Nucleinsäuren, die für Enzymaktivitäten der Spinosyn-Biosynthese codierenNucleic acids that code for enzyme activities of spinosyn biosynthesis
Die vorliegende Erfindung betrifft Nucleinsäuren, die für Enzymaktivitäten der Spinosyn-Biosynthese codieren, sowie die entsprechenden Enzyme per se.The present invention relates to nucleic acids which code for enzyme activities of spinosyn biosynthesis, and the corresponding enzymes per se.
Spinosyne stellen eine neue Gruppe von makrolidischen Verbindungen dar, die aus dem Actinomyceten Saccharopolyspora spinosa isoliert worden sind (Mertz und Yao, 1990). Sie werden zur Bekämpfung von Insekten eingesetzt (WO 97/00265, WO 94/20518, WO 93/09126, US 5670364, US 5362634, US 5227295, US 5202242). Spinosyne zeigen eine starke insektizide, jedoch keine antibakterielleSpinosyns represent a new group of macrolide compounds that have been isolated from the Actinomycete Saccharopolyspora spinosa (Mertz and Yao, 1990). They are used to control insects (WO 97/00265, WO 94/20518, WO 93/09126, US 5670364, US 5362634, US 5227295, US 5202242). Spinosyne show a strong insecticidal, but no antibacterial
Aktivität, wodurch sie von den konventionellen Makroliden, wie Tylosin, Spiramycin und Erythromycin, die keine insektizide, jedoch antimikrobielle Wirksamkeit aufweisen, unterscheidbar sind.Activity which distinguishes them from conventional macrolides such as tylosin, spiramycin and erythromycin, which have no insecticidal but antimicrobial activity.
Die Struktur der Spinosyne setzt sich zusammen aus einem tetracyclischen Poly- ketidgrundgerüst (Aglycon) mit einem 12-gliedrigen Makrolidring und einem 5,6,5- cis-anti-trans-Tricyclus, sowie einem D-Forosamin- und einem 2,3,4-Tri-O-Methyl- L-Rhamnose-Zuckeranteil (Kirst et al., 1991). Mehr als 20 verschiedene natürliche Spinosyn-Derivate, der sogenannte A83543 Komplex, ist bisher beschrieben worden (WO 97/00265, WO 94/20518, WO 93/09126). Diese Derivate variieren in der Substitution von einer oder einigen Methylgruppen am tetracyclischen Grundgerüst, am Forosamin- oder am Tri-Methyl-Rhamnose-Zuckeranteil. Ein 17-Pseudoaglycon, dem der Forosamin-Zuckeranteil fehlt, ist ebenfalls aus Kulturbrühen von S. spinosa isoliert worden.The structure of the Spinosyne consists of a tetracyclic polyketide backbone (aglycon) with a 12-membered macrolide ring and a 5,6,5-cis-anti-trans-tricyclic as well as a D-forosamine and a 2,3, 4-Tri-O-methyl-L-rhamnose sugar content (Kirst et al., 1991). More than 20 different natural spinosyn derivatives, the so-called A83543 complex, have been described so far (WO 97/00265, WO 94/20518, WO 93/09126). These derivatives vary in the substitution of one or a few methyl groups on the tetracyclic backbone, on the forosamine or on the tri-methyl-rhamnose sugar portion. A 17-pseudoaglycon, lacking the forosamine sugar portion, has also been isolated from S. spinosa culture broths.
Die Hauptkomponenten des von S. spinosa gebildeten A83543 Komplexes stellen die Varianten Spinosyn A und Spinosyn D dar, die die wesentlichen Bestandteile des Produktes Spinosad darstellen (vgl. Pesticide Manual, British Crop Protection Council, 1 lth Ed., 1997, Seite 1272 und Dow Elanco trade maganzine Down to Earth, Vol. 52, NO:. 1, 1997 und die darin zitierte Literatur).
Aufbauend auf Untersuchungen zum Einbau von C -markiertem Acetat, Propionat, Butyrat oder Isobutyrat konnte gezeigt werden, dass die Biosynthese von A83543 einem Polyketid-Biosyntheseweg folgt (Nakatsukasa et al., 1990). Polyketide werden durch multifunktionelle Enzyme, den sog. Polyketidsynthasen (PKS's) aus kurz- kettigen Säurebausteinen wie Acetat, Propionat oder Butyrat aufgebaut. Ähnlich wie die verwandten Fettsäuresynthasen (FAS's) katalysieren sie decarboxylierende Poly- kondensationsschritte der als CoA-Thioester aktivierten Bausteine. Während FAS's nach jedem Kondensationsschritt eine vollständige Reduktion der intermediär an der wachsenden Polyketidkette entstehenden ß-Oxoester durch Ketoreduktion, Dehy- dratation und Enoylreduktion katalysieren, können PKS's bestimmte Reduktionsschritte auslassen. Modulare Typ I PKS's bestehen aus einem oder mehreren großen multifunktionalen Proteinen. Iterative Typ II PKS 's stellen dagegen einen Komplex aus weitgehend monofunktionalen Proteinen dar.The main components of the A83543 complex formed by S. spinosa are the variants Spinosyn A and Spinosyn D, which represent the essential components of the product Spinosad (see Pesticide Manual, British Crop Protection Council, 1th ed., 1997, page 1272 and Dow Elanco trade maganzine Down to Earth, Vol. 52, NO :. 1, 1997 and the literature cited therein). Based on investigations into the incorporation of C-labeled acetate, propionate, butyrate or isobutyrate, it could be shown that the biosynthesis of A83543 follows a polyketide biosynthetic pathway (Nakatsukasa et al., 1990). Polyketides are built up from short-chain acid building blocks such as acetate, propionate or butyrate using multifunctional enzymes, the so-called polyketide synthases (PKS's). Similar to the related fatty acid synthases (FAS's), they catalyze decarboxylative polycondensation steps of the building blocks activated as CoA thioesters. While FAS's catalyze a complete reduction of the ß-oxoesters that are formed on the growing polyketide chain by ketoreduction, dehydration and enoyl reduction after each condensation step, PKSs can omit certain reduction steps. Modular type I PKSs consist of one or more large multifunctional proteins. Iterative Type II PKSs, on the other hand, represent a complex of largely monofunctional proteins.
Die enzymatischen Aktivitäten von modularen Typ I PKS's lassen sich zu sogenannten Modulen zusammenfassen. Hierbei trägt ein Modul eine Anordnung von drei enzymkatalytisch aktiven Domänen, die zu einer Verlängerung der wachsenden Polyketidkette um eine biosynthetische Verlängerungseinheit führen. Bei diesen Domänen handelt es sich um eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein Synthase- Domäne, eine Acyltransferase-Domäne und eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein-The enzymatic activities of modular Type I PKS's can be summarized in so-called modules. Here, one module carries an arrangement of three enzyme-catalytically active domains, which lead to an extension of the growing polyketide chain by a biosynthetic extension unit. These domains are a β-ketoacyl: acyl carrier protein synthase domain, an acyltransferase domain and a β-ketoacyl: acyl carrier protein
Domäne. Ein Modul kann auch eine Ketoreduktase-, eine Dehydratase-, eine Enoyl- reduktase- und eine Thioesterase-Domäne tragen. Ein sog. Ladungsmodul, das am Beginn der Biosynthese steht kann von den genannten Domänen lediglich eine Acyltransferase-Domäne und eine ß-Ketoacyl:Acyl-Carrier Protein-Domäne tragen, sowie eine enzymatisch inaktive ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein Synthase-Domäne. EineDomain. A module can also carry a ketoreductase, a dehydratase, an enoyl reductase and a thioesterase domain. A so-called charge module, which is at the beginning of biosynthesis, can only carry an acyltransferase domain and a β-ketoacyl: acyl carrier protein domain from the domains mentioned, and also an enzymatically inactive β-ketoacyl: acyl carrier protein synthase domain. A
Polyketidsynthase-Domäne umfasst jeweils eine dieser genannten enzymatischen Aktivitäten.Polyketide synthase domain each includes one of these enzymatic activities.
Aufgrund der potenten insektiziden Wirkung sowie der bemerkenswerten Struktur der Spinosyne besteht ein großes Interesse, die genetischen Informationen für derenDue to the potent insecticidal effects and the remarkable structure of the spinosyns, there is great interest in the genetic information for them
Biosynthese zu entschlüsseln.
Gegenstand der Erfindung sind Nucleinsäuren, welche zumindest eine Region umfassen, die für eine Enzymaktivität codiert, welche an der Biosynthese von Spinosynen beteiligt ist.Decrypt biosynthesis. The invention relates to nucleic acids which comprise at least one region which codes for an enzyme activity which is involved in the biosynthesis of spinosyns.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Cluster von offenen Leserahmen (ORF 's) bereit, deren Translationsprodukte an der Biosynthese von Spinosynen beteiligt sind. Weiterhin werden zusätzliche Gene bzw. ORF 's bereitgestellt, die außerhalb des ca. 120 kb großen Spinosyn-Biosyntheseclusters liegen, und deren Translationsprodukte an der Rhamnose-Zuckerbiosynthese beteiligt sind.The present invention provides a cluster of open reading frames (ORFs) whose translation products are involved in the biosynthesis of spinosyns. Furthermore, additional genes or ORFs are provided which are outside the approximately 120 kb large spinosyn biosynthesis cluster and whose translation products are involved in rhamnose sugar biosynthesis.
Bei den erfindungsgemäßen Nucleinsäuren handelt es sich insbesondere um einzel- strängige oder doppelsträngige Desoxyribonucleinsäuren (DNA) oder Ribonuclein- säuren (RNA). Bevorzugte Ausführungsformen sind Fragmente genomischer DNA und cDNA's.The nucleic acids according to the invention are in particular single-stranded or double-stranded deoxyribonucleic acids (DNA) or ribonucleic acids (RNA). Preferred embodiments are fragments of genomic DNA and cDNA's.
Der Ausdruck "zumindest eine Region", wie er hierin verwendet wird, bedeutet, dass die erfindungsgemäße Nucleinsäure eine oder mehrere Sequenzen umfassen kann, welche jeweils für einzelne Aktivitäten codieren, die Schritte bei der Synthese von Spinosynen durchfuhren. Es werden demnach auch Nucleinsäuren als erfindungsgemäß betrachtet, die nur für eine einzige Enzymaktivität der Spinosyn-Biosynthese codieren.The term "at least one region" as used herein means that the nucleic acid according to the invention can comprise one or more sequences which each code for individual activities which carry out steps in the synthesis of spinosyns. Accordingly, nucleic acids are also considered to be according to the invention which code only for a single enzyme activity of spinosyn biosynthesis.
Der Ausdruck "Enzymaktivität", wie er hierin verwendet wird, bedeutet, dass ausgehend von den hierin betrachteten Nucleinsäuren zumindest derjenige Teil eines vollständigen Enzyms exprimiert werden kann, der noch die Katalyseeigenschaften des Enzyms ausübt.The term “enzyme activity” as used in the present context means that, starting from the nucleic acids considered herein, at least that part of a complete enzyme which still exerts the catalytic properties of the enzyme can be expressed.
Insbesondere codieren die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren für Enzymaktivitäten von Polyketidsynthasen, Methyltransferasen, Epimerasen, Glycosyltransferasen,
Aminotransferasen, Dimethyltransferasen, Reduktasen, Dehydratasen und/oder Cyclisierungsenzymen.In particular, the nucleic acids according to the invention code for enzyme activities of polyketide synthases, methyl transferases, epimerases, glycosyl transferases, Aminotransferases, dimethyltransferases, reductases, dehydratases and / or cyclization enzymes.
Bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Nucleinsäuren um DNA- Fragmente, die genomischer DNA von S. spinosa entsprechen.The nucleic acids according to the invention are preferably DNA fragments which correspond to genomic DNA from S. spinosa.
Besonders bevorzugt umfassen die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren zumindest eine Sequenz ausgewählt ausThe nucleic acids according to the invention particularly preferably comprise at least one sequence selected from
(a) den Sequenzen gemäß SEQ ID NOS: 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17,(a) the sequences according to SEQ ID NOS: 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17,
19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 52 oder 54,19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47, 49, 51, 52 or 54,
(b) zumindest 14 Basenpaare langen Teilsequenzen der unter (a) defi- nierten Sequenzen,(b) at least 14 base pairs long partial sequences of the sequences defined under (a),
(c) Sequenzen, welche an die unter (a) definierten Sequenzen hybridisieren,(c) sequences which hybridize to the sequences defined under (a),
(d) Sequenzen, welche eine zumindest 70 %ige, bevorzugt eine 80 %ige, besonders bevorzugt eine 90 %ige Identität zu den unter (a) definierten Sequenzen aufweisen,(d) sequences which have at least 70%, preferably 80%, particularly preferably 90% identity to the sequences defined under (a),
(e) Sequenzen, welche zu den unter (a) definierten Sequenzen komple- mentär sind, und(e) sequences which are complementary to the sequences defined under (a), and
(f) Sequenzen, welche aufgrund der Degeneriertheit des genetischen Codes für dieselbe Aminosäuresequenz kodieren wie die unter (a) bis (d) definierten Sequenzen.
Der Ausdruck "hybridisieren", wie er hierin verwendet wird, beschreibt den Vorgang, bei welchem ein einzelsträngiges Nucleinsäuremolekül mit einem komplementären Strang eine Basenpaarung eingeht. Auf diese Weise können beispielsweise ausgehend von genomischer DNA aus Organismen, die phylogenetisch mit S. spinosa verwandt sind und die Fähigkeit der Biosynthese von Spinosynen besitzen,(f) Sequences which, owing to the degeneracy of the genetic code, code for the same amino acid sequence as the sequences defined under (a) to (d). The term "hybridize" as used herein describes the process in which a single-stranded nucleic acid molecule with a complementary strand undergoes base pairing. In this way, for example, starting from genomic DNA from organisms which are phylogenetically related to S. spinosa and have the ability to biosynthesize spinosyns,
DNA-Fragmente isoliert werden, welche dieselben Eigenschaften wie die aus S. spinosa isolierten Fragmente aufweisen.DNA fragments are isolated which have the same properties as the fragments isolated from S. spinosa.
Bevorzugte Hybridisierungsbedingungen sind nachstehend angegeben: Hybridisie- rungslösung: 5 x SSC; Blocking Reagens (Röche Diagnostics GmbH, Mannheim,Preferred hybridization conditions are given below: Hybridization solution: 5 x SSC; Blocking Reagens (Röche Diagnostics GmbH, Mannheim,
Deutschland), 1 %; N-Lauroylsarcosin, 0,1 %; SDS (Sodiumdodecylsulfate) 0,02 %; Hybridisierungstemperatur: 60°C; erster Waschschritt: 2 x SSC bei 60°C; zweiter Waschschritt: 2 x SSC bei 60°C; bevorzugt zweiter Waschschritt: 0,5 x SSC bei 60°C; besonders bevorzugt zweiter Waschschritt: 0,2 x SSC bei 60°C.Germany), 1%; N-lauroylsarcosine, 0.1%; SDS (sodium dodecyl sulfate) 0.02%; Hybridization temperature: 60 ° C; first washing step: 2 x SSC at 60 ° C; second washing step: 2 x SSC at 60 ° C; preferably second washing step: 0.5 x SSC at 60 ° C; particularly preferred second washing step: 0.2 x SSC at 60 ° C.
Der Grad der Identität der Nucleinsäuren wird vorzugsweise bestimmt mit Hilfe des Programms GAP aus dem Programmpaket GCG (Devereux et al., 1984), Version 9.1 unter Standardeinstellungen.The degree of identity of the nucleic acids is preferably determined with the aid of the GAP program from the GCG program package (Devereux et al., 1984), version 9.1 under standard settings.
