DE3347772C2 - Process for producing a polypeptide - Google Patents

Process for producing a polypeptide

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DE3347772C2
DE3347772C2 DE19833347772 DE3347772A DE3347772C2 DE 3347772 C2 DE3347772 C2 DE 3347772C2 DE 19833347772 DE19833347772 DE 19833347772 DE 3347772 A DE3347772 A DE 3347772A DE 3347772 C2 DE3347772 C2 DE 3347772C2
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Abstract

Die Erfindung berifft ein Verfahren zur Herstellung eines Polypeptids unter Verwendung eines Expressionsvektors mit einem DNS-Fragment, welcher eine Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein und ein Replikon aus der Gruppe der PLasmide und Bakteriophagen enthält, wobei das DNS-Fragment an das Replikon ligiert ist und wobei die folgenden Verfahrensschritte eingehalten werden: - Ligieren eines eine Genkodierung für ein Polypeptid führenden DNS-Fragments an den Expressionsvektor an dessen unterhalb der DNS-Sequenz eines Promotors für die Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein gelegenen Abschnitt - Transformieren der Zellen eines Bakteriums aus der Familie Enterobacteriaceae mit dem Expressionsvektor, an welchen die Genkodierung für ein Polypeptid ligiert ist, in Transformationsprodukte - Auslesen der Transformationsprodukte aus Stammzellen eines Bakteriums aus der Familie Enterobacteriaceae - Inkubieren der Transformationsprodukte, wobei die Transformationsprodukte zur Expression der Genkodierung für das Polypeptid unter Bildung des Polypeptids veranlaßt werden und - Isolieren des Polypeptids aus den inkubierten Transformationsprodukten.The invention relates to a method for the production of a polypeptide using an expression vector with a DNA fragment which contains a gene coding for a phosphate binding protein and a replicon from the group of plasmids and bacteriophages, wherein the DNA fragment is ligated to the replicon and wherein the The following procedural steps are observed: ligating a DNA fragment leading to a gene coding for a polypeptide to the expression vector on its section located below the DNA sequence of a promoter for the gene coding for a phosphate binding protein transforming the cells of a bacterium from the Enterobacteriaceae family with the expression vector , to which the gene coding for a polypeptide is ligated, into transformation products - reading out the transformation products from stem cells of a bacterium from the Enterobacteriaceae family - incubating the transformation products, with the transformation products expressing sion of the gene coding for the polypeptide to be caused to form the polypeptide and - isolating the polypeptide from the incubated transformation products.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Polypeptids unter Verwendung eines Expressionsvektors mit einem DNS-Fragment, welcher eine Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein und ein Replikon aus der Gruppe der Plasmide und Bakteriophagen enthält.The invention relates to a method for producing a polypeptide using an expression vector with a DNA fragment which encodes a gene for a phosphate binding protein and contains a replicon from the group of plasmids and bacteriophages.

Unter dem Begriff der »Genexpression« wird hier die Translation aus einer Genkodierung für eine Polypeptidsequenz in das Polypeptid verstanden. In der Genexpression wird die Kodierung in einer DNS-Kette für dieThe term “gene expression” here means translation from a gene coding for a polypeptide sequence understood in the polypeptide. In gene expression, the coding in a DNA chain for the

nucleinsäure transkribiert, in eine sogenannte Boten-RNS, und anschließend findet die Translation der so transkribierten Boten-RNS in das vorgenannte Polypeptid statt.nucleic acid transcribed into a so-called messenger RNA, and then the translation of the so transcribed messenger RNA into the aforementioned polypeptide instead.

1970 wurde die Technik der Umwandlung von Escherichia coli entdeckt (M. Mandel und A. Higa, Journal of Molecular Biology, 53, 159-162 [1970]), und man fand ein Restriktionsenzym (H. O. Smith und K.W. Wilcox. Journal of Molecular Biology, 51,379-391 [1970]). Diese Erkenntnisse führten zu einem raschen Fortschritt in der Gentechnik und in der Zelltechnologie. Beispielsweise wurde auf der Basis dieser Erkenntnisse die grundlegende Technik der Genrekombination entwikkelt, wie sie in der US-PS 42 37 224 beschrieben ist. Des weiteren wurden neue Vektoren entwickelt sowie Verfahren zur Herstellung nutzbringender Substanzen mit Hilfe der Gentechnik. Die genannten neuen Vektoren sind beispielsweise in der DT-OS 27 12 615. in der FR-PS 24 41 659, der US-PS 42 73 875, in der PCT-Anmeldung WO 79/01169, der GB-PS 20 52 516 und in der EPC-PS 32 238 beschrieben. Die vorgenannten Verfahren zur Herstellung nutzbringender Substanzen sind beispielsweise in der US-PS 43 75 514 beschrieben.1970 the technique of transforming Escherichia coli (M. Mandel and A. Higa, Journal of Molecular Biology, 53, 159-162 [1970]) and found a restriction enzyme (H. O. Smith and K.W. Wilcox. Journal of Molecular Biology, 51,379-391 [1970]). These Findings led to rapid progress in genetic engineering and cell technology. For example The basic technique of genre combination was developed on the basis of this knowledge, as described in US Pat. No. 4,237,224. In addition, new vectors and methods have been developed for the production of beneficial substances with the help of genetic engineering. The aforementioned new vectors are for example in DT-OS 27 12 615. in FR-PS 24 41 659, US-PS 42 73 875, in the PCT application WO 79/01169, GB-PS 20 52 516 and EPC-PS 32 238 are described. The aforementioned procedures for the production of beneficial substances are described, for example, in US Pat. No. 4,375,514.

Aus all den vorgenannten Veröffentlichungen geht jedoch nur hervor, daß die gewünschten nützlichen Substanzen, z. B. Polypeptide, mit Hilfe der Genexpression hergestellt werden können. Die Techniken, die in den genannten Veröffentlichungen zum Stand der Technik beschrieben sind, haben jedoch den Nachteil, daß die Ausbeute an den gewünschten Nutzsubstanzen nicht hoch genug ist. Aus diesem Grund besteht auf diesem Gebiet der Wunsch nach einem Verfahren zur Herstellung von nutzbringenden Polypeptiden mit hoher Ausbeute. From all of the above publications, however, it only emerges that the desired beneficial substances, z. B. polypeptides, can be produced with the aid of gene expression. The techniques used in the Cited publications of the prior art are described, however, have the disadvantage that the Yield of the desired useful substances is not high enough. Because of this, insists on this Field of desire for a method of producing useful polypeptides in high yield.

Die grundlegenden Techniken zur Genrekombination sind in den Proceedings of the National Academy of Science, USA, 70,3240-3244 (1973) und 71,1743-1747 (1974) beschrieben, doch wurde in diesen Veröffentlichungen kein allgemeines Verfahren zur Isolierung eines Gens vorgeschlagen, das sich durch eine hohe Genexpressionskraft auszeichnet und aus einer großen Anzahl natürlich vorkommender Gene isoliert wird, woraus sich bei der Lösung der genannten Aufgabenstellung Schwierigkeiten ergeben.The basic techniques for genre recombining are outlined in the Proceedings of the National Academy of Science, USA, 70, 3240-3244 (1973) and 71, 1743-1747 (1974), but these publications no general method for isolating a gene that is characterized by a high level of gene expression has not been proposed and is isolated from a large number of naturally occurring genes, from which difficulties arise in solving the stated problem.

Zur vorliegenden Erfindung wurden umfangreiche intensive Untersuchungen und Studien zur Lösung dieses Problems durchgeführt, mit dem Ergebnis, daß eine Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein gefunden wurde, die einen Expressionsvektor mit äußerst starker Genexpression — verglichen mit den bis dahin bekannten Vektoren — ergibt. Dann wurde mit Erfolg ein solcher Expressionsvektor hergestellt, der eine Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein führt, wobei man die Kloniertechnik mit großem Erfolg einsetzte. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Polypeptids unter Ver-Wendung eines Expressionsvektors zur Verfügung zu stellen. Der verwendete Expressionsvektor ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldung 33 20 339.3-41.Extensive intensive studies and studies to solve this have been carried out on the present invention Problem, with the result that a gene coding for a phosphate binding protein was found which was an expression vector with extremely strong gene expression - compared to the previous ones known vectors - results. Such an expression vector, which encodes a gene for a phosphate binding protein using the cloning technique with great success. The invention is therefore based on the object of a method for producing a polypeptide using to provide an expression vector. The expression vector used is the subject German patent application 33 20 339.3-41.

Die Aufgabe wird gelöst mit den Maßnahmen des Anspruchs 1. Die Ansprüche 2 und 3 nennen Ausgestaltungen der Erfindung.The object is achieved with the measures of claim 1. Claims 2 and 3 name embodiments the invention.

Der verwendete Expressionsvektor wird durch ein Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten hergestellt: The expression vector used is prepared by a method comprising the following steps:

1) Gewinnung einer chromosomalen DNS (DNA) mit1) Obtaining a chromosomal DNA (DNA) with

Λ: /-> ι j: r.··. :„ ni u~*u:~j Λ : / -> ι j: r. ··. : "Ni u ~ * u: ~ j

v»iii\*i vj^itivuui%.i uiig lui viii ι iiuapiiaiuiiiuuiigapiu*v »iii \ * i vj ^ itivuui% .i uiig lui viii ι iiuapiiaiuiiiuuiigapiu *

tein aus Bakterien der Familie Enterobacteriaceae: 2) Aufspaltung der chromosomalen DNS mit Hilfe eines Restriktionsenzyms in DNS-Fragmente;
3) Ligieren der DNS-Fragmente an ein Replikon aus
tein from bacteria of the Enterobacteriaceae family: 2) splitting of the chromosomal DNA into DNA fragments with the aid of a restriction enzyme;
3) Ligate the DNA fragments to a replicon

der Gruppe der Plasmide und Bakteriophagen;
4) Transformierung der Zellen eines Bakteriums aus der Familie Enterobacteriaceae mit Hilfe des Repli-
the group of plasmids and bacteriophages;
4) Transformation of the cells of a bacterium from the Enterobacteriaceae family with the help of the replica

kons, an welches das DNS-Fragment ligiert ist, in Transformationsprodukte, darunter Transformationsprodukte, welche einen Rekombinationsvektor mit dem DNS-Fragment enthalten, das eine Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein mit sich führt;Kons, to which the DNA fragment is ligated, in Transformation products, including transformation products which are a recombination vector with the DNA fragment containing the gene coding for a phosphate binding protein carries with him;

5) Auslesen von Transformationsprodukten, welche den Rekombinationsvektor mit dem eine Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein enthaltenden DNS-Fragment beinhalten, aus den Transformationsprodukten, und5) Reading out transformation products which encode the recombination vector with the one gene for a DNA fragment containing phosphate binding protein, from the transformation products, and

6) Isolieren des Rekombinationsvektors mit dem die Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein führenden DNS-Fragment aus den ausgelesenen bzw. selektierten Transformationsprodukten.6) Isolation of the recombination vector with which the gene coding for a phosphate binding protein leading DNA fragment from the read out or selected transformation products.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der folgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe method according to the invention is explained in more detail with reference to the following drawings. It shows

F i g. 1 die Restriktionsabbildungen de:1 Plasmide pSN401. pSN507, pSN508 und pSN53S undF i g. 1 the restriction maps de: 1 plasmid pSN401. pSN507, pSN508 and pSN53S and

F i g. 2 das Ablaufschema für das Verfahren zur Herstellung des Plasmids pSN2507, mit den Restriktionsabbildungen der Plasmide pKN402A, pSHIOl und pSN2507.F i g. 2 the flow chart for the manufacturing process of the plasmid pSN2507, with the restriction maps of the plasmids pKN402A, pSHIOl and pSN2507.

In F i g. 1 und 2 ist mit der symbolischen Bezeichnung »phoS« eine Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein der Enterobacteriaceae angegeben, worüber eine ausführliche Erläuterung an anderer Stelle gegeben wird. Die symbolischen Bezeichnungen »phoT«, »pstA« und »phoU« stehen jeweils für Gene, die zusammen mit phoS an der Chromosomen-DNS von E. coli angelagert sind; auch ,hierüber folgt eine genaue Erläuterung später. Zur Kennzeichnung der Erkennungssequenzen bei den Restriktionsenzymen werden die folgenden Symbole verwendet:In Fig. 1 and 2 is with the symbolic designation »PhoS« is a gene coding for a phosphate binding protein of the Enterobacteriaceae, about which a detailed explanation is given elsewhere. The symbolic names »phoT«, »pstA« and "phoU" each stand for genes that are attached to the chromosomal DNA of E. coli together with phoS are; also, a detailed explanation of this follows later. To identify the recognition sequences at the following symbols are used for restriction enzymes:

EcoRI, Hpal, Pstl, BgIII, MIuI
Hindlll, Aval, Hindi und Smal
(wobei die angehängten Zahlen bei diesen Symbolen gemäß der Zeichnung zur Kennzeichnung der jeweiligen Erkennungsorte für ein Restriktionsenzym eingesetzt sind).
EcoRI, Hpal, Pstl, BgIII, MIuI
Hindlll, Aval, Hindi and Smal
(The numbers attached to these symbols are used as shown in the drawing to identify the respective recognition sites for a restriction enzyme).

Weitere Abkürzungen:Further abbreviations:

Tn3(ApR) (angegeben mit V/////M)·. Transposon, welches eine Genkodierung tür die Ampicillinresistenz enthält;Tn3 (Ap R ) (indicated with V ///// M) ·. Transposon, which contains a gene coding for ampicillin resistance;

Replikationsgen
Replikationsausgangspunkt
1000 Nukleotidenpaare
ausgelöschter Teil
Replication gene
Replication origin
1000 nucleotide pairs
erased part

Der Begriff »Replikon« bezeichnet hier einen Vektor, der replikationsfähig ist und ein Gen für ein phänotypisches Merkmal sowie eine Restriktionsstelle aufweist, die zur Anbindung eines Spender-DNS-Fragments geeignet ist.The term “replicon” here denotes a vector that is capable of replication and a gene for a phenotypic one Has a feature and a restriction site that is suitable for attaching a donor DNA fragment is.

Unter einem Replikon versteht man einen Träger der genetischen information, der ais Repiikationseinheit einer Nukleotidenkette bekannt ist, so daß bei Beginn eines Replikationsvorgangs die Replikation nacheinander bis zum Ende der Nukleotidenfolge schrittweise stattfindet. Als Beispiele für ein solches Replikon lassen sich Plasmide, Bakteriophagen, Viren und dergleichen nennen. Zu den Replikonen gehören DNS-Replikone und RNS-Replikone, doch werden aus praktischen ErA replicon is understood to be a carrier of genetic information, the replica unit of a Nucleotide chain is known, so that at the beginning of a replication process the replication is sequential takes place gradually until the end of the nucleotide sequence. Let us take as examples of such a replicon call themselves plasmids, bacteriophages, viruses and the like. Replicons include DNS replicons and RNA replicons, but practical he

wägungen heraus bei der vorliegenden Eifindung die RNS-Replikone nicht bevorzugt eingesetzt Als DNS-Replikone lassen sich Plasmide und replikationsfähige DNS-Fragmente nennen, die von DNS-Viren abgeleitet sind, ferner procaryotische und eucaryotische Zellen. Von diesen werden für den Einsatz bei der vorliegenden Erfindung die Plasmide und Bakteriophagen bevorzugt Herkömmlicherweise werden zum Klonieren verschiedener Gene DNS-Replikone mit weiter Verbreitungconsiderations in the present invention RNA replicons not used with preference. DNA replicons can be plasmids and replicable ones Name DNA fragments derived from DNA viruses, as well as procaryotic and eucaryotic cells. Of these, the plasmids and bacteriophages are preferred for use in the present invention Conventionally, widely distributed DNA replicons have been used to clone various genes

ίο eingesetzt, welche ein Gen mit sich führen, das Resistenz gegenüber Antibiotika verleiht Das weitverbreitete Verfahren zum Klonieren eines Gens umfaßt die Auflösung einer Chromosomen-DNS mit einem Restriktionsenzym zur Herstellung eines DNS-Fragments, welches das gewünschte Gen führt, die Ligierung des DNS-Fragments an das DNS-Replikon, die Transformierung eines Einzeller-Organismus mit dem DNS-Replikon, welches das DNS-Fragment umfaßt, in Transformationsprodukte, die Isolierung der Transformationsprodukte aus den einzelligen Stammorganismen unter Einsatz der Antibiotikaresistenz, die durch das DNS-Replikon verliehen wird, und Inkubieren der isolierten Transformationsstoffe, wobei das DNS-Replikon mit dem DNS-Fragment kloniert wird.ίο used, which carry a gene with them, the resistance to antibiotics. The widely used method of cloning a gene includes Dissolving a chromosomal DNA with a restriction enzyme to produce a DNA fragment, which carries the desired gene, the ligation of the DNA fragment to the DNA replicon, the transformation a unicellular organism with the DNA replicon, which comprises the DNA fragment, into transformation products, the isolation of the transformation products from the unicellular parent organisms below Use the antibiotic resistance conferred by the DNA replicon and incubate the isolated Transformation substances, the DNA replicon being cloned with the DNA fragment.

