydrolytischen Enzymen dar. For the crystallization experiments, an enzyme solution with a Protein concentration of 6.5 mg / ml used. The vapor pressure Diffusion method of hanging drop (hangig drop) applied. For this siliconized glass platelets and 24-well Linbro culture plates are used. The glass plates with the Drops were applied to the wells and then followed Sealing using high vacuum grease. To make the drops 5 .mu.l protein solution and 5 .mu.l of the precipitant solution containing the 750 µl reservoir applied to the well was removed mixed. The experiments were preferably carried out at 20 ° C. As Hampton's Coarse Matrix Crystallization Screen was used as standard. Plate-shaped crystals were observed under the following conditions: 28% PEG 4000, 0.2 M NaAc, 0.1 M Tris-HCl, pH 7.5. Place the crystals obtained an important step towards solving the 3D structure of this class of hydrolytic Enzymes.

Beispiel 9Example 9 Enzym-Assays zur Bestimmung der hydrolytischen Aktivität von Est4B1Enzyme assays to determine the hydrolytic activity of Est4B1 Agarplatten-Filterpapier-AssayAgar plates filter paper assay

Positive Signale mit dem Agarplatten-Filterpapier-Assay hinsichtlich der Hydrolyse von 2-Chlorpropionsäure-2-naphthylester zeigten, dass Est4B1 Esterase-Aktivität besitzt. Rohlysate von E. coli BL21 (DE3) oder gereinigtes Enzym wurden für die weitere Analyse der Esterase-Aktivität dieses Enzyms verwendet. Positive signals with the agar plate filter paper assay regarding hydrolysis of 2-chloropropionic acid-2-naphthyl ester showed that Est4B1 esterase activity has. Crude lysates of E. coli BL21 (DE3) or purified enzyme were used for the further analysis of the esterase activity of this enzyme was used.

Photometrischer AssayPhotometric assay

Esterase-Aktivität wurde photometrisch in Tris-HCl-Puffer (100 mM, pH 7,0) mittels ortho- und para-Nitrophenylbutyrat (4 mM in DMSO) als Substrate gemessen. Die Menge an Nitrophenol, die bei der enzymatischen Reaktion freigesetzt wurde, wurde photometrisch bei 405 nm und Raumtemperatur bestimmt. Eine Aktivitätseinheit ist definiert als die Menge an Enzym, die 1 µmol Alkohol min-1 unter den Assay- Bedingungen freisetzt. Unter den vorgegebenen Bedingungen betragen die Extinktionskoeffizienten von ortho- und para-Nitrophenol 2,42 bzw. 9,6 ml µmol/l cm. Bei dem photometrischen Assay mit 4-Nitrophenylbutyrat konnte eine spezifische Aktivität von 0,3 U/mg festgestellt werden, während mit 2-Nitrophenylbutyrat als Substrat ein Wert geringer als 0,01 U/mg ermittelt wurde. Die Ergebnisse zum photometrischen und alkalimetrischem Assay sind in Tab. 1 zusammengefaßt. Esterase activity was measured photometrically in Tris-HCl buffer (100 mM, pH 7.0) using ortho- and para-nitrophenyl butyrate (4 mM in DMSO) as substrates. The amount of nitrophenol released in the enzymatic reaction was determined photometrically at 405 nm and room temperature. An activity unit is defined as the amount of enzyme that releases 1 µmol alcohol min -1 under the assay conditions. Under the given conditions, the extinction coefficients of ortho- and para-nitrophenol are 2.42 and 9.6 ml µmol / l cm. A specific activity of 0.3 U / mg was found in the photometric assay with 4-nitrophenyl butyrate, while a value of less than 0.01 U / mg was determined with 2-nitrophenyl butyrate as substrate. The results of the photometric and alkalimetric assay are summarized in Tab. 1.

Enzym-Präparationen, die durch Anionenaustauschchromatographie gereinigt worden waren, wurden in Thioesterase-Assays und in der alkalimetrischen Titration eingesetzt. Enzyme preparations purified by anion exchange chromatography were used in thioesterase assays and in alkali titration used.

Thioesterase-AssayThioesterase assay

Zur Ermittlung der freien SH-Gruppen nach der Hydrolyse der CoA-Ester wurde ein photometrischer Assay durchgeführt, wie er von Cho und Cronan [19] beschrieben wird. Mit den getesteten Fettsäure-Thioesterase-Substraten (Propionyl-CoA, DL-β- Hydroxybutyryl-CoA, DL-β-Hydroxyglutaryl-CoA, n-Decanoyl-CoA und Myristoyl- CoA) konnte hierbei jedoch keine Aktivität festgestellt werden. Dies war allerdings nicht weiter überraschend, da Thioesterasen hinsichtlich ihres Thioester-Substrats in der Regel sehr selektiv sind, so dass nicht unbedingt zu erwarten war, ein umsetzbares Substrat ausfindig zu machen. A was used to determine the free SH groups after hydrolysis of the CoA esters photometric assay performed as described by Cho and Cronan [19] becomes. With the tested fatty acid thioesterase substrates (propionyl-CoA, DL-β- Hydroxybutyryl-CoA, DL-β-hydroxyglutaryl-CoA, n-decanoyl-CoA and myristoyl- However, no activity was found here. However, this was not surprisingly, since thioesterases with respect to their thioester substrate in are usually very selective, so that was not necessarily to be expected to find feasible substrate.