Besonders hervorgehoben werden Nucleinsäuren, dieParticular emphasis is placed on nucleic acids that
(1) entweder alle Sequenzen, die für Schritte der Forosamin- und Trimethyl- Rhamnose-Biosynthese codieren, umfassen, insbesondere die Sequenzen gemäß SEQ ID NOS: 4 und 51, oder (2) alle Sequenzen, die für Schritte der Polyketidsynthese codieren, umfassen, insbesondere die Sequenzen gemäß SEQ LD NOS: 5 und 6, oder (3) alle Sequenzen, die für alle Schritte der Forosamin-, Trimethyl-Rhamnose- und Polyketidsynthese codieren, umfassen, insbesondere die Sequenzen gemäß SEQ ID NOS: 1, 2, 3 und 51.
Alle zur Spinosyn-Biosynthese oder zur Synthese von Vorstufen, wie sie nachstehend definiert sind, benötigten DNA-Sequenzen können sich somit auf einem einzelnen Vektor befinden. Diese Nucleinsäuren können aber auch auf zwei oder mehreren Vektoren vorliegen und gleichzeitig oder nacheinander in einer Wirtszelle exprimiert werden.(1) either comprise all sequences coding for steps of forosamine and trimethyl rhamnose biosynthesis, in particular the sequences according to SEQ ID NOS: 4 and 51, or (2) comprise all sequences coding for steps of polyketide synthesis , in particular the sequences according to SEQ LD NOS: 5 and 6, or (3) all sequences which encode all steps of forosamine, trimethyl rhamnose and polyketide synthesis, in particular the sequences according to SEQ ID NOS: 1, 2, 3 and 51. All of the DNA sequences required for spinosyn biosynthesis or for the synthesis of precursors, as defined below, can thus be located on a single vector. However, these nucleic acids can also be present on two or more vectors and can be expressed simultaneously or in succession in a host cell.
Alle ORF 's der erfindungsgemäßen Nucleinsäuren können von ihren eigenen Promotoren oder von heterologen Promotoren angeschaltet werden.All ORFs of the nucleic acids according to the invention can be switched on by their own promoters or by heterologous promoters.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch die regulatorischen Regionen, welche natürlicherweise, d.h. im Ursprungsorganismus S. spinosa, die Transkription der erfindungsgemäßen Nucleinsäuren kontrollieren.The present invention also relates to the regulatory regions which naturally, i.e. in the original organism S. spinosa, control the transcription of the nucleic acids according to the invention.
Der Ausdruck "regulatorische Regionen", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf Promotoren, Repressor- oder Aktivator-Bindungsstellen, Repressor- oder Aktivatorsequenzen, und Terminatoren. Ferner sind genetisch mobile Elemente, welche natürlicherweise, d.h. im Ursprungsorganismus S. spinosa vorkommen, ebenfalls von diesem Ausdruck umfasst. Solche genetisch mobilen Elemente können transposable oder mobilisierbare Elemente oder funktionelle Teile davon, IS-Elemente oder an- dere Insertionselemente sein. Weiterhin sind auch amplifizierbare DNA-ElementeThe term "regulatory regions" as used herein refers to promoters, repressor or activator binding sites, repressor or activator sequences, and terminators. Furthermore, genetically mobile elements that are natural, i.e. occur in the original organism S. spinosa, also encompassed by this expression. Such genetically mobile elements can be transposable or mobilizable elements or functional parts thereof, IS elements or other insertion elements. There are also amplifiable DNA elements
(Amplifiable Units of DNA, AUD; Fishman and Hershberger, 1983), welche natürlicherweise, d.h. im Ursprungsorganismus S. spinosa vorkommen, von diesem Ausdruck umfasst. Die Erfindung betrifft auch jede Kombination dieser regulatorischen Regionen untereinander oder mit heterologen DNA-Fragmenten, wie z.B. Promo- toren, Repressor oder Aktivator-Bindungsstellen, transposablen, mobilisierbaren oder transduzierbaren Elementen.(Amplifiable Units of DNA, AUD; Fishman and Hershberger, 1983), which naturally, i.e. occur in the original organism S. spinosa, encompassed by this expression. The invention also relates to any combination of these regulatory regions with one another or with heterologous DNA fragments, e.g. Promoters, repressors or activator binding sites, transposable, mobilizable or transducible elements.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind weiterhin DNA-Konstrukte, die zumindest eine erfindungsgemäße Nucleinsäure und einen heterologen Promotor um- fassen.
Der Ausdruck "heterologer Promotor", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf einen Promotor, der im Ursprungsorganismus nicht die Expression des betreffenden Gens (ORF 's) kontrolliert.The present invention furthermore relates to DNA constructs which comprise at least one nucleic acid according to the invention and a heterologous promoter. The term "heterologous promoter" as used in the present context refers to a promoter which does not control the expression of the gene (ORF 's) in question in the original organism.
Die Auswahl von heterologen Promotoren ist davon abhängig, ob zur Expression pro- oder eukaryotische Zellen oder zellfreie Systeme verwendet werden. Ein bevorzugtes Beispiele für einen heterologen Promotor ist der Promotor des mel-Gcns aus dem Vektor pIJ702 (The John Innes Foundation, Norwich, UK 1985). Die heterologe Expression kann z.B. eingesetzt werden, um zu einer Steigerung der Produktion von Spinosyn im Vergleich zum natürlichen Spinosyn-Produzenten zu gelangen.The choice of heterologous promoters depends on whether pro- or eukaryotic cells or cell-free systems are used for expression. A preferred example of a heterologous promoter is the promoter of the mel gene from the vector pIJ702 (The John Innes Foundation, Norwich, UK 1985). The heterologous expression can e.g. can be used to increase the production of spinosyn compared to the natural spinosyn producer.
Gegenstand der Erfindung sind ferner Vektoren, die zumindest eine der erfindungsgemäßen Nucleinsäuren enthalten. Als Vektoren können alle in molekularbiologischen Laboratorien verwendeten Phagen, Plasmide, Phagmide, Phasmide, Cosmide, YACs, BACs, PACs, künstliche Chromosomen oder Partikel, die für einenThe invention further relates to vectors which contain at least one of the nucleic acids according to the invention. All phages, plasmids, phagmids, phasmids, cosmids, YACs, BACs, PACs, artificial chromosomes or particles used for a molecular biology laboratory can be used as vectors
Partikelbeschuss geeignet sind, verwendet werden.Particle bombardment are suitable.
Bevorzugt sind BAC- Vektoren. BAC- Vektoren (Bacterial Artificial Chromosome) sind entwickelt worden zur Klonierung von großen DNA-Fragmenten (Shizuya et al., 1992). Es handelt sich um "single-copy" Plasmide mit einem F-Faktor Origin, dieBAC vectors are preferred. BAC (Bacterial Artificial Chromosome) vectors have been developed for cloning large DNA fragments (Shizuya et al., 1992). They are "single-copy" plasmids with an F-factor origin that
DNA-Fragmente mit einer durchschnittlichen Größe von 120 Kilobasenpaaren (kb) tragen können. Sie sind replizierbar in Escherichia coli. Der BAC-Vektor pBeloBACl l (Kim et al., 1996) trägt einen T7 und einen SP6 Promotor, welche die Klonierungsstelle flankieren und als Startbereich für Sequenzierungsprimer sowie zur Generierung von RNA-Transkripten verwendet werden können.Can carry DNA fragments with an average size of 120 kilobase pairs (kb). They are replicable in Escherichia coli. The BAC vector pBeloBACl l (Kim et al., 1996) carries a T7 and an SP6 promoter, which flank the cloning site and can be used as a starting area for sequencing primers and for generating RNA transcripts.
Besonders bevorzugt sind die am 18. August 1999 bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ), Mascheroder Weg lb, D-38124 Braunschweig, in Übereinstimmung mit den Bestimmungen des Budapester Ver- träges unter den Hinterlegungsnummern DSM 13010, DSM 13011 und DSM 13012 hinterlegten B AC-Shuttleklone, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.
Die hinterlegten BAC-Shuttleklone P11/G6, P8/G11 und P11/B10 tragen jeweils ein mindestens 100 kb großes DNA-Fragment aus S. spinosa. Die Klone P11/G6 und P11/B10 tragen jeweils einen Teil der Nucleinsäuresequenz gemäß SEQ ID NO: 4, sowie die angrenzenden vollständigen Nucleinsäuresequenzen gemäß SEQ ID NOS:Particularly preferred are those on August 18, 1999 at the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH (DSMZ), Mascheroder Weg lb, D-38124 Braunschweig, in accordance with the provisions of the Budapest Treaty under the deposit numbers DSM 13010, DSM 13011 and DSM 13012 deposited B AC shuttle clones, which are the subject of the present invention. The deposited BAC shuttle clones P11 / G6, P8 / G11 and P11 / B10 each carry a DNA fragment from S. spinosa that is at least 100 kb in size. Clones P11 / G6 and P11 / B10 each carry part of the nucleic acid sequence according to SEQ ID NO: 4, as well as the adjacent complete nucleic acid sequences according to SEQ ID NOS:
5 und 6, sowie einen an die Nucleotidsequenz gemäß SEQ ID NO: 6 3 'angrenzende DNA-Bereich (Abb. 7). Der Klon P8/G11 trägt einen Teil der Nucleinsäuresequenz gemäß SEQ ID NO: 6, die vollständigen Nucleinsäuresequenzen gemäß SEQ ID NOS: 5 und 4, sowie einen an die Sequenz gemäß SEQ ID NO: 4 3 '-angrenzenden DNA-Bereich (Abb. 7).5 and 6, and a DNA region adjacent to the nucleotide sequence according to SEQ ID NO: 6 3 '(FIG. 7). The clone P8 / G11 carries part of the nucleic acid sequence according to SEQ ID NO: 6, the complete nucleic acid sequences according to SEQ ID NOS: 5 and 4, and a DNA region adjacent to the sequence according to SEQ ID NO: 4 3 '(Fig. 7).
In gleicher Weise sind auch PAC- und alle anderen funktioneil gleichwertigen Vektoren, die es erlauben, große DNA-Fragmente, insbesondere solche DNA- Fragmente, die größer als 30 kb, vorzugsweise größer als 40 kb, besonders bevorzugt größer als 60 kb sind, in heterologe Wirtszellen zu übertragen und dort eineIn the same way, PAC and all other functionally equivalent vectors which allow large DNA fragments, in particular those DNA fragments which are larger than 30 kb, preferably larger than 40 kb, particularly preferably larger than 60 kb, are also in to transmit heterologous host cells and there one
Etablierung von Fremd-DNA zu gewährleisten, für eine Spinosyn-Produktion geeignet. Vorzugsweise werden solche BAC-, PAC- und funktionell gleichwertigen Vektoren verwendet, die zu einem Shuttle- Vektor modifiziert sind und z.B. eine Plasmidreplikation sowohl in Gram-negativen Bakterien, wie Escherichia coli, als auch in Gram-positiven Bakterien, wie Streptomyces, erlauben. Solche bevorzugtenTo ensure the establishment of foreign DNA, suitable for a spinosyn production. Preferably, such BAC, PAC and functionally equivalent vectors are used which are modified into a shuttle vector and e.g. allow plasmid replication both in Gram-negative bacteria, such as Escherichia coli, and in Gram-positive bacteria, such as Streptomyces. Such preferred
Shuttle- Vektoren können DNA-Fragmente einer Größe tragen, die in üblichen Vektoren, wie z.B. Cosmidvektoren, nicht klonierbar sind und nicht in heterologe Wirte, wie Actinomyceten, z.B. Streptomyceten, übertragbar sind. Letztere Vektoren können sowohl durch Transformation, Konjugation, Elektroporation, Protoplasten- transformation oder andere geeignete Verfahren übertragen • werden. In hervorragender Weise sind solche Shuttle- Vektoren innerhalb einer heterologen Population Gram-negativer oder Gram-positiver Bakterien, zwischen Gram-positiven und Gramnegativen Bakterien, zwischen Bakterien und Archea, zwischen Pro- und Eukaryonten konjugativ übertragbar. Die in heterologe Wirte, wie z.B. Streptomyceten, übertragenen BAC-, PAC- oder funktionell gleichwertigen Shuttle-Shuttle vectors can carry DNA fragments of a size that cannot be cloned in conventional vectors, such as, for example, cosmid vectors, and cannot be transferred to heterologous hosts, such as Actinomycetes, for example Streptomycetes. The latter vectors may both by transformation, conjugation, electroporation, protoplast transformation, or other suitable methods are transmitted •. Such shuttle vectors can be transferred conjugatively within a heterologous population of Gram-negative or Gram-positive bacteria, between Gram-positive and Gram-negative bacteria, between bacteria and Archea, between pro- and eukaryotes. The BAC, PAC or functionally equivalent shuttle transferred to heterologous hosts such as Streptomycetes
Vektoren können autonom repliziert werden oder ins Genom des Wirtes integriert
werden. Letztere Integration kann über homologe Rekombination, über einen ΦC31- Integrationsmechanismus (Hopwood et al., 1985), über ortsspezifische Integration, die von pSAM2 (Smokvina et al., 1990; WO 95/16046) determinierten Funktionen abhängt oder über Mini-Circle vermittelte Funktionen (Motamedi et al., 1995; WO 96/00282) erfolgen.Vectors can be replicated autonomously or integrated into the host's genome become. The latter integration can take place via homologous recombination, via a ΦC31 integration mechanism (Hopwood et al., 1985), via site-specific integration which depends on functions determined by pSAM2 (Smokvina et al., 1990; WO 95/16046) or via mini-circle Functions (Motamedi et al., 1995; WO 96/00282) take place.
Solche Shuttle- Vektoren erlauben es, spezifische, durch außerordentlich große DNA- Bereiche determinierte Biosynthesewege von Primär- oder Sekundärmetaboliten, durch Transfer eines einzigen rekombinanten Vektors heterolog in besonders ge- eigneten Wirtszellen zu exprimieren. So kann das identifizierte Cluster für die Biosynthese von Spinosyn in Organismen, wie Actinomyceten, z.B. Streptomyces, durch Transfer eines einzigen rekombinanten Shuttle- Vektors ausgeprägt werden. Aufgrund der Größe dieses Biosyntheseclusters ist diese heterologe Expression der Spinosyn- Biosynthese mit einem einzigen Cosmidvektor nicht möglich. Die Übertragung eines rekombinanten BAC-, PAC- oder funktionell gleichwertigen Shuttle- Vektors, der die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren trägt, kann zu einer signifikanten Steigerung der Produktion von Spinosyn im Vergleich zur Spinosyn-Produktion des Stammes S. spinosa oder abgeleiteter Mutanten mit erhöhter Spinosyn-Bildung fuhren. Zudem kann ein solcher, für die Spinosyn-Biosynthese codierender Shuttle-Vektor genutzt werden, um nach Übertragung in heterologe Wirtszellen deren Biosynthese- undSuch shuttle vectors allow specific biosynthetic pathways of primary or secondary metabolites, which are determined by extraordinarily large DNA regions, to be heterologously expressed in particularly suitable host cells by transfer of a single recombinant vector. Thus the identified cluster can be used for the biosynthesis of spinosyn in organisms such as Actinomycetes, e.g. Streptomyces, can be expressed by transfer of a single recombinant shuttle vector. Because of the size of this biosynthesis cluster, this heterologous expression of the spinosyn biosynthesis with a single cosmid vector is not possible. The transfer of a recombinant BAC, PAC or functionally equivalent shuttle vector which carries the nucleic acids according to the invention can lead to a significant increase in the production of spinosyn compared to the spinosyn production of the S. spinosa strain or derived mutants with increased spinosyn formation to lead. In addition, such a shuttle vector coding for the spinosyn biosynthesis can be used to transfer the biosynthesis and transfer into heterologous host cells
Modifizierungsleistung auszunutzen, um zu einer signifikanten Modifizierung von Spinosyn oder Spinosyn-Biosynthesevorstufen zu gelangen. Hierdurch ist es zudem möglich, neue Spinosyn-Derivate durch den Transfer eines einzigen rekombinanten Vektors in heterologe Wirtszellen herzustellen.To use modification power to achieve a significant modification of spinosyn or spinosyn biosynthesis precursors. This also makes it possible to produce new spinosyn derivatives by transferring a single recombinant vector to heterologous host cells.