Die Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein ist für den Phosphattransport und den Phosphatstoffwechsel verantwortlich und ist von der Entwicklung her in procaryotischen Zellen und einzelligen eucaryotischen Zellen vorhanden. Unter anderem wurde die Genkodierung für ein Protein zur Phosphatbindung bei Escherichia coli relativ eingehend untersucht, und insbesondere wird das Gen bei Escherichia coli als phoS-Gen bezeichnet Das phoS-Gen ist nicht nur bei Escherichia coli, sondern auch bei Bakterien aus der Familie Enterobacteriaceae vorhanden. Dementsprechend läßt sich das phoS-Gen jedes Bakteriums der Familie Enterobacteriaceae bei der vorliegenden Erfindung verwenden. Das phoS-Gen bei Escherichia coli ist zusammen mit phoT, pstA und phoU bei 83 Minuten auf der genormten Genabbildung für E. coli (Backman, B. J. und K. B. Lx)W, Microbiol. Rev, 44, 1—56 [1980]) angelagert. Die Gene phoT, pstA und phoU sind Gene, deren Funktion im Zusammenhang mit dem Phosphattransport und dem Phosphatstoffwechsel steht. Wie schon erwähnt, sind die Gene phoS, phoT, pstA und phoU in Haufen auf einem Chromosom von E. coli angelagert, und wenn nun aus der Chromosomen-DNS von E. coli mit Hilfe eines Restriktionsenzyms das das phoS-Gen führende DNS-Fragment gewonnen wird, so enthält das DNS-Fragment auch die Gene phoT, pstA und phoU. Die Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein bei /ZgImS-Phage wurde ebenfalls untersucht und kann bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
Außerdem lassen sich Gene, deren Funktion im Zusammenhang mit dem Phosphattransport und dem Phosphatstoffwechsel steht, bei Hefe und einem anderen Bakterium als einem der Familie Entet obacteriaceae verwenden. In diesem Fall muß man ein Replikon und einen Wirt suchen, die für Gene geeignet sind, deren Funktion im Zusammenhang mit dem Phosphattransport und dem Phosphatstoffwechsei bei Hefe und einem anderen Bakterium als einem aus der Familie Enterobacteriaceae steht.
Der erfindungsgemäß verwendete Expressionsvektor wird nach einem Verfahren hergestellt, bei welchem
The gene coding for a phosphate binding protein is responsible for phosphate transport and phosphate metabolism and is present in development in procaryotic cells and unicellular eucaryotic cells. Among other things, the gene coding for a protein for phosphate binding in Escherichia coli has been investigated relatively thoroughly, and in particular the gene in Escherichia coli is called the phoS gene.The phoS gene is not only present in Escherichia coli, but also in bacteria from the Enterobacteriaceae family . Accordingly, the phoS gene of any bacterium belonging to the Enterobacteriaceae family can be used in the present invention. The phoS gene in Escherichia coli is together with phoT, pstA and phoU at 83 minutes on the standardized gene map for E. coli (Backman, BJ and KB Lx) W, Microbiol. Rev, 44, 1-56 [1980]). The genes phoT, pstA and phoU are genes whose function is related to phosphate transport and phosphate metabolism. As already mentioned, the genes phoS, phoT, pstA and phoU are attached in clusters on a chromosome of E. coli, and if now the DNA fragment carrying the phoS gene is extracted from the chromosome DNA of E. coli with the help of a restriction enzyme is obtained, the DNA fragment also contains the phoT, pstA and phoU genes. The gene coding for a phosphate binding protein in / ZgImS phage has also been investigated and can be used in the present invention.
In addition, genes whose function is related to phosphate transport and phosphate metabolism can be used in yeast and a bacterium other than one of the Entet obacteriaceae family. In this case one has to find a replicon and a host suitable for genes whose function is related to phosphate transport and phosphate metabolism in yeast and a bacterium other than one of the Enterobacteriaceae family.
The expression vector used in the present invention is produced by a method in which

1) eine Chromosomen-DNS hergestellt wird, die eine Genkodierung für ein Protein zur Phosphatbin-1) a chromosomal DNA is produced, which is a gene coding for a protein for phosphate binding

dung enthält, und zwar aus einem Bakterium der Familie der Enterobacteriaceen;contains manure from a bacterium of the Enterobacteriaceae family;

2) die Chromosomen-DNS mit einem Restriktionsenzym zur Erzeugung von DNS-Fragmenten gespalten wird;2) the chromosomal DNA cleaved with a restriction enzyme to generate DNA fragments will;

3) die DNS-Fragmente an ein aus der Gruppe der Plasmide und Bakteriophagen gewähltes Replikon ligiert werden;3) the DNA fragments to a replicon chosen from the group of plasmids and bacteriophages be ligated;

4) Zellen eines Bakteriums aus der Familie der Enterobacteriaceen mit dem Replikon, an welches die DNS-Fragmente ligiert sind, zur Bildung von Transformationsprodukten transformiert werden, darunter solchen, die einen Rekombinationsvektor enthalten, unter anderem die DNS-Fragmente, welche eine Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein führen;4) cells of a bacterium from the Enterobacteriaceae family transformed with the replicon to which the DNA fragments are ligated to form transformation products, including those that contain a recombination vector, including the DNA fragments, which carry a gene coding for a phosphate binding protein;

5) Transformationsprodukte, welche den Rekombinationsvektor, darunter die eine Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein führenden DNS-Fragmente, aus den gesamten Transformationsprodukten ausgewählt werden, und5) Transformation products that encode the recombination vector, including a gene coding for DNA fragments carrying a phosphate binding protein, from the total transformation products can be selected, and

6) der Rekombinationsvektor, einschließlich der die Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein führenden DNS-Fragmente, aus den ausgewählten Transformationsprodukten isoliert wird.6) the recombination vector, including the gene coding for a phosphate binding protein leading DNA fragments, is isolated from the selected transformation products.

Im Schritt 1 des Verfahrens stellt man aus Bakterien aus der Familie Enterobacteriaceae unter Einsatz einer üblichen Isoliertechnik wie beispielsweise Lyse, Zentrifugieren oder dergleichen eine chromosomale DNS her, welche eine Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein (nachstehend einfach »phoS-Gen« genannt) enthält In step 1 of the process, bacteria from the Enterobacteriaceae family are prepared using a conventional isolation technology such as lysis, centrifugation or the like to produce a chromosomal DNA, which contains a gene coding for a phosphate binding protein (hereinafter simply referred to as "phoS gene")

Im zweiten Schritt wird die im ersten Schritt hergestellte Chromosomen-DNS mit einem Restriktionsenzym gespalten, wobei man DNS-Fragmente erhält, welche ein das phoS-Gen führendes DNS-Fragment (DNA-Fragment) umfassen.In the second step, the chromosomal DNA produced in the first step is treated with a restriction enzyme cleaved, whereby DNA fragments are obtained which contain a DNA fragment (DNA fragment) carrying the phoS gene include.

Im dritten Schritt des Verfahrens läßt sich, wie schon oben erwähnt, jedes Plasmid und jeder Bakteriophage als Replikon verwenden. Die Anbindung der DNS-Fragmente an das Replikon läßt sich unter Verwendung einer Ligase nach dem herkömmlichen Verfahren durchführen (vgl. beispielsweise US-PS 42 37 224). Mindestens eines der ein phoS-Gen und ein Replikon führenden DNS-Fragmente hat ein Gen für ein phänotypisches Merkmal.In the third step of the process, as already mentioned above, every plasmid and every bacteriophage use as a replicon. The connection of the DNA fragments to the replicon can be used carry out a ligase according to the conventional method (see, for example, US Pat. No. 4,237,224). At least one of the DNA fragments carrying a phoS gene and a replicon has a gene for a phenotypic Characteristic.

Im vorgenannten vierten Schritt werden Zellen eines Bakteriums aus der Familie Enterobacteriaceae mit dem das DNS-Fragment führenden Replikon, welches vorher in Schritt 3 hergestellt wurde, transformiert Als Bakterium aus der Familie Enterobacteriaceae lassen sich Escherichia, Enterobacter, Erwinia, Klebsiella, Proteus, Salmonella, Serratia und Shigella nennen. Neben den genannten Bakterien lassen sich auch Mutantenzellen all dieser Bakterien verwenden. Selbstverständlich muß das entsprechende Bakterium unter Berücksichtigung der Replikationsfähigkeit des Replikons in den Zellen eines Bakteriums gewählt werden. Beispielsweise lassen sich in geeigneter Form die Spezies Escherichia colL, Serratia oder Salmonella als Wirt verwenden, wenn als Replikon ein allgemein bekanntes Plasmid vom Entspannungstyp wie pBR322, pBR325, pACYA177 oder pKN410 verwendet wird.In the aforementioned fourth step, cells of a bacterium from the Enterobacteriaceae family with the the replicon carrying the DNA fragment, which was previously prepared in step 3, is transformed into Als Bacterium from the Enterobacteriaceae family can be Escherichia, Enterobacter, Erwinia, Klebsiella, Proteus, Name Salmonella, Serratia and Shigella. In addition to the bacteria mentioned, mutant cells can also be found use all of these bacteria. Of course, the corresponding bacterium must be taken into account the ability of the replicon to replicate in the cells of a bacterium. For example the species Escherichia colL, Serratia or Salmonella can be used as a host in a suitable form, if as a replicon, a well-known relaxation type plasmid such as pBR322, pBR325, pACYA177 or pKN410 is used.

Im vorgenannten fünften Schritt v/erden die Transformationsprodukte zunächst von den Stammzellen eines Bakteriums aus der Familie Enterobacteriaceas mit Hilfe des phänotypischen Merkmals isoliert, beispielsweise unter Ausnutzung einer Medikamentenresistenz, die durch das Replikon vermittelt wird, welches die entsprechenden Merkmalsgene führt. Anschließend werden die Transformationsprodukte, welche den Rekombinationsvektor enthalten — darunter das DNS-Fragment, welches das phoS-Gen führt — aus den wie vorstehend isolierten Transformationsprodukten selektiert, wobei als Kriterium die Menge des Phosphatbindungsproteins in den Transformationsprodukten eingesetztIn the aforementioned fifth step, the transformation products are grounded initially from the stem cells of a bacterium from the Enterobacteriaceas family The help of the phenotypic trait isolated, for example by taking advantage of drug resistance, which is mediated by the replicon that carries the corresponding trait genes. Then be the transformation products that contain the recombination vector - including the DNA fragment, which carries the phoS gene - selected from the transformation products isolated as above, where the amount of phosphate binding protein in the transformation products is used as the criterion

ίο wird. Die Menge des Phosphatbindungsproteins in jedem der Transformationsprodukte wird folgendermaßen bestimmt. Zunächst wird das Phosphatbindungsprotein aus dem Transformationsprodukt isoliert und mit Hilfe einer üblichen Technik, z. B. Lyse, Zentrifugieren oder Aussalzen, gereinigt. Dann wird mittels einer üblichen Technik wie beispielsweise der SDS-Agarose-Gelelektrophorese die Menge des gereinigten Phosphatbindungsproteins bestimmt. Die Menge an Phosphatbindungsprotein in jedem der Transformationsprodukte wird mit der Menge an Phosphatbindungsprotein verglichen, die von einer Stammzelle eines Bakteriums aus der Familie Enterobacteriaceae erzeugt wird, welche nicht mit dem das DNS-Fragment führenden Replikon transformiert wurde. Die Transformationsprodukte mit einer größeren Menge an Phosphatbindungsprotein als in der Stammzelle des Bakteriums der Familie Enterobacteriaceae werden dann ausgelesen.
Wenn als Zelle eines Bakteriums der Familie Enterobacteriaceae im vorstehend beschriebenen Schritt 4 eine Mutantenzelle eingesetzt wird, welche nicht nur unter phosphatarmen, sondern auch unter phosphatreichen Bedingungen alkalische Phosphatase erzeugt, so läßt sich die Auslese der Transformationsprodukte, die das Replikon mit dem das phoS-Gen führenden DNS-Fragment enthalten, im vorstehend beschriebenen fünften Schritt sehr leicht ausführen, ohne Bestimmung der Menge des Phosphatbindungsproteins in jedem der Transformationsprodukte. Der Grund hierfür ist folgender. Wird eine solche Mutantenzelle mit dem das DNS-Fragment führenden Replikon, wie im vorstehend beschriebenen dritten Schritt hergestellt transformiert, so erzeugt die Mutantenzelle alkalische Phosphatase unter phosphatarmen Bedingungen, jedoch unter phosphatreichen Bedingungen aufgrund der Funktion des im DNS-Fragment, das an das Replikon ligiert ist, enthaltenen phoS-Gens keine alkalische Phosphatase. Wenn somit die Transformation unter phosphatreichen Bedingungen ausgeführt wird, so werden hinsichtlich der alkalischen Phosphatase negative Transformationsprodukte ausselektiert
ίο will. The amount of phosphate binding protein in each of the transformation products is determined as follows. First, the phosphate binding protein is isolated from the transformation product and using a conventional technique, e.g. B. lysis, centrifugation or salting out, purified. The amount of the purified phosphate binding protein is then determined using a conventional technique such as SDS-agarose gel electrophoresis. The amount of phosphate binding protein in each of the transformation products is compared with the amount of phosphate binding protein produced by a stem cell of a bacterium from the Enterobacteriaceae family which was not transformed with the replicon carrying the DNA fragment. The transformation products with a greater amount of phosphate binding protein than in the stem cell of the bacterium of the Enterobacteriaceae family are then selected.
If a mutant cell is used as the cell of a bacterium of the Enterobacteriaceae family in step 4 described above, which produces alkaline phosphatase not only under low-phosphate conditions but also under high-phosphate conditions, the selection of the transformation products which the replicon with the phoS gene leading DNA fragment, carry out the fifth step described above very easily without determining the amount of phosphate binding protein in each of the transformation products. The reason for this is as follows. If such a mutant cell is transformed with the replicon carrying the DNA fragment, as produced in the third step described above, the mutant cell generates alkaline phosphatase under low-phosphate conditions, but under phosphate-rich conditions due to the function of the DNA fragment that ligates to the replicon is, the phoS gene does not contain alkaline phosphatase. Thus, if the transformation is carried out under phosphate-rich conditions, transformation products negative in terms of alkaline phosphatase are selected out

Im vorstehend erläuterten sechsten Schritt wird der Rekombinationsvektor mit dem das phoS-Gen führenden DNS-Fragment aus den im fünften Schritt ausgelesenen Transformationsprodukten mittels einer üblichen Technik wie beispielsweise Lyse, Zentrifugieren oder dergleichen isoliertIn the sixth step explained above, the recombination vector with the one carrying the phoS gene DNA fragment from the transformation products read out in the fifth step by means of a conventional Technique such as lysis, centrifugation or the like isolated

Andererseits ist zu beachten, daß ein Expressionsvektor, der ein Gen führt, dessen Funktion im Zusammenhang mit dem Phosphattransport und dem Phosphatstoffwechsel steht, bei Hefe oder einem anderen Bakterium als einem aus der Familie Enterobacteriaceae im wesentlichen nach dem selben Verfahren wie dem vorbeschriebenen hergestellt werden kann. Des weiteren ist zu beachten, daß anstelle des in Schritt 1 und 2 des vorstehend erläuterten Verfahrens hergestellten DNS-Fragments ein DNS-Fragment eingesetzt werden kann, das aus Phagen wie beispielsweise den /ZgImS-PhagenOn the other hand, it should be noted that an expression vector that carries a gene, its function in context with the phosphate transport and the phosphate metabolism, in yeast or another bacterium as one of the Enterobacteriaceae family by essentially the same procedure as that described above can be produced. Furthermore, it should be noted that instead of the steps 1 and 2 of the DNA fragments produced by the method described above, a DNA fragment can be used, that from phages such as the / ZgImS phages

gewonnen wurde.was won.

Der nach dem vorstehend erläuterten Verfahren hergestellte Rekombinationsvektor läßt sich hinsichtlich des DNS-Fragmentanteils und/oder des Replikonanteils mit Hilfe eines Restriktionsenzyms teilweise auslöschen, während das phoS-Gen beibehalten wird, worauf der dann entstandene, ausgelöschte Rekombinationsvektor mit Hilfe einer Ligase erneut so angebunden wird, daß sich ein rekonstruierter Rekombinationsvektor mit geringerer Größe bildet. Der rekonstruierte Rekombinationsvektor läßt sich leichter manipulieren, da die Anzahl der Restriktionsstellen im rekonstruierten Rekombinationsvektor gegenüber derselben Anzahl im ursprünglichen Rekombinationsvektor verringert wurde. Wenn außerdem eine Genkodierung für ein bestimmtes Polypeptid an den rekonstruierten Rekombinationsvektor angebunden wird, so wird das Verhältnis der Länge der Polypeptid-Genkodierung zur Gesamtlänge des Rekombinationsvektors größer als bei Anbindung der Polypeptid-Genkodierung an den ursprünglichen Rekombinationsvektor, der nicht rekonstruiert wurde. Es ist gut vorstellbar, daß mit zunehmendem Verhältnis zwischen der Länge der Polypeptid-Genkodierung und der Gesamtlänge des Rekombinationsvektors die pro Zelle gewonnene Proteinmenge ansteigt und die pro Zelle entstehende Menge an Nebenprodukten kleiner wird. Wenn somit der vorstehend rekonstruierte Rekombinationsvektor zur Gewinnung eines bestimmten gewünschten Polypeptids eingesetzt wird, so läßt sich nicht nur die hohe Produktivität für das Polypeptid erzielen, sondern auch mühelos eine höhere Reinheit des gewonnenen Po'ypeptids.The recombination vector produced by the method explained above can be determined with regard to partially erase the DNA fragment portion and / or the replicon portion with the help of a restriction enzyme, while the phoS gene is retained, whereupon the resulting, erased recombination vector is tied again with the help of a ligase so that a reconstructed recombination vector with lower Size forms. The reconstructed recombination vector can be manipulated more easily because the number of restriction sites in the reconstructed recombination vector versus the same number in the original Recombination vector was reduced. If, in addition, a gene coding for a certain Polypeptide is attached to the reconstructed recombination vector, the ratio of the length the polypeptide gene coding to the total length of the recombination vector is greater than when the polypeptide gene coding is attached to the original recombination vector which was not reconstructed. It is it is well conceivable that with an increasing ratio between the length of the polypeptide gene coding and the Total length of the recombination vector, the amount of protein obtained per cell and the amount of protein per cell increases resulting amount of by-products becomes smaller. Thus, if the above reconstructed recombination vector is used to obtain a particular desired polypeptide, so can not only achieve the high productivity for the polypeptide, but also a higher purity of the recovered polypeptide.