Alkalimetrische TitrationAlkalimetric titration

Esterase-Aktivität von Est4B1 in Hinsicht auf Tributyrin, 3-Hydroxybuttersäureethylester und 2-Chlorpropionsäure-methylester wurde durch alkalimetrische Titration bestimmt unter Verwendung des Autotitrators Mettler DL 21 von Mettler Toledo (Schweiz). Hierzu wurden 50 ml 20 mM NaH2PO4-Lösung mit 100 µl Substrat und 0,75 ml BS1-Lysat (entsprechend 56 U Esterase, bestimmt unter Verwendung von para-Nitrophenylbutyrat) bei pH 7,5 und 30°C verwendet. Esterase activity of Est4B1 for tributyrin, 3-hydroxybutyric acid ethyl ester and 2-chloropropionic acid methyl ester was determined by alkali titration using the Mettler DL 21 autotitrator from Mettler Toledo (Switzerland). For this purpose, 50 ml of 20 mM NaH 2 PO 4 solution with 100 μl substrate and 0.75 ml BS1 lysate (corresponding to 56 U esterase, determined using para-nitrophenyl butyrate) at pH 7.5 and 30 ° C. were used.

Es konnte hierbei eine Aktivität von Est4B1 hinsichtlich 2-Chlorpropionsäuremethylesters von 0,5 U/mg Protein ermittelt werden. Als pH-Optimum für die Hydrolyse wurde ein Wert von 8 ermittelt. Die Aktivität war stark reduziert bei einem pH-Wert kleiner 6,5. Das Protein präzipitierte bereits im leicht sauren Bereich. Die hydrolytische Aktivität hinsichtlich 3-Hydroxybuttersäure-ethylester war geringer als 0,01 U/mg. Keine Aktivität konnte festgestellt werden mit Tributyrin als Substrat. Tabelle 1 Substrate, die auf Hydrolyse durch Est4B1 photometrisch oder alkalimetrisch untersucht wurden

An activity of Est4B1 with regard to methyl 2-chloropropionate of 0.5 U / mg protein could be determined. A value of 8 was determined as the optimum pH for the hydrolysis. The activity was greatly reduced at a pH of less than 6.5. The protein already precipitated in the slightly acidic range. The hydrolytic activity with regard to ethyl 3-hydroxybutyrate was less than 0.01 U / mg. No activity was observed with tributyrin as the substrate. Table 1 Substrates which were examined for hydrolysis by Est4B1 photometrically or alkalimetrically

Dünnschichtchromatographie (TLC)Thin layer chromatography (TLC)

Die dünnschichtchromatographischen (TLC) Experimente wurden durchgeführt, indem 100 µl Bakterien-Rohlysat der Est4B1 überexprimierenden Kulturen in 0,5 ml Puffer (0,1 NaH2PO4, pH 7,3) suspendiert wurden. Als Negativ-Kontrolle wurde jeweils Rohlysat von Zellen ohne Vektor verwendet. Nach der Zugabe des Substrats (20 µl) wurde die Mischung auf einem Drehschüttler (150 rpm) bei Raumtemperatur (25°C) geschüttelt. Nach 2 und 4 Stunden sowie nach 1 Tag (20-24 Stunden) wurden Proben entnommen und direkt mittels TLC analysiert, wobei Merck Silicagel 60 F254 verwendet wurde. Soweit technisch realisierbar wurden die in Tab. 4 angegebenen Substrate in der TLC eingesetzt. The thin-layer chromatography (TLC) experiments were carried out by suspending 100 μl crude bacterial lysate of the cultures overexpressing Est4B1 in 0.5 ml buffer (0.1 NaH 2 PO 4 , pH 7.3). Crude lysate from cells without a vector was used as a negative control. After the addition of the substrate (20 μl), the mixture was shaken on a rotary shaker (150 rpm) at room temperature (25 ° C.). Samples were taken after 2 and 4 hours and after 1 day (20-24 hours) and analyzed directly by TLC using Merck silica gel 60 F 254 . As far as technically feasible, the substrates listed in Table 4 were used in the TLC.

Die Zusammensetzung des Elutionsmittels (Cyclohexan/Ethylacetat) und die Visualisierungsmethode (Besprühen mit Vanillin/H2SO4 conc. oder Cerammoniummolybdat sowie Wärmebehandlung und/oder UV-Detektion) wurden in Abhängigkeit vom Substrat ausgewählt. The composition of the eluent (cyclohexane / ethyl acetate) and the visualization method (spraying with vanillin / H 2 SO 4 conc. Or cerammonium molybdate as well as heat treatment and / or UV detection) were selected depending on the substrate.

