ES2232829T3 - Genes biosinteticos de la acabosa procedentes de actinoplanes sp., procedimiento para su aislamiento. asi como su uso. - Google Patents
Genes biosinteticos de la acabosa procedentes de actinoplanes sp., procedimiento para su aislamiento. asi como su uso.Info
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Abstract
LA INVENCION TRATA DE GENES DE BIOSINTESIS DE LA ACARBOSA PROCEDENTES DE ACTINOMICETOS, PREFERENTEMENTE DE ACTINOPLANES SP. SE 50/110 Y SUS MUTANTES, UN PROCEDIMIENTO PARA AISLAR GENES DE BIOSINTESIS DE LA ACARBOSA DE ACTINOMICETES MEDIANTE UNA SONDA GENICA, QUE SE HA DERIVADO DE ZONAS MUY CONSERVADAS DE PROTEINAS DE ENZIMAS CONOCIDAS DE LA DTDP-GLUCOSA-DEHIDRATASA, PARA EL HALLAZGO DE GENES ACBA (CODIFICAN LA DTDP-GLUCOSA-SINTETASA), ACBB (CODIFICAN LA DTDP-GLUCOSA-DEHIDRATASA), Y ACBC (CODIFICAN UNA CICLASA EN PARTE IDENTICA A AROB, ACIDO-3-DEHIDROQUINICOSINTETASAS BACTERIANAS ), O UNO O VARIOS GENES DE BIOSINTESIS DE LA ACARBOSA DE ACTINOPLANES SP., ASI COMO LA UTILIZACION DE LOS GENES DE BIOSINTESIS DE LA ACARBOSA.
Description
Genes biosintéticos de la acarbosa procedentes de
actinoplanes sp., procedimiento para su aislamiento, así como
su uso.
La invención se refiere a genes biosintéticos de
la acarbosa procedentes de actinomicetos, predominantemente de
actinoplanes sp. SE 50/110 y sus mutantes, de un
procedimiento para el aislamiento de los genes biosintéticos de la
acarbosa a partir de actinomicetos mediante una sonda génica
derivada de regiones proteicas altamente conservadas de enzimas
conocidas con actividad dTDP-glucosa deshidratasa
para encontrar los genes acbA (que codifica la
dTDP-glucosa sintasa), acbB (que codifica la
dTDP-glucosa deshidratasa) y acbC (que codifica una
ciclasa que es parcialmente idéntica a AroB, las ácido
3-deshidroquínico sintasas bacterianas) o uno o
varios genes biosintéticos de la acarbosa procedentes de
actinoplanes sp., así como del uso de los genes biosintéticos
de la acarbosa.
El objeto de las solicitudes de patente más
antiguas (por ejemplo, documentos DE 2064092, DE 2209834) es el
reconocimiento de que una serie de actinomicetos, sobre todo las
actinoplanáceas, forman inhibidores oligosacarídicos de glucósido
hidrolasas, preferentemente de enzimas disociadoras de carbohidratos
del tracto digestivo. Como inhibidor más potente de este grupo se ha
descrito el compuesto
O-4,6-didesoxi-4-[[1S-(1S,
4R, 5S,
6S)-4,5,6-trihidroxi-3-(hidroximetil)-2-ciclohexen-1-il]amino]-\alpha-D-glucopiranosil-(1\rightarrow4)-O-\alpha-D-glucopiranosil-(1\rightarrow4)-D-glucopiranosa
como acarbosa [documento DE 2347782].
La acarbosa se usa en la medicina humana para
combatir la diabetes mellitus. La formación del metabolito
secundario acarbosa se lleva a cabo por actinoplanes sp. SE
50 (nº CBS 961.70) y por una variante natural de esta cepa, SE
50/110 (CBS 614.71) [documento DE 2209834], así como por sus
selectantes y mutantes. El aislado original procede de Kenia, cerca
de Ruiru. En las solicitudes de patente mencionadas, por ejemplo en
los ejemplos 1 a 4 de la solicitud de patente alemana P 2009834
mencionada, se describe la obtención de un inhibidor de la sacarasa
de este tipo.
Por la estructura de la acarbosa cabía suponer
que la parte desoxiglucosa de la molécula de acarbosa se forma de
manera correspondiente a la biosíntesis de los restos
6-desoxiazúcar de diferentes antibióticos (por
ejemplo, aminoglucósidos, tales como estreptomicina, kasugamicina;
macrólidos, tales como eritromicina, tilosina; polienos, tales como
anfotericina A, B, nistatina; antraciclinas, tales como
daunorrubicina; glicopéptidos, tales como vancomicina).