Ein das phoS-Gen führendes DNS-Fragment läßt sich aus dem Rekombinationsvektor herauslösen, der nach dem obigen Verfahren hergestellt und an eine andere Art von Replikon als der ursprüngliche Rekombinationsvektor angebunden wurde, um einen anderen Typus eines rekonstruierten Rekombinationsvektors herzustellen. Ein solcher anderer Typus eines rekonstruierten Rekombinationsvektors läßt sich vorteilhaft einsetzen, wenn eine mühelose Auslese der Transformationsprodukte durch Veränderung eines phänotypischen Merkmals des Replikons und/oder eine Erhöhung der Vervielfältigungszahl eines Rekombinationsvektors beabsichtigt sind. Der Einsatz eines solchen anderen Typus eines rekonstruierten Rekombinationsvektors ist wünschenswert, wenn die mit Hilfe des ursprünglichen Rekombinationsvektors hergestellten Transformationsprodukte diejenigen sind, aus denen sich die erwünschten Transformationsprodukte nur mit Mühe auslesen lassen und/oder bei denen die Replikationsfähigkeit des ursprünglichen Replikationsvektors in den Transformationsprodukten niedrig istA DNA fragment carrying the phoS gene can be extracted from the recombination vector which is after prepared using the above procedure and attached to a different type of replicon than the original recombination vector was tied to produce a different type of reconstructed recombination vector. Such a different type of reconstructed recombination vector can advantageously be used, if an effortless selection of the transformation products by changing a phenotypic Feature of the replicon and / or an increase in the amplification number of a recombination vector is intended are. The use of such a different type of reconstructed recombination vector is desirable, if the transformation products produced with the aid of the original recombination vector are those from which the desired ones result It is difficult to read out transformation products and / or for which the replication capability of the original replication vector is low in the transformation products

Die Rekonstruktion des Rekombinationsvektors wird, wie bereits erwähnt mit einer der üblichen Techniken ausgeführt (vgl. beispielsweise die US-PS 43 40 674, 43 49 629 und 43 56 270).As already mentioned, the reconstruction of the recombination vector is carried out using one of the usual techniques executed (see. For example, US-PS 43 40 674, 43 49 629 and 43 56 270).

Der nach dem obigen Verfahren gewonnene Expressionsvektor läßt sich durch Aufbau des Restriktionsbildes wie folgt kenntlich machen. Der Expressionsvektor wird zur Gewinnung von DNS-Fragmenten mit verschiedenen Restriktionsenzymen teilweise oder völlig aufgelöst Die gewonnenen Fragmente werden einer Agarose-Gel-Elektrophorese unterzogen, wobei Größe und Restriktionsmuster des Expressionsvektors bestimmt werden. Die Lage der phoS-Gene auf dem genannten Expressionsvektor wird durch Aufbau einer Vielzahl verschiedener erfindungsgemäß ausgelöschter Expressionsvektoren mittels teilweiser oder vollständiger Auflösung mit einem entsprechenden Restriktionsenzym und mit anschließender Selbstbindung und durch Untersuchung der gelöschten Expressionsvektoren durch Komplementbildungstests bestimmt, bei denen als Wirt die phoS-Gen-negativen Mutanten verwendet werden.The expression vector obtained by the above process can be generated by building up the restriction image mark as follows. The expression vector is used to obtain DNA fragments with different Restriction enzymes partially or completely dissolved. The fragments obtained become one Subjected agarose gel electrophoresis, taking size and restriction patterns of the expression vector are determined. The location of the phoS genes on the above Expression vector is erased according to the invention by building a large number of different ones Expression vectors by means of partial or complete resolution with an appropriate restriction enzyme and with subsequent self-binding and through Examination of the deleted expression vectors determined by complement formation tests in which the phoS gene negative mutants can be used as the host.

Der das phoS-Gen führende Expressionsvektor hat die folgenden Vorteile, wenn die Genkodierung für ein gewünschtes Polypeptid an den Expressions vektor an dessen unterhalb der DNS-Sequenz für den Promotor eines phoS-Gens angebunden wird und durch Gentechniken die Gewinnung des erwünschten Polypeptids durchgeführt wird:The expression vector carrying the phoS gene has the following advantages when the gene coding for a desired polypeptide on the expression vector on it below the DNA sequence for the promoter a phoS gene is linked and the recovery of the desired polypeptide by genetic engineering is carried out:

1) Die Ausbeute des vorgenannten erwünschten Polypeptids beträgt lxl05-106 Moleküle/Zeile, also mehrere bis lOOmal höher als bei Verwendung des üblicherweise verwendeten Vektors.1) The yield of the aforementioned desired polypeptide is lxl0 5 -10 6 molecules / line, that is several to 100 times higher than when using the vector usually used.

2) Die Genexpression des hier verwendeten Expressionsvektors läßt sich einschränkungslos durch Einstellung der Phosphatkonzentration im Kulturmedium steuern. Damit läßt sich auch die Produktion des gewünschten Polypeptids durch Einstellen der Phosphatkonzentration im Kulturmedium steuern.2) The gene expression of the expression vector used here can be adjusted without restriction control the phosphate concentration in the culture medium. This also allows production control of the desired polypeptide by adjusting the phosphate concentration in the culture medium.

3) Das gewünschte Polypeptid kann zusammen mit dem Anteil an Phosphatbindungsprotein in das Periplasma des Wirts ausscheiden. Damit läßt sich das gewünschte Polypeptid ohne Schwierigkeiten vom Wirt isolieren.3) The desired polypeptide can enter the periplasm together with the proportion of phosphate binding protein of the host. In this way, the desired polypeptide can be removed without difficulty Isolate the host.

Aus diesem Grunde läßt sich der Expressionsvektor in großem Umfang industriell einsetzen. Nachstehend wird nun ein Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines gewünschten Polypeptids mit Hilfe des oben näher erläuterten Expressionsvektors beschrieben. Die Genkodierung für das gewünschte Polypeptid wird aus den Genen eucaryotischer Zellen, procaryotischer Zellen oder Viren gewonnen, und das so gewonnene Gen wird an den Expressionsvektor gebunden. Anschließend wird der Wirt mit dem zuvor gewonnenen Expressionsvektor unter Bildung von Transformationsprodukten umgewandelt Anschließend werden die so erhaltenen Transformationsprodukte im großen inkubiert, um damit die gewünschten Polypeptide mit extrem hoher Ausbeute zu gewinnen.For this reason, the expression vector can be used industrially on a large scale. Below an example of the method according to the invention for producing a desired polypeptide is now shown Using the expression vector explained in more detail above. The gene coding for the desired polypeptide is obtained from the genes of eucaryotic cells, procaryotic cells or viruses, and that way The gene obtained is linked to the expression vector. Subsequently, the host will use the previously obtained Expression vector can then be converted to form transformation products the transformation products obtained in this way are incubated to a large extent in order to produce the desired polypeptides with to gain extremely high yield.

Bei praktischer Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst durch organische Synthese ein DNS-Fragment mit einer Genkodierung für ein Polypeptid gewonnen oder durch herkömmliche Techniken wie Lyse, Zentrifugieren, Auflösen mit einem Restriktionsenzym oder dergleichen aus Organismen isoliert Es ist auch möglich, ein DNS-Fragment mit einer Genkodierung für ein gewünschtes Polypeptid aus einem RNS-Fragment zu gewinnen, das aus einer Boten-RNS und RNS-Viren durch Umwandeln eines RNS-Fragmentes mit dem gewünschten Gen in das komplementäre DNS-Fragment mit Hilfe allgemein bekannter Umkehr-Transcriptase hergestellt wird. Das eine Genkodierung für ein Polypeptid führende DNS-Fragment wird an einen das phoS-Gen führenden Expressionsvektor an dessen unterhalb der DNS-Sequenz eines Promotors für das phoS-Gen liegenden Abschnitt gebunden. Mindestens eines der eine Genkodierung für ein PoIypeptid führenden DNS-Fragmente, eines der das phoS-Gen des Expressionsvektors führenden DNS-Fragmente oder das Replikon des Expressionsvektors hat ein Gen für ein phänotypisches Merkmal, beispielsweise dieIn the practical implementation of the method according to the invention, organic synthesis is the first step a DNA fragment containing a gene coding for a polypeptide is obtained or by conventional techniques such as lysis, centrifugation, dissolution with a restriction enzyme or the like isolated from organisms It is also possible to produce a DNA fragment with a gene coding for a desired polypeptide from a Obtain RNA fragment from a messenger RNA and RNA virus by converting an RNA fragment with the desired gene into the complementary DNA fragment with the help of well-known Reverse transcriptase is produced. The DNA fragment carrying a gene coding for a polypeptide is connected to an expression vector leading to the phoS gene at its below the DNA sequence of a promoter bound for the phoS gene lying section. At least one of the gene coding for a polypeptide leading DNA fragments, one of the DNA fragments leading the phoS gene of the expression vector or the replicon of the expression vector has a gene for a phenotypic trait, for example the

Resistenz gegenüber Medikamenten, Enzymtätigkeit oder dergleichen. Der Abschnitt, an dem das eine Genkodierung für ein Polypeptid führende DNS-Fragment an den Expressionsvektor ligiert wird, kann zwischen dem proximal und dem distal gelegenen Teil des das phoS-Gen führenden DNS-Fragmentes liegen, so daß ein Verschmelzungs- bzw. Fusionsprotein erzeugt werden kann. Dieser Abschnitt kann auch unterhalb des das phoS-Gen führenden DNS-Fragmentes liegen, so daß ein Hybridprotein erzeugt werden kann. Der vorbeschriebene Vorgang der Anbindung wird mit Hilfe einer Ligase unter Einsatz herkömmlicher Techniken durchgeführt (vgl. beispielsweise US-PS 42 37 224).Resistance to drugs, enzyme activity or the like. The section at which this is a gene coding for a polypeptide leading DNA fragment is ligated to the expression vector, can between the proximal and the distal part of the DNA fragment carrying the phoS gene, so that a fusion protein can be generated. This section can also be found below the das DNA fragment leading to the phoS gene, so that a hybrid protein can be generated. The one described above The attachment process is carried out with the aid of a ligase using conventional techniques (See, for example, US Pat. No. 4,237,224).

Im vorgenannten Transformierungsschritt werden Zellen eines Bakteriums aus der Familie Enterobacteriaceae mit dem Expressionsvektor mit der Genkodierung für ein Polypeptid, die mittels herkömmlicher Verfahren daran ligiert ist, transformiert (vgl. beispielsweise US-PS 42 37 224). Als Beispiele für ein Bakterium aus der Familie Enterobacteriaceae lassen sich Erwinia, Enterobacter, Escherichia, Klebsiella, Proteus, Salmonella, Serratia und Shigella nennen.In the aforementioned transformation step, cells of a bacterium from the Enterobacteriaceae family are produced with the expression vector with the gene coding for a polypeptide produced by conventional methods is ligated to it, transformed (see, for example, US Pat. No. 4,237,224). As examples of a bacterium from the Enterobacteriaceae family include Erwinia, Enterobacter, Escherichia, Klebsiella, Proteus, Salmonella, Name Serratia and Shigella.

Im vorstehend beschriebenen Auslesen wird das Transformationsprodukt aus den Stammzellen des Bakteriums aus der Familie Enterobacteriaceae anhand eines phänotypischen Merkmals ausgesondert, wie z. B. Resistenz gegenüber Medikamenten, die durch den Expressionsvektor vermittelt wird.In the above-described readout, the transformation product is obtained from the stem cells of the bacterium singled out from the family Enterobacteriaceae on the basis of a phenotypic trait, such as e.g. B. Resistance to drugs mediated by the expression vector.

Im vorgenannten Inkubieren werden die Transformationsprodukte unter geeigneten Nährbedingungen für diese inkubiert, wodurch die Transformationsprodukte zur Expression der Gene und zur Produktion des gewünschten Polypeptids veranlaßt werden.In the aforementioned incubation, the transformation products incubated under suitable nutrient conditions for this, thereby producing the transformation products to express the genes and produce the desired polypeptide.

Dann erfolgt die Isolierung des gewünschten Polypeptids aus den Transformationsprodukten und die Reinigung der Polypeptide mit Hilfe einer herkömmlichen Technik wie beispielsweise Lyse, Aussalzen, Säulenchromatographie oder dergleichen.The desired polypeptide is then isolated from the transformation products and purified of the polypeptides using a conventional technique such as lysis, salting out, column chromatography or similar.

Wenn die Genkodierung für ein gewünschtes Polypeptid an den unterhalb der DNS-Folge, die die Kodierung für das Signalpeptid eines phoS-Gens beim Ligieren (erster Verfahrensschritt) darstellt, liegenden Abschnitt des Expressionsvektors ligiert ist, so wird das gewünschte Polypeptid, das in den Transformationsprodukten im vorgenannten vierten Schritt gewonnen wurde, in das Periplasma der Transformationsprodukte abgeschieden. Der Grund hierfür ist folgender. Das genannte Signalpeptid ist im phoS-Gen auf der Seite der N-terminalen Aminosäuresequenz eines Phosphatbindungsproteins kodiert und seine Expression erfolgt zusammen mit der eines Phosphatbindungsproteins. Das Signalpeptid ist zur Interaktion mit der Innenmembran einer Zelle und zur Sekretion durch diese erforderlich. Mit anderen Worten, das Signalpeptid spielt bei der Abscheidung eines Phosphatbindungsproteins in das Periplasma einer Zelle durch die Innenmembran eine Rolle.If the gene coding for a desired polypeptide is attached to the below the DNA sequence containing the coding represents the section lying for the signal peptide of a phoS gene during ligation (first process step) of the expression vector is ligated, the desired polypeptide which is present in the transformation products was obtained in the aforementioned fourth step, deposited in the periplasm of the transformation products. The reason for this is as follows. The said signal peptide is in the phoS gene on the side of the Encodes the N-terminal amino acid sequence of a phosphate binding protein and its expression occurs together with that of a phosphate binding protein. The signal peptide is designed to interact with the inner membrane of a cell and is required for secretion by it. In other words, the signal peptide plays a role in the Deposition of a phosphate binding protein into the periplasm of a cell through the inner membrane Role.

Wenn somit das Transformationsprodukt, welches den Expressionsvektor enthält, an den die Genkodierung für ein gewünschtes Polypeptid an dem unterhalb der DNS-Sequenzkodierung für das Signalpeptid des phoS-Gens ligiert ist, inkubiert wird, so wird das gewünschte Polypeptid, das im Transformationsprodukt erzeugt wurde, in das Periplasma des Transformationsproduktes aufgrund der Funktion des Signalpeptids ab- geschieden. Das in das Periplasma abgeschiedene Polypeptid läßt sich ohne Lysierung des Transformationsproduktes isolieren, und damit ist im Vergleich zu der Polypeptidproduktion, bei der keine Abscheidung in das Periplasma erfolgt, die Einzeldarstellung des sekretierten Polypeptids sehr einfach.Thus, if the transformation product containing the expression vector to which the gene coding for a desired polypeptide at the one below the DNA sequence coding for the signal peptide of the phoS gene is incubated, the desired polypeptide, which is in the transformation product was generated, into the periplasm of the transformation product due to the function of the signal peptide divorced. The polypeptide deposited in the periplasm can be isolated without lysing the transformation product, and thus is in comparison to FIG Polypeptide production in which there is no deposition into the periplasm, the individual representation of the secreted Polypeptide very simple.

Der Expressionsvektor mit einer Genkodierung für ein daran gebundenes Polypeptid, der beim Ligieren hergestellt wurde, läßt sich im wesentlichen in gleicher Weise wie zuvor im Zusammenhang mit der Rekonstruktion des obigen Expressionsvektors beschrieben rekonstruieren. Beispielsweise läßt sich der Expressionsvektor mit einer Genkodierung für ein daran gebundenes Polypeptid an einem Abschnitt, der zur Bildung eines Hybridproteins führt, in einen Expressionsvektor umwandeln, dessen Genkodierung für ein Polypeptid an einen Abschnitt angebunden ist. der zur Bildung eines Verschmelzungs- bzw. Fusionsproteins führt.The expression vector with a gene coding for a polypeptide bound to it, which when ligated can be made in essentially the same way as previously in connection with the reconstruction of the expression vector described above. For example, the expression vector having a gene coding for a polypeptide bound thereto at a portion which is used to form of a hybrid protein, converting it into an expression vector, the gene coding for a polypeptide is connected to a section. which leads to the formation of a fusion protein.