Beispielsweise wurde für die Substrate Octanyl-2-acetat und 2-Chlor-propionsäure- 2-naphthylester zur Elution eine Mischung aus Benzin/Ethylacetat (3 : 1) verwendet und die Produkte wurden sichtbar gemacht, indem sie mit Vanillin/H2SO4 conc. besprüht wurden. Für die Substrate Mandelsäure-ethylester und 3- Hydroxybutansäure-ethylester wurde zur Elution eine Mischung aus Benzin/Ethylacetat (1 : 1) eingesetzt. Die entstandenen Verbindungen wurden im Falle des Mandelsäure-ethylesters sichtbar gemacht durch UV-Detektion, im Falle des Hydroxybutansäure-ethylesters durch Besprühen mit Cerammoniummolybdat. Die genannten Substrate wurden von Sigma (St. Louis, MO, USA) bezogen, mit Ausnahme des 2-Chlor-propionsäure-2-naphthylesters und des 2-Octanylacetats, die als Geschenk von Michael Schmidt vom Institut für organische Chemie (TU Graz) erhalten wurden. For example, for the substrates octanyl-2-acetate and 2-chloropropionic acid-2-naphthyl ester, a mixture of petrol / ethyl acetate (3: 1) was used for elution and the products were made visible by adding vanillin / H 2 SO 4 conc. were sprayed. A mixture of petrol / ethyl acetate (1: 1) was used for the elution for the substrates mandelic acid ethyl ester and 3-hydroxybutanoic acid ethyl ester. The resulting compounds were made visible in the case of the mandelic acid ethyl ester by UV detection, in the case of the hydroxybutanoic acid ethyl ester by spraying with cerammonium molybdate. The substrates mentioned were obtained from Sigma (St. Louis, MO, USA), with the exception of the 2-chloropropionic acid-2-naphthyl ester and the 2-octanylacetate, which were given by Michael Schmidt from the Institute of Organic Chemistry (Graz University of Technology) were obtained.

Die hydrolytische Aktivität der Esterase hinsichtlich der Substrate konnte ermittelt werden durch die Konversionsrate des Acetats in den entsprechenden Alkohol bzw. des Esters in die entsprechende Säure. Die Konversionsrate wurde in der TLC ermittelt auf Grundlage der Farbintensitäten des Ausgangsmaterials und der Produkte. Tab. 2 gibt einen Überblick über die Ergebnisse zur TLC. Tab. 2 Ergebnisse der TLC-Analyse (+ schwache Aktivität (<20% Konversion); ++ hohe Aktivität (~20-50% Konversion); - keine nachweisbare Aktivität; zur Numerierung der Substrate s. Tab. 4)

The hydrolytic activity of the esterase with respect to the substrates could be determined by the conversion rate of the acetate into the corresponding alcohol or of the ester into the corresponding acid. The conversion rate was determined in the TLC on the basis of the color intensities of the starting material and the products. Tab. 2 gives an overview of the results of the TLC. Tab. 2 Results of the TLC analysis (+ weak activity (<20% conversion); ++ high activity (~ 20-50% conversion); - no detectable activity; for numbering the substrates see Table 4)

Es wurde so etwa beobachtet, dass nach 20 Stunden der Großteil des 2- Chlorpropionsäure-2-naphthylesters durch Est4B1 hydrolysiert worden ist, während eine Hydrolyse von Mandelsäureethylester (15, 16) oder Octanoyl-2-acetat nicht beobachtet werden konnte. Insgesamt konnten 5 Substrate ausfindig gemacht werden, die hinsichtlich industrieller Anwendungen in ausreichender Weise durch die Esterase Est4B1 konvertiert werden (gekennzeichnet mit ++ in Tab. 2) und die anschließend auf Selektivität des Umsatzes hin untersucht werden konnten. Alle Substrate, bei denen bis zu etwa 50% Umsatz vorlag, wurden in weiteren Untersuchungen eingesetzt, um die Enantioselektivität des Umsatzes zu untersuchen. It was observed that after 20 hours the majority of the 2- Chloropropionic acid 2-naphthyl ester has been hydrolyzed by Est4B1 while hydrolysis of ethyl mandelate (15, 16) or octanoyl-2-acetate is not could be observed. A total of 5 substrates were found that are sufficient in terms of industrial applications by the Esterase Est4B1 can be converted (marked with ++ in Tab. 2) and the could then be examined for selectivity of sales. All Substrates in which there was up to about 50% conversion were used in further Studies used to increase the enantioselectivity of sales investigate.

Die Aktivität der Esterase hinsichtlich der Verbindungen 2 und 12 mußte mittels Gaschromatograpie untersucht werden, da Verbindung 12 nicht durch TLC visualisiert werden kann und Verbindung 2 sehr flüchtig ist. The activity of the esterase with respect to the compounds 2 and 12 had to be Gas chromatography to be investigated since compound 12 was not by TLC can be visualized and connection 2 is very volatile.

Desweiteren ist die bei der Umsetzung von Verbindung 14 entstehende Säure (R,S)- 3-Hydroxy-2-methyl-propionsäure kein stabiles Produkt, so dass auch die Untersuchung dieser Reaktion mittels TLC nicht möglich war. Furthermore, the acid (R, S) - formed during the reaction of compound 14 3-hydroxy-2-methyl-propionic acid is not a stable product, so that also Investigation of this reaction by TLC was not possible.