Weiterhin können solche Shuttle- Vektoren verwendet werden, klonierte Biosynthesewege von Sekundärmetaboliten als Bestandteil eines einzigen rekombinanten Shuttle- Vektors genetisch zu modifizieren. Solche Modifizierungen können z.B. in einem E. coli Wirt durchgeführt werden, z.B. unter Ausnutzung von Re- kombinationsereignissen unter Beteiligung des recA-Genproduktes oder der recE- und recT-Genprodukte (Muyrers et al., 1999). Weiterhin können solche Vektoren
durch in vitro-V erfahren, wie z.B. das Template Generation System (Finnzymes, FLN-02201, Espoo, Finnland) oder das Transposomics-System (Epicentre Technologies, Biozym Diagnostika GmbH, Oldendorf, Deutschland) modifiziert werden. Solche, für veränderte Biosynthesewege codierende Shuttle-Vektoren können dann in geeignete Wirtszellen übertragen werden, um zur Produktion veränderter Sekundärmetabolite zu gelangen. In analoger Weise können die genannten Shuttle-Vektoren genutzt werden, die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren zu modifizieren, um sie dann, nach Transfer in geeignete Wirtszellen zur Produktion veränderter Spinosyne einzusetzen.Such shuttle vectors can also be used to genetically modify cloned biosynthetic pathways of secondary metabolites as part of a single recombinant shuttle vector. Such modifications can be carried out, for example, in an E. coli host, for example using recombination events with the participation of the recA gene product or the recE and recT gene products (Muyrers et al., 1999). Such vectors can also be used through in vitro experience, such as modifying the template generation system (Finnzymes, FLN-02201, Espoo, Finland) or the transposomics system (Epicenter Technologies, Biozym Diagnostika GmbH, Oldendorf, Germany). Such shuttle vectors coding for altered biosynthetic pathways can then be transferred into suitable host cells in order to arrive at the production of altered secondary metabolites. In an analogous manner, the shuttle vectors mentioned can be used to modify the nucleic acids according to the invention, in order then to use them after transfer to suitable host cells to produce modified spinosyns.
Teile der erfindungsgemäßen Nucleinsäuren können auch als Bestandteil von zwei oder mehreren Vektoren, wie z.B. Cosmidvektoren, eine genetische Information determinieren, die in Kombination miteinander zur Biosynthese von Spinosyn oder Spinosyn- Vorstufen, wie z.B. Pseudoaglycon oder Spinosyn- Aglycon geeignet sind. Solche Kombinationen von rekombinanten Vektoren können eingesetzt werden, um zu einer Spinosyn-Produktion in anderen Organismen als S. spinosa zu gelangen. Dies kann bei einer Expression in besonders geeigneten Wirten zu einer signifikanten Steigerung der Spinosyn-Produktion im Vergleich zu S. spinosa oder abgeleiteten produktionsverstärkten Mutanten führen. Weiterhin ist es möglich, erfmdungsge- mäße Nucleinsäuren in einzelnen rekombinanten Vektoren dieser Vektorkombination so zu verändern, dass eine heterologe Produktion von Spinosyn-Derivaten in Wirtszellen möglich ist. Desweiteren kann eine solche Kombination von rekombinanten Vektoren durch deren Transfer in heterologe Wirte zur Bildung neuer Spinosyn- Derivate unter Ausnutzung des wirtseigenen Enzymsystems geeignet sein.Parts of the nucleic acids according to the invention can also be part of two or more vectors, e.g. Determine cosmid vectors, a genetic information which, in combination with one another, for the biosynthesis of spinosyn or spinosyn precursors, e.g. Pseudoaglycon or Spinosyn-Aglycon are suitable. Such combinations of recombinant vectors can be used to achieve spinosyn production in organisms other than S. spinosa. When expressed in particularly suitable hosts, this can lead to a significant increase in spinosyn production compared to S. spinosa or derived production-enhanced mutants. Furthermore, it is possible to change nucleic acids according to the invention in individual recombinant vectors of this vector combination such that heterologous production of spinosyn derivatives in host cells is possible. Furthermore, such a combination of recombinant vectors, by transferring them into heterologous hosts, can be suitable for the formation of new spinosyn derivatives using the host's own enzyme system.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch Wirtszellen, die zumindest eine der erfindungsgemäßen Nucleinsäuren enthalten. Als Wirtszelle eignen sich sowohl prokaryotische Zellen, vorzugsweise Actinomyceten, besonders bevorzugt Streptomyceten, als auch eukaryotische Zellen, wie Säugerzellen, Pflanzenzellen oder Hefe- zellen.
In besonderer Weise können die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren in pflanzliche Zellen übertragen und exprimiert werden. Hierdurch können transgene Pflanzen hergestellt werden, die das pflanzenschützende, insektizide Spinosyn bzw. Derivate davon produzieren. Eine Übertragung der erfindungsgemäßen Nucleinsäuren in die Pflanzenzellen oder pflanzliche Zellkulturen kann mit üblichen Verfahren u.a. auch durch Partikelbeschuss erfolgen.The present invention also relates to host cells which contain at least one of the nucleic acids according to the invention. Both prokaryotic cells, preferably actinomycetes, particularly preferably streptomycetes, and eukaryotic cells such as mammalian cells, plant cells or yeast cells are suitable as host cells. The nucleic acids according to the invention can be transferred and expressed in plant cells in a special way. In this way, transgenic plants can be produced which produce the plant-protecting, insecticidal spinosyn or derivatives thereof. The nucleic acids according to the invention can be transferred into the plant cells or plant cell cultures using conventional methods, including particle bombardment.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind weiterhin die Polypeptide, die von den erfindungsgemäßen Nucleinsäuren codiert werden. Die erfindungsgemäßen Poly- peptide können ein vollständiges Enzym darstellen, das einen Schritt der Spinosyn-The present invention furthermore relates to the polypeptides which are encoded by the nucleic acids according to the invention. The polypeptides according to the invention can represent a complete enzyme which comprises a step of the spinosyn-
Biosynthese katalysiert. Jedoch sind auch solche Polypeptide von der Erfindung er- fasst, die nur einen Teil der vollständigen Aminosäuresequenz des betreffenden Enzyms aufweisen.Catalyzed biosynthesis. However, the invention also covers those polypeptides which have only part of the complete amino acid sequence of the enzyme in question.
Der Ausdruck "Teilsequenz", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich somit auf dieThe term "partial sequence" as used herein thus refers to
Aminosäuresequenz eines Polypeptids, das noch die Aktivität des entsprechenden vollständigen Enzyms oder einer enzymatisch aktiven Domäne ausüben kann.Amino acid sequence of a polypeptide that can still exert the activity of the corresponding complete enzyme or an enzymatically active domain.
Im Folgenden werden bevorzugte erfindungsgemäße Nucleinsäuren und Polypeptide mit Bezug auf die entsprechenden SEQ ID NOS näher charakterisiert.Preferred nucleic acids and polypeptides according to the invention are characterized in more detail below with reference to the corresponding SEQ ID NOS.
SEQ ID NOS: 7 und 8, ORF1:SEQ ID NOS: 7 and 8, ORF1:
Nucleotidpositon 828 bis 1 der SEQ ID NO: 4, 275 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine Methyltransferase.Nucleotide position 828 to 1 of SEQ ID NO: 4,275 amino acids; the derivable gene product is a methyl transferase.
SEQ ID NOS: 9 und 10, ORF2:SEQ ID NOS: 9 and 10, ORF2:
Nucleotidposition 1.283 bis 2.455 der SEQ ID NO: 4, 390 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine Glycosyltransferase.
SEQ ID NOS: 11 und 12, ORF3:Nucleotide positions 1,283 to 2,455 of SEQ ID NO: 4,390 amino acids; the derivable gene product is a glycosyltransferase. SEQ ID NOS: 11 and 12, ORF3:
Nucleotidposition 2.495 bis 3.247 der SEQ ID NO: 4, 250 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine Methyltransferase.Nucleotide positions 2,495 to 3,247 of SEQ ID NO: 4,250 amino acids; the derivable gene product is a methyl transferase.
SEQ ID NOS: 13 und 14, ORF4:SEQ ID NOS: 13 and 14, ORF4:
Nucleotidposition 4.440 bis 3.253 der SEQ ID NO: 4, 395 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine Methyltransferase.Nucleotide positions 4,440 to 3,253 of SEQ ID NO: 4,395 amino acids; the derivable gene product is a methyl transferase.
SEQ ID NOS: 15 und 16, ORF5: Nucleotidposition 4.578 bis 6.197 der SEQ ID NO: 4, 539 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist ein C-C verknüpfendes Enzym, das Cyclisierungsreaktionen durchführt.SEQ ID NOS: 15 and 16, ORF5: nucleotide positions 4,578 to 6,197 of SEQ ID NO: 4,539 amino acids; the derivable gene product is a C-C linking enzyme that performs cyclization reactions.
SEQ ID NOS: 17 und 18, ORF6: Nucleotidposition 6.211 bis 7.404 der SEQ ID NO: 4, 397 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine Methyltransferase.SEQ ID NOS: 17 and 18, ORF6: nucleotide positions 6,211 to 7,404 of SEQ ID NO: 4,397 amino acids; the derivable gene product is a methyl transferase.
SEQ ID NOS: 19 und 20, ORF7:SEQ ID NOS: 19 and 20, ORF7:
Nucleotidposition 7.401 bis 8.300 der SEQ ID NO: 4, 299 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine Methyltransferase.Nucleotide positions 7,401 to 8,300 of SEQ ID NO: 4,299 amino acids; the derivable gene product is a methyl transferase.
SEQ ID NOS: 21 und 22, ORF8:SEQ ID NOS: 21 and 22, ORF8:
Nucleotidposition 8.300 bis 9.466 der SEQ ID NO: 4, 388 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist ein Enzym, das an Cyclisierungsreaktionen beteiligt ist.Nucleotide positions 8,300 to 9,466 of SEQ ID NO: 4,388 amino acids; the derivable gene product is an enzyme that is involved in cyclization reactions.
SEQ ID NOS: 23 und 24, ORF9:SEQ ID NOS: 23 and 24, ORF9:
Nucleotidposition 10.572 bis 9.562 der SEQ ID NO: 4, 336 Aminosäuren. das ableitbare Genprodukt ist eine 2,3-Reduktase.
SEQ ID NOS: 25 und 26, ORF10:Nucleotide positions 10,572 to 9,562 of SEQ ID NO: 4,336 amino acids. the derivable gene product is a 2,3-reductase. SEQ ID NOS: 25 and 26, ORF10:
Nucleotidposition 12.029 bis 10.569 der SEQ ID NO: 4, 486 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine 2,3-Dehydratase.Nucleotide positions 12,029 to 10,569 of SEQ ID NO: 4,486 amino acids; the derivable gene product is a 2,3-dehydratase.
SEQ ID NOS: 27 und 28, ORF11 :SEQ ID NOS: 27 and 28, ORF11:
Nucleotidposition 12.549 bis 12.109 der SEQ ID NO: 4, 146 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt hat Homologien zu einer Thioesterase.Nucleotide positions 12,549 to 12,109 of SEQ ID NO: 4, 146 amino acids; the derivable gene product has homologies to a thioesterase.
SEQ ID NOS: 29 und 30, ORF12: Nucleotidposition 13.865 bis 12.546 der SEQ ID NO: 4, 439 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine Glykosyltransferase.SEQ ID NOS: 29 and 30, ORF12: nucleotide positions 13,865 to 12,546 of SEQ ID NO: 4,439 amino acids; the derivable gene product is a glycosyltransferase.
SEQ ID NOS: 31 und 32, ORF13:SEQ ID NOS: 31 and 32, ORF13:
Nucleotidposition 14.245 bis 15.633 der SEQ ID NO: 4, 462 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine 3,4-Dehydratase.Nucleotide positions 14,245 to 15,633 of SEQ ID NO: 4,462 amino acids; the derivable gene product is a 3,4-dehydratase.
SEQ ID NOS: 33 und 34, ORF14:SEQ ID NOS: 33 and 34, ORF14:
Nucleotidposition 15.671 bis 16828 der SEQ ID NO: 4, 385 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine 4-Aminotransferase.Nucleotide positions 15,671 to 16828 of SEQ ID NO: 4,385 amino acids; the derivable gene product is a 4-aminotransferase.
SEQ DP NO: 35 und 36, ORF15:SEQ DP NO: 35 and 36, ORF15:
Nucleotidposition 16.831 bis 17.580 der SEQ ID NO: 4, 249 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine N-Dimethyltransferase.Nucleotide positions 16,831 to 17,580 of SEQ ID NO: 4,249 amino acids; the derivable gene product is an N-dimethyltransferase.
SEQ LP NOS: 37 und 38, ORF16:SEQ LP NOS: 37 and 38, ORF16:
Nucleotidposition 18.930 bis 18.205 der SEQ LD NO: 4, 241 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine 3,4-Reduktase.Nucleotide positions 18,930 to 18,205 of SEQ LD NO: 4,241 amino acids; the derivable gene product is a 3,4-reductase.
SEQ ID NOS: 39 und 40, ORF17: Nucleotidposition 19.025-19.861 der SEQ ID NO: 4, 278 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist ein Transkriptions-Regulator.
SEQ ID NOS: 41 und 42, ORF18:SEQ ID NOS: 39 and 40, ORF17: nucleotide position 19.025-19.861 of SEQ ID NO: 4,278 amino acids; the derivable gene product is a transcription regulator. SEQ ID NOS: 41 and 42, ORF18:
Nucleotidpositionen 116-7903 der SEQ ID NO: 5, Aminosäurepositionen 1 bisNucleotide positions 116-7903 of SEQ ID NO: 5, amino acid positions 1 to
2595: Nucleotidpositionen 128-1402, Aminosäure Positionen 5-429 codieren eine ß-2595: nucleotide positions 128-1402, amino acid positions 5-429 encode a β-
KetoacyhAcyl Carrier Protein Synthase-Domäne;KetoacyhAcyl Carrier Protein Synthase Domain;
Nucleotidpositionen 1691-2656, Aminosäurepositionen 526-847 codieren eineNucleotide positions 1691-2656, amino acid positions 526-847 encode one
Acyltransferase-Domäne;Acyltransferase domain;
Nucleotidpositionen 2798-3052, Aminosäurepositionen 895-979 codieren eine ß- KetoacyhAcyl Carrier Protein-Domäne;Nucleotide positions 2798-3052, amino acid positions 895-979 encode a β-ketoacyhacyl carrier protein domain;
Nucleotidpositionen 3107-4372, Aminosäurepositionen 998-1419 codieren eine ß-Nucleotide positions 3107-4372, amino acid positions 998-1419 encode a β-
Ketoacyl: Acyl Carrier Protein Synthase-Domäne;Ketoacyl: acyl carrier protein synthase domain;
Nucleotidpositionen 4688-5662, Aminosäurepositionen 1525-1849 codieren eineNucleotide positions 4688-5662, amino acid positions 1525-1849 encode one
Acyltransferase-Domäne; Nucleotidpositionen 6587-7138, Aminosäurepositionen 2158-2341 codieren eineAcyltransferase domain; Nucleotide positions 6587-7138, amino acid positions 2158-2341 encode one
Ketoreduktase-Domäne;Keto reductase domain;
Nucleotidpositionen 7409-7666, Aminosäurepositionen 2432-2517 codieren eine ß-Nucleotide positions 7409-7666, amino acid positions 2432-2517 encode a β-
Ketoacyl: Acyl Carrier Protein-Domäne.Ketoacyl: acyl carrier protein domain.