Es ist darauf zu achten, daß das phoS-Gen sich an eine Kodierung für ein gewünschtes Polypeptid bei Virengenen ligieren läßt, so daß das im Virusgen kodierte gewünschte Polypeptid mit guter Leistung produziert werden kann.It is important to ensure that the phoS gene is attached to a Coding for a desired polypeptide in viral genes can be ligated so that the desired encoded in the virus gene Polypeptide can be produced with good performance.

Wie vorstehend erläutert und beschrieben wurde, läßt sich der Expressionsvektor zur Erzeugung physiologisch aktiver Substanzen, von Enzymen, Antigenen, Toxinen, Aminosäuren, Stoffwechselnebenprodukten und dergleichen einsetzen. Als Beispiele für physiologisch aktive Peptide lassen sich Hormone wie Somatostatin, Insulin, Corticotropin, das Wachstumshormon und dergleichen, Kalmodulin, die Zellwachstumsfaktoren, Interferone und dergleichen nennen. Als Enzyme kann man Urokinase Mutanase («-1,3-Glucan 3-glucanohydrolase), Amylase, Glukose-Isomerase, Hyaluronidase, Umkehr-Transkriptase, Enzyme zur Stickstoffixierung u. dgl. nennen. Unter den Antigenen sind das Antigen für das Grippevirus HA, das Oberflächenantigen für Hepatitis B und dergleichen zu nennen. Als Beispiele für Toxine lassen sich das Toxin für Bordetella pertussis. Schlangengift und dergleichen nennen, und als Beispiele für Aminosäuren seien L-Glutaminsäure, L-Lysin, L-Methionin und dergleichen hier genannt. Antibiotika, Mycotoxine und ähnliches sind Beispiele für Stoffwechselnebenprodukte, und als Beispiele für andere Proteine als die vorstehend aufgeführten Substanzen seien opioide Peptide, Ovalbumin und ähnliches genannt. Daraus ergibt sich, daß die Erfindung bei der Herstellung von Nahrungsmitteln, Medikamenten, Futtermitteln, fermentierten Erzeugnissen, Energiequellen und dergleichen von großem Nutzen istAs explained and described above, the expression vector can be used to generate physiological active substances, enzymes, antigens, toxins, amino acids, metabolic by-products and use the like. Examples of physiologically active peptides include hormones such as somatostatin, Insulin, corticotropin, growth hormone and the like, kalmodulin, the cell growth factors, interferons and the like. The enzymes can be urokinase mutanase («-1,3-glucan 3-glucanohydrolase), Amylase, glucose isomerase, hyaluronidase, reverse transcriptase, Name enzymes for fixing nitrogen and the like. Among the antigens are the antigen for the flu virus HA, the surface antigen for hepatitis B and the like. As examples of Toxins can be the toxin for Bordetella pertussis. Name snake venom and the like, and as examples for amino acids, L-glutamic acid, L-lysine, L-methionine and the like are mentioned here. Antibiotics, Mycotoxins and the like are examples of metabolic by-products, and examples of other proteins as the substances listed above, opioid peptides, ovalbumin and the like may be mentioned. From it It is found that the invention in the production of food, medicine, feed, fermented Is of great use to products, energy sources and the like

Nachfolgend wird die Erfindung nun noch eingehender anhand der nachstehenden Beispiele veranschaulicht. The invention will now be illustrated in more detail using the following examples.

Die in den Beispielen benutzten Kulturmedien. Pufferlösungen, Verfahren zur DNS-Extraktion und Verfahren zur DNS-Reinigung werden jeweils nachstehend zusammengefaßt.The culture media used in the examples. Buffer solutions, methods of DNA extraction and methods for DNA purification are each summarized below.

A: Zusammensetzung des T-MediumsA: Composition of the T medium

Bacto-Trypton 10 gBacto-Tryptone 10 g

NaCl 5 gNaCl 5 g

beides in 100 ml Wasser aufgelöst.both dissolved in 100 ml of water.

B: Schnelle Alkali-Extraktion der Plasmid-DNSB: Rapid alkali extraction of the plasmid DNA

0,1 ml einer Lysozym-Lösung (2 mg Lysozym/mL 50 mM Glukose, 100 mM CDTA (Cyclohexandiamin-Tetraazetat), 25 mM Tris-HCl (pH 8,0) wurden dem Bakterienzellgranulat zugesetzt das durch Zentrifugieren von 1,5 ml Kultur nach Inkubation über Nacht hergestellt0.1 ml of a lysozyme solution (2 mg lysozyme / mL 50 mM glucose, 100 mM CDTA (cyclohexanediamine tetraacetate), 25 mM Tris-HCl (pH 8.0) were added to the bacterial cell granulate, which was obtained by centrifuging 1.5 ml culture prepared after overnight incubation

wurde. Die entstandene Suspension wurde 30 Minuten bei 0°C inkubiert. Anschließend wurden der Suspension 200 μΙ einer alkalischen SDS-Lösung (0,2 N NaOH, I w/w°/o SDS (Natrium-Dodecylsulfat) zugesetzt und gerührt. Nach fünfminütigem Inkubieren bei 0°C wurden der Suspension 150 μΐ 3 M Natriumacetat (pH 4,8) zugesetzt und vorsichtig damit vermischt. Die entstandene Suspension ließ man 60 Minuten bei 0°C stehen und zentrifugierte dann die Niederschläge fünf Minuten lang bei 5000 UpM ab. Aus der oberen Schicht des Überstands wurden 0,4 ml Teilmenge mit der Pipette abgezogen. Die Teilmenge wurde mit 1 ml kalten wasserfreien Äthanols zur Ausfällung der DNS vermischt Das entstehende Gemisch wurde 2 Minuten zentrifugiert und der sich bildende Überstand wurde entfernt; dem entstandenen Granulat wurden 100 μΐ einer Natriumacetatlösung (0,1 M Natriumacetat, 0,05 M Tris-HCl [pH 8,0]) zugesetzt. Die entstehende Lösung wurde mit der doppelten Menge eines kalten wasserfreien Äthanols zur erneuten Ausfällung der DNS versetzt. Die ausgefällte DNS wurde in einem entsprechenden Puffer aufgelöst. Die Einzelheiten der vorstehenden Arbeitsgänge sind in Nucleic Acid Research, Band 7, Nr. 6, S. 1513—1523 (1979), beschrieben. Die nach dem vorstehenden Arbeitsablauf gewonnene Rohplasmid-DNS läßt sich für physikalische Abbildungsanalysen und zu Transformationszwecken verwenden.became. The resulting suspension was incubated at 0 ° C. for 30 minutes. Subsequently, the suspension 200 μΙ of an alkaline SDS solution (0.2 N NaOH, I w / w ° / o SDS (sodium dodecyl sulfate) was added and touched. After five minutes of incubation at 0 ° C, 150 μΐ 3 M sodium acetate (pH 4.8) was added to the suspension and carefully mixed with it. The resulting The suspension was allowed to stand at 0 ° C. for 60 minutes and then the precipitates were centrifuged for five minutes long at 5000 rpm. From the upper layer of the supernatant, 0.4 ml aliquots were extracted with the pipette deducted. The aliquot was mixed with 1 ml of cold anhydrous ethanol to precipitate the DNA The resulting mixture was centrifuged for 2 minutes and the supernatant which formed was removed; the resulting granules were 100 μl of a sodium acetate solution (0.1 M sodium acetate, 0.05 M Tris-HCl [pH 8.0]) added. The resulting solution was with double the amount of cold anhydrous ethanol to reprecipitate the DNA. The precipitated one DNS was dissolved in an appropriate buffer. The details of the above operations are described in Nucleic Acid Research, Vol. 7, No. 6, pp. 1513-1523 (1979). The after the above Crude plasmid DNA obtained in the workflow can be used for physical mapping analyzes and to Use transformation purposes.

C: Entfernen des Ethidiumbromids aus der DNSC: Removal of ethidium bromide from DNA

Die DNS-Fraktion wurde nach der CsCl-Dichtegradient-Zentrifugation mit der gleichen Volumenmenge einer Isopropanollösung vermischt die mit wäßrigerThe DNA fraction was after the CsCl density gradient centrifugation with the same volume of an isopropanol solution mixed with the aqueous

5 M NaCI - 10 mM Tris-HCl-1 mM Na3EDTA (pH 8,3) gesättigt war. Dieser Vorgang wurde bis zur Entfärbung der wäßrigen Phase wiederholt welche die DNS enthält. Zwei Volumenanteile Wasser und anschließend5 M NaCl - 10 mM Tris-HCl-1 mM Na 3 EDTA (pH 8.3) was saturated. This process was repeated until the aqueous phase containing the DNA decolorized. Two parts by volume of water and then

6 Volumenanteile wasserfreies Äthanol wurden der entstandenen wäßrigen Phase zugesetzt. Man ließ das Gemisch bei —20° C eine Stunde bis mehrere Tage zur Ausfällung der DNS stehen. Die ausgefällte DNS wurde durch Zentrifugieren aufgefangen und zur Herstellung einer DNS-Probe getrocknet Die DNS-Probe wurde in 100 μΐ einer Tris-EDTA-Lösung (1OmM Tris-HCl, 1 mM Na3EDTA [pH 7,5]) aufgelöst und der Verwendung zugeführt. Einzelheiten über dieses Verfahren finden sich in Advanced Bacterial Genetics, S. 126, Cold Spring Harbor Laboratory (1980).6 parts by volume of anhydrous ethanol were added to the resulting aqueous phase. The mixture was allowed to stand at -20 ° C for one hour to several days for the DNA to precipitate. The precipitated DNA was collected by centrifugation and dried to produce a DNA sample. The DNA sample was dissolved in 100 μl of a Tris-EDTA solution (10 mM Tris-HCl, 1 mM Na 3 EDTA [pH 7.5]) and the Use fed. Details of this procedure can be found in Advanced Bacterial Genetics, p. 126, Cold Spring Harbor Laboratory (1980).

D: Zusammensetzung des Puffers für das EcoRI-Restriktionsenzym (fünffach konzentriert) (5,0 M CsCI, 1OmM MgSO4, 1OmM Tris-HCl [pH 8,0], 0,1 mM Na2EDTA [Schwebdichte = 1,60]) ein. Über die Lösung im Glas brachte man 3 ml einer 3,0-M-CsCl-Lösung (3,0 M CsCI, 10 mM MgSO4, 10 mM Tris-HCl [pH 8,0], 0,1 mM Na2EDTA [Schwebdichte = 1,40]) ein. Dann wurde über die CsCI-Lösungsschicht 1 ml einer Phagensuspension eingebracht, und das Ganze mit 30 000 UpM in einem Rotor vom Typ SW 50.1 bei 20°C eine Stunde lang zentrifugiert. Anschließend wurden mit Hilfe einer 1-ml-Spritze und einer 15,8-mm-Nadel (Kaliber 25) weniger als 0,5 ml der Phagenfraktion von den Seitenwandungen des Glases abgenommen. Einzelheiten dieses Verfahrens sind in Advanced Bacterial Genetics, S. 80—81, Cold Spring Harbor Laboratory (1980) beschrieben.D: Composition of the buffer for the EcoRI restriction enzyme (five-fold concentrated) (5.0 M CsCI, 10 mM MgSO 4 , 10 mM Tris-HCl [pH 8.0], 0.1 mM Na 2 EDTA [floating density = 1.60] ) a. 3 ml of a 3.0 M CsCl solution (3.0 M CsCl, 10 mM MgSO 4 , 10 mM Tris-HCl [pH 8.0], 0.1 mM Na 2 EDTA) were placed over the solution in the glass [Floating density = 1.40]). Then 1 ml of a phage suspension was introduced over the CsCl solution layer, and the whole thing was centrifuged at 30,000 rpm in a rotor of the SW 50.1 type at 20.degree. C. for one hour. Subsequently, less than 0.5 ml of the phage fraction was removed from the side walls of the glass with the aid of a 1 ml syringe and a 15.8 mm needle (caliber 25). Details of this procedure are described in Advanced Bacterial Genetics, pp. 80-81, Cold Spring Harbor Laboratory (1980).

G: CsCl-Gleichgewichts-Dichtegradient-Zentrifugation G: CsCl equilibrium density gradient centrifugation

Die nach dem obigen Arbeitsschritt F hergestellte Phagenfraktion wurde mit einer 4,0-M-CsCI-Lösung (4,0 M CsCl, 10 mM MgSO4, 10 mM Tris-HCl [pH 8,0], 0,1 mM EDTA) versetzt und mit 30 000 UpM in einem Rotor vom Typ SW 50.1 20 Stunden lang zentrifugiert.The phage fraction prepared according to step F above was washed with a 4.0 M CsCl solution (4.0 M CsCl, 10 mM MgSO 4 , 10 mM Tris-HCl [pH 8.0], 0.1 mM EDTA) added and centrifuged at 30,000 rpm in a rotor of the SW 50.1 type for 20 hours.

Mit einer 1-ml-Spritze und einer 15,8-mm-Nadel (Kaliber 25) wurden von den Seitenwandungen des Zentrifugenglases ganze 0,5 ml Phagenfraktion abgenommen. Einzelheiten dieses Verfahrens sind in Advanced Bacterial Genetics, S. 81, Cold Spring Harbor LaboratoryA 1 ml syringe and a 15.8 mm (25 gauge) needle were removed from the side walls of the centrifuge tube whole 0.5 ml phage fraction removed. Details of this procedure are in Advanced Bacterial Genetics, p. 81, Cold Spring Harbor Laboratory

(1980) beschrieben.(1980).

H: Zusammensetzung des LB-Mediums*)H: Composition of the LB medium *)

Bacto-PeptonBacto-peptone 10g10g HefeextraktYeast extract 5g5g NaClNaCl 5g5g

Diese drei Bestandteile 'wurden in 1000 ml Wasser aufgelöst und durch Zusatz von NaOH wurde der pH-Wert auf 7,2 eingestellt.These three ingredients were dissolved in 1000 ml of water and the pH was adjusted by adding NaOH set to 7.2.

I: Zusammensetzung des T-Agarmediums*)I: Composition of the T-agar medium *)

Bacto-TnptonBacto-Tnpton 10g10g NaClNaCl 5g5g Nährboden (Agar)Culture medium (agar) 15g15g

NaClNaCl

Tris-HClTris-HCl

MgSO4 MgSO 4

50OmM50OmM

250 mM (pH 7,4) 5OmM250mM (pH 7.4) 50mM

E: Zusammensetzung des LigasepuffersE: composition of the ligase buffer

Tris-HCl
MgCI2
Tris-HCl
MgCl 2

Dithiothreitol
ATP
Dithiothreitol
ATP

66 mM (pH 7,6)66 mM (pH 7.6)

6,6 m M 1OmM6.6 m M 1OmM

0,5 mM Diese drei Bestandteile wurden in Wasser aufgelöst, und dann wurde so viel Wasser zugesetzt, daß insgesamt ein Lösungsvolumen von 1000 ml erreicht wurde.0.5 mM These three ingredients were dissolved in water, and then water was added to make a total of a solution volume of 1000 ml has been reached.

*) Nach Sterilisierung des Mediums im Autoklav setzte man 1/1000 Volumen einer wäßrigen Tetrazyklinlösung von 10 mg/ml oder einer wäßrigen Ampicillinlösung von 40 mg/ml zu. Die die Antibiotika enthaltenden Medien wurden zur Auslese der gegenüber Antibiotika resistenten Transformationsprodukte verwendet und sollten die Aufrechterhaltung des antibiotika-resistenten Rekombinationsvektors in den Bakterienzellen sicherstellen.*) After the medium had been sterilized in the autoclave, 1/1000 volume of an aqueous tetracycline solution of 10 was added mg / ml or an aqueous ampicillin solution of 40 mg / ml. The media containing the antibiotics were used to select the antibiotic-resistant transformation products and should be the maintenance of the antibiotic-resistant recombination vector in the bacterial cells.