Chirale Gaschromatographie (GC) und high pressure liquid chromatography (HPLC)Chiral gas chromatography (GC) and high pressure liquid chromatography (HPLC)

Die Aktivitäts-Analyse wurde in wässrigem Natriumphosphat-Puffer (0,1 M; pH 7,3) durchgeführt. Normalerweise wurden 5 ml Puffer mit 250 µl Enzym gemischt (Bakterien-Rohlysat) und 100 µl Substrat hinzugegeben. Die so erhaltene Mischung wurde auf einem Rührschüttler mit 150 rpm bei Raumtemperatur (ca. 25°C) geschüttelt. Nach 2, 5 und ungefähr 20 Stunden wurden Proben genommen und die Reaktion wurde durch Zugabe von 0,5 ml CH2Cl2 gestoppt. Nach der Extraktion, Zentrifugation und Abtrennung der wässrigen Phase wurde die organische Phase über Natriumsulfat getrocknet. Ein 1 µl-Aliquot wurde für die GC verwendet, nachdem es mittels einer Filtermembran (Nylon, ∅ 3 mm, 0,2 µm, Roth) gefiltert worden war. Die enantiomere Reinheit des Produkte wurde auf einer 2,3,6-Tri-O-methyl-β- cyclodextrin-Säule (Chrompack Chirasil-Dex-CB, 25 m × 0,32 mm, 0,25 µm film, H2) bestimmt. The activity analysis was carried out in aqueous sodium phosphate buffer (0.1 M; pH 7.3). Usually 5 ml of buffer were mixed with 250 µl enzyme (raw bacterial lysate) and 100 µl substrate was added. The mixture thus obtained was shaken on a stirred shaker at 150 rpm at room temperature (approx. 25 ° C.). Samples were taken after 2, 5, and about 20 hours and the reaction was stopped by adding 0.5 ml CH 2 Cl 2 . After extraction, centrifugation and separation of the aqueous phase, the organic phase was dried over sodium sulfate. A 1 µl aliquot was used for the GC after being filtered through a filter membrane (nylon, ∅ 3 mm, 0.2 µm, Roth). The enantiomeric purity of the product was determined on a 2,3,6-tri-O-methyl-β-cyclodextrin column (Chrompack Chirasil-Dex-CB, 25 m × 0.32 mm, 0.25 µm film, H 2 ) certainly.

2-Chlorpropionsäure-2-naphthylester 11 und 1-Acetoxy-2-phthalimido-butan 6 wurden so der HPLC-Analyse unterworfen. Im ersten Fall konnte jedoch nur der Ester durch UV beobachtet werden, während in Bezug auf die Verbindung 6 nur der korrespondierende Alkohol auf einer Chiralcel OD-H Säule (Daicel 25 cm × 0,46 cm) ermittelt werden konnte. 2-chloropropionic acid 2-naphthyl ester 11 and 1-acetoxy-2-phthalimido-butane 6 were subjected to HPLC analysis. In the first case, however, only the Esters can be observed by UV, while with respect to compound 6 only the corresponding alcohol on a Chiralcel OD-H column (Daicel 25 cm × 0.46 cm) could be determined.

Folgende Reaktionsbedingungen wurden vorgegeben: Analyse-Parameter für den 6- Alkohol: Heptan : Isopropanol = 90 : 10; Flußrate 0,5 ml min-1, 10°C, UV-Detektion bei 230 nm. Analyse-Parameter für Verbindung 11: Heptan : Isopropanol = 95 : 5, Flußrate 0,5 ml min-1, 10°C, UV-Detektion bei 254 nm. Tabelle 3 Ergebnisse der chiralen Gaschromatographie und der HPLC für Substrat 6 (Werte nach 2, 5 und 24 Stunden)

The following reaction conditions were specified: Analysis parameters for the 6-alcohol: heptane: isopropanol = 90: 10; Flow rate 0.5 ml min -1 , 10 ° C, UV detection at 230 nm. Analysis parameters for compound 11: heptane: isopropanol = 95: 5, flow rate 0.5 ml min -1 , 10 ° C, UV- Detection at 254 nm. Table 3 Results of chiral gas chromatography and HPLC for substrate 6 (values after 2, 5 and 24 hours)

Obwohl die Bibliothek aus B. subtilis Est4B nach Klonen untersucht wurde, die (R,S)- 2-Chlorpropionsäure-naphtylester 11 hydrolysieren und die Ergebnisse der TLC- Analyse in Bezug auf Verbindung 11 Hoffnung machten (Tab. 1) konnte keine enantioselektive Hydrolyse dieser Verbindung durch die Esterase Est4B1 beobachtet werden. Although the B. subtilis Est4B library was examined for cloning, the (R, S) - Hydrolyze 2-chloropropionic acid 11 and the results of TLC Analysis in relation to compound 11 gave no hope (Table 1) enantioselective hydrolysis of this compound by the esterase Est4B1 to be watched.

In Bezug auf das Substrat 6 (±)-N-Phthaloyl-2-amino-1-butyl-acetat zeigte die Esterase Est4B1 (56% e. e., 63% Konversion) Selektivität in Bezug auf den Alkohol (Tab. 2). Die enantiomere Reinheit des korrespondierenden Acetats konnte bislang nicht bestimmt werden. Hierbei zeigte die Esterase Est4B1 interessanterweise gegenüber drei anderen getesteten Esterasen eine entgegengesetzte Enantiopräferenz. With respect to the substrate 6 (±) -N-phthaloyl-2-amino-1-butyl acetate showed the Esterase Est4B1 (56% e.e., 63% conversion) selectivity in relation to the alcohol (Tab. 2). The enantiomeric purity of the corresponding acetate has so far been unsuccessful cannot be determined. Interestingly, the esterase showed Est4B1 an opposite to three other esterases tested Enantiopreference.