SEQ ID NOS: 43 und 44, ORF19:SEQ ID NOS: 43 and 44, ORF19:
Nucleotidpositionen 7921-14379 der SEQ ID NO: 5, Aminosäurepositionen 1 bisNucleotide positions 7921-14379 of SEQ ID NO: 5, amino acid positions 1 to
2152:2152:
Nucleotidpositionen 8029-9318, Aminosäurepositionen 37-466 codieren eine ß-Nucleotide positions 8029-9318, amino acid positions 37-466 encode a β-
KetoacyhAcyl Carrier Protein Synthase-Domäne; Nucleotidpositionen 9634-10608, Aminosäurepositionen 572-896 codieren eineKetoacyhAcyl Carrier Protein Synthase Domain; Nucleotide positions 9634-10608, amino acid positions 572-896 encode one
Acyltransferase-Domäne;Acyltransferase domain;
Nucleotidpositionen 10705-11259, Aminosäurepositionen 929-1113 codieren eineNucleotide positions 10705-11259, amino acid positions 929-1113 encode one
Dehydratase-Domäne;Dehydratase domain;
Nucleotidpositionen 12043-13080, Aminosäurepositionen 1375-1720 codieren eine Enoylreduktase-Domäne;
Nucleotidpositionen 13093-13635, Aminosäurepositionen 1725-1905 codieren eineNucleotide positions 12043-13080, amino acid positions 1375-1720 encode an enoyl reductase domain; Nucleotide positions 13093-13635, amino acid positions 1725-1905 encode one
Ketoreduktase-Domäne;Keto reductase domain;
Nucleotidpositionen 13885-14142, Aminosäurepositionen 1989-2074 codieren eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein-Domäne.Nucleotide positions 13885-14142, amino acid positions 1989-2074 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein domain.
SEQ ID NOS: 45 und 46, ORF20:SEQ ID NOS: 45 and 46, ORF20:
Nucleotidpositionen 14424-23936 der SEQ ID NO: 5, Aminosäurepositionen 1 bisNucleotide positions 14424-23936 of SEQ ID NO: 5, amino acid positions 1 to
3170:3170:
Nucleotidpositionen 14523-15824, Aminosäurepositionen 34-467 codieren eine ß- Ketoacyl:Acyl Carrier Protein Synthase-Domäne;Nucleotide positions 14523-15824, amino acid positions 34-467 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein synthase domain;
Nucleotidpositionen 16110-17075, Aminosäurepositionen 563-884 codieren eineNucleotide positions 16110-17075, amino acid positions 563-884 encode one
Acyltransferase-Domäne;Acyltransferase domain;
Nucleotidpositionen 17997-18536, Aminosäurepositionen 1192-1371 codieren eineNucleotide positions 17997-18536, amino acid positions 1192-1371 encode one
Ketoreduktase-Domäne; Nucleotidpositionen 18795-19052, Aminosäurepositionen 1458-1543 codieren eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein-Domäne;Keto reductase domain; Nucleotide positions 18795-19052, amino acid positions 1458-1543 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein domain;
Nucleotidpositionen 19107-20387, Aminosäurepositionen 1562-1988 codieren eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein Synthase-Domäne;Nucleotide positions 19107-20387, amino acid positions 1562-1988 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein synthase domain;
Nucleotidpositionen 20718-21692, Aminosäurepositionen 2099-2423 codieren eine Acyltransferase-Domäne;Nucleotide positions 20718-21692, amino acid positions 2099-2423 encode an acyltransferase domain;
Nucleotidpositionen 22620-23171, Aminosäurepositionen 2733-2916 codieren eineNucleotide positions 22620-23171, amino acid positions 2733-2916 encode one
Ketoreduktase-Domäne;Keto reductase domain;
Nucleotidpositionen 23436-23693, Aminosäurepositionen 3005-3090 codieren eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein-Domäne.Nucleotide positions 23436-23693, amino acid positions 3005-3090 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein domain.
SEQ ID NOS: 47 und 48, ORF21:SEQ ID NOS: 47 and 48, ORF21:
Nucleotidpositionen 23983-38757 der SEQ ID NO: 5, Aminosäurepositionen 1 bisNucleotide positions 23983-38757 of SEQ ID NO: 5, amino acid positions 1 to
4924:4924:
Nucleotidpositionen 24082-25392, Aminosäurepositionen 34-470 codieren eine ß- KetoacykAcyl Carrier Protein Synthase-Domäne;
Nucleotidpositionen 25696-26661, Aminosäurepositionen 572-893 codieren eineNucleotide positions 24082-25392, amino acid positions 34-470 encode a β-ketoacyk acyl carrier protein synthase domain; Nucleotide positions 25696-26661, amino acid positions 572-893 encode one
Acyltransferase-Domäne;Acyltransferase domain;
Nucleotidpositionen 26761-27315, Aminosäurepositionen 927-1111 codieren eineNucleotide positions 26761-27315, amino acid positions 927-1111 encode one
Dehydratase-Domäne; Nucleotidpositionen 28231-28782, Aminosäurepositionen 1417-1600 codieren eineDehydratase domain; Nucleotide positions 28231-28782, amino acid positions 1417-1600 encode one
Ketoreduktase-Domäne;Keto reductase domain;
Nucleotidpositionen 29035-29265, Aminosäurepositionen 1685-1761 codieren eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein-Domäne;Nucleotide positions 29035-29265, amino acid positions 1685-1761 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein domain;
Nucleotidpositionen 29329-30624, Aminosäurepositionen 1783-2214 codieren eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein Synthase-Domäne;Nucleotide positions 29329-30624, amino acid positions 1783-2214 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein synthase domain;
Nucleotidpositionen 30928-31902, Aminosäurepositionen 2316-2640 codieren eineNucleotide positions 30928-31902, amino acid positions 2316-2640 encode one
Acyltransferase-Domäne;Acyltransferase domain;
Nucleotidpositionen 32827-33378, Aminosäurepositionen 2949-3132 codieren eineNucleotide positions 32827-33378, amino acid positions 2949-3132 encode one
Ketoreduktase-Domäne; Nucleotidpositionen 33652-33900, Aminosäurepositionen 3224-3306 codieren eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein-Domäne;Keto reductase domain; Nucleotide positions 33652-33900, amino acid positions 3224-3306 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein domain;
Nucleotidpositionen 33952-35262, Aminosäurepositionen 3324-3760 codieren eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein Synthase-Domäne;Nucleotide positions 33952-35262, amino acid positions 3324-3760 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein synthase domain;
Nucleotidpositionen 35554-36522, Aminosäurepositionen 3858-4180 codieren eine Acyltransferase-Domäne;Nucleotide positions 35554-36522, amino acid positions 3858-4180 encode an acyltransferase domain;
Nucleotidpositionen 37453-37998, Aminosäurepositionen 4491-4672 codieren eineNucleotide positions 37453-37998, amino acid positions 4491-4672 encode one
Ketoreduktase-Domäne;Keto reductase domain;
Nucleotidpositionen 38254-38511, Aminosäurepositionen 4758-4843 codieren eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein-Domäne.Nucleotide positions 38254-38511, amino acid positions 4758-4843 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein domain.
SEQ ID NOS: 49 und 50, ORF22:SEQ ID NOS: 49 and 50, ORF22:
Nucleotidpositionen 38808-50000 der SEQ ID NO: 5 und die Nukleotidpositionen 1 bis 5574 der SEQ ID NO: 6, Aminosäurepositionen 1 bis 5588:Nucleotide positions 38808-50000 of SEQ ID NO: 5 and nucleotide positions 1 to 5574 of SEQ ID NO: 6, amino acid positions 1 to 5588:
Nucleotidpositionen 38907-40226 der SEQ ID NO: 5, Aminosäurepositionen 34-473 codiert eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein Synthase-Domäne;
Nucleotidpositionen 40494-41453 der SEQ ID NO: 5, Aminosäurepositionen 563-Nucleotide positions 38907-40226 of SEQ ID NO: 5, amino acid positions 34-473 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein synthase domain; Nucleotide positions 40494-41453 of SEQ ID NO: 5, amino acid positions 563-
882 codieren eine Acyltransferase-Domäne;882 encode an acyltransferase domain;
Nucleotidpositionen 41556-42119 der SEQ LD NO: 5, Aminosäurepositionen 917-Nucleotide positions 41556-42119 of SEQ LD NO: 5, amino acid positions 917-
1104 codieren eine Dehydratase-Domäne; Nucleotidpositionen 43017-43568 der SEQ ID NO: 5, Aminosäurepositionen 1404-1104 encode a dehydratase domain; Nucleotide positions 43017-43568 of SEQ ID NO: 5, amino acid positions 1404-
1587 codieren eine Ketoreduktase-Domäne;1587 encode a ketoreductase domain;
Nucleotidpositionen 43833-44090 der SEQ ID NO: 5, Aminosäurepositionen 1676-Nucleotide positions 43833-44090 of SEQ ID NO: 5, amino acid positions 1676-
1761 codieren eine ß-Ketoacyl:Acyl-Carrier Protein Domäne;1761 encode a ß-ketoacyl: acyl carrier protein domain;
Nucleotidpositionen 44151-45473 der SEQ JO NO: 5, Aminosäurepositionen 1782- 2222 codieren eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein Synthase-Domäne;Nucleotide positions 44151-45473 of SEQ JO NO: 5, amino acid positions 1782-2222 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein synthase domain;
Nucleotidpositionen 45765-46730 der SEQ ID NO: 5, Aminosäurepositionen 2320-Nucleotide positions 45765-46730 of SEQ ID NO: 5, amino acid positions 2320-
2641 codieren eine Acyltransferase-Domäne;2641 encode an acyltransferase domain;
Nucleotidpositionen 46827-47459 der SEQ ID NO: 5, Aminosäurepositionen 2674-Nucleotide positions 46827-47459 of SEQ ID NO: 5, amino acid positions 2674-
2884 codieren eine Dehydratase-Domäne; Nucleotidpositionen 48378-48935 der SEQ ID NO: 5, Aminosäurepositionen 3191-2884 encode a dehydratase domain; Nucleotide positions 48378-48935 of SEQ ID NO: 5, amino acid positions 3191-
3376 codieren eine Ketoreduktase-Domäne;3376 encode a ketoreductase domain;
Nucleotidpositionen 49182-49412 der SEQ ID NO: 5, Aminosäurepositionen 3459-Nucleotide positions 49182-49412 of SEQ ID NO: 5, amino acid positions 3459-
3535 codieren eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein-Domäne;3535 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein domain;
Nucleotidpositionen 49482-50000 der SEQ ID NO: 5 und Nucleotidposition 1 bis 759 der SEQ ID NO: 6, Aminosäurepositionen 3559-3984 codieren eine ß-Nucleotide positions 49482-50000 of SEQ ID NO: 5 and nucleotide positions 1 to 759 of SEQ ID NO: 6, amino acid positions 3559-3984 encode a β-
KetoacykAcyl Carrier Protein Synthase-Domäne;KetoacykAcyl Carrier Protein Synthase Domain;
Nucleotidpositionen 1084-2049 der SEQ ID NO: 6, Aminosäurepositionen 4093-Nucleotide positions 1084-2049 of SEQ ID NO: 6, amino acid positions 4093-
4414 codieren eine Acyltransferase-Domäne;4414 encode an acyltransferase domain;
Nucleotidpositionen 2146-2697 der SEQ ID NO: 6, Aminosäurepositionen 4447- 4630 codieren eine Dehydratase-Domäne;Nucleotide positions 2146-2697 of SEQ ID NO: 6, amino acid positions 4447-4630 encode a dehydratase domain;
Nucleotidpositionen 3604-4155 der SEQ ID NO: 6, Aminosäurepositionen 4933-Nucleotide positions 3604-4155 of SEQ ID NO: 6, amino acid positions 4933-
5116 codieren eine Ketoreduktase-Domäne;5116 encode a ketoreductase domain;
Nucleotidpositionen 4420-4677 der SEQ ID NO: 6, Aminosäurepositionen 5205-Nucleotide positions 4420-4677 of SEQ ID NO: 6, amino acid positions 5205-
5290 codieren eine ß-Ketoacyl: Acyl Carrier Protein-Domäne; Nucleotidpositionen 4864-5538 der SEQ ID NO: 6, Aminosäurepositionen 5353-5290 encode a β-ketoacyl: acyl carrier protein domain; Nucleotide positions 4864-5538 of SEQ ID NO: 6, amino acid positions 5353-
5577 codieren eine Thioesterase-Domäne.
SEQ ID NOS: 52 und 53, ORF23:5577 encode a thioesterase domain. SEQ ID NOS: 52 and 53, ORF23:
Nucleotidposition 344 bis 1333 der SEQ ID NO: 51, 329 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine dNDP-Glucose-4,6-Dehydratase.Nucleotide positions 344 to 1333 of SEQ ID NO: 51, 329 amino acids; the derivable gene product is a dNDP-glucose-4,6-dehydratase.
SEQ ID NOS: 54 und 55, ORF24:SEQ ID NOS: 54 and 55, ORF24:
Nucleotidposition 1330 bis 2247 der SEQ ID NO: 51, 305 Aminosäuren; das ableitbare Genprodukt ist eine dNDP-4-keto-6-Deoxyglucose-3,5-Epimerase.Nucleotide positions 1330 to 2247 of SEQ ID NO: 51, 305 amino acids; the derivable gene product is a dNDP-4-keto-6-deoxyglucose-3,5-epimerase.
Die an der Cyclisierung des 5, 6, 5- Tricyclus beteiligten Produkte des ORF 5 (SEQThe products of the ORF 5 (SEQ
ID NO: 16) und des ORF 8 (SEQ JD NO: 22) sind aufgrund der ungewöhnlichen Cyclisierungsreaktionen von besonderem Interesse. Daher beinhaltet die vorliegende Erfindung insbesondere auch homologe Nucleinsäuren oder homologe Genprodukte. Vorzugsweise zeigen diese homologen Genprodukte mindestens eine 50 %ige, bevorzugt eine 60 %ige und besonders bevorzugt eine 70 %ige Identität auf Aminosäureebene.ID NO: 16) and ORF 8 (SEQ JD NO: 22) are of particular interest due to the unusual cyclization reactions. The present invention therefore also includes, in particular, homologous nucleic acids or homologous gene products. These homologous gene products preferably show at least a 50%, preferably a 60% and particularly preferably a 70% identity at the amino acid level.
Weiterhin sind Antikörper Gegenstand der Erfindung, die spezifisch an die vorstehend genannten Polypeptide binden. Die Herstellung solcher Antikörper erfolgt auf die übliche Weise. Diese Antikörper können genutzt werden, um Expres- sionsklone z.B. einer Genbank zu identifizieren, die die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren tragen.The invention furthermore relates to antibodies which bind specifically to the abovementioned polypeptides. Such antibodies are produced in the usual way. These antibodies can be used to express clones e.g. to identify a gene bank carrying the nucleic acids according to the invention.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Nucleinsäuren. Die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren können auf die übliche Weise hergestellt werden. Beispielsweise können die Nucleinsäure- moleküle vollständig chemisch synthetisiert werden. Man kann auch kurze Stücke der erfindungsgemäßen Nucleinsäuren chemisch synthetisieren und solche Oligonucleotide radioaktiv oder mit einem Fluoreszenzfarbstoff markieren. Die markierten Oligonucleotide können auch verwendet werden, um Genbanken vonThe present invention also relates to methods for producing the nucleic acids according to the invention. The nucleic acids according to the invention can be prepared in the usual way. For example, the nucleic acid molecules can be completely chemically synthesized. It is also possible to chemically synthesize short pieces of the nucleic acids according to the invention and to label such oligonucleotides radioactively or with a fluorescent dye. The labeled oligonucleotides can also be used to generate libraries of
Organismen zu durchsuchen. Klone, an die die markierten Oligonucleotide hybridi-
sieren, werden zur Isolierung der betreffenden DNA ausgewählt. Nach der Charakterisierung der isolierten DNA erhält man auf einfache Weise die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren. Die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren können auch mittels PCR- Verfahren unter Verwendung chemisch synthetischer Oligonucleotide hergestellt werden.Search organisms. Clones to which the labeled oligonucleotides hybridize are selected to isolate the DNA in question. After characterizing the isolated DNA, the nucleic acids according to the invention are obtained in a simple manner. The nucleic acids according to the invention can also be produced by means of PCR methods using chemically synthetic oligonucleotides.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind weiterhin Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Polypeptide. Zur Herstellung der Polypeptide, die von den erfindungsgemäßen Nucleinsäuren codiert werden, können Wirtszellen, die zumindest eine der erfindungsgemäßen Nucleinsäuren enthalten, unter geeigneten Bedingungen kultiviert werden. Die gewünschten Polypeptide können danach auf übliche Weise aus den Zellen oder dem Kulturmedium isoliert werden. Die Polypeptide können auch in in vz'tro-Systemen hergestellt werden.The present invention furthermore relates to processes for producing the polypeptides according to the invention. To produce the polypeptides which are encoded by the nucleic acids according to the invention, host cells which contain at least one of the nucleic acids according to the invention can be cultivated under suitable conditions. The desired polypeptides can then be isolated from the cells or the culture medium in a conventional manner. The polypeptides can also be produced in in vz ' tro systems.