J: Gewinnung der DNS für Plasmid pBR322 und Spaltung der DNS für Plasmid pBR322J: Obtaining the DNA for plasmid pBR322 and cleavage of the DNA for plasmid pBR322

mit dem Restriktionsenzym EcoRIwith the restriction enzyme EcoRI

F:CsCl-Block-Dichtegradient-ZentrifugationF: CsCl block density gradient centrifugation

Unten in ein Zellulosenitrat-Zentrifugenglas mit einem Durchmesser von 12,7 mm und einer Länge von 50,8 mm brachte man 1 ml einer 5,0-M-CsCl-Lösung 11 des T-Mediums wurde mit 10 ml Keimen von Escherichia coli Κ-12-Stamm C600 geimpft (B. J. Bachmann, Bacterial. Rev, 36, 525—557 [1972]) (Träger des Plasmids pBR322) und unter Schütteln bei 37° C kultiviert bis die Trübur.e der Kulturhouillnn hei fiflilnmAt the bottom of a cellulose nitrate centrifuge tube with a diameter of 12.7 mm and a length of 50.8 mm brought 1 ml of a 5.0 M-CsCl solution 11 of the T medium was germinated with 10 ml Escherichia coli Κ-12 strain C600 inoculated (B. J. Bachmann, Bacterial. Rev, 36, 525-557 [1972]) (carrier of the plasmid pBR322) and cultured with shaking at 37 ° C until the cloudiness of the cultural outlines is called fiflilnm

0,6 A erreichte. Der Bouillon wurde Chloramphenicol bis zur Endkonzentration von 250 μg/mI zugesetzt Anschließend wurde die Kultur 15 Stunden lang bei 37°C inkubiert und zur Zellgewinnung zentrifugiert Die so gewonnenen Zellen wurden einmal mit 100 ml Tris-ED-TA-Lösung (die 100 mM Tris-HCl-Puffer [pH 7,5] und0.6 A. Chloramphenicol was then added to the broth up to a final concentration of 250 μg / ml the culture was incubated for 15 hours at 37 ° C. and centrifuged to obtain cells cells obtained were once with 100 ml Tris-ED-TA solution (the 100 mM Tris-HCl buffer [pH 7.5] and

1 mM EDTA enthielt) gewaschen und schnell alkalisch extrahiert; dies ergab eine Rohplasmid-DNS. In die so hergestellte Rohplasmid-DNS wurde die obige Tris-EDTA-Lösung in solcher Menge zugesetzt, daß das Gesamtvolumen 15 ml betrug. 16 g kristallines CsCI und1 mM EDTA contained) washed and rapidly extracted with alkaline; this resulted in a crude plasmid DNA. In the so prepared crude plasmid DNA, the above Tris-EDTA solution was added in such an amount that the total volume 15 ml. 16 g of crystalline CsCl and

2 ml Ethidiumbromid in einer Konzentration von 5 mg/ml wurden der Lösung zugesetzt worauf das spezifische Gewicht d25 des Gemisches durch Zusatz von Wasser oder kristallinem CsCl auf 139 eingestellt wurde. Das so hergestellte Gemisch wurde dann 40 Stunden lang bei 200C mit 33 000 UpM zentrifugiert Die Lage des Plasmid-DNS-Bandes wurde mit Hilfe langwelligen UV-lichtes ermittelt und die Plasmid-DNS wurde durch Fraktionierung gewonnen. Aus der Plasmid-DNS-Fraktion wurde das Ethidiumbromid nach dem in PunktC beschriebenem Verfahren herausgelöst Der auf diese Weise hergestellten pBR322-DNS-Lösung (100 μg/ml) von 0,2 ml wurden 0,05 ml des Restriktionsenzympuffers für EcoRI zugesetzt und anschließend wurde das Restriktionsenzyin EcoRI in solch einer Menge zugesetzt daß die Aktivität des Restriktionsenzyms EcoRI eine Einheit pro μg der Plasmid-DNS erreichte. Die Enzymreaktion lief bei 37°C 60 Minuten lang ab. Danach wurde das Gemisch 5 Minuten lang auf 65° C erwärmt um das Restriktionsenzym zu inaktivieren. Das Gemisch wurde dann gegen eine Tris-EDTA-Lösung (die 1OmM Tris-HCl [pH 8,0] und 1 mM EDTA enthielt) dialysiert Nach Beendigung der Dialyse wurden dem Gemisch 4 Einheiten alkalischer Phosphatase von Escherichia coli zugesetzt, worauf 30 Minuten lang bei 65° C inkubiert wurde. Eine gleiche Menge Phenollösung (durch Sättigung der obigen Tris-EDTA-Lösung mit Phenol hergestellt) wurde dem Gemisch zugesetzt und anschließend wurde geschüttelt Das geschüttelte Gemisch wurde dann mit niedriger Drehzahl zentrifugiert und in die wäßrige Phase und die Phenolphase getrennt Die wäßrige Phase wurde aufgefangen. Diese Zentrifugierung mit Auffangen der wäßrigen Phase wurde zweimal wiederholt. Anschließend wurde der aufgefangenen wäßrigen Phase ein gleiches Volumen der Lösung I (24 :1 volumetrisch, Gemisch aus Chloroform und Isoamylalkohol) zugesetzt. Dann wurde gründlich gemischt und die wäßrige Phase wurde aufgefangen. Dieser Vorgang wurde viermal wiederholt, worauf die aufgefangene wäßrige Phase gegen einen Ligasepuffer für die nachfolgende Einbindungsreaktion dialysiert wurde, wobei man eine gespaltene DNS-Lösung für pBR322 erhielt.2 ml of ethidium bromide in a concentration of 5 mg / ml were added to the solution, whereupon the specific gravity d 25 of the mixture was adjusted to 139 by adding water or crystalline CsCl. The mixture produced in this way was then centrifuged for 40 hours at 20 ° C. at 33,000 rpm. The position of the plasmid DNA tape was determined with the aid of long-wave UV light and the plasmid DNA was obtained by fractionation. The ethidium bromide was extracted from the plasmid DNA fraction by the method described in point C. 0.05 ml of the restriction enzyme buffer for EcoRI was added to the 0.2 ml pBR322 DNA solution (100 μg / ml) prepared in this way and then the restriction enzyme EcoRI was added in such an amount that the activity of the restriction enzyme EcoRI became one unit per µg of the plasmid DNA. The enzyme reaction proceeded at 37 ° C for 60 minutes. The mixture was then heated to 65 ° C. for 5 minutes in order to inactivate the restriction enzyme. The mixture was then dialyzed against a Tris-EDTA solution (containing 10 mM Tris-HCl [pH 8.0] and 1 mM EDTA). After the completion of the dialysis, 4 units of Escherichia coli alkaline phosphatase was added to the mixture, followed over 30 minutes was incubated at 65 ° C. An equal amount of phenol solution (prepared by saturating the above Tris-EDTA solution with phenol) was added to the mixture, followed by shaking. The shaking mixture was then centrifuged at low speed and separated into the aqueous phase and the phenol phase. The aqueous phase was collected. This centrifugation with collecting the aqueous phase was repeated twice. An equal volume of solution I (24: 1 by volume, mixture of chloroform and isoamyl alcohol) was then added to the aqueous phase collected. It was then mixed thoroughly and the aqueous phase was collected. This process was repeated four times, whereupon the collected aqueous phase was dialyzed against a ligase buffer for the subsequent binding reaction, a cleaved DNA solution for pBR322 being obtained.

Zweiter Schritt:Second step:

Herstellung der DNS-Fragmente mit einem das phoS-Gen von Escherichia coli Κ-12-Stamm führenden DNS-Production of the DNA fragments with a DNA containing the phoS gene of Escherichia coli Κ-12 strain

1 1 des T-Mediums wurde mit 10 ml Keimen von Escherichia coli K-12-Stamm KLF48/KL159 (CGSC Nr. 4302) Journal of Bacteriology, June 1975, Vol. 122, No. 3, Seiten 1153,1154) geimpft und unter Schütteln bei 370C kultiviert. Die Kulturbouillon in der Phase eines logarithmisch ansteigenden Wachstums (Trübung: 0,6 A bei 600 nm) wurde zur Zellgewinnung zentrifugiert. Die auf diese Weise gev/onnenen Zellen wurden in 10 ml einer Lysozymlösung (die 2 mg/ml Lysozym, 100 mM EDTA und 0,15 M NaCl enthielt) suspendiert und die Suspension wurde 15 Minuten bei 37°C stehengelassen.1 1 of the T medium was mixed with 10 ml of germs from Escherichia coli K-12 strain KLF48 / KL159 (CGSC No. 4302) Journal of Bacteriology, June 1975, Vol. 122, No. 3, pp 1153.1154) and cultured with shaking at 37 0 C. The culture broth in the phase of logarithmically increasing growth (turbidity: 0.6 A at 600 nm) was centrifuged to obtain cells. The cells thus collected were suspended in 10 ml of a lysozyme solution (containing 2 mg / ml lysozyme, 100 mM EDTA and 0.15 M NaCl), and the suspension was allowed to stand at 37 ° C. for 15 minutes.

Anschließend wurde die Suspension rasch über einem Trockeneis-/Azetonbad bei —200C gefroren. In die auf diese Weise gefrorene Suspension wurden 50 ml eines Tris-SDS-Puffers (der 0,1 M Tris-HCl [pH 9.0J 1 G/V % SDS [Natriumdodecylsulfat] und 0,1 M NaCl enthielt)The suspension was quickly frozen on a dry ice / acetone bath at -20 0 C. 50 ml of a Tris-SDS buffer (which contained 0.1 M Tris-HCl [pH 9.0J 1 w / v% SDS [sodium dodecyl sulfate] and 0.1 M NaCl) were added to the suspension frozen in this way.

ίο gegeben, und das Gemisch wurde bei 600C geschmolzen. Dieses Frieren über einem Trockeneis-/Azetonbad und Schmelzen bei 600C wurde fünfmal wiederholt wobei die Zellen vollständig lysiert wurden. In die so erhaltene Lösung, in der die Zeilen lysiert vorlagen, wurde eine gleiche Menge einer Phenollösung (hergestellt durch Sättigung des vorgenannten Tris-SDS-Puffers mit umdestilliertem Phenol) gegeben und anschließend wurde gerührt Diese Lösung wurde langsam zentrifugiert wobei sie in eine wäßrige Phase und in die Phenolphase getrennt wurde. Die wäßrige Phase wurde aufgefangen. Die auf diese Weise aufgefangene wäßrige Phase wurde mit dem doppelten Volumen wasserfreien Äthanols versetzt. Dieses Gemisch wurde dann 20 Minuten lang mit 12 000 UpM ze.itrifugiert, worauf man das Granulat erhielt. Dieses Granulat wurde in 20 ml eines Gemisches aus NaCl und Zitronensäure (welches 0,15 M NaCl und 0,015 M Natriumzitrat bei pH 7,0 enthielt) aufgelöst, wodurch sich eine die DNS enthaltende Lösung ergab. In 10 ml der so hergestellten, die DNS enthaltenden Lösung wurde eine gleiche Menge der Lösung I (vgl. erster Schritt) zugesetzt und anschließend wurde gerührt Daraus wurde die wäßrige Phase gewonnen. Die so gewonnene wäßrige Phase wurde mit dem doppelten Volumen von Äthanol vermischt und die ausgefällte DNS wurde in 5 ml Tris-EDTA-Lösung (die 1OmM Tris-HCl [pH 7,5] und 1 mM Na2EDTA enthielt) aufgelöst. Die vorbeschriebene Ausfällung mit wasserfreiem Äthanol wurde wiederholt und 5 ml der DNS-Lösung wurden angesetzt. 0,05 ml des Restriktionsenzympuffers wurden 0,2 ml der auf diese Weise hergestellten DNS-Lösung (200 μg/ml) zugesetzt, und danach wurde das Restriktionsenzym EcoRI in einer solchen Menge zugesetzt, daß die Aktivität des Restriktionsenzyms EcoRI eine Einheit pro μg der DNS erreichte. Anschließend wurde das Gemisch bei 37° C 60 Minuten lang inkubiert, mit nachfolgender 5minütiger Wärmebehandlung bei 65° C zur Inaktivierung des Restriktionsenzyms. Das Gemisch wurde dann gegen den Ligasepuffer dialysiert. wobei man eine E.coli-DNS-Lösung erhielt.ίο added, and the mixture was melted at 60 0 C. This freezing over a dry ice / acetone bath and melting at 60 0 C was repeated five times the cells were completely lysed. An equal amount of a phenol solution (prepared by saturating the aforementioned Tris-SDS buffer with redistilled phenol) was added to the solution thus obtained, in which the cells were lysed, and then stirred. This solution was slowly centrifuged into an aqueous phase and separated into the phenolic phase. The aqueous phase was collected. The aqueous phase collected in this way was admixed with twice the volume of anhydrous ethanol. This mixture was then centrifuged at 12,000 rpm for 20 minutes, whereupon the granules were obtained. These granules were dissolved in 20 ml of a mixture of NaCl and citric acid (containing 0.15 M NaCl and 0.015 M sodium citrate at pH 7.0) to give a solution containing the DNA. An equal amount of solution I (cf. first step) was added to 10 ml of the DNA-containing solution prepared in this way, and the mixture was then stirred. The aqueous phase was obtained from this. The aqueous phase obtained in this way was mixed with twice the volume of ethanol and the precipitated DNA was dissolved in 5 ml of Tris-EDTA solution (which contained 10 mM Tris-HCl [pH 7.5] and 1 mM Na 2 EDTA). The above-described precipitation with anhydrous ethanol was repeated and 5 ml of the DNA solution were made up. 0.05 ml of the restriction enzyme buffer was added to 0.2 ml of the DNA solution prepared in this way (200 μg / ml), and then the restriction enzyme EcoRI was added in such an amount that the activity of the restriction enzyme EcoRI was one unit per μg of the DNS reached. The mixture was then incubated at 37 ° C. for 60 minutes, followed by a 5-minute heat treatment at 65 ° C. to inactivate the restriction enzyme. The mixture was then dialyzed against the ligase buffer. an E. coli DNA solution was obtained.

L: Ligieren der pBR322-DNS und der
DNS-Fragmente von E.coli mit einem phoS-Gen
L: ligating the pBR322 DNA and the
DNA fragments from E. coli with a phoS gene

Die pBR322-DNS-Lösung, die im ersten Schritt hergestellt wurde, wurde auf 30 μg DNS-Konzentration/ml mit einem Einbaupuffer verdünnt. Die E.coli-DNS-Lösung, die im zweiten Schritt angesetzt wurde, wurde auf 100 μg DNS-Konzentration/ml mit dem gleichen Einbaupuffer verdünnt. 50 μΐ der pBR322-DNS-LösungThe pBR322 DNA solution that was prepared in the first step was adjusted to 30 μg DNA concentration / ml diluted with an installation buffer. The E. coli DNA solution that was prepared in the second step was on 100 μg DNA concentration / ml diluted with the same installation buffer. 50 μΐ of the pBR322 DNA solution

Diesem Gemisch wurde T4-Ligase in einer Menge entsprechend einer T4-Ligase-Einheit pro μg zu ligierender DNS zugesetzt. Die Enzymreaktion für die Ligierung der DNSen wurde 8 Stunden lang bei 80C durchgeführt. Nach Beendigung der Ligierung wurde die erhaltene Lösung gegen eine Tris-EDTA- Lösung (die 1OmM Tris-HCl [pH 7,5] und 1 mM EDTA enthielt) dialysiert.T4 ligase was added to this mixture in an amount corresponding to one T4 ligase unit per μg of DNA to be ligated. The enzyme reaction for ligation of DNSen was conducted for 8 hours at 8 0 C. After the end of the ligation, the solution obtained was dialyzed against a Tris-EDTA solution (which contained 10 mM Tris-HCl [pH 7.5] and 1 mM EDTA).

M: Auslese der das phoS-Gen führenden PlasmideM: selection of the plasmids carrying the phoS gene A: E-coli-Stamm C75A: E. coli strain C75

Der Stamm C75 von E.coli (Garen, A. und N. Otsuji, J. MoL Bio!.. 8,841—852 [1964]) wurde in einem LB-Medium unter Schütteln kultiviert, bis die Trübung der Kulturbouillon bei 600 nm den Wert 0,6 A erreichte. Anschließend wurden zur Zellengewinnung 2,5 ml der Bouillon langsam zentrifugiert Die gewonnenen Zellen wurden in 24 ml einer wäßrigen MgCfe-Lösung von 0,1 M suspendiert und diese Suspension dann langsam zur Zellgewinnung zentrifugiert Die gewonnenen Zellen wurden in 1,2 ml einer wäßrigen CaCb-Lösung von 0,1 M suspendiert und diese Zellsuspension ließ man 30 Minuten lang bei 0°C stehen, worauf dann zur Zellgewinnung langsam zentrifugiert wurde. Die gewonnenen Zellen wurden erneut in einer wäßrigen CaCl2-Lösung von 0,1 M in einer Menge von 0,1 ml suspendiert Dieser Zellsuspension wurden 10 μΐ der im dritten Schritt angesetzten Lösung eingebundener DNS zugesetzt Dieses Gemisch ließ man 30 Minuten lang auf eisgekühltem Wasser stehen und erwärmte sie dann 5 Minuten lang in einem Wasserbad von 400C 1,0 ml des auf 37°C vorgewärmten LB-Mediums wurden dem erwärmten Gemisch zugesetzt und dann wurde 90 Minuten bei 370C inkubiert. Anschließend wurden 0,1 ml der so hergestellten Kulturbouillon und 0,1 ml der lOmal mit LB-Medium verdünnten Kulturbouillon jeweils auf T-Nährbodenplatten aufgetragen, welche Tetracyclin oder Ampicillin enthielten, worauf man über Nacht bei 37° C bzw. 300C inkubierte, um Kolonien von Transformationsprodukten zu bilden, die gegenüber Tetracyclin bzw. Ampicillin resistent waren. Die so entstandenen Kolonien der Transformationsprodukte wurden mit einer alkalischen Phosphatase-Einfärbelösung besprüht (welche 2 mg tx-Naphthylphosphat/ml und 20 mg Fast Blue B/ml Salt [tetrazotbehandeltes o-Dianisidin] enthielt), die in 0,5 M Tris-HCl (pH 8,0) aufgelöst war. Die weißen Kolonien von TransformationsprC'dukten, die sich durch Aufsprühen der Farbstofflösung nicht braun verfärbt hatten, wurden als die Zellen herausgelöst, welche die Plasmide enthielten, in denen das E.coli-phoS-Gen in die pBR322-DNS ligiert war.The strain C75 from E. coli (Garen, A. and N. Otsuji, J. MoL Bio! .. 8,841-852 [1964]) was cultivated in an LB medium with shaking until the culture broth became turbid at 600 nm Reached a value of 0.6 A. Then 2.5 ml of the broth were slowly centrifuged to obtain cells. The cells obtained were suspended in 24 ml of an aqueous MgCfe solution of 0.1 M and this suspension was then slowly centrifuged to obtain cells. The cells obtained were in 1.2 ml of an aqueous CaCb Solution of 0.1 M was suspended and this cell suspension was allowed to stand for 30 minutes at 0 ° C., after which it was then slowly centrifuged to obtain cells. The cells obtained were resuspended in an aqueous CaCl 2 solution of 0.1 M in an amount of 0.1 ml. 10 μl of the solution of bound DNA prepared in the third step were added to this cell suspension. This mixture was left on ice-cold water for 30 minutes stand, and then heated for 5 minutes in a water bath at 40 0 C 1.0 ml of pre-warmed to 37 ° C LB medium were added to the heated mixture, and then 90 minutes at 37 0 C was incubated. Then were applied 0.1 ml of the culture broth thus prepared, and 0.1 of ten times with LB medium ml diluted culture broth in each case on T agar plates containing tetracycline or ampicillin, followed by overnight incubation at 37 ° C and 30 0 C. to form colonies of transformation products resistant to tetracycline and ampicillin, respectively. The resulting colonies of the transformation products were sprayed with an alkaline phosphatase staining solution (which contained 2 mg tx-naphthyl phosphate / ml and 20 mg Fast Blue B / ml Salt [tetrazot-treated o-dianisidine]) which was dissolved in 0.5 M Tris-HCl (pH 8.0) was dissolved. The white colonies of transformation products which had not turned brown when the dye solution was sprayed on were removed as the cells which contained the plasmids in which the E. coli phoS gene was ligated into the pBR322 DNA.