Mediante la ingeniería genética se pueden aislar
determinados genes directamente del genoma, usándose, por ejemplo,
sondas génicas que se unen específicamente a la secuencia de ADN
deseada. De este modo se puede "pescar" el gen que se ha de
aislar de entre un gran número de secuencias desconocidas.
Asimismo se sabe de los actinomicetos, sobre todo
de los estreptomicetos, que en los productores de metabolitos
secundarios estudiados hasta la fecha los genes biosintéticos están
dispuestos juntos en un conglomerado en el cromosoma, más raramente
en un plásmido [Martin, J.F., J. Ind. Microbiol 9,
73-90 (1992), Chater, K.F., Ciba Found. Symp., 171
(Second metabolites: Their Function and Evolution)
144-62 (1992)]. De este modo, mediante la
"pesca" con sondas génicas se pueden aislar genes biosintéticos
adyacentes, desconocidos hasta ahora, pudiéndose esclarecer entonces
su importancia para la biosíntesis deseada.
Por el documento
DE-A-2347782 también es conocido
para el experto que las actinoplanáceas, especialmente el
actinoplanes SE 50/110, son capaces de sintetizar acarbosa.
Sin embargo, no se da a conocer la manera en que se pueden aislar en
este organismo los genes biosintéticos necesarios para ello.
Por Stockmann y col. (1992, FEMS Microbiology
Letters, 90(2), 185-190) se conoce un
procedimiento con cuya ayuda se pueden detectar genes biosintéticos
de la 6-desoxihexosa en actinomicetos. Este
procedimiento, sin embargo, a veces no conduce al éxito esperado. En
los casos en los que el procedimiento fracasa, el experto no es
capaz de obtener los genes biosintéticos deseados de los
actinomicetos.
Por Urabe y col. (1995, Gene, 153(1),
99-104) se sabe que se pueden usar cebadores
procedentes de regiones altamente conservadas de Ser/Thr proteína
quinasas para el aislamiento de estas mismas enzimas a partir de
Streptomyces coelicolor. Sin embargo, no se da a conocer qué
secuencias cebadoras específicas se tendrían que usar para aplicar
la técnica descrita a otras especies.
En las actinoplanáceas hasta ahora todavía no se
ha logrado una aplicación correspondiente de las técnicas de
biología molecular, lo que tampoco era de esperar en el caso de este
grupo de organismos no caracterizados genéticamente.
Sorprendentemente se descubrió ahora que una
sonda génica derivada de regiones proteicas altamente conservadas de
enzimas conocidas con actividad dTDP-glucosa
deshidratasa resulta adecuada en actinoplanes sp. para
encontrar los genes acbA (que codifica la
dTDP-glucosa sintasa) y acbB (que codifica la
dTDP-glucosa deshidratasa). Resulta sorprendente
también el hecho de que como gen adicional se encontrara el acbC
adyacente al gen acbB, que codifica una ciclasa (parcialmente
idéntica a AroB, las ácido 3-deshidroquínico
sintasas bacterianas) y, por tanto, participa en la biosíntesis del
ciclitol insaturado (valienamina).
La presente invención se refiere a:
La secuencia de ADN completa de acbB, así como
las secuencias de ADN parciales de acbA y acbC.
La secuencia de aminoácidos completa de acbB, así
como las secuencias de aminoácidos parciales de acbA y acbC.
Un procedimiento para el aislamiento de genes
biosintéticos de metabolitos secundarios a partir de actinomicetos,
sobre todo de actinoplanes, caracterizado porque se usa una
sonda génica derivada de regiones proteicas altamente conservadas de
enzimas conocidas con actividad dTDP-glucosa
deshidratasa para encontrar los genes acbA (que codifica al
dTDP-glucosa sintasa), acbB (que codifica la
dTDP-glucosa deshidratasa) y acbC (que codifica una
ciclasa parcialmente idéntica a AroB, las ácido
3-deshidroquínico sintasas bacterianas) o uno o
varios genes biosintéticos de la acarbosa procedentes de
actinoplanes sp.
Un procedimiento para el aislamiento de genes
biosintéticos de sustancias naturales afines a la acarbosa en
actinomicetos (por ejemplo para validamicina, oligoestatinas
(trestatina), adiposinas).
Aumento del rendimiento de la síntesis de
acarbosa en actinoplanes mediante una dosis génica mayor o
promotores más eficaces, o mediante la modificación por ingeniería
genética de la regulación (por ejemplo, de la expresión de proteínas
reguladoras o de los sitios de reconocimiento de reguladores).