Das isolierte und charakterisierte Gencluster und benachbarte oder assoziierte DNA-The isolated and characterized gene cluster and neighboring or associated DNA
Regionen stellen ein Target zur Steigerung der Spinosyn-Biosynthese durch genetische Manipulation, Über- oder Unterexpression von direkt oder indirekt an der Biosynthese involvierten Genen oder regulatorischen Sequenzen dar. Diese Manipulationen können sowohl in natürlichen Spinosyn-produzierenden Organismen als auch in gentechnisch hergestellten Spinosyn-produzierenden Organismen durchgeführt werden. Beispielsweise können ausgewählte ORF 's unter die Kontrolle üblicher starker Promotoren wie dem me/-Promotor des Plasmides pIJ702 (John Innes Foundation, Norwich, UK, 1985) gestellt werden.Regions represent a target for increasing spinosyn biosynthesis through genetic manipulation, over- or under-expression of genes or regulatory sequences directly or indirectly involved in biosynthesis. These manipulations can occur both in natural spinosyn-producing organisms and in genetically engineered spinosyn-producing organisms Organisms are carried out. For example, selected ORFs can be placed under the control of customary strong promoters such as the me / promoter of the plasmid pIJ702 (John Innes Foundation, Norwich, UK, 1985).
Durch die Klonierung und Identifizierung der Spinosyn-Biosynthesegene schafft die vorliegende Erfindung die genetische Basis, mittels molekulargenetischer Verfahren neue Spinosyn- Vorstufen und -Derivate herzustellen.By cloning and identifying the spinosyn biosynthesis genes, the present invention creates the genetic basis for producing new spinosyn precursors and derivatives by means of molecular genetic methods.
Der Ausdruck "Spinosyn- Vorstufen", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf alle nachweisbaren und alle postulierbaren Biosynthesevorstufen von Spinosyn.
Der Ausdruck "Spinosyn-Derivate", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf Strukturderivate aller bisher bekannten Spinosyne.The term "spinosyn precursors" as used herein refers to all detectable and all postulated spinosyn precursors. The term "spinosyn derivatives", as used herein, refers to structural derivatives of all previously known spinosyns.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren zum Herstellen von Spinosyn- Vorstufen und -Derivaten.The present invention thus also relates to a method for producing spinosyn precursors and derivatives.
Die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren können beispielsweise eingesetzt werden, um durch kombinatorische Biosynthese neue Spinosyn-Derivate mit Veränderungen des Spinosyn- Aglycons herzustellen. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass die von ORF 19 codierte, eine Acetat-Einheit einbauende Acyltransferase-Domäne ausgetauscht wird gegen eine Acyltransferase-Domäne, die eine Propionat-Einheit einbaut. In gleicher Weise kann die, eine Acetat-Einheit einbauende Acyltransferase- Domäne des ORF 18 gegen eine Acyltransferase-Domäne ausgetauscht werden, die eine Propionat-Einheit einbaut. Femer ist es möglich beide oder jeweils eine Ketoreduktase-Domäne, die von beiden genannten ORF 's codiert werden zu inaktivieren, durch eine inaktive Ketoreduktase-Domäne zu ersetzen oder zu deletieren, wodurch eine Hydroxygruppe an der entsprechenden Position im Makrocyclus biosynthetisch hergestellt werden kann. Alle Acyltransferase-, Ketoreduktase-, Dehydratase-, Enoylreduktase-, ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein und Thioesterase- Domänen können einzeln oder in beliebiger Kombination durch entsprechende Poly- ketidsynthase-Domänen mit anderer Substrat- oder Reaktionsspezifität ersetzt werden, in beliebiger Kombination miteinander fusioniert, einzeln oder in beliebiger Kombination mutagenisiert, deletiert oder dupliziert werden. Femer können Modulcodierende Sequenzen ausgetauscht werden. So ist es denkbar die Modul 2- codierende DNA-Sequenz (Abb. 6) gegen die Modul 1- oder Modul 3, 4, 5, 6, 7, 8- oder Modul 9-codierende DNA-Sequenz (Abb. 6) zu ersetzen und funktionell zu exprimieren. Es ist auch denkbar die Modul 2-codierende DNA-Sequenz oder jede andere Modul-codierende DNA-Sequenz des Spinosyn-Polyketidsynthase-Gen- clusters gegen eine andere Modul-codierende DNA-Sequenz des Spinosyn-Poly- ketidsynthase-Genclusters, die eine andere biosynthetische Verlängerungseinheit einbaut, auszutauschen. Darüber hinaus kann jede andere Modul-codierende DNA-
Sequenz des Spinosyn-Polyketidsynthase-Genclusters gegen eine andere Modulcodierende DNA-Sequenz einer anderen Polyketidsynthase-Nukleinsäuresequenz aus S. spinosa oder einem anderen Organismus als S. spinosa, wie z.B. Saccharopolyspora erythraea, ausgetauscht werden. Diese Veränderungen können unter Ausnutzung der ET-Rekombination (WO 99/29837; Muyrers et al., 1999) oder anderer Klonierungs- und Rekombinationstechniken durchgeführt werden.The nucleic acids according to the invention can be used, for example, to produce new spinosyn derivatives with changes in the spinosyn aglycone by combinatorial biosynthesis. This can be achieved, for example, by replacing the acyltransferase domain encoded by ORF 19 and incorporating an acetate unit with an acyltransferase domain incorporating a propionate unit. In the same way, the acyltransferase domain of the ORF 18 incorporating an acetate unit can be exchanged for an acyltransferase domain incorporating a propionate unit. It is furthermore possible to inactivate or delete both or in each case one ketoreductase domain which is encoded by the two ORFs mentioned by an inactive ketoreductase domain, as a result of which a hydroxyl group at the corresponding position in the macrocycle can be produced biosynthetically. All acyltransferase, ketoreductase, dehydratase, enoyl reductase, ß-ketoacyl: acyl carrier protein and thioesterase domains can be replaced individually or in any combination by appropriate polyketide synthase domains with a different substrate or reaction specificity, in any combination with one another fused, mutagenized, deleted or duplicated individually or in any combination. Module-coding sequences can also be exchanged. It is conceivable that the DNA sequence coding module 2 (Fig. 6) is against the DNA sequence coding module 1 or module 3, 4, 5, 6, 7, 8 or module 9 (Fig. 6) replace and express functionally. It is also conceivable that the module 2-coding DNA sequence or any other module-coding DNA sequence of the spinosyn-polyketide synthase gene cluster against another module-coding DNA sequence of the spinosyn-polyketide synthase gene cluster, the other built-in biosynthetic extension unit. In addition, any other module coding DNA Sequence of the Spinosyn polyketide synthase gene cluster can be exchanged for a different module coding DNA sequence of a different polyketide synthase nucleic acid sequence from S. spinosa or an organism other than S. spinosa, such as Saccharopolyspora erythraea. These changes can be carried out using ET recombination (WO 99/29837; Muyrers et al., 1999) or other cloning and recombination techniques.
Gegenstand der Erfindung sind somit auch alle Modul- oder Domänen-codierenden Nucleinsäuren, die natürlicher oder gentechnisch erzeugter Bestandteil der Spinosyn- Polyketidsynthase sind.The invention thus also relates to all nucleic acids coding for modules or domains which are a natural or genetically engineered component of spinosyn polyketide synthase.
Der Ausdruck "Modul", sowie er hierin verwendet wird, bedeutet, dass eine Anordnung von drei enzymkatalytisch aktiven Domänen vorliegt, die zu eine Verlängerung der wachsenden Polyketidkette um eine biosynthetische Verlängerungseinheit führen. Bei diesen Domänen handelt es sich um eine ß-Ketoacyl:Acyl Carrier ProteinThe term "module" as used herein means that there is an arrangement of three enzyme-catalytically active domains which lead to an extension of the growing polyketide chain by a biosynthetic extension unit. These domains are a ß-ketoacyl: acyl carrier protein
Synthase-Domäne, eine Acyltransferase-Domäne und eine ß-Ketoacyl:Acyl-Caπier Protein-Domäne. Ein Modul kann auch eine Ketoreduktase-, eine Dehydratase-, eine Enoylreduktase- und eine Thioesterase-Domäne tragen. Ein sog. Ladungsmodul, das am Beginn der Biosynthese steht kann von den genannten Domänen lediglich eine Acyltransferase-Domäne und eine ß-Ketoacyl:Acyl-Carrier Protein-Domäne tragen, sowie eine enzymatisch inaktive ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein Synthase-Domäne. Eine Polyketidsynthase-Domäne umfasst jeweils eine dieser genannten enzymatischen Aktivitäten.Synthase domain, an acyltransferase domain and a β-ketoacyl: acyl-Caπier protein domain. A module can also carry a ketoreductase, a dehydratase, an enoyl reductase and a thioesterase domain. A so-called charge module, which is at the beginning of biosynthesis, can only carry an acyltransferase domain and a β-ketoacyl: acyl carrier protein domain from the domains mentioned, and also an enzymatically inactive β-ketoacyl: acyl carrier protein synthase domain. A polyketide synthase domain each comprises one of these enzymatic activities.
Die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren können weiterhin genutzt werden, um imThe nucleic acids of the invention can also be used to
Zuge einer kombinatorischen Biosynthese durch Neuanordnung und Expression von Spinosyn-Polyketidsynthase-Nucleinsäuresequenzen oder durch Kombination und Expression zusammen mit Polyketidsynthase-Nucleinsäuresequenzen einer anderen Polyketidsynthase codierenden Nucleinsäuresequenz aus S. spinosa oder einem anderen Organismus, wie z.B. Saccharopolyspora erythaea, Bibliotheken von rekombinanten Polyketidsynthase-Nucleinsäuresequenzen, rekombinanten Polyketid-
synthase-Proteinen oder rekombinant erzeugten Polyketiden herzustellen. Diese Polyketide können durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Nucleinsäuren oder die Verwendung anderer Nucleinsäuren, deren ableitbaren Produkte an der Biosynthese anderer Zucker und Ankopplung ans Aglycon beteiligt sind, glycosyliert werden. Es ist bekannt, dass die Glycosylierung des Aglycons eine entscheidendeIn the course of combinatorial biosynthesis by rearrangement and expression of spinosyn polyketide synthase nucleic acid sequences or by combination and expression together with nucleotide acid sequence encoding polyketide synthase nucleic acid sequences from another polyketide synthase from S. spinosa or another organism, such as, for example, Saccharopolyspora erythaea, libraries of recombinant nucleotide sequences recombinant polyketide synthase proteins or recombinantly produced polyketides. These polyketides can be glycosylated by using the nucleic acids according to the invention or by using other nucleic acids, the derivable products of which are involved in the biosynthesis of other sugars and coupling to the aglycon. Glycosylation of the aglycone is known to be crucial
Rolle bei der biologischen Aktivtät am Wirkort spielt. Diese Veränderungen können sowohl in natürlichen als auch in gentechnisch hergestellten Spinosyn-produzierenden Organismen, insbesondere Bakterien, erfolgen. Weiterhin können diese Veränderungen unter Ausnutzung der ET-Rekombination (WO 99/29837; Muyrers et al., 1999) oder anderer Klonierungs- und Rekombinationstechniken durchgeführt werden.Plays a role in the biological activity at the site of action. These changes can occur both in natural and in genetically engineered spinosyn-producing organisms, in particular bacteria. Furthermore, these changes can be carried out using ET recombination (WO 99/29837; Muyrers et al., 1999) or other cloning and recombination techniques.
Die erfmdungsgemäßen Nucleinsäuren, Vektoren und regulatorischen oder genetisch mobilen Regionen können außerdem zum Auffinden von Genen verwendet werden, die für Polypeptide codieren, welche funktionell ähnliche Polyketidsynthasen oder funktionell ähnliche Produkte, die an einer Zuckerbiosynthese beteiligt sind, codieren.The nucleic acids, vectors and regulatory or genetically mobile regions according to the invention can also be used to find genes which code for polypeptides which code functionally similar polyketide synthases or functionally similar products which are involved in sugar biosynthesis.
Da die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren einen umfangreichen Teil des Genoms von S. spinosa ausmacht, können die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren als Marker bei der Sequenzierung des Genoms von S. spinosa eingesetzt werden, wodurch die Anordnung von Teilsequenzen eines Genomsequenzierungsprojektes erheblich erleichtert wird.Since the nucleic acids according to the invention make up a large part of the S. spinosa genome, the nucleic acids according to the invention can be used as markers in the sequencing of the S. spinosa genome, which considerably facilitates the arrangement of partial sequences of a genome sequencing project.
Somit liefern die erfindungsgemäßen Nucleinsäuren Daten, die im Rahmen einesThus, the nucleic acids according to the invention provide data which are within the scope of a
Genomsequenzierungsprojektes und eines sich darauf aufbauenden Metabolie Engineering zur Steigerung der Spinosynproduktion eingesetzt werden können.
Erläuterungen zu den Abbildungen;Genome sequencing project and a metabolic engineering based on it can be used to increase spinosyn production. Explanations of the pictures;
Abbildung 1 : Modell für die Biosynthese der Spinosyn-Zucker D-Forosamin und 2, 3, 4-Tri-O-Methyl-L-Rhamnose.Figure 1: Model for the biosynthesis of the spinosyn sugar D-forosamine and 2, 3, 4-tri-O-methyl-L-rhamnose.
Abbildung 2: Lage, der an der Spinosyn-Biosynthese direkt oder indirekt beteiligten DNA-Regionen 1 (SEQ ID NO: 4) und DNA-Region 2 (SEQ ED NOS: 5 und 6). Die schwarzen Balken im unteren Teil der Abbildung geben schematisch die Positonen der Cosmid-DNA Inserts zueinander und in Bezug zu den DNA-Regionen 1 und 2 an. Die dargestellen Cosmid-Inserts wurden zur Sequenzierung der SEQ ID NOS: 1 bis 3 herangezogen.Figure 2: Location of DNA regions 1 (SEQ ID NO: 4) and DNA region 2 (SEQ ED NOS: 5 and 6) directly or indirectly involved in spinosyn biosynthesis. The black bars in the lower part of the figure schematically indicate the positions of the cosmid DNA inserts relative to each other and in relation to DNA regions 1 and 2. The cosmid inserts shown were used for the sequencing of SEQ ID NOS: 1 to 3.
Abbildung 3: Schematische Darstellung der Lage der Insert-DNA (schwarze Balken im unteren Teil der Abbildung) der benannten Cosmide, die zur Ankopplung eines Forosamin-Restes oder eines Trimethyl-Rhamnose-Restes durch Biotransformation des Spinosyn-Aglycons und Spinosyn-Pseudoaglycons herangezogen worden sind.Figure 3: Schematic representation of the position of the insert DNA (black bars in the lower part of the figure) of the named cosmids, which were used to couple a forosamine residue or a trimethyl rhamnose residue by biotransformation of the spinosyn aglycone and spinosyn pseudoaglycone are.