B: E.coli-Stamm C2B: E. coli strain C2

Zur Auslese der weißen Kolonien von Transformationsprodukten, die Plasmide enthielten, in denen ein E.coli-phoS-Gen in die pBR322-DNS einligiert war — allerdings mit dem Unterschied, daß die Transformierung des C2-Stammes von E.coli (Morris, H., M. J. Schlesinger, M. Bracha und E. Yagil, J. Bacteriol., 119, 583—592 [1974]) als Indikator bei der Auslese der Plasmide verwendet wurde — wurde im wesentlichen der gleiche Verfahrensablauf wie der soeben beschriebene wiederholt.To select the white colonies of transformation products that contained plasmids in which a E. coli phoS gene was ligated into the pBR322 DNA - with the difference that the transformation of the C2 strain of E. coli (Morris, H., MJ Schlesinger, M. Bracha and E. Yagil, J. Bacteriol., 119, 583-592 [1974]) was used as an indicator in the selection of the plasmids - essentially became the the same process sequence as the one just described is repeated.

N: Aufbau der Restriktionsabbildungen für dieN: Construction of the restriction maps for the

ein phoS-Gen führenden Plasmideplasmids carrying a phoS gene

(pSN401 und pSN402)(pSN401 and pSN402)

Die im vorhergehenden vierten Schritt ausgewählten Transformationsprodukte wurden im LB-Medium kultiviert. Anschließend wurden aus der erhaltenen Zellkultur Plasmid-DNSen wie folgt extrahiert und gereinigt. Zur Extraktion der Plasmid-DNSen aus den zuvor angesetzten Zellkulturen wurde das Verfahren zur raschen alkalischen Extraktion herangezogen. Anschließend wurden die Rohplasmid-DNS-Lösungen durch GleichThe transformation products selected in the previous fourth step were cultivated in LB medium. Subsequently, plasmid DNAs were extracted from the obtained cell culture and purified as follows. To extract the plasmid DNAs from the previously set cell cultures, the procedure for rapid alkaline extraction used. Then the crude plasmid DNA solutions were by equ gewichts-Dichtegradient-Zentrifugierung in gleicher Weise wie im ersten Schritt gereinigt Aus den so gereinigten Plasmid-DNS-Lösungen wurde das Ethidiumbromid herausgelöst und die DNS wurde ausgefälltweight density gradient centrifugation in the same Purified as in the first step The ethidium bromide was leached out of the thus purified plasmid DNA solutions and the DNA was precipitated (vgL Erster Schritt).(see first step).

Die auf diese Weise gewonnenen Plasmid-DNSen wurden mit verschiedenen Restriktionsenzyrnen aufgeschlossen, und dann wurde die Länge der DNS-Fragmente durch Elektrophorese auf Agarosegel bestimmtThe plasmid DNAs obtained in this way were digested with various restriction enzymes, and then the length of the DNA fragments was determined by electrophoresis on an agarose gel

ίο Die Restriktionsabbildungen der Plasmide wurden dann aufgebaut Dabei zeigte sich, daß zwei Arten von phoS-Gen-f ührenden Plasmiden gewonnen worden waren.ίο The restriction maps of the plasmids were then It was found that two types of phoS gene-carrying plasmids had been obtained.

Nachstehend wird eines der Plasmide als »pSN401« bezeichnet und das andere als »pSN402«. Die RestrikIn the following, one of the plasmids is referred to as "pSN401" and the other as "pSN402". The Restrik tionsabbildung des Plasmids pSN401 ist in F i g. 1 darge stellt Das Plasmid pSN402, das EcoRIi.-EcoRIrFragment von pSN402 wurde mit entgegengesetzter Orientierung zum Plasmid pSN401 einligiertThe illustration of plasmid pSN401 is shown in FIG. 1 shown The plasmid pSN402, the EcoRIi.-EcoRIr fragment of pSN402 was ligated with the opposite orientation to the plasmid pSN401

Herstellung der DNS-Fragmente mit phoS-Gen für die Bakteriophagen-yJglmS-DNSProduction of the DNA fragments with the phoS gene for the bacteriophage yJglmS DNA

150 ml des T-Mediums wurden mit 1,5 ml Keimen von Escherichia coli KY7388-Stamm (T. Miki, Annu. Rep.150 ml of the T medium were germinated with 1.5 ml Escherichia coli KY7388 strain (T. Miki, Annu. Rep.

Inst Virus Res, 21, 1—26 [1978]) geimpft, also einem Lysogen des Bakteriophagen /iglmS, und unter Schütteln bei 37° C kultiviert In der Mitte der Phase logarithmischen Wachstums wurde der Kultur Mitomycin C bis zu Endkonzentration von 0,5 μg/ml zugesetzt Bis zurInst Virus Res, 21, 1-26 [1978]), that is to say one Lysogen of the bacteriophage / iglmS, and cultivated with shaking at 37 ° C. In the middle of the phase of logarithmic growth, the culture mitomycin C bis added to a final concentration of 0.5 μg / ml Lyse wurde noch etwa zwei weitere Stunden kultiviert. Die Kultur wurde auf Eis gekühlt und tropfenweise setzte man (in mehreren Tropfen) Chloroform zu. Danach wurde Luft mit der Pipette in die Kulturbouillon zur Blasenbildung gegeben, wodurch die Zellen in derLysis was cultivated for about two more hours. The culture was cooled on ice and added dropwise one added (in several drops) chloroform. Then air was drawn into the culture broth with the pipette given to the formation of bubbles, causing the cells in the Kulturbouillon völlig lysiert wurden. Das angesetzte Phagenlysat wurde dann langsam zentrifugiert. Der Überstand wurde aufgefangen, während das Ausgefällte, das aus Zellenresten bestand, weggeworfen wurde. Der gewonnene Überstand wurde mit 25 000 UpMCulture broth were completely lysed. The attached Phage lysate was then slowly centrifuged. The supernatant was collected, while the precipitated material, which consisted of cell debris, was discarded. The obtained supernatant was rotated at 25,000 rpm 90 Minuten lang zur Gewinnung der /ZgImS-Phagenpartikel zentrifugiert, die unten im Zentrifugierglas abgelagert wurden. Die gewonnenen Phagenpartikel wurden in 4,0 ml /Z-Verdünner (der 1OmM Tris-HCl [pH 7,5], 10 mM MgSO4 und 0,1 mM Na2EDTA enthielt) suspenCentrifuged for 90 minutes to recover the / ZgImS phage particles deposited at the bottom of the centrifuge tube. The phage particles obtained were suspended in 4.0 ml / Z diluent (which contained 10 mM Tris-HCl [pH 7.5], 10 mM MgSO 4 and 0.1 mM Na 2 EDTA) diert. Die angesetzte Phagenpartikelsuspension wurde einer CsCl-Block-Dichtegradient-Zentrifugierung unterzogen, mit anschließender CsCl-Gleichgewichts-Dichtegradient-Zentrifugierung, worauf man eine Fraktion gewann, die nur /iglmS-Phagenpartikel enthielt.dated. The prepared phage particle suspension was subjected to a CsCl block density gradient centrifugation, followed by CsCl equilibrium density gradient centrifugation, whereupon a fraction was obtained which contained only / iglmS phage particles.

Aus diesen Phagenpartikeln wurde mit Formamid in nachstehend erläuterter Weise die /iglmS-DNS extrahiert. Der aus den /JglmS-Phagenpartikeln bestehenden Fraktion setzte man dann 0,05 ml einer Tris-EDTA-Lösung (die 2 M Tris-HCl [pH 8,5] und 0,2 M Na2EDTAThe iglmS DNA was extracted from these phage particles with formamide in the manner explained below. 0.05 ml of a Tris-EDTA solution (the 2 M Tris-HCl [pH 8.5] and 0.2 M Na 2 EDTA enthielt) und dann 0,5 ml Formamid zu. Das angesetzte Gemisch ließ man etwa 3 Stunden bei Raumtemperatur stehen. Anschließend setzte man nacheinander 0,5 ml destilliertes Wasser und 3 ml wasserfreies Äthanol dem Gemisch zu und vermischte dies zur Ausfällung dercontained) and then 0.5 ml of formamide. The set mixture was left at room temperature for about 3 hours stand. Then one set successively 0.5 ml of distilled water and 3 ml of anhydrous ethanol Mixture and mixed this to precipitate the /igimS-Fhagen-DNS. Die ausgefällte /igimS-Phagen-DNS wurde durch Zentrifugieren abgenommen, mit 70 v/v°/o Äthanol gewaschen und im Vakuum getrocknet, worauf man eine trockene /ZgImS-DNS erhielt. Die getrocknete /ZgImS-DNS wurde in 5 ml einer Tris-EDTA-/ igimS-Fhagen-DNA. The precipitated / igimS phage DNA was collected by centrifugation, with 70 Washed v / v% ethanol and dried in vacuo, whereupon a dry / ZgImS DNA was obtained. The dried / ZgImS DNA was in 5 ml of a Tris-EDTA Lösung (die 1OmM Tris-HCl [pH 7,5] und ImM Na2EDTA enthielt) und dann mittels eines Restriktionsenzyms EcoRI gespalten, und in gleicher Weise wie im zweiten Schritt bei Beispiel 1 dialysiert. Auf diese WeiseSolution (which contained 10 mM Tris-HCl [pH 7.5] and ImM Na 2 EDTA) and then cleaved by means of a restriction enzyme EcoRI, and dialyzed in the same way as in the second step in Example 1. In this way

wurde eine Lösung mit das phoS-Gen führenden DNS-Fragmenten angesetzta solution was prepared with DNA fragments carrying the phoS gene

Ligierung der pBR322-DNS und der /iglmS-Phagen-DNS-Fragmente mit dem phoS-GenLigation of the pBR322 DNA and the / iglmS phage DNA fragments with the phoS gene

Dies geschah im wesentlichen genauso wie im dritten Schritt bei Beispiel 1, wobei man eine Lösung mit ligierter DNS erhielt, allerdings mit dem Unterschied, daß die iiglmS-Phagen-DNS-Losung, wie sie im vorstehenden ersten Schritt angesetzt wurde, anstelle der E.C0I1-DNS-Lösung eingesetzt wurde.This was done essentially the same as in the third step in Example 1, except that a solution was ligated with DNS received, but with the difference that the iiglmS phage DNA solution as described above The first step was set up instead of the E.C0I1 DNA solution was used.

Auslese der das phoS-Gen führenden PlasmideSelection of the plasmids carrying the phoS gene

A:E.coli-StammC75A: E. coli strain C75

Im wesentlichen wurden die gleichen Abläufe wie in Arbeitsschritt 4A bei Beispiel 1 wiederholt, um weiße Kolonien von Transformationsprodukten mit den das phoS-Gen enthaltenden Plasmiden aus den iglmS-Phagen zu selektieren, allerdings mit dem Unterschied, daß die im obigen zweiten Schritt angesetzte Lösung mit ligierter DNS eingesetzt wurde anstelle der Lösung mit ligierter DNS, die nach dem dritten Schritt von Beispiel 1 angesetzt worden war.Substantially the same procedures as in Step 4A of Example 1 were repeated to obtain whiteness Colonies of transformation products with the plasmids containing the phoS gene from the iglmS phages to be selected, but with the difference that the solution used in the second step above has ligated DNA was used instead of the solution with ligated DNA that was obtained after the third step of Example 1 was scheduled.

B:E.coli-StammC2B: E. coli strain C2

Im wesentlichen wurde genauso gearbeitet wie in Arbeitsschritt 4B bei Beispiel 1, um die weißen Kolonien mit Transformationsprodukten mit Plasmiden auszulesen, in denen das aus /ZgImS-Phagen gewonnene phoS-Gen in die pBR322-DNS einligiert war, mit dem Unterschied allerdings, daß die Lösung mit einligierter DNS, wie sie im vorhergehenden zweiten Schritt angesetzt worden war, verwendet wurde anstelle der im dritten Arbeitsschritt bei Beispiel 1 angesetzten einligierten Lösung.The procedure for the white colonies was essentially the same as in step 4B in Example 1 read with transformation products with plasmids in which the phoS gene obtained from / ZgImS phages was ligated into the pBR322 DNA, with the difference, however, that the solution with ligated DNA, as stated in the previous second step, was used instead of that in the third Work step in Example 1 prepared ligated solution.

Aufbau der Restriktionsabbildungen der das phoS-Gen führenden Plasmide (pSN401 und pSN402)Construction of the restriction maps of the plasmids carrying the phoS gene (pSN401 and pSN402)

Es wurden im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie im fünften Schritt bei Beispiel 1 wiederholt, um die Restriktionsabbildungen der Plasmide zu erstellen, allerdings mit dem Unterschied, daß die in den vorangegangenen Arbeitsschritten 3A und 3B gewonnenen Plasmide eingesetzt wurden, und nicht die nach Schritt 4A und 4B bei Beispiel 1 hergestellten Plasmide. Dabei wurde festgestellt, daß es sich bei den hier gewonnenen Plasmiden um pSN401 und pSN402 handelte.Substantially the same operations as in the fifth step in Example 1 were repeated to obtain the Create restriction maps of the plasmids, but with the difference that those in the preceding Plasmids obtained in steps 3A and 3B were used, and not those obtained after step 4A and 4B plasmids prepared in Example 1. It was found that these are the ones won here Plasmids were pSN401 and pSN402.

Aufbau des das phoS-Gen führenden Plasmids pSN507 aus pSN401Construction of the plasmid pSN507 carrying the phoS gene from pSN401

Die pSN401-DNS, wie sie im fünften Schritt bei Beispiel 1 gewonnen wurde, wurde teilweise mit dem Restriktionsenzym Hindlll aufgeschlossen und anschließend mit Hilfe von T4-Ligase im wesentlichen in gleicher Weise wie im dritten Schritt bei Beispiel 1 erläutert erneut einligiert. Mit Hilfe der so gewonnenen Lösung mit umligiertcni Plasmid wurden die E.coli-Stämine C75 und C90 (Garen, A. und N.Otsuji, J. Mol. Biol., 8, 841—852 [1964]) als Rezipienten im wesentlichen in gleicher Weise wie im vierten Schritt bei Beispiel 1 beschrieben transformiert, worauf man Stämme erhielt, die die DhoS+-Plasmide führten. Anschließend wurden die Plasmid-DNSen aus den Kulturen der verschiedenen unabhängigen Transformationsprodukte extrahiert und im wesentlichen in gleicher Weise wie beim fünften Schritt in Beispiel 1 gereinigt, worauf eine Restriktionsabbildung der Plasmide aufgebaut wurde. Das gereinigte umligierte Plasmid wird im folgenden mit »pSN507« bezeichnet, sein physikalischer Aufbau ist F i g. 1 zu entnehmen.The pSN401 DNA, as it was obtained in the fifth step in Example 1, was partially disrupted with the restriction enzyme HindIII and then ligated again with the aid of T4 ligase, essentially in the same way as explained in the third step in Example 1. The E. coli strains C75 and C90 (Garen, A. and N. Otsuji, J. Mol. Biol., 8, 841-852 [1964]) were essentially used as recipients in transformed in the same way as described in the fourth step in Example 1, whereupon strains were obtained which carried the DhoS + plasmids. The plasmid DNAs were then extracted from the cultures of the various independent transformation products and purified in essentially the same manner as in the fifth step in Example 1, whereupon a restriction map of the plasmids was constructed. The purified re-ligated plasmid is referred to below as “pSN507”; its physical structure is shown in FIG. 1 can be found.