Est4B1 zeigte in der GC/HPLC fast keine Aktivität und Selektivität in Hinblick auf das Acetat von (R,S)-3-butin-2-ol (2), Tetrahydrofuran-3-acetat (4), Tetrahydrofuran-2- methylester (9), 3-Hydroxybuttersäure-ethylester (13) und 4-Hydroxyisobuttersäuremethylester (14). Est4B1 showed almost no activity and selectivity for this in GC / HPLC Acetate of (R, S) -3-butyn-2-ol (2), tetrahydrofuran-3-acetate (4), tetrahydrofuran-2- methyl ester (9), 3-hydroxybutyric acid ethyl ester (13) and 4-Hydroxyisobutyric acid methyl ester (14).

Herstellung der SubstrateManufacture of substrates

Die Acetate 1, 2, 4, und 7 und das Butyrat 3, ebenso wie die Methylester 8 und 9 wurden gemäß des folgenden Protokolls hergestellt:
Eine Lösung von Alkohol (10 mmol) in CH2Cl2 (10 ml) wurde mit Säureanhydrid (20 mmol) bei Raumtemperatur behandelt, anschließend wurden Pyridin (20 mmol) und eine katalytische Menge an 4-(Dimethylamino)-pyridin (Merck-Schuchardt) hinzugegeben. Alle Verbindungen wurden mittels Silicagel-Chromatographie oder Kugelrohr-Destillation gereinigt.
Acetates 1, 2, 4, and 7 and butyrate 3, as well as methyl esters 8 and 9, were prepared according to the following protocol:
A solution of alcohol (10 mmol) in CH 2 Cl 2 (10 ml) was treated with acid anhydride (20 mmol) at room temperature, then pyridine (20 mmol) and a catalytic amount of 4- (dimethylamino) pyridine (Merck- Schuchardt) added. All compounds were purified using silica gel chromatography or Kugelrohr distillation.

Die Carbonsäure (10 mmol) wurde mit einer katalytischen Menge H2SO4 (conc.) und einem 10fachen Überschuß Methanol im Rückflussverfahren geführt. Alle Ester wurden mittels Silicagel-Chromatographie oder Kugelrohr-Destillation gereinigt. The carboxylic acid (10 mmol) was refluxed with a catalytic amount of H 2 SO 4 (conc.) And a 10-fold excess of methanol. All esters were purified using silica gel chromatography or Kugelrohr distillation.

Substrat 6Substrate 6

Die Aminogruppe (±)-2-Phthalimido-1-butanol (6) (Kumar et al. 1997) wurde nach Standard-Schutzgruppenverfahren geschützt:
Phthalsäureanhydrid (50 mmol; 7,4 g) und 2-Amino-1-butanol (45,5 mmol; 4,05 g) wurden bei einer Temperatur von 140°C geschmolzen. Die Reaktionsmischung wurde mit 200 ml CH2Cl2 verdünnt und mit NaHCO3 (4× 100 ml) und Wasser (4× 500 ml) gewaschen. Nach dem Trocknen über Na2SO4 erfolgte Acetylierung des Rohproduktes und anschließend Reinigung.
The amino group (±) -2-phthalimido-1-butanol (6) (Kumar et al. 1997) was protected by standard protective group methods:
Phthalic anhydride (50 mmol; 7.4 g) and 2-amino-1-butanol (45.5 mmol; 4.05 g) were melted at a temperature of 140 ° C. The reaction mixture was diluted with 200 ml CH 2 Cl 2 and washed with NaHCO 3 (4 × 100 ml) and water (4 × 500 ml). After drying over Na 2 SO 4 , the crude product was acetylated and then purified.

Das Acetat wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
Eine Lösung von Alkohol (28,5 mmol; 6,26 g) in CH2Cl2 (10 ml) wurde mit Säureanhydrid (57,1 mmol; 4,52 g) behandelt, anschließend mit Pyridin (57,1 mmol; 4,52 g) und mit einer katalytischen Menge an 4-(Dimethylamino)-pyridin (Merck- Schuchardt) bei Raumtemperatur für 5 Stunden. Zusätzlich wurde eine stöchiometrische Menge Methanol hinzugegeben, um den Überschuß an Säureanhydrid zu zerstören, und die so erhaltene Mischung wurde für 4 Stunden gerührt. Die Reaktionsmischung wurde mit HCl 0,5 N (2× 40 ml), NaHCO3 (2× 50 ml) und Wasser (1× 50 ml) gewaschen. Nach dem Trocknen über Na2SO4 wurde das erhaltene Acetat mittels Silicagel-Chromatographie gereinigt (Benzin : Ethylacetat = 2 : 1). Tabelle 4 Übersicht über einige der getesteten Substrate