Abbildung 4: Schematische Darstellung der offenen Leserahmen (ORF 's) der DNA- Region 3, die der SEQ ID NO: 51 entspricht, auf Cosmid 16-2-2.Figure 4: Schematic representation of the open reading frames (ORF 's) of DNA region 3, which corresponds to SEQ ID NO: 51, on Cosmid 16-2-2.
Abbildung 5: Schematische Darstellung offener Leserahmen (ORF 's) der DNA- Regionen 1 und 2. Die ORF 's sind nummeriert von 1 bis 22 entsprechend SEQ ID NOS: 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47 und 49.Figure 5: Schematic representation of open reading frames (ORF 's) of DNA regions 1 and 2. The ORFs are numbered from 1 to 22 according to SEQ ID NOS: 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21 , 23, 25, 27, 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41, 43, 45, 47 and 49.
Abbildung 6: Schematische Darstellung offener Leserahmen (ORF 's) der DNA- Region 2 (SEQ ED NOS: 5 und 6) und ableitbarer Module und Domänen. SM, Startmodul; Ml bis MIO, Modul 1 bis Modul 10; KS, ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein Synthase; AT, Acyltransferase; ACP, ß-Ketoacyl:Acyl Carrier Protein; KR, Ketoreduktase; DH, Dehydratase; ER, Enoylreduktase; TE, Thioesterase.
Abbildung 7: Schematische Darstellung der Lage von BAC-Shuttleklon Insert-DNA als schwarze Balken im unteren Teil der Abbildung. Die Größe der Insert-DNA beträgt mindestens 100 kb. Durchgezogene Balken: DNA-Sequenz ist identisch mit Teilen der DNA-Region 1 und der Gesamtheit der DNA-Region 2 (P11/G6 und Pl l/BlO) bzw. mit der Gesamtheit der DNA-Region 1 und Teilen der DNA-Region 2 (P8/G11). Gestrichelte Balken: DNA-Sequenz liegt außerhalb des sequenzierten Bereichs.
Figure 6: Schematic representation of open reading frames (ORF 's) of DNA region 2 (SEQ ED NOS: 5 and 6) and derivable modules and domains. SM, start module; Ml to MIO, module 1 to module 10; KS, β-ketoacyl: acyl carrier protein synthase; AT, acyltransferase; ACP, β-ketoacyl: acyl carrier protein; KR, ketoreductase; DH, dehydratase; ER, enoyl reductase; TE, thioesterase. Figure 7: Schematic representation of the position of BAC shuttle clone insert DNA as black bars in the lower part of the figure. The size of the insert DNA is at least 100 kb. Solid bars: DNA sequence is identical to parts of DNA region 1 and all of DNA region 2 (P11 / G6 and Pl I / BlO) or with all of DNA region 1 and parts of DNA region 2 (P8 / G11). Dashed bars: DNA sequence is outside the sequenced area.
BeispieleExamples
Bakterienstämme und PlasmideBacterial strains and plasmids
Escherichia coli XLl-Blue MRF' und die Cosmidvektoren SuperCosl (Stratagene, Europe) und pOJ446 (Biermann et al., 1992) wurden verwendet zur Erstellung vonEscherichia coli XLl-Blue MRF 'and the cosmid vectors SuperCosl (Stratagene, Europe) and pOJ446 (Biermann et al., 1992) were used to create
Genbanken von S. spinosa ATCC49460 (American Type Culture Collection, U.S.A., EP-A 0 375 316). E. coli JM110 (Stratagene, Europe) wurde verwendet zur Propagierung von Plasmiden, die durch Transformation nach Streptomyces übertragen wurden. Streptomyces albus J1074 (Chater and Wilde, 1980; John Innes Institut in Norwich, UK) wurde zur heterologen Expression von und zur Biotransformation mitS. spinosa gene banks ATCC49460 (American Type Culture Collection, U.S.A., EP-A 0 375 316). E. coli JM110 (Stratagene, Europe) was used to propagate plasmids which were transferred to Streptomyces by transformation. Streptomyces albus J1074 (Chater and Wilde, 1980; John Innes Institute in Norwich, UK) was used for the heterologous expression of and for the biotransformation
Spinosyn-Biosynthesegenen eingesetzt.Spinosyn biosynthetic genes used.
Plasmid pBeloBACl 1 (Kim et al., 1996) und pOJ446 (Biermann et al, 1992) wurden verwendet zur Herstellung eines E. coli - Streptomyces BAC-Shuttlevektors.Plasmid pBeloBACl 1 (Kim et al., 1996) and pOJ446 (Biermann et al, 1992) were used to produce an E. coli - Streptomyces BAC shuttle vector.
Molekularbiologische MethodenMolecular biological methods
Molekularbiologische Methoden wie DNA-Restriktion, Agarose-Gelelektrophorese von DNA, Ligation von Restriktionsfragmenten, Kultivierung und Transformation von E. coli wurden durchgeführt wie beschrieben in Sambrook et. al (1989).Molecular biological methods such as DNA restriction, agarose gel electrophoresis of DNA, ligation of restriction fragments, cultivation and transformation of E. coli were carried out as described in Sambrook et. al (1989).
Plasmide wurden mit Qiagen Plasmid Kit (Qiagen, Hilden, Deutschland) isoliert. Die verwendeten Enzyme stammten von Röche Diagnostics GmbH (Mannheim, Deutschland).Plasmids were isolated using the Qiagen Plasmid Kit (Qiagen, Hilden, Germany). The enzymes used came from Röche Diagnostics GmbH (Mannheim, Germany).
Anzucht Bedingungen and molekulargenetische Methoden mit S. spinosa undCultivation conditions and molecular genetic methods with S. spinosa and
Streptomyceten sind beschrieben in (Hopwood et al., 1985). Alle Anzuchten in Flüssigkultur von S. spinosa oder Streptomyceten erfolgten aerob in Erlenmeyer- kolben bei 28°C.
Die DNA-DNA-Hybridisierungen erfolgten unter Verwendung des DIG-High Prime DNA Labeling and Detection Kit nach Angaben des Herstellers (Röche Diagnostics GmbH, Mannheim, Deutschland).Streptomycetes are described in (Hopwood et al., 1985). All liquid cultures of S. spinosa or Streptomycetes were grown aerobically in Erlenmeyer flasks at 28 ° C. The DNA-DNA hybridizations were carried out using the DIG-High Prime DNA Labeling and Detection Kit according to the manufacturer (Röche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany).
Wachstumsmedien:Growth media:
LB Sambrook et. al., 1989LB Sambrook et. al., 1989
TS Difco Bestell-Nummer 0 370-17-3 (Difco Detroit, MI, USA)TS Difco order number 0 370-17-3 (Difco Detroit, MI, USA)
R5A Illing et al., 1985R5A Illing et al., 1985
Herstellung einer Cosmid Genbank von S. spinosaProduction of a Cosmid gene bank from S. spinosa
Um eine Genbank von S. spinosa zu erhalten, wurde chromosomale DNA von S. spinosa ATCC49460 mit Mbol partiell geschnitten und durch Zentrifugation im Glucosedichtegradienten aufgetrennt. Die Cosmid-DNA (SuperCosl, Stratagene Europe) wurde nach Angaben des Herstellers vorbereitet, mit den S. spinosa DNA- Fragmenten zwischen 35 und 45 kb ligiert und mit Hilfe des Gigapack-Verpackungs- system (Stratagene Europe) in Phagenpartikel verpackt. Die Transfektion erfolgte inTo obtain a gene bank from S. spinosa, chromosomal DNA from S. spinosa ATCC49460 was partially cut with Mbol and separated by centrifugation in a glucose density gradient. According to the manufacturer, the cosmid DNA (SuperCosl, Stratagene Europe) was prepared, ligated to the S. spinosa DNA fragments between 35 and 45 kb and packed into phage particles using the Gigapack packaging system (Stratagene Europe). The transfection took place in
E. coli XL-1 blue MRF'. Diese Methode wurde ebenfalls dazu verwendet eine zweite S. spinosa Genbank anzulegen unter Verwendung des E. coli-Streptomyces Shuttle- Cosmids pOJ446.E. coli XL-1 blue MRF '. This method was also used to create a second S. spinosa library using the E. coli Streptomyces Shuttle Cosmids pOJ446.
Sequenzierung des Spinosynbiosynthese-Genclusters und eines DNA-Fragmentes das außerhalb dieses Clusters liegt, dessen Produkte aber an der Biosynthese von Spinosyn beteiligt sindSequencing of the spinosyn biosynthesis gene cluster and a DNA fragment that lies outside this cluster, but whose products are involved in the biosynthesis of spinosyn
Die Insert-DNA der SuperCosl Cosmide 16-1-8, 16-59-1, und 16-59-8 wurden sequenziert. Eine ca. 4 kb große Lücke zwischen den Cosmiden 16-59-1 und 16-1-8
wurde durch pimer walking Sequenzierung eines entsprechenden Teilbereiches von Cosmid 16-59-6 geschlossen.The insert DNA of the SuperCosl Cosmide 16-1-8, 16-59-1, and 16-59-8 were sequenced. An approximately 4 kb gap between cosmids 16-59-1 and 16-1-8 was closed by pimer walking sequencing a corresponding portion of Cosmid 16-59-6.
Eine ca. 2,3 kb große DNA-Sequenz auf dem SuperCosl Cosmid 16-2-2 wurde sequenziert.An approximately 2.3 kb DNA sequence on the SuperCosl Cosmid 16-2-2 was sequenced.
Identifizierung und Charakterisierung von chromosomalen DNA-Fragmenten einer BAC-Shuttlevektor-Genbank aus S. spinosa. die Spinosyn-Biosynthesegensequenzen tragenIdentification and characterization of chromosomal DNA fragments from a BAC shuttle vector gene bank from S. spinosa. that carry spinosyn biosynthetic gene sequences
Zur Herstellung des BAC-Shuttlevektors, der nicht nur in E. coli sondern auch in Actinomyceten wie Streptomyces übertragen und vermehrt werden kann, wurde der Vektor pBeloBACl 1 mit Xhol linearisiert, und durch die Anwendung von Klenow Polymerase wurden glatte DNA-Enden hergestellt. Ein ca. 6 kb großes Dral - EcoRV DNA-Fragment des Cosmidvektors pOJ446, das den Replikationsursprung des Plasmides SCP2*, das Apramycinresistenzgen sowie den oriT zum konjugativen Transfer trägt, wurde mit dem linearisierten BAC-Vektor ligiert. Der resultierende Vektor erhielt die Bezeichnung pΕBZ333.To generate the BAC shuttle vector, which can be transmitted and propagated not only in E. coli but also in actinomycetes such as Streptomyces, the vector pBeloBACl 1 was linearized with Xhol and smooth DNA ends were produced using Klenow polymerase. An approximately 6 kb Dral - EcoRV DNA fragment of the cosmid vector pOJ446, which carries the replication origin of the plasmid SCP2 *, the apramycin resistance gene and the oriT for conjugative transfer, was ligated with the linearized BAC vector. The resulting vector was named pΕBZ333.
Ausgehend von partiell mit Mbol geschnittener genomischer DNA des Stammes S. spinosa ATCC49460 und dem mit BamΑI geschnittenen Vektor pEBZ333 wurde eine BAC-Genbank erstellt.A BAC gene library was created on the basis of genomic DNA of the strain S. spinosa ATCC49460 partially cut with Mbol and the vector pEBZ333 cut with BamΑI.
Analyse und Annotation offener Leserahmen direkt oder indirekt an der Spinosyn- Biosynthese beteiligter DNA-SequenzenAnalysis and annotation of open reading frames directly or indirectly of DNA sequences involved in the spinosyn biosynthesis
Ausgehend von der Sequenz gemäß SEQ JD NOS: 1 bis 3 wurden offene Lese- rahmen (ORF 's) identifiziert, die direkt oder indirekt an der Biosynthese von Spinosyn beteiligt sind. Diese ORF 's wurden in zwei DNA-Regionen unterteilt, die als DNA-Region 1 und DNA-Region 2 (Abb. 2 und 5) bezeichnet werden und dieStarting from the sequence according to SEQ JD NOS: 1 to 3, open reading frames (ORF 's) were identified that are directly or indirectly involved in the biosynthesis of spinosyn. These ORFs were divided into two DNA regions, which are designated as DNA region 1 and DNA region 2 (FIGS. 2 and 5) and which
Sequenzen gemäß SEQ ID NO: 4 bzw. 5 und 6 tragen. Die DNA-Region 1 trägt
offene Leserahmen, deren Produkte an der Modifizierung und Tricyclusbildung des Spinosyn-Aglycons beteiligt sind, während die DNA-Region 2 (Abb. 2, 5 und 6) offene Leserahmen umfasst, deren Produkte die Spinosyn-Polyketidsynthase codieren. Die beiden jeweils ersten Nucleotide dieser DNA-Regionen liegen un- mittelbar nebeneinander (Abb. 2, 3 und 5).Wear sequences according to SEQ ID NO: 4 or 5 and 6. The DNA region 1 carries open reading frames, the products of which are involved in the modification and tricyclization of the spinosyn aglycone, while DNA region 2 (FIGS. 2, 5 and 6) comprises open reading frames, the products of which encode the spinosyn polyketide synthase. The two first nucleotides of each of these DNA regions lie directly next to each other (Fig. 2, 3 and 5).
Eine weitere DNA-Region 3 (SEQ ID NO: 51) liegt außerhalb dieses Clusters von DNA-Sequenzen und trägt offene Leserahmen, deren Produkte ebenfalls an der Biosynthese des Spinosyn-Zuckers Trimethyl-Rhamnose beteiligt sind.Another DNA region 3 (SEQ ID NO: 51) lies outside of this cluster of DNA sequences and carries open reading frames, the products of which are also involved in the biosynthesis of the spinosyn sugar trimethyl rhamnose.
Herstellung des Spinosyn-Aglycons und 17-Pseudoaglycons aus Tracer® Production of the Spinosyn aglycone and 17-pseudoaglycone from Tracer ®
Ausgehend von 18,7 g des kommerziell erhältlichen Produktes Tracer® wurden nach Gefriertrocknung und Säulenchromatographie an Kieselgel 8,92 g Spinosyn A und D in einem Verhältnis von 82: 18 gewonnen.Starting from 18.7 g of the commercially available product Tracer ® , after freeze drying and column chromatography on silica gel, 8.92 g of Spinosyn A and D were obtained in a ratio of 82:18.
Die Hydrolyse des Aminozuckers Forosamin gelang mit 2.7 N Schwefelsäure in Ethanol unter Rückfluß. Dabei fiel der Großteil des entstehenden 17-Pseudoaglycons von Spinosyn A/D aus. Im Filtrat wurden neben weiterem 17-Pseudoaglycon in Ab- hängigkeit von der Reaktionsdauer geringe bis mittlere Mengen des Spinosyn-The hydrolysis of the amino sugar forosamine was achieved under reflux with 2.7 N sulfuric acid in ethanol. The majority of the resulting 17-pseudo-aglycon from Spinosyn A / D failed. In addition to additional 17-pseudoaglycon, small to medium amounts of the spinosyn-
Aglycons gefunden.Aglycons found.
Eine vollständige Hydrolyse zum Aglycon gelang unter etwas drastischeren Bedingungen (7.2 N Schwefelsäure in Methanol unter Rückfluß). Die Aglycon-Fraktion enthielt ausschließlich Aglycon von Spinosyn A. Dies stimmt sehr gut mit derComplete hydrolysis to the aglycone was achieved under somewhat more drastic conditions (7.2 N sulfuric acid in methanol under reflux). The Aglycon fraction contained only Aginoscon from Spinosyn A. This is very good with the
Literatur überein (Creemer et al., 1998), die unter entsprechenden Reaktionsbedingungen eine vollständige Zersetzung des Pseudoaglycons von Spinosyn D beschreibt. Als Ursache nehmen die Autoren eine leichtere Protoni erung der 5,6- Doppelbindung bei Spinosyn D unter Bildung eines tertiären Carbokations und an- schließende Umlagerungen an.