Aufbau des das phoS-Gen führenden Plasmids
pSN508auspSN507
Construction of the plasmid carrying the phoS gene
pSN508 from pSN507

Die pSN507-DNS, die im vorangegangenen ersten Schritt gewonnen worden war, wurde mit dem Restriktiopsenzym MIuI aufgeschlossen und anschließend erfolgte die erneute Einligierung des Plasmids und die Transformierung jedes der Ecoli-Stämme C75 und C90 mit dem umligierten Plasmid, und zwar im wesentlichen in gleicher Weise wie im dritten Schritt bei Beispiel 2, wobei man Stämme erhielt, die das umligierte Plasmid (das nachstehend als »pSN508« bezeichnet wird) mit sich führten. Die pSN508-DNS wurde aus den Zellkulturen dieser Stämme extrahiert und im wesentlichen in gleicher Weise wie beim Schritt 5 in Beispiel 1 gereinigt.The pSN507 DNA obtained in the previous first step was tested with the restriction enzyme MIuI unlocked and then the plasmid and the Transformation of each of the Ecoli strains C75 and C90 with the relegated plasmid, essentially in the same way as in the third step in Example 2, resulting in strains which have the umligiert plasmid (hereinafter referred to as "pSN508"). The pSN508 DNA was obtained from the cell cultures these strains are extracted and purified in essentially the same manner as in step 5 in Example 1.

Es wurde eine Restriktionsabbildung des Plasmids pSN508 aufgebaut Das Ergebnis ist F i g. 1 zu entnehmen. A restriction map of plasmid pSN508 was constructed. The result is FIG. 1 can be found.

Aufbau des das phoS-Gen führenden Plasmids
pSN518auspSN508
Construction of the plasmid carrying the phoS gene
pSN518 from pSN508

Die im vorhergehenden zweiten Schritt gewonnene pSN508-DNS wurde mit dem Restriktionsenzym pstl aufgeschlossen und anschließend fand die erneute Ligierung des Plasmids und die Transformierung jedes der Ecoli-Stämme C75 und C90 mit dem umligierten Plasmid im wesentlichen in gleicher Weise wie im obigen zweiten Schritt statt, wobei man Stämme mit dem umligierten Plasmid erhielt (das nachstehend als »pSN518« bezeichnet wird). Anschließend wurde aus der Zellkultur der so gewonnenen Stämme die pSN518-DNS extrahiert und im wesentlichen genauso wie im fünften Schritt bei Beispiel 1 gereinigt. Beim Aufbau der Restriktionsabbildung des Plasmids pSN518 erhielt man das aus F i g. 1 zu entnehmende Ergebnis.The pSN508 DNA obtained in the previous second step was with the restriction enzyme pstl digested and then found re-ligating the plasmid and transforming each of the Ecoli strains C75 and C90 with the relegated plasmid held in essentially the same manner as in the above second step, strains with the umligierten Plasmid (hereinafter referred to as "pSN518"). The cell culture was then used of the strains obtained in this way, the pSN518 DNA was extracted and essentially the same as in the fifth Cleaned step in example 1. When constructing the restriction map of the plasmid, pSN518 was obtained that from FIG. 1 result to be taken.

Aufbau der das phoS-Gen führenden Plasmide
pSN407 und pSN408 aus pSN402
Construction of the plasmids carrying the phoS gene
pSN407 and pSN408 from pSN402

Die pSN402-DNS, die nach Schritt 5 des Beispiels 1 gewonnen wurde, wurde im wesentlichen in gleicher Weise wie im ersten Schritt bei Beispiel 3 umligiert. Das gewonnene Plasmid wird nachstehend als »pSN407« bezeichnet. Anschließend wurde eine Restriktionsabbildung des Plasmids pSN407 aufgebaut. Die Restriktionsabbildung von pSN407 entspricht im wesentlichen der von pSN507, mit dem Unterschied, daß die Orientierung des EcoRli-EcoRh-Fragments von pSN407 bei pSN507 genau entgegengesetzt ist.The pSN402 DNA obtained after Step 5 of Example 1 became essentially the same Relegated as in the first step in Example 3. The plasmid obtained is hereinafter referred to as "pSN407". A restriction map of the plasmid pSN407 was then constructed. The restriction map of pSN407 is essentially the same as that from pSN507, with the difference that the orientation of the EcoRli-EcoRh fragment from pSN407 is in pSN507 is exactly the opposite.

Das so gewonnene pSN407 wurde in gleicher Weise wie im zweiten Schritt von Beispiel 3 umligiert. Das gewonnene Plasmid wird nachstehend als »pSN408« bezeichnet. Die Restriktionsabbildung von pSN408 wurde erstellt; sie entspricht im wesentlichen der von pSN508. mit dem Unterschied, daß die Orientierung des Eco-Rli-EcoRh-Fragmentes bei pSN408 genau entgegengesetzt ist zu der bei dSN508.The pSN407 obtained in this way was re-ligated in the same way as in the second step of Example 3. The won Plasmid is hereinafter referred to as "pSN408". The restriction map of pSN408 was created; it essentially corresponds to that of pSN508. with the difference that the orientation of the Eco-Rli-EcoRh fragment with pSN408 is exactly the opposite of that with dSN508.

Aufbau der das phoS-Gen führenden Plasmide
pSN1507 und pSN1508 aus pSN507
Construction of the plasmids carrying the phoS gene
pSN1507 and pSN1508 from pSN507

Im wesentlichen in gleicher Weise wie bei Beispiel 1 wurden die Plasmide pBR325 (Bolivar, F. u. a. Gene, 4, ■ 21 [1978]) und pSN507 jeweils mit dem Restriktionsenzym EcoRI gespalten. Anschließend wurde das gespaltene Plasmid pBR325 in das gespaltene Plasmid pSN507 im wesentlichen in gleicher Weise wie im dritten Schritt bei Beispiel 1 einügiert Anschließend wurde — im wesentlichen wie im vierten Schritt bei Beispiel 1 — die Auslese der gewonnenen angebundenen DNS unter Verwendung des E.coli-Stammes ANCC75 (ein Transduktionsprodukt vom Typ Pl: E-coli-Stamm C75X E.coli-Stamm CSH57 (Miller, J. H, Experiments in molecular genetics, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y„ S. 13-23 [1972]) als Rezipjenten durchgeführtThe plasmids pBR325 (Bolivar, F. et al. Gene, 4, ■ 21 [1978]) and pSN507 each cleaved with the restriction enzyme EcoRI. Then the split Plasmid pBR325 into the cleaved plasmid pSN507 in essentially the same way as in the third step in Example 1 was then inserted - essentially as in the fourth step in example 1 - the selection of the bound DNA obtained below Use of the E. coli strain ANCC75 (a transduction product of the type Pl: E. coli strain C75X E. coli strain CSH57 (Miller, J. H, Experiments in molecular genetics, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y. "pp. 13-23 [1972]) as recipients carried out

Im wesentlichen in gleicher Weise wie im fünften Schritt bei Beispiel 1 wurde nun die Extraktion und Reinigung der so gewonnenen Plasmide ausgeführt. Anschließend erstellte man die Restriktionsabbildungen der Plasmide, und stellte fest, daß man zwei Arten von Plasmiden erhalten hatte, die das phoS-Gen enthielten. Eines der Plasmide wird nachfolgend als »pSN1507« und das andere als »pSN1508« bezeichnet. Man stellte außerdem fest, daß das EcoRIi-EcoRh-Fragment von pSN507 an die EcoRI-Einbaustelle bei pBR325 einligiert worden war, wodurch sich pSN1507 bildete.Essentially in the same way as in the fifth step in Example 1, the extraction and purification were now carried out of the plasmids obtained in this way. The restriction maps were then created the plasmids, and found that two kinds of plasmids containing the phoS gene were obtained. One of the plasmids is hereinafter referred to as "pSN1507" and the other is called "pSN1508". It was also found that the EcoRIi-EcoRh fragment of pSN507 ligated into the EcoRI installation site at pBR325 had become, thereby forming pSN1507.

Aufbau des das phoS-Gen führenden Plasmids
pSN2507 und Erstellung einer Restriktionsabbildung des Plasmids pSN2507
Construction of the plasmid carrying the phoS gene
pSN2507 and creation of a restriction map of the plasmid pSN2507

Das Plasmid pKN402A (B. E. Uhlin u. a„ Gene, 6, 91 — 106 [1979]), dessen DNS in der Restriktionsabbildung in Fi g. 2 dargestellt ist, wurde teilweise mit dem Restriktionsenzym HincII aufgeschlossen und mit Hilfe von T4-Ligase umligiert. Stämme mit umligierten Plasmiden (nachstehend mit »pSHIOl« bezeichnet) wurden im wesentlichen in gleicher Weise wie im vierten Schritt bei Beispiel 1 und im fünften Schritt bei Beispiel 1 gewonnen, worauf eine Restriktionsabbildung von pSHIOl aufgebaut wurde. Fig.2 zeigt diese Restriktionsabbildung. Nun wurden pSHIOl und pSN507 jeweils mit EcoRI aufgeschlossen. Die gewonnenen Fragmente von pSHIOl und pSN507 wurden mit Hilfe von T4-Ligase eingebunden. Das gewonnene ligierte Plasmid wurde nun einer Selektierung unterzogen, um die weißen Kolonien der Transformationsprodukte herauszulösen, die das phoS-Gen führende Plasmide enthielten und durch Ligieren des pSN507-Fragments in pSHIOl gebildet wurden. Das entstandene Transformationsprodukt wurde in einer Kultur angesetzt, und es wurden aus den kultivierten Transformationsprodukten die Plasmid-DNSen extrahiert und im wesentlichen genauso wie beim fünften Schritt in Beispiel 1 gereinigt. Nun wurde im wesentlichen genauso wie im fünften Schritt bei Beispiel 1 eine Restriktionsabbildung des Plasmids pSN25C7, eines der dabei gewonnenen Plasiriidc, aufgebaut, und die Lage des phoS-Gens in pSN2507 bestimmt. F i g. 2 zeigt die Restriktionsabbilduni» von pSN25O7. Man stellte fest, daß ein Plasmid, in welchem die Orientierung des das phoS-Gen führenden EcoRI i-EcoRl2-Fragments entgegengesetzt zur Orientierung bei pSN2507 war, auch bei der vorstehend beschriebenen Einbindung des pSN5O7-Fragments in pSHIOl hergestellt worden war.The plasmid pKN402A (B. E. Uhlin et al. "Gene, 6, 91-106 [1979]), whose DNA is shown in the restriction map in Fi g. 2 was shown in part with the Restriction enzyme HincII digested and re-ligated with the aid of T4 ligase. Strains with umligiert plasmids (hereinafter referred to as "pSHIOl") were essentially the same as in the fourth step obtained in Example 1 and in the fifth step in Example 1, whereupon a restriction map of pSHIOl was established. Figure 2 shows this restriction map. Now pSHIO1 and pSN507 were each digested with EcoRI. The recovered fragments from pSHIO1 and pSN507 were integrated with the aid of T4 ligase. The ligated plasmid obtained was now subjected to a selection in order to remove the white colonies of the transformation products, which contained the plasmids carrying the phoS gene and by ligating the pSN507 fragment into pSHIOl were formed. The resulting transformation product was set in a culture and turned out to be the plasmid DNAs extracted from the cultured transformation products and essentially in the same way cleaned as in the fifth step in example 1. Now it became essentially the same as in the fifth step in example 1 a restriction map of the plasmid pSN25C7, one of the plasiriidc obtained in this way, is constructed, and determine the location of the phoS gene in pSN2507. F i g. 2 shows the restriction map of pSN25O7. It was found that a plasmid in which the orientation of the EcoRI i-EcoRl2 fragment was opposite to the orientation in pSN2507, also in that described above Incorporation of the pSN5O7 fragment into pSHIOl had been established.

Beispiel 1example 1

Durch rechnerische Ermittlung der Anzahl der Moleküle des Phosphatbindungsproteins, die pro Wirtszelle produziert wurden, wurde die Genexpressionskraft des Expressionsvektors ermittelt Der Mechanismus der Produktion eines Phosphatbindungsproteins mit Hilfe der phoS-Genexpression wird nachstehend kurz erläutert Der Vorläufer des Phosphatbindungsproteins wirdBy calculating the number of molecules of the phosphate binding protein that per host cell were produced, the gene expression power of the expression vector was determined The mechanism of Production of a phosphate binding protein using phoS gene expression is briefly discussed below The precursor of the phosphate binding protein becomes

ίο zuerst durch Expression des phoS-Gens produziert Der Vorläufer hat ein Signalpeptid N-terminal am reifen Phosphatbindungsprotein. Das Signalpeptid ist für die Interaktion mit der innenliegenden Zellmembran und für die Sekretion durch diese hindurch erforderlich.ίο first produced by expression of the phoS gene The precursor has a signal peptide N-terminal on the mature phosphate binding protein. The signal peptide is for Interaction with the inner cell membrane and necessary for secretion through it.

Deshalb wird der Vorläufer des Phosphatbindungsproteins zunächst zur Innenmembran transportiert, wobei das Signalpeptid in Funktion tritt. Anschließend wird der Signalpeptidteil des Proteins abgespalten, während es durch die Innenmembran hindurchtritt und damit wird in das Periplasma der Zelle das reife Phosphatbindungsprotein im gespaltenen Zustand sekretiertTherefore the precursor of the phosphate binding protein is first transported to the inner membrane, whereby the signal peptide comes into operation. The signal peptide part of the protein is then split off while it passes through the inner membrane and thus becomes the mature phosphate binding protein in the periplasm of the cell secreted in the split state

Die Anzahl der Moleküle des Phosphatbindungsproteins, die pro Zelle produziert wurden, wurde wie folgt ermitteltThe number of molecules of the phosphate binding protein, produced per cell was determined as follows

Der E.coli-Stamm ANCC75 wurde mit dem Plasmid pSN507 transformiert und über Nacht in einem Tris/ Glukose-Medium inkubiert, also einer mit Tris/HCl (pH 7,2) gepufferten Minimalsalzlösung, die 0,2% (g/v) Glukose enthielt und mit 0,64 mM KH2PO4 (nachstehend als »Hochphosphatmedium« bezeichnet) aufgefüllt wurde. Nach der Inkubierung wurden die Wirtszellen geerntet und in zweierlei Arten von Kulturmedien suspendiert, nämlich dem vorgenannten Hochphosphatmedium und dem gleichen Tris/Glukose-Medium, wie es oben beschrieben ist allerdings mit dem Unterschied, daß die Konzentration von KH2PO4 0,064 mM betrug (nachstehend als »Niedrigphosphatmedium« bezeichnet), mit anschließender sechsstündiger Inkubation unter Schütteln bei 37° C. Die Zelldichte jeder Kultur wurde aus der Absorptionsleistung bei 600 nm durch Schätzung ermittelt Dabei wurde festgestellt, daß die Anzahl der Zellen in jeder Kultur 1,3 χ 109 betrug. Anschließend wurden die Zellen jeder Kultur durch Zentrifugieren bei 2000 χ g fünf Minuten lang gewonnen.The E. coli strain ANCC75 was transformed with the plasmid pSN507 and incubated overnight in a Tris / glucose medium, i.e. a minimal salt solution buffered with Tris / HCl (pH 7.2) containing 0.2% (w / v) Contained glucose and made up with 0.64 mM KH2PO4 (hereinafter referred to as "high phosphate medium"). After the incubation, the host cells were harvested and suspended in two types of culture media, namely the aforementioned high phosphate medium and the same Tris / glucose medium as described above, with the difference that the concentration of KH 2 PO 4 was 0.064 mM ( hereinafter referred to as "low phosphate medium"), followed by incubation for six hours with shaking at 37 ° C. The cell density of each culture was determined from the absorption power at 600 nm by estimation. It was found that the number of cells in each culture was 1.3 χ 10 9 was. The cells of each culture were then collected by centrifugation at 2000 g for five minutes.