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SEQUENZPROTOKOLL









The acetate was made by the following procedure:
A solution of alcohol (28.5 mmol; 6.26 g) in CH 2 Cl 2 (10 ml) was treated with acid anhydride (57.1 mmol; 4.52 g), then with pyridine (57.1 mmol; 4 , 52 g) and with a catalytic amount of 4- (dimethylamino) pyridine (Merck-Schuchardt) at room temperature for 5 hours. In addition, a stoichiometric amount of methanol was added to destroy the excess of acid anhydride, and the mixture thus obtained was stirred for 4 hours. The reaction mixture was washed with HCl 0.5N (2 x 40 ml), NaHCO 3 (2 x 50 ml) and water (1 x 50 ml). After drying over Na 2 SO 4 , the acetate obtained was purified by means of silica gel chromatography (gasoline: ethyl acetate = 2: 1). Table 4 Overview of some of the substrates tested



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SEQUENCE LISTING









Claims (33)

1. Polynukleotid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: a) Polynukleotid mit einer Nukleinsäuresequenz von Position 556 bis 1287 gemäß SEQ ID No. 1, b) Polynukleotide kodierend für ein Polypeptid mit einer Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID No. 2, c) natürlicherweise vorkommende Mutanten oder polymorphe Formen oder Allele eines Polynukleotids gemäß (a) oder (b), d) zu einem Polynukleotid gemäß (a), (b) oder (c) komplementäre Polynukleotide, e) Polynukleotide, die unter stringenten Bedingungen mit einem Polynukleotid gemäß (a), (b), (c) oder (d) hybridisieren, f) Polynukleotide mit einer Sequenzhomologie oder -identität von mindestens 50% in Bezug auf ein Polynukleotid gemäß (a), (b), (c), (d) oder (e), g) Polynukleotide, die aus mindestens 10 aufeinanderfolgenden Nukleinsäuren einer Nukleinsäure gemäß (a), (b), (c), (d) oder (e) bestehen, h) Polynukleotide mit Deletionen oder Insertionen von bis zu 50 Nukleinsäuren gegenüber einer Nukleinsäure gemäß (a), (b), (c), (d) oder (e), i) Polynukleotide, die mindestens eine der unter (a) bis (h) genannten Nukleinsäuren umfassen. 1. Polynucleotide selected from the group consisting of: a) polynucleotide with a nucleic acid sequence from positions 556 to 1287 according to SEQ ID No. 1, b) Polynucleotides coding for a polypeptide with an amino acid sequence according to SEQ ID No. 2, c) naturally occurring mutants or polymorphic forms or alleles of a polynucleotide according to (a) or (b), d) polynucleotides complementary to a polynucleotide according to (a), (b) or (c), e) polynucleotides which hybridize under stringent conditions with a polynucleotide according to (a), (b), (c) or (d), f) polynucleotides with a sequence homology or identity of at least 50% with respect to a polynucleotide according to (a), (b), (c), (d) or (e), g) polynucleotides which consist of at least 10 successive nucleic acids of a nucleic acid according to (a), (b), (c), (d) or (e), h) polynucleotides with deletions or insertions of up to 50 nucleic acids compared to a nucleic acid according to (a), (b), (c), (d) or (e) i) polynucleotides which comprise at least one of the nucleic acids mentioned under (a) to (h). 2. Polynukleotid gemäß Anspruch 1, kodierend für ein Enzym mit hydrolytischer Aktivität. 2. Polynucleotide according to claim 1, coding for an enzyme with hydrolytic Activity. 3. Polynukleotid gemäß Anspruch 2, kodierend für ein Enzym mit esterolytischer oder lipolytischer Aktivität. 3. Polynucleotide according to claim 2, coding for an enzyme with esterolytic or lipolytic activity. 4. Polynukleotid gemäß Anspruch 1, wobei es sich bei dem Enzym um ein Enzym mit alpha/beta-Hydrolase-Faltung handelt. 4. The polynucleotide of claim 1, wherein the enzyme is a Enzyme with alpha / beta hydrolase folding. 5. Polynukleotid gemäß Anspruch 1, wobei es sich bei dem Enzym um eine Esterase, Thioesterase, Dehalogenase, Halogenperoxidase, Epoxidhydrolase oder Lipase handelt. 5. The polynucleotide of claim 1, wherein the enzyme is a Esterase, thioesterase, dehalogenase, halogen peroxidase, epoxy hydrolase or lipase. 6. Polynukleotid gemäß Anspruch 1, wobei es sich bei dem Enzym um die Esterase Est4B1 gemäß SEQ ID No. 2 handelt. 6. The polynucleotide of claim 1, wherein the enzyme is the Esterase Est4B1 according to SEQ ID No. 2 acts. 7. Nukleinsäure nach Anspruch 1, wobei die Nukleinsäure eine oder mehrere nicht-kodierende Sequenzen umfasst. 7. The nucleic acid of claim 1, wherein the nucleic acid is one or more includes non-coding sequences. 8. Verfahren zur Herstellung und/oder Identifizierung einer Nukleinsäure gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleinsäure chemisch synthetisiert, anhand einer Sonde aus einer Genbank isoliert, durch Polymerase-Kettenreaktion und/oder durch Mutagenese- Experimente erhalten wird. 8. A method for producing and / or identifying a nucleic acid according to one of the preceding claims, characterized in that the Nucleic acid chemically synthesized using a probe from a gene bank isolated, by polymerase chain reaction and / or by mutagenesis Experiments is obtained. 