Es konnten somit ausgehend von 18,7 g käuflichem Tracer 3,0 g Aglycon von Spinosyn A hergestellt werden.Literature agree (Creemer et al., 1998), which describes a complete decomposition of the pseudoaglycone of Spinosyn D under appropriate reaction conditions. The authors assume that the protonation of the 5,6 double bond in Spinosyn D is easier, with the formation of a tertiary carbocation and subsequent rearrangements. Thus, starting from 18.7 g of commercially available tracer, 3.0 g of Spinosyn A aglycon could be produced.
Tracer (Dow AgroScience) 18.7 gTracer (Dow AgroScience) 18.7 g
GefriertrocknungFreeze-drying
grauer Feststoff 10.0 ggray solid 10.0 g
Spinosyn A/D (A, R = H, 82 %; D, R = CH3, 18 %)Spinosyn A / D (A, R = H, 82%; D, R = CH 3 , 18%)
8.92 g8.92 g
2.7 N H2S04 / EtOH 3 h Rückfluß2.7 NH 2 S0 4 / EtOH 3 h reflux
69 % 16 %69% 16%
17-Pseudoaglycon von Spinosyn A/D Aglycon von Spinosyn A17-pseudo aglycon from Spinosyn A / D aglycon from Spinosyn A
(A, R = H, 82 %; D, R = CH3, 18 %)(A, R = H, 82%; D, R = CH 3 , 18%)
7.2 N H2S04 / MeOH 3 h Rückfluß
Gewinnung von Spinosyn A/D aus Tracer® 7.2 NH 2 S0 4 / MeOH 3 h reflux Extraction of Spinosyn A / D from Tracer ®
Die Gefriertrocknung von 18,7 g Tracer lieferten 10,0 g grauen Feststoff. Nach Säulenchromatographie dieses Feststoffes an 800 cm3 Kieselgel (Eluent: Dichlor- methan/Methanol 95:5) erhielt man 8,92 g reines Spinosyn A/D (82 % A, 18 % D).Freeze drying of 18.7 g tracer gave 10.0 g gray solid. After column chromatography of this solid on 800 cm 3 of silica gel (eluent: dichloromethane / methanol 95: 5), 8.92 g of pure Spinosyn A / D (82% A, 18% D) were obtained.
- DC: R{ (SiO2, Dichlormethan/Methanol 9:1) = 0,46. - 1H-NMR: CDC13, δ = 6,77 (s, 13-H); 5,88 (d, 5-H von Spinosyn A); 5,80 (m, 6-H von Spinosyn A); 5,49 (m, 5-H von Spinosyn D); 4,87 (d, l '-H); 4,67 (m, 21-H); 4,43 (d, 1"-H); 4,31 (m, 9-H) u. a. - LC/MS: Elektrospray Positiv; Peak bei RT 44,0 min: m/z = 733 (100 %) [M+H]+ (Spinosyn A); Peak bei 44,7 min: m z = 747 (100 %) [M+H]+ (Spinosyn D).TLC: R { (SiO 2 , dichloromethane / methanol 9: 1) = 0.46. - 1H NMR: CDC1 3 , δ = 6.77 (s, 13-H); 5.88 (d, 5-H from Spinosyn A); 5.80 (m, 6-H from Spinosyn A); 5.49 (m, 5-H from Spinosyn D); 4.87 (d, l '-H); 4.67 (m, 21-H); 4.43 (d, 1 "-H); 4.31 (m, 9-H) and others - LC / MS: electrospray positive; peak at RT 44.0 min: m / z = 733 (100%) [M + H] + (Spinosyn A); peak at 44.7 min: mz = 747 (100%) [M + H] + (Spinosyn D).
Darstellung des 17-Pseudoaglycons von Spinosyn A/D:Representation of the 17-pseudo-aglycon by Spinosyn A / D:
8,65 g (11,81 mmoi) Spinosyn A/D wurden in 61 ml Ethanol gelöst und mit 104 ml Wasser und 208 ml 4 N H2SO4 versetzt. Nach 3 h Erwärmen unter Rückfluß wurde der ausgefallene Feststoff (A) abfiltriert und getrennt vom Filtrat (B) aufgearbeitet. Der Feststoff (A) wurde mit 1 N H2SO4 gewaschen, in 140 ml Dichlormethan aufgenommen, nacheinander mit gesätt. NaHCO -Lösung und gesätt. NaCl-Lösung gewaschen, über Na2SO4 getrocknet und im Vakuum eingeengt. Umkristallisation aus Ethanol lieferten 3,03 g 17-Pseudoaglycon von Spinosyn A/D und Mutterlauge (C).8.65 g (11.81 mmoi) of Spinosyn A / D were dissolved in 61 ml of ethanol and mixed with 104 ml of water and 208 ml of 4 NH 2 SO 4 . After heating under reflux for 3 h, the precipitated solid (A) was filtered off and worked up separately from the filtrate (B). The solid (A) was washed with 1 NH 2 SO 4 , taken up in 140 ml dichloromethane, successively with sat. NaHCO solution and sat. Washed NaCl solution, dried over Na 2 SO 4 and concentrated in vacuo. Recrystallization from ethanol gave 3.03 g of 17-pseudoaglycon from Spinosyn A / D and mother liquor (C).
Das Filtrat (B) wurde mehrmals mit Dichlormethan extrahiert. Die Extrakte wurden nacheinander mit gesätt. NaHCO -Lösung und gesätt. NaCl-Lösung gewaschen, über Na2SO4 getrocknet und im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wurde vereint mit der im Vakuum eingeengten Mutterlauge (C) und durch Säulenchromatographie an 650 cm3 Kieselgel (Eluent: Cyclohexan/Essigsäureethylester 1:1, dann 100 % Essig- säureethylester) aufgetrennt. Man erhielt neben weiteren 1,76 g 17-Pseudoaglycon von Spinosyn A/D 0,78 g (16 %) Aglycon von Spinosyn A. Die Gesamtausbeute von 17-Pseudoaglycon von Spinosyn A/D betrug 4,79 g (69 %). - a) 17-Pseudoaglycon von Spinosyn A D (82 % A, 18 % D): DC: R{ (SiO2, Essigsäureethylester) = 0,48. -1H-NMR: CDC13, δ = 6,78 (s, 13-H); 5,88 (d, 5-H von Spinosyn A); 5,80 (m, 6-H von Spinosyn A); 5,49 (m, 5-H von Spinosyn D); 4,86 (d, l'-H); 4,70 (m, 21-H);
4,32 (m, 9-H) u. a. - LC/MS: Elektrospray Positiv; Peak bei RT 40,7 min: m/z = 609 (100 %) [M+NH4]+, m/z = 641 (10 %) [M+NH.,+CH3OH]+ (Pseudoaglycon von Spinosyn A); Peak bei RT 41,4 min: m/z = 623 (100 %) [M+NIL^, m/z = 655 (8 %) [M+NH4+CH3OH]+ (Pseudoaglycon von Spinosyn D). - b) Aglycon von Spinosyn A: DC: R{ (SiO2, Essigsäureethylester) = 0,29. - 1H-NMR: CDC13, δ = 6,80The filtrate (B) was extracted several times with dichloromethane. The extracts were washed with sat. NaHCO solution and sat. Washed NaCl solution, dried over Na 2 SO 4 and concentrated in vacuo. The residue was combined with the mother liquor (C), which was concentrated in vacuo, and separated by column chromatography on 650 cm 3 of silica gel (eluent: cyclohexane / ethyl acetate 1: 1, then 100% ethyl acetate). In addition to a further 1.76 g of 17-pseudoaglycon from Spinosyn A / D, 0.78 g (16%) of aglycon from Spinosyn A was obtained. The overall yield of 17-pseudoaglycon from Spinosyn A / D was 4.79 g (69%). - a) 17-pseudoaglycon from Spinosyn AD (82% A, 18% D): TLC: R { (SiO 2 , ethyl acetate) = 0.48. 1 H NMR: CDC1 3 , δ = 6.78 (s, 13-H); 5.88 (d, 5-H from Spinosyn A); 5.80 (m, 6-H from Spinosyn A); 5.49 (m, 5-H from Spinosyn D); 4.86 (d, l'-H); 4.70 (m, 21-H); 4.32 (m, 9-H) inter alia - LC / MS: electrospray positive; Peak at RT 40.7 min: m / z = 609 (100%) [M + NH 4 ] + , m / z = 641 (10%) [M + NH., + CH 3 OH] + (pseudoaglycon from Spinosyn A); Peak at RT 41.4 min: m / z = 623 (100%) [M + NIL ^, m / z = 655 (8%) [M + NH 4 + CH 3 OH] + (pseudoaglycon from Spinosyn D). - b) Spinosyn A aglycon: TLC: R { (SiO 2 , ethyl acetate) = 0.29. - 1H NMR: CDC1 3 , δ = 6.80
(s, 13-H); 5,89 (d, 5-H); 5,80 (m, 6-H); 4,70 (m, 21-H); 4,44 (m, 9-H) u. a. - LC/MS: Elektrospray Positiv; Peak bei RT 36,8 min: m/z = 420 (100 %) [M+NIL;]*, m/z = 452 (10 %) [M+NH4+CH3OH]+.(s, 13-H); 5.89 (d, 5-H); 5.80 (m, 6-H); 4.70 (m, 21-H); 4.44 (m, 9-H) inter alia - LC / MS: electrospray positive; Peak at RT 36.8 min: m / z = 420 (100%) [M + NIL;] *, m / z = 452 (10%) [M + NH 4 + CH 3 OH] + .
Darstellung des Aglycon von Spinosyn A/DRepresentation of the Aglycon by Spinosyn A / D
4,30 g (7,29 mmol) Pseudoaglycon von Spinosyn A/D wurden in 190 ml Methanol gelöst und mit 285 ml 7,2 N H SO4 versetzt. Nach 3 h Erwärmen unter Rückfluß wurde die abgekühlte Reaktionsmischung vorsichtig in 1700 ml gesättigte NaHCO3- Lösung gegeben. Man extrahierte mit Diethylether, wusch die Extrakte nacheinander mit gesätt. NaHCO3-Lösung und gesätt. NaCl-Lösung, trocknete über Na2SO4 und engte im Vakuum ein. Nach Säulenchromatographie dieses Feststoffes an 650 cm Kieselgel (Eluent: Cyclohexan/Essigsäureethylester 1:2, dann 100 % Essigsäureethylester) erhielt man 1,88 g (64 %) Aglycon von Spinosyn A. - DC: i?f (SiO2, Essigsäureethylester) = 0,29. - 1H-NMR: CDC13, δ = 6,80 (s, 13-H); 5,89 (d, 5-H);4.30 g (7.29 mmol) of pseudoaglycon from Spinosyn A / D were dissolved in 190 ml of methanol and 285 ml of 7.2 NH 2 SO 4 were added. After heating under reflux for 3 h, the cooled reaction mixture was carefully added to 1700 ml of saturated NaHCO 3 solution. It was extracted with diethyl ether, the extracts were washed successively with sat. NaHCO 3 solution and sat. NaCl solution, dried over Na 2 SO 4 and concentrated in vacuo. After column chromatography of this solid on 650 cm of silica gel (eluent: cyclohexane / ethyl acetate 1: 2, then 100% ethyl acetate), 1.88 g (64%) of aglycone from Spinosyn A. - TLC: i? f (SiO 2 , ethyl acetate) = 0.29. - 1H NMR: CDC1 3 , δ = 6.80 (s, 13-H); 5.89 (d, 5-H);
5,80 (m, 6-H); 4,70 (m, 21-H); 4,44 (m, 9-H) u. a. - LC/MS: Elektrospray Positiv; Peak bei RT 36,6 min: m/z = 420 (100 %) [M+NEU , m z = 452 (14 %) [M+NH +CH3OH]+ (Aglycon von Spinosyn A).5.80 (m, 6-H); 4.70 (m, 21-H); 4.44 (m, 9-H) inter alia - LC / MS: electrospray positive; Peak at RT 36.6 min: m / z = 420 (100%) [M + NEU, mz = 452 (14%) [M + NH + CH 3 OH] + (aglycon from Spinosyn A).
Forosaminylierung des Spinosyn-Aglycons und Anknüpfung eines Trimethyl-Forosaminylation of the spinosyn aglycone and attachment of a trimethyl
Rhamnosezuckers an das Spinosyn-Aglycon durch Biotransformation mit einem rekombinanten Streptomyces Stamm, der Spinosyn-Zuckerbiosvnthesegene heterolog exprimiertRhamnose sugar to the spinosyn aglycon by biotransformation with a recombinant Streptomyces strain which heterologously expresses spinosyn sugar biosvthese genes
20 ml R5A Medium (Illing et al., 1989) mit 5 μg Apramycin / ml wurde mit Mycel des rekombinanten Stammes S. albus (165-1) oder S. albus (165-8) angeimpft und
24 h aerob bei 28°C bebrütet. Diese Kultur wurde mit 50 μg/ml des hergestellten Spinosyn-Aglycons (100 μl einer 1 %igen Stammlösung in Methanol; Herstellung siehe Kapitel "Herstellung des Spinosyn-Aglycons und 17-Pseudoaglycons aus Tracer®", „Gewinnung von Spinosyn A/D aus Tracer®" und „Darstellung des Aglycon von Spinosyn A/D") versetzt und ca. 120 h bei 28°C aerob inkubiert. Als20 ml of R5A medium (Illing et al., 1989) with 5 μg apramycin / ml was inoculated with mycelium from the recombinant strain S. albus (165-1) or S. albus (165-8) and Incubated aerobically for 24 h at 28 ° C. This culture was 50 ug / ml of the produced spinosyn aglycone (100 ul of a 1% stock solution in methanol; preparation see section "preparation of the spinosyn aglycone and 17-pseudoaglycone of tracer ®", "recovery of Spinosyn A / D from Tracer ® "and" Representation of the Aglycon from Spinosyn A / D ") were added and incubated aerobically for approx. 120 h at 28 ° C. As
Kontrolle wurde in gleicher Weise S. albus (pEBZ340; pOJ446- Vektor mit einem ca. 1,8 kb großen Spinosyn-PKS tragenden DNA-Fragment aus Cosmid 16-1-8) kultiviert und mit Spinosyn-Aglycon versetzt. Die Kulturen wurden nach Inkubation zur Abtrennung von Zellmycel zentrifugiert und der Überstand (20 ml) wurde mit 25 ml Methanol versetzt.Control was cultivated in the same way S. albus (pEBZ340; pOJ446 vector with a DNA fragment from Cosmid 16-1-8 carrying about 1.8 kb large Spinosyn PKS) and spinosyn aglycon was added. After incubation, the cultures were centrifuged to separate cell mycelium and 25 ml of methanol were added to the supernatant (20 ml).
Je 35 ml des mit Methanol versetzten Kulturüberstandes wurden lyophylisiert, mit 15 ml Wasser aufgenommen und zweimal mit je 10 ml Essigsäureethylester extrahiert. Die vereinten organischen Phasen wurden zur Trockene eingeengt und mit 350 μl Methanol aufgenommen. Ein Aliquot dieser Extrakte wurde mittels LC/MS mit Elektrospray Positiv-Ionisation untersucht.35 ml of the culture supernatant mixed with methanol were lyophilized, taken up with 15 ml of water and extracted twice with 10 ml of ethyl acetate. The combined organic phases were evaporated to dryness and taken up in 350 μl of methanol. An aliquot of these extracts was examined using LC / MS with electrospray positive ionization.
Der Kulturüberstand der Anzucht von S. albus (165-1) enthielt eine Verbindung mit dem Molekulargewicht eines forosaminylierten Aglycons von Spinosyn A sowie Spinosyn A.The culture supernatant from the cultivation of S. albus (165-1) contained a compound with the molecular weight of a forosaminylated aglycone of Spinosyn A and Spinosyn A.