Die gewonnenen Zellen wurden einmal mit 1 ml Pufferlösung gewaschen, die 10 mM Tris-HCl (pH 7,2) und 30 mM NaCl enthielt, und in einem Zentrifugierglas erneut in 0,1 ml 33 mM Tris-HCl (pH 7,5) suspendiert. 0,1 ml der 33 mM Tris-HCl (pH 7,5), 40% (g/v) Saccharose und 0,1 mM EDTA enthaltenden Pufferlösung wurden der vorgenannten Zellsuspension zugesetzt, rasch vermischt und 10 Minuten lang bei 37° C inkubiert. Die Zellen wurden durch dreiminütiges Zentrifugieren bei 8000 χ g gewonnen und sofort erneut in 0,1 ml 0,5 mM wäßriger MgCl-Lösung suspendiert Die Zellsuspension wurde kräftig im Eiswasserbad 10 Minuten lang geschüttelt und anschließend fünf Minuten lang bei 8000 χ g abzentrifugiert. Dem 50 gewonnenen Überstand (nachstehend als »Periplasmafraktion« bezeichnet) wurden 20 μ! einerThe cells obtained were washed once with 1 ml of buffer solution containing 10 mM Tris-HCl (pH 7.2) and 30 mM NaCl, and again in a centrifuge tube in 0.1 ml of 33 mM Tris-HCl (pH 7.5). suspended. 0.1 ml of the buffer solution containing 33 mM Tris-HCl (pH 7.5), 40% (w / v) sucrose and 0.1 mM EDTA were added to the aforementioned cell suspension, mixed rapidly and incubated at 37 ° C. for 10 minutes . The cells were obtained by centrifugation for three minutes at 8000 χ g and immediately resuspended in 0.1 ml of 0.5 mM aqueous MgCl solution. The cell suspension was shaken vigorously in an ice water bath for 10 minutes and then centrifuged for five minutes at 8000 χ g. The supernatant obtained (hereinafter referred to as "periplasm fraction") was given 20 μ! one

«.— ff I ·* C" J" Γ»«.— ff I · * C" J "Γ»

rcDcnpuftcrlosung rar d:e PcrcDcnpuftcrolung rar d: e Pc

lyacrylamid-Elektrophorese zugesetzt (die 1 ml 0,5 M Tris-HCl [pH 6,8], 1 ml 10 g/v%iges Natriumdodecylsulfat [SDS], 0,1 ml ^-Mercaptoäthanol, 1 ml Glyzerin, 2,5 ml 0,1 g/g%iger wäßriger Bromphenolblaulösung und 4,4 ml Wasser enthielt) mit anschließender fünfminütiger Wärmebehandlung bei 100° C. Das Granulat (nachstehend als »Intrazellularfraktion« bezeichnet), das bei der vorstehend erläuterten Zentrifugierung ent-lyacrylamide electrophoresis added (the 1 ml of 0.5 M Tris-HCl [pH 6.8], 1 ml of 10 w / v% sodium dodecyl sulfate [SDS], 0.1 ml ^ mercaptoethanol, 1 ml glycerine, 2.5 ml 0.1 g / g% strength aqueous bromophenol blue solution and contained 4.4 ml of water) with subsequent five-minute heat treatment at 100 ° C. The granules (hereinafter referred to as the »intracellular fraction«), which is separated during the centrifugation described above

21 2221 22

stand, wurde zweimal mit 1 ml 0,5 mM wäßriger Genkodierung für die /?-Balaktosidase (im Zusammen-stood, was twice with 1 ml of 0.5 mM aqueous gene coding for the /? - balactosidase (together

MgCb-Lösung gewaschen und erneut in 20 μΙ der Lyso- hang mit dem Plasmid pSN 1403 wird auf das Journal ofMgCb solution washed and again in 20 μΙ the lyso slope with the plasmid pSN 1403 is on the Journal of

zymlösung (die 2 mg Lysozym in 1 ml Wasser, 50 mM Bacteriology, 143, 971 -980 [1980] verwiesen) mit Hilfezymlösung (the 2 mg lysozyme in 1 ml water, 50 mM Bacteriology, 143, 971-980 [1980] referenced) with the help

Glukose, 10 mM EDTA und 25 mM Tris-HCl [pH 8,0]) von EcoRI zur Bildung eines RekombinationsvektorsGlucose, 10 mM EDTA and 25 mM Tris-HCl [pH 8.0]) from EcoRI to form a recombination vector

enthielt suspendiert, mit anschließender 30minütiger In- 5 hergestellt wurde.contained suspended, with subsequent 30 minutes In-5 was prepared.

kubation bei 37°C. Die auf diese Weise hergestellte Sus- Anschließend wurde der Rekombinationsvektor (derincubation at 37 ° C. The sus- The recombination vector (the

pension wurde mit 180 μΐ 0,5 M wäßriger MgCl2-Lösung nachstehend als »pSN5081« bezeichnet wird) selektiertPension was selected with 180 μΐ 0.5 M aqueous MgCl 2 solution (hereinafter referred to as "pSN5081")

verdünnt, und das Gemisch wurde gründlich gerührt. und im wesentlichen in gleicher Weise wie bei dendiluted and the mixture was stirred thoroughly. and essentially in the same way as with the

Diesem Gemisch wurden 120 μΙ der vorgenannten Pro- Schritten 4 und 5 in Beispiel 1 isoliert,120 μΙ of the aforementioned pro-steps 4 and 5 in Example 1 were isolated from this mixture,

benpufferlösung für die Polyacrylamid-Elektrophorese io Dann wurde mit Hilfe von Hpal das Plasmid pSN5081benbufferlösung for polyacrylamide electrophoresis. Then the plasmid pSN5081

zugesetzt und anschließend eine Wärmebehandlung teilweise ausgelöscht, worauf die beiden Terminale desadded and then a heat treatment partially extinguished, whereupon the two terminals of the

5 Minuten lang bei 100°C durchgeführt. dabei entstehenden DNS-Fragments des PlasmidsCarried out at 100 ° C for 5 minutes. resulting DNA fragment of the plasmid

Die wie vorstehend hergestellten Fraktionen wurden pSN5081 teilweise mit Hilfe der Nuklease BAL31 (Haneiner SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese nach dem delsbezeichnung; Desoxyribonukelase) aufgeschlossen Verfahren unterzogen, wie es von Laemmli, U. KL, Natu- is und mit Hilfe von Smal gespalten wurden. Das abgere, 227, 680—685 (1970), beschrieben wurde, wobei die spaltene DNS-Fragment des Plasmids wurde mit T4-Li-Ausbeute an Phosphatbindungsprotein in den Zellen gase erneut ligiert.The fractions prepared as above were partially pSN5081 with the aid of the nuclease BAL31 (Haneiner SDS polyacrylamide gel electrophoresis according to the dels designation; Deoxyribonucelase) unlocked Subjected to procedures as split by Laemmli, U. KL, Natuis and with the help of Smal. The derelict, 227, 680-685 (1970), where the cleaved DNA fragment of the plasmid was obtained with T4-Li yield re-ligated to phosphate binding protein in the cell gases.

bestimmt wurde. Die Ergebnisse sind in der nachstehen- Nun wurde der E.coli-Stamm CSH26 (hier kann aufwas determined. The results are shown in the following- Now the E. coli strain CSH26 (here can be found on

den Tabelle zusammengefaßt. J. H. Miller, Experiments in Molecular Genetics, Coldsummarized in the table. J. H. Miller, Experiments in Molecular Genetics, Cold

20 Spring Harbor Laboratory, S. 17 [1972] verwiesen wer-20 Spring Harbor Laboratory, p. 17 [1972].

Tabelle den), der eine Lac--Mutation darstellt, die Laktose inTable den), which represents a Lac mutation that lactose in

— einem Kulturmedium nicht verarbeiten kann, in einem- Can not process a culture medium in one

Mengefcg/Zelle) mit Laktose versetzten Tetrazolbett als KulturmediumAmount / cell) with lactose added tetrazole bed as culture medium

Niedngphosphat- Hochphosphat- mjt dem vorgenannten Rekombinationsvektor transfor-Niedngphosphat- Hochphosphat- m j t the aforementioned recombination vector transform-

medlum medlum 25 miert, der eine Genkodierung für /?-Galaktosidase mit medlum medlum 25 miert, which contains a gene coding for /? - galactosidase

sich führt, wobei Transformationsprodukte entstanden.leads, whereby transformation products emerged.

Phosphatbin- 8,OxIO-8 1,0x10" Durch Transformation mit diesem Rekombinationsvek-Phosphatbin- 8, OxIO- 8 1.0x10 "By transformation with this recombination vector

dungsprotein tor wurde aus dem phänotypischen Merkmal Lac~ beimgeneration protein was derived from the phenotypic trait Lac ~ beim

E.coli-Stamm CSH26 der Phänotyp Lac+, und damitE. coli strain CSH26 the phenotype Lac + , and thus

30 wurden die zuvor gewonnenen Transformationspro-30 the previously won transformation pro

Wie sich aus der obigen Tabelle ergibt, wird die Pro- dukte so verändert, daß sie nun Laktose in dem mit duktion des Phosphatbindungsproteins und von dessen Laktose versetzten Tetrazolbett verarbeiten konnten. Vorläufer — mit anderen Worten, die Expression der Dementsprechend ließen sich die Transformationspro-Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein des er- dukte ohne Schwierigkeit aus den Stammzellen des findungsgemäßen Expressionsvektors — durch Einstel- 35 Ecoli-Stammes CSH26 herausfinden, wobei Größe und len der Phosphatkonzentration im Kulturmedium ge- Farbe der auf dem mit Laktose angereicherten Tetrazielt beeinflußt zolbett als Selektionskriterien dienten und man im we-As can be seen from the table above, the product has been changed so that it now contains lactose production of the phosphate binding protein and its lactose-added tetrazole bed. Precursors - in other words, the expression of the accordingly could be the transformation pro-gene coding for a phosphate binding protein of the product without difficulty from the stem cells of the expression vector according to the invention - find out by setting 35 Ecoli strain CSH26, with size and The concentration of phosphate in the culture medium is indicated by the color of the lactose-enriched tetra influenced zolbett served as selection criteria and one in

Anschließend wurde die Anzahl der Moleküle des sentlichen in gleicher Weise wie bei den ExperimentenSubsequently, the number of molecules became essential in the same way as in the experiments

Phosphatbindungsproteins pro Zelle rechnerisch nach vorging, die in Molecular Genetics, Cold Spring HarborPhosphate binding protein per cell was calculated using Molecular Genetics, Cold Spring Harbor

folgender Gleichung ermittelt: 40 Laboratory, S. 49 und S. 52—54 (1972) beschrieben sind.determined by the following equation: 40 Laboratory, p. 49 and p. 52-54 (1972).

Das erneut eingebundene Plasmid wird nachstehend alsThe reincorporated plasmid is hereinafter referred to as

AnzahlderMolekü,eProZel,e - A χ C ^e^Lm^SN^ wurde das die Genkodie-Number of Molecules, e P roZel, e - A χ C ^ e ^ Lm ^ SN ^ became the gene coding

rung für ^-Gaiaktosidase führende DNS-Fragment intion for ^ -Gaiactosidase leading DNA fragment in

wobei 45 das DNS-Fragment einügiert, welches an seinem unwhereby 45 inserts the DNA fragment, which at its un

terhalb der DNS-Sequenz eines Promotors für dasbelow the DNA sequence of a promoter for the

A — Ausbeute an Phosphatbindungsprotein phoS-Gen das phoS-Gen führte, so daß in Form eines (g/Zelle) Fusionsproteins /?-Galaktosidase gebildet werdenA - Yield of phosphate binding protein phoS gene the phoS gene resulted in so that in the form of a (g / cell) fusion protein /? - galactosidase are formed

B = Molekulargewicht des Phosphatbin- konnte.B = molecular weight of the phosphate binder.

dungsproteins(35 000), 50 Anschließend wurde der Ecoli-Stamm CSH26 mitdungsproteins (35,000), 50 The Ecoli strain CSH26 was then with

C - Avogadro'scheZahliöxlO23). dem Plasmid pSN5084 zur Bildung von TransformaC - Avogadro's numeral 23 ). the plasmid pSN5084 to form transforma

tionsprodukten transformiert Die Selektierung dertransformation products The selection of the

Bei Kultivierung im Niedrigphosphatmedium betrug Transformationsprodukte aus den Stammzellen vom die Anzahl der Moleküle des Phosphatbindungsproteins Ecoli-Stamm CSH 26 erfolgte in gleicher Weise wie pro Zelle 13x10*. 55 zuvor beschrieben. Die selektierten TransformationsWhen cultivated in the low phosphate medium, transformation products from the stem cells were from the number of molecules of the phosphate binding protein Ecoli strain CSH 26 was carried out in the same way as per cell 13x10 *. 55 previously described. The selected transformations

produkte wurden in Niedrigphosphatmedium inkubiert, wobei in Form des Fusionsproteins /-Galaktosidaseproducts were incubated in low phosphate medium, in the form of the fusion protein / galactosidase

Beispiel 2 entstand. Anschließend wurde das spezifische GewichtExample 2 was created. Then the specific gravity was

der /f-Galaktosidase in den Transformationsproduktenthe / f-galactosidase in the transformation products

Produktion von/?-Galaktosidase unter Verwendung 60 nach dem Verfahren ermittelt das in Experiments in des das phoS-Gen führenden Plasmids pSN508 Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Laboratory. S.Production of /? - galactosidase using 60 according to the method determined in experiments in of the plasmid pSN508 Molecular Genetics, which carries the phoS gene, Cold Spring Harbor Laboratory. S.

352—355 (1972) beschrieben ist Die Anzahl der MoIe-352-355 (1972) describes The number of MoIe

Das wie in Schritt 2 bei Beispiel 3 hergestellte Plasmid küle der /2-Galaktosidase, die in Form des FusionspropSN508 wurde mit Hilfe von EcoRI gespalten, wobei ein teins entstanden, wurde rechnerisch pro Zelle ermittelt. EcoRI-EcoRI-DNS-Fragment mit einem phoS-Gen 65 indem die spezifische Aktivität der in Form des Fusionshergestellt wird. In dieses so gewonnene DNS-Frag- proteins erzeugten/9-Galaktosidase mit der spezifischen ment mit dem phoS-Gen wurde das DNS-Fragment Ii- Aktivität einer Standard-^-Galaklosidase mit einem giert, das durch Spaltung des Plasmids pMC1403 mit der Molekulargewicht von 145 000 verglichen wurde. DabeiThe plasmid of / 2-galactosidase prepared as in step 2 in example 3, which is in the form of the fusion propSN508 was cleaved with the help of EcoRI, resulting in a teins, was calculated per cell. EcoRI-EcoRI DNA fragment with a phoS gene 65 containing the specific activity of the in the form of the fusion will. / 9-galactosidase with the specific ment with the phoS gene, the DNA fragment II activity of a standard - ^ - galaclosidase with a which was compared to the molecular weight of 145,000 by digestion of the plasmid pMC1403. Included

23 2423 24

wurde festgestellt, daß die Anzahl der Moleküle von /■Galaktosidase, die in Form des Fusionsproteins gebildet wurden, pro Zelle 1 χ ΙΟ'1 betrug.it was found that the number of molecules of / ■ galactosidase formed in the form of the fusion protein was 1 χ ' 1 per cell.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

1010

1010

J5J5

4040

4545

$0$ 0

t5t5

COCO

6565

ZEICHNUNGEN BLAnDRAWINGS BLAn

Int. Cl.4: C 12 P 21/00Int. Cl. 4 : C 12 P 21/00

Veröffentlichungstag: 4. Dezember 1986Release date: December 4th, 1986

FIG.2FIG.2

EcoRIEcoRI

SmalSmal

Hpo 1 (Hindi) Hpo 1 (Hindi)

Tn3(ApR)Tn3 (Ap R )

EcoRI Hpal (Hindi)EcoRI Hpal (Hindi) Hindi digestion and llgation Hin di digestion and llgation

EcoRIEcoRI EcoRIEcoRI

Hpal (Hindi) Tn3(ApR) Hpal (Hindi) Tn3 (ApR)

EcoRI digestion and ligationEcoRI digestion and ligation

EcoRIEcoRI

SmalSmal

Hpo I -(Hincll) Hpo I - (Hincll)

Tn3(ApR)Tn3 (Ap R )

EcoRI 2EcoRI 2

PBR322PBR322

EcORI2 EcORI 2

iii litiii lit

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung eines Polypeptide unter Verwendung eines Expressionsvektors mit einem DNS-Fragment, welcher eine Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein und ein Repliken aus der Gruppe der Plasmide und Bakteriophagen enthält, wobei das DNS-Fragment an das Replikon ligiert ist und wobei die folgenden Verfahrensschritte eingehalten werden:1. A method for producing a polypeptide using an expression vector with a DNA fragment which encodes a gene for a phosphate binding protein and a replica from the group of plasmids and bacteriophages, the DNA fragment attached to the replicon is ligated and the following procedural steps are followed: Ligieren eines eine Genkodierung für ein Polypeptid führenden DNS-Fragments an den Expressionsvektor, Ligating a DNA fragment carrying a gene coding for a polypeptide to the expression vector, Transformieren der Zellen eines Bakteriums aus der Familie Enterobacteriaceae mit dem Expressionsvektor, an welchen die Gendkodierung für ein Polypeptid ligiert ist, in Transformationsprodukte,
Auslesen der Transformationsprodukte aus Stammzellen eines Bakteriums aus der Familie Enterobacteriaceae; Inkubieren der Transformationsprodukte, wobei die Transformationsprodukte zur Expression der Genkodierung für das Polypeptid unter Bildung des Polypeptids veranlaßt werden, und
Isolieren des Polypeptids aus den inkubierten Transformationsprodukten, dadurch gekennzeichnet, daß man dabei das eine Genkodierung für ein Polypeptid führende DNS-Fragment an den Expressionsvektor an dessen unterhalb der DNS-Sequenz eines Promotors für die Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein gelegenen Abschnitt ligiert.
Transforming the cells of a bacterium from the Enterobacteriaceae family with the expression vector to which the gene coding for a polypeptide is ligated into transformation products,
Reading out the transformation products from stem cells of a bacterium from the Enterobacteriaceae family; Incubating the transformation products, causing the transformation products to express the gene coding for the polypeptide to form the polypeptide, and
Isolating the polypeptide from the incubated transformation products, characterized in that the DNA fragment carrying a gene coding for a polypeptide is ligated to the expression vector at its section located below the DNA sequence of a promoter for the gene coding for a phosphate binding protein.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ligieren der Abschnitt zwischen dem proximal und dem distal gelegenen Teil des eine Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein führenden DNS-Fragments liegt.2. The method according to claim 1, characterized in that when ligating the portion between the proximal and the distal part of a gene coding for a phosphate binding protein leading DNA fragment. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ligieren der Abschnitt unterhalb des eine Genkodierung für ein Phosphatbindungsprotein führenden DNS-Fragments liegt.3. The method according to claim 1, characterized in that that when ligating the section below a gene coding for a phosphate binding protein leading DNA fragment.
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