9. Verfahren nach Anspruch 8, folgende Schritte umfassend: a) eine Nukleinsäure-Bibliothek wird mit einer Nukleinsäure gemäß Anspruch 1 kontaktiert, b) eine Nukleinsäure, die mit einer Nukleinsäure gemäß Anspruch 1 hybridisiert, wird identifiziert, c) die in Schritt (b) identifizierte Nukleinsäure wird sequenziert. 9. The method according to claim 8, comprising the following steps: a) a nucleic acid library is contacted with a nucleic acid according to claim 1, b) a nucleic acid which hybridizes with a nucleic acid according to claim 1 is identified, c) the nucleic acid identified in step (b) is sequenced. 10. Verfahren nach Anspruch 8, folgende Schritte umfassend: a) ausgehend von einer Nukleinsäure gemäß SEQ ID No. 1 werden Primer hergestellt, b) die Primer gemäß (a) werden verwendet, um in der PCR Nukleinsäuren unbekannter Nukleinsäuresequenz zu amplifizieren, c) die gemäß (b) erhaltenen Nukleinsäuren werden sequenziert. 10. The method according to claim 8, comprising the following steps: a) starting from a nucleic acid according to SEQ ID No. 1 primers are produced, b) the primers according to (a) are used to amplify nucleic acids of unknown nucleic acid sequence in the PCR, c) the nucleic acids obtained in (b) are sequenced. 11. Verfahren nach Anspruch 8, folgende Schritte umfassend: a) eine Nukleinsäure gemäß Anspruch 1 wird Mutagenese-Experimenten unterworfen, b) die erhaltenen Mutanten werden sequenziert, in einen geeigneten Vektor eingebaut und exprimiert, c) die Expressionsprodukte gemäß (b) werden auf hydrolytische Aktivität hin untersucht. 11. The method according to claim 8, comprising the following steps: a) a nucleic acid according to claim 1 is subjected to mutagenesis experiments, b) the mutants obtained are sequenced, incorporated into a suitable vector and expressed, c) the expression products according to (b) are examined for hydrolytic activity. 12. Vektor umfassend eine Nukleinsäure gemäß Anspruch 1. 12. Vector comprising a nucleic acid according to claim 1. 13. Wirtszelle umfassend einen Vektor gemäß Anspruch 12. 13. Host cell comprising a vector according to claim 12. 14. Wirtszelle nach Anspruch 13, wobei es sich bei der Wirtszelle um Bacillus subtilis oder E. coli handelt. 14. The host cell of claim 13, wherein the host cell is Bacillus subtilis or E. coli. 15. Polypeptid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: a) Polypeptid mit einer Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID No. 2, b) natürlicherweise vorkommende Mutanten, polymorphe Formen oder Allele eines Polypeptid gemäß (a), c) Polypeptide, die eine Sequenzhomologie oder -identität von mindestens 50% in Bezug auf ein Polypeptid gemäß (a) oder (b) besitzen, d) Polypeptide, die von Nukleinsäuren gemäß Anspruch 1 kodiert werden, e) Polypeptide bestehend aus mindestens 5 aufeinanderfolgenden Aminosäuren eines Polypeptids gemäß (a) oder (b), f) Polypeptide mit Insertionen und/oder Deletionen von bis zu 60 Aminosäuren in Bezug auf ein Polypeptid gemäß (a), (b) oder (c), g) Polypeptide, die mindestens eines der unter (a) bis (f) genannten Polypeptide umfassen. 15. Polypeptide selected from the group consisting of: a) polypeptide with an amino acid sequence according to SEQ ID No. 2, b) naturally occurring mutants, polymorphic forms or alleles of a polypeptide according to (a), c) polypeptides which have a sequence homology or identity of at least 50% with respect to a polypeptide according to (a) or (b), d) polypeptides which are encoded by nucleic acids according to claim 1, e) polypeptides consisting of at least 5 consecutive amino acids of a polypeptide according to (a) or (b), f) polypeptides with insertions and / or deletions of up to 60 amino acids with respect to a polypeptide according to (a), (b) or (c), g) polypeptides which comprise at least one of the polypeptides mentioned under (a) to (f). 16. Polypeptid nach Anspruch 15, wobei es sich bei dem Polypeptid um ein Protein mit hydrolytischer Aktivität handelt. 16. The polypeptide of claim 15, wherein the polypeptide is a Protein with hydrolytic activity. 17. Polypeptid nach Anspruch 16, wobei es sich bei dem Polypeptid um ein lipolytisches oder esterolytisches Enzym handelt. 17. The polypeptide of claim 16, wherein the polypeptide is one lipolytic or esterolytic enzyme. 18. Polypeptid nach Anspruch 16, wobei es sich bei dem Polypeptid um eine Esterase, Thioesterase, Dehalogenase, Halogenperoxidase, Epoxidhydrolase oder Lipase handelt. 18. The polypeptide of claim 16, wherein the polypeptide is a Esterase, thioesterase, dehalogenase, halogen peroxidase, epoxy hydrolase or lipase. 19. Polypeptid nach Anspruch 15, wobei es sich bei dem Polypeptid um ein Enzym mit alpha/beta-Hydrolase-Faltung handelt. 