Peak 1 : RT = 41,0 min: m/z = 544 (100 %) [M+H]+, m/z = 576 (16 %) [M+H+CH3OH]+ (Forosaminyliertes Aglycon von Spinosyn A); LC/MS/MS: m/z = 142 (38 %) (Forosamin-Fragment).
Peak 1: RT = 41.0 min: m / z = 544 (100%) [M + H] + , m / z = 576 (16%) [M + H + CH 3 OH] + (forosaminylated aglycon from Spinosyn A); LC / MS / MS: m / z = 142 (38%) (forosamine fragment).
Forosaminyliertes Aglycon von Spii riosyn A Molekulargewicht = 543 Summenformel = C32H4gN06 Forosaminylated aglycon of Spii riosyn A molecular weight = 543 empirical formula = C 32 H 4g N0 6
Peak 2: RT = 44,2 min: m/z = 733 (100 %) [M+H]+ (Spinosyn A); LC/MS/MS: m/z = 142 (21 %) (Forosamin-Fragment).Peak 2: RT = 44.2 min: m / z = 733 (100%) [M + H] + (Spinosyn A); LC / MS / MS: m / z = 142 (21%) (forosamine fragment).
Der Kulturüberstand von S. albus (165-8) enthielt eine Verbindung mit dem Molekulargewicht eines Forosaminylierten Aglycons von Spinosyn A. Peak 1: RT = 40,9 min: m/z = 544 (100 %) [M+H]+, m/z = 576 (16 %) [M+H+CH3OH]+ (Forosaminyliertes Aglycon von Spinosyn A); LC/MS/MS: m z = 142 (39 %) (Forosamin-Fragment).The culture supernatant from S. albus (165-8) contained a compound with the molecular weight of a forosaminylated aglycone from Spinosyn A. Peak 1: RT = 40.9 min: m / z = 544 (100%) [M + H] + , m / z = 576 (16%) [M + H + CH 3 OH] + (forosaminylated aglycon from Spinosyn A); LC / MS / MS: mz = 142 (39%) (forosamine fragment).
Der Kulturüberstand von S .albus (pEBZ340) enthielt keine Verbindungen mit MW 543 und kein Spinosyn A.The culture supernatant from S. albus (pEBZ340) contained no compounds with MW 543 and no Spinosyn A.
Forosaminylierung des Spinosyn- 17-Pseudoaglycons durch Biotransformation mit einem rekombinanten Streptomyces Stamm, der Spinosyn Zuckerbiosynthesegene heterolog exprimiertForosaminylation of the spinosyn-17 pseudoaglycone by biotransformation with a recombinant Streptomyces strain which heterologously expresses spinosyn sugar biosynthesis genes
20 ml R5A Medium (Illing et al., 1989) mit 5 μg Apramycin / ml wurde mit Mycel des rekombinanten Stammes S. albus (165-1) oder S. albus (165-8) angeimpft und20 ml of R5A medium (Illing et al., 1989) with 5 μg apramycin / ml was inoculated with mycelium from the recombinant strain S. albus (165-1) or S. albus (165-8) and
24 h aerob bei 28 °C bebrütet. Diese Kultur wurde mit 50 μg/ml des hergestellten 17- Pseudoaglycons von Spinosyn (100 μl einer 1 %igen Stammlösung in Methanol; Herstellung siehe Kapitel "Herstellung des Spinosyn-Aglycons und 17-Pseudo- aglycons aus Tracer®", „Gewinnung von Spinosyn A/D aus Tracer®" und „Dar-
stellung des 17-Pseudoaglycon von Spinosyn A/D") versetzt und ca. 120 h bei 28°C aerob inkubiert. Die Kulturen wurden nach Inkubation zur Abtrennung von Zellmycel zentrifugiert und der Überstand (20 ml) wurde mit 25 ml Methanol versetzt.Incubated aerobically for 24 h at 28 ° C. This culture was 50 ug / ml of the prepared 17-pseudoaglycone of spinosyn (100 ul of a 1% stock solution in methanol; preparation see section "preparation of the spinosyn aglycone and 17-pseudoaglycone of tracer ®", "recovery of Spinosyn A / D from Tracer ® "and" Dar- position of the 17-pseudoaglycon from Spinosyn A / D ") and incubated aerobically for about 120 h at 28 ° C. After incubation, the cultures were centrifuged to separate cell mycelium and the supernatant (20 ml) was mixed with 25 ml of methanol.
Je 35 ml des mit Methanol versetzten Kulturüberstandes wurden lyophylisiert, mit 15 ml Wasser aufgenommen und zweimal mit je 10 ml Essigsäureethylester extrahiert. Die vereinten organischen Phasen wurden zur Trockene eingeengt und mit 350 μl Methanol aufgenommen. Ein Aliquot dieser Extrakte wurde mittels LC/MS mit Elektrospray Positiv-Ionisation untersucht.35 ml of the culture supernatant mixed with methanol were lyophilized, taken up with 15 ml of water and extracted twice with 10 ml of ethyl acetate. The combined organic phases were evaporated to dryness and taken up in 350 μl of methanol. An aliquot of these extracts was examined using LC / MS with electrospray positive ionization.
Der Kulturüberstand von S. albus (165-1) enthielt Spuren von Spinosyn A und D. Peak 1: RT = 44,2 min: m z = 733 (100 %) [M+H]+ (Spinosyn A); LC/MS/MS: m/z = 142 (8 %) (Forosamin-Fragment). Peak 2: RT = 44,7 min: m/z = 747 (100 %) [M+H]+ (Spinosyn D); LC/MS/MS: m/z = 142 (37 %) (Forosamin-Fragment).The culture supernatant from S. albus (165-1) contained traces of Spinosyn A and D. Peak 1: RT = 44.2 min: mz = 733 (100%) [M + H] + (Spinosyn A); LC / MS / MS: m / z = 142 (8%) (forosamine fragment). Peak 2: RT = 44.7 min: m / z = 747 (100%) [M + H] + (Spinosyn D); LC / MS / MS: m / z = 142 (37%) (forosamine fragment).
Der Kulturüberstand von S. albus (165-8) enthielt Spuren von Spinosyn A und D. Peak 1: RT = 44,1 min: m/z = 733 (100 %) [M+H]+ (Spinosyn A). Peak 2: RT= 44,7 min: m/z z = 747 (100 %) [M+H]+ (Spinosyn D).The culture supernatant from S. albus (165-8) contained traces of Spinosyn A and D. Peak 1: RT = 44.1 min: m / z = 733 (100%) [M + H] + (Spinosyn A). Peak 2: RT = 44.7 min: m / zz = 747 (100%) [M + H] + (Spinosyn D).
Hinterlegung von MikroorganismenDeposit of microorganisms
Folgende Mikroorganismen und Plasmide sind bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ), Mascheroder Weg lb, D- 38124The following microorganisms and plasmids are at the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH (DSMZ), Mascheroder Weg lb, D-38124
Braunschweig, in Übereinstimmung mit den Bestimmungen des Budapester Vertrages hinterlegt worden.
Mikroorganismus und Plasmid Hinterlegungs- Datum nummerBraunschweig, in accordance with the provisions of the Budapest Treaty. Microorganism and plasmid deposit date number
E. coli XLl-Blue MRF'mit Cosmid 16-1-8 DSM 12961 1999-08-02 E. coli XL 1 -Blue MRF'mit Cosmid 16-2-2 DSM 12962 1999-08-02E. coli XLl-Blue MRF'mit Cosmid 16-1-8 DSM 12961 1999-08-02 E. coli XL 1 -blue MRF'mit Cosmid 16-2-2 DSM 12962 1999-08-02
E. coli XLl-Blue MRF'mit Cosmid 16-59-1 DSM 12963 1999-08-02E. coli XLl-Blue MRF 'with Cosmid 16-59-1 DSM 12963 1999-08-02
E. coli XLl-Blue MRF'mit Cosmid 16-59-6 DSM 12964 1999-08-02E. coli XLl-Blue MRF 'with Cosmid 16-59-6 DSM 12964 1999-08-02
E. coli XLl-Blue MRF'mit Cosmid 16-59-8 DSM 12965 1999-08-02E. coli XLl-Blue MRF 'with Cosmid 16-59-8 DSM 12965 1999-08-02
E. coli XLl-Blue MRF'mit Cosmid 165-1 DSM 13005 1999-08-18 E. coli XLl-Blue MRF'mit Cosmid 165-8 DSM 13007 1999-08-18E. coli XLl-Blue MRF'mit Cosmid 165-1 DSM 13005 1999-08-18 E. coli XLl-Blue MRF'mit Cosmid 165-8 DSM 13007 1999-08-18
E. coli DH10B mit dem BAC Shuttle-Klon P8 / Gl 1 DSM 13012 1999-08-18E. coli DH10B with the BAC shuttle clone P8 / Gl 1 DSM 13012 1999-08-18
E. coli DH10B mit dem BAC Shuttle-Klon Pl 1 / BIO DSM 13011 1999-08-18E. coli DH10B with the BAC shuttle clone Pl 1 / BIO DSM 13011 1999-08-18
E. coli DH10B mit dem BAC Shuttle-Klon Pl 1 / G6 DSM 13010 1999-08-18E. coli DH10B with the BAC shuttle clone Pl 1 / G6 DSM 13010 1999-08-18
Literaturliterature
Biermann M., Logan R., O'Brien K, Seno E.T., Nagaraja R., Schoner B.E. (1992) Plasmid cloning vectors for the conjugal transfer of DNA from Escherichia coli to Streptomyces spp. Gene 116: 43-49Biermann M., Logan R., O'Brien K, Seno E.T., Nagaraja R., Schoner B.E. (1992) Plasmid cloning vectors for the conjugal transfer of DNA from Escherichia coli to Streptomyces spp. Gene 116: 43-49
Chater K., Wilde L. (1980) Streptomyces albus G Mutants defective in the SalGl restriction-modification System. J. Gen. Microbiol. 116: 323-334.Chater K., Wilde L. (1980) Streptomyces albus G Mutants defective in the SalGl restriction-modification system. J. Gen. Microbiol. 116: 323-334.
Devereux J., Haeberli P., Smithies (1984) A comprehensive set of sequence analysis programs for the VAX. Nucleic Acids Research 12: 387-395.Devereux J., Haeberli P., Smithies (1984) A comprehensive set of sequence analysis programs for the VAX. Nucleic Acids Research 12: 387-395.
Mertz F., Yao R.C. (1990) Saccharopolyspora spinosa sp. nov. isolated from soil collected in a sugar mill rum still. Int. J. Syst. Bacteriol. 40: 34-39.Mertz F., Yao R.C. (1990) Saccharopolyspora spinosa sp. nov. isolated from soil collected in a sugar mill rum still. Int. J. Syst. Bacteriol. 40: 34-39.
Creemer L.C., Kirst H.A., Paschal J.W. (1998) Conversion of spinosyn A and spinosyn D to their respective 9- and 17-pseudoaglycones and their aglycones. J. Antibiotics 51: 795-800.
Fishman S.E., Hershberger C.L. (1983) Amplified DNA in Streptomyces fr adiae. J. Bacteriol. 155: 459-466.Creemer LC, Kirst HA, Paschal JW (1998) Conversion of spinosyn A and spinosyn D to their respective 9- and 17-pseudoaglycones and their aglycones. J. Antibiotics 51: 795-800. Fishman SE, Hershberger CL (1983) Amplified DNA in Streptomyces fr adiae. J. Bacteriol. 155: 459-466.
Hopwood D.A., Bibb M.J., Chater K.F., Kieser T., Bruton C.J., Kieser H.M., Lydiate DJ., Smith C.P., Ward J.M., Schrempf H. (1985) Gentic manipulation of streptomyces a laboratory manual, The John Innes Foundation, Norwich, 1985.Hopwood DA, Bibb MJ, Chater KF, Kieser T., Bruton CJ, Kieser HM, Lydiate DJ., Smith CP, Ward JM, Schrempf H. (1985) Gentic manipulation of streptomyces a laboratory manual, The John Innes Foundation, Norwich, 1985th
Illing G.T., Normansell I.D., Peberdy J.F. (1989) Protoplast isolation and regeneration in Streptomyces clavuligerus. J. Gen. Microbiol. 135: 2289-2297.Illing G.T., Normansell I.D., Peberdy J.F. (1989) Protoplast isolation and regeneration in Streptomyces clavuligerus. J. Gen. Microbiol. 135: 2289-2297.
Kim U.J. Birren B.W. Slepak T. Mancino: V. Boysen C. Kang H.L. Simon MI. Shizuya H. (1996), Construction and characterization of a human bacterial artificial chromosome library. Genomics 34: 213-218.Kim U.J. Birren B.W. Slepak T. Mancino: V. Boysen C. Kang H.L. Simon MI. Shizuya H. (1996), Construction and characterization of a human bacterial artificial chromosome library. Genomics 34: 213-218.
Kirst H.A., Michel K.H., Martin J.W., Creemer L.C., Chao E.H., Yao R.C.,Kirst H.A., Michel K.H., Martin J.W., Creemer L.C., Chao E.H., Yao R.C.,
Nakatsukasa W.M., Boeck L.D., Occolowitzh J.L., Paschal J.W., Deeter J.B., Jones N.D., Thompson GD. (1991) Tetrahedron Lext. 32: 4839-4842.Nakatsukasa W.M., Boeck L.D., Occolowitzh J.L., Paschal J.W., Deeter J.B., Jones N.D., Thompson GD. (1991) Tetrahedron Lext. 32: 4839-4842.
Motamedi H., Shafiee A., Sheng-Jian C. (1995) Integrative vectors for heterologous gene expression in Streptomyces spp. Gene 160: 25-31.Motamedi H., Shafiee A., Sheng-Jian C. (1995) Integrative vectors for heterologous gene expression in Streptomyces spp. Gene 160: 25-31.
Muyrers J.P.P., Zhang Y., Testa G., Stewart A.F. (1999) Rapid modification of bacterial artificial chromosomes by ET-recombination. Nucleic Acids Research 27: 1555-1557.Muyrers J.P.P., Zhang Y., Testa G., Stewart A.F. (1999) Rapid modification of bacterial artificial chromosomes by ET-recombination. Nucleic Acids Research 27: 1555-1557.
Nakatsukasa W.M., Mabe J.A., Michel K.H., Martin J.W., Paschal J.W., Elzey T.K. (1990) Abstracts of 2nd Int. Conf. on Biotechnology of Microbial Prod.: P-21.Nakatsukasa WM, Mabe JA, Michel KH, Martin JW, Paschal JW, Elzey TK (1990) Abstracts of 2 nd Int. Conf. on Biotechnology of Microbial Prod .: P-21.
Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. (1989) Molecular cloning - A laboratory manual. Second edition. Cold Spring Harbor Laboratory Press.
Shizuya H., Birren B., Kim U.-J., Mancino V., Slepak T., Tachiiri Y., Simon M.I. (1992) Cloning and stable maintenance of 300-kilobase-pair fragments of human DNA in Escherichia coli using an F-factor-based vector. Proc. Natl. Acad. Sei. USA 89: 8794-8797.Sambrook J., Fritsch EF, Maniatis T. (1989) Molecular cloning - A laboratory manual. Second edition. Cold Spring Harbor Laboratory Press. Shizuya H., Birren B., Kim U.-J., Mancino V., Slepak T., Tachiiri Y., Simon MI (1992) Cloning and stable maintenance of 300-kilobase-pair fragments of human DNA in Escherichia coli using an F-factor-based vector. Proc. Natl. Acad. Be. USA 89: 8794-8797.
Smokvina T., Mazodier P., Boccard F., Thompson C.J., Guerineau M. (1990) Construction of a series of pSAM2-based integrative vectors for use in actinomycetes. Gene 94: 53-59.
Smokvina T., Mazodier P., Boccard F., Thompson C.J., Guerineau M. (1990) Construction of a series of pSAM2-based integrative vectors for use in actinomycetes. Gene 94: 53-59.