19. The polypeptide of claim 15, wherein the polypeptide is one Enzyme with alpha / beta hydrolase folding. 20. Polypeptid nach Anspruch 15, wobei es sich bei dem Polypeptid um die Esterase Est4B1 gemäß SEQ ID No. 2 handelt. 20. The polypeptide of claim 15, wherein the polypeptide is the Esterase Est4B1 according to SEQ ID No. 2 acts. 21. Polypeptid nach Anspruch 15, wobei es sich um ein wasserlösliches Protein handelt. 21. The polypeptide of claim 15, which is a water-soluble protein is. 22. Verfahren zur Herstellung eines Polypeptids nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nukleinsäure gemäß Anspruch 1 in einer geeigneten Wirtszelle exprimiert wird. 22. A method for producing a polypeptide according to claim 15, characterized characterized in that a nucleic acid according to claim 1 in a suitable host cell is expressed. 23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei es sich bei der Wirtszelle um Bacillus subtilis oder E. coli handelt. 23. The method of claim 22, wherein the host cell is Bacillus subtilis or E. coli. 24. Verfahren nach Anspruch 23, folgende Schritte umfassend: a) eine erfindungsgemäße Nukleinsäure wird in einen geeigneten Vektor eingebaut und E. coli wird mit dem Vektor transformiert, b) nach der Expression des Proteins werden die Zellen geerntet und aufgeschlossen, c) das Protein wird aus dem so erhaltenen Überstand aufgereinigt. 24. The method of claim 23, comprising the following steps: a) a nucleic acid according to the invention is incorporated into a suitable vector and E. coli is transformed with the vector, b) after the expression of the protein, the cells are harvested and disrupted, c) the protein is purified from the supernatant thus obtained. 25. Antikörper gegen ein Polypeptid gemäß Anspruch 15. 25. Antibody against a polypeptide according to claim 15. 26. Verfahren zur Herstellung eines Antikörpers gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Säugetier mit einem Polypeptid gemäß Anspruch 15 immunisiert wird und gegebenenfalls die entstandenen Antikörper isoliert werden. 26. A method for producing an antibody according to claim 25, characterized characterized in that a mammal with a polypeptide according to claim 15 is immunized and the resulting antibodies isolated if necessary become. 27. Testsystem zur Identifizierung von Substraten oder funktionellen Interaktoren enthaltend eine Nukleinsäure gemäß Anspruch 1, ein Polypeptid gemäß Anspruch 15 und/oder einen Antikörper gemäß Anspruch 25 und gegebenenfalls geeignete Hilfs- und Zusatzstoffe. 27. Test system for the identification of substrates or functional interactors containing a nucleic acid according to claim 1, a polypeptide according to Claim 15 and / or an antibody according to Claim 25 and if appropriate, suitable auxiliaries and additives. 28. Verwendung eines Polypeptids gemäß Anspruch 15 zur Spaltung von Substraten mit Halogenalkan-, Ester-, Thioester-, Amid-, Halid- oder Peptid- Bindungen. 28. Use of a polypeptide according to claim 15 for the cleavage of Substrates with haloalkane, ester, thioester, amide, halide or peptide Bonds. 29. Verwendung nach Anspruch 28, wobei es sich bei der Spaltung um die Hydrolyse oder um die Ausbildung einer Amid-, Ester-, Thioester- oder Acylhalogend-Bindung handelt. 29. Use according to claim 28, wherein the cleavage is the Hydrolysis or to form an amide, ester, thioester or Acyl halogen bond. 30. Verwendung eines Polynukleotids gemäß Anspruch 1, eines Polypeptids gemäß Anspruch 15 und/oder eines Antikörpers gemäß Anspruch 25 zur Bekämpfung von Pflanzenpathogenen und/oder Pflanzenschädlingen. 30. Use of a polynucleotide according to claim 1, a polypeptide according to claim 15 and / or an antibody according to claim 25 for Control of plant pathogens and / or plant pests. 31. Zusammensetzung zur Bekämpfung von Pflanzenpathogenen und/oder Pflanzenschädlingen, enthaltend mindestens ein Polynukleotid gemäß Anspruch 1 und/oder mindestens ein Polypeptid gemäß Anspruch 15 und/oder mindestens einen Antikörper gemäß Anspruch 25 und geeignete Hilfs- und/oder Zusatzstoffe. 31. Composition for combating plant pathogens and / or Plant pests containing at least one polynucleotide according to Claim 1 and / or at least one polypeptide according to Claim 15 and / or at least one antibody according to claim 25 and suitable Auxiliaries and / or additives. 32. Pflanze und/oder pflanzliche Zelle, enthaltend mindestens ein Polynukleotid gemäß Anspruch 1 und/oder mindestens ein Polypeptid gemäß Anspruch 15 und/oder mindestens einen Antikörper gemäß Anspruch 25. 32. Plant and / or plant cell containing at least one polynucleotide according to claim 1 and / or at least one polypeptide according to claim 15 and / or at least one antibody according to claim 25. 33. Kristalle, enthaltend mindestens ein Polypeptid gemäß Anspruch 15. 33. Crystals containing at least one polypeptide according to claim 15.
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