El aumento del rendimiento de la síntesis de la
acarbosa en actinoplanes mediante ingeniería de proteínas en
los pasos biosintéticos limitantes de la síntesis de acarbosa
(enzimas de "cuello de botella") o para evitar la formación de
componentes secundarios.
Una limitación del espectro de productos en
actinoplanes al producto principal deseado desactivando las
rutas biosintéticas no deseadas que conducen a componentes
secundarios o las reacciones de degradación enzimáticas no
deseadas.
La modificación de la regulación y, con ello, de
la demanda de nutrientes con vistas a una productividad de acarbosa
mejorada en actinoplanes.
Una expresión en cepas huésped heterólogas (por
ejemplo, en Streptomyces lividans, así como en otros
estreptomicetos, en bacterias de crecimiento rápido, tales como
E. coli, Bacillus subtilis o Corynebacterium
glutamicum, o en levaduras) para
- -
- lograr un aumento de la producción mediante mayores rendimientos de espacio/tiempo,
- -
- desarrollar un procedimiento simplificado para la purificación,
- -
- lograr una limitación selectiva del espectro de productos.
El uso de los genes biosintéticos de la acarbosa
para la síntesis in vitro de acarbosa o de compuestos de esta
clase de sustancias partiendo de precursores producidos de forma
sintética o microbiana.
La invención se describe en detalle a
continuación.
Todos los procedimientos de ingeniería genética
se realizaron como en J. Sambrook y col. (Molecular Cloning; A
laboratory manual; 2ª edición, 1989; Cold Spring Harbor Laboratory
Press, N.Y., EE.UU.), salvo que se indique otra cosa.
La sonda génica usada para el cribado se obtuvo a
partir de actinoplanes sp. SE 50/110 por PCR (reacción en
cadena de la polimerasa) con cebadores oligonucleotídicos (véase la
Tabla 1) derivados de regiones proteicas altamente conservadas de
enzimas conocidas con actividad dTDP-glucosa
deshidratasa. El fragmento de ADN amplificado de actinoplanes
sp. SE 50/1210 se clonó en pUC18 y se transformó en E. coli
DH5\alpha (Gibco BRL, Eggenstein, Alemania). El plásmido
resultante (pAS1, véase la Figura 2) se aisló de E. coli con
la ayuda del procedimiento de ebullición
("Boiling-Method") o por lisis alcalina
(Sambrook y col., 1989).
El plásmido pAS1 de E. coli DH5\alpha se
hidrolizó con las enzimas de restricción EcoRI y HindIII. El
fragmento EcoRI/HindIII de 0,3 kb se aisló y se marcó mediante el
denominado traslado de la mella con desoxinucleótidos marcados con
^{32}P. Este fragmento marcado radiactivamente se usó como sonda
génica para el aislamiento de los genes biosintéticos de la acarbosa
y en lo sucesivo se denomina sonda acb.
Los genes biosintéticos de la acarbosa se
aislaron de la siguiente manera. El ADN cromosómico de
actinoplanes sp. se disoció con diferentes enzimas de
restricción (SstI, BglII y BamHI), se separó por cromatografía en
gel y se analizó respecto a genes homólogos por hibridación tipo
Southern con la sonda acb. Los fragmentos de restricción de ADN que
hibridan con la sonda génica presentan los siguientes tamaños: 10 kb
(SstI), 9-10 kb (BglII) y 2,2 kb (BamHI). Los
diferentes fragmentos de ADN que hibridaron con la sonda acb se
eluyeron del gel, se ligaron en el vector pUC y se clonaron en E.
coli DH5\alpha.
Preferentemente se clonó y secuenció el fragmento
de ADN BamHI de 2,2 kb. Los clones de E. coli DH5\alpha que
contenían ADN de actinoplanes sp. que hibridaban con la sonda
acb se identificaron por hibridación en mezcla (véase el apartado
7). Se aisló el ADN plasmídico de los clones positivos, y el
resultado de la hibridación en mezcla se verificó por hibridación
tipo Southern. El plásmido obtenido (véase la Figura 3) se sometió a
una disociación con diferentes endonucleasas de restricción, y los
fragmentos de ADN generados se subclonaron o religaron en pUC18 en
E. coli DH5\alpha y se secuenciaron.
Para la determinación de la secuencia de ADN del
fragmento BamHI de 2,2 kb de actinoplanes sp. se construyeron
los siguientes plásmidos (véase el apartado 7) y se analizó la
secuencia del ADN insertado (véanse las Figura 1, 14):
pAS 2/1 = 1,3 kb | Fragmento PstI / BamHI de pAS2 (Fig. 4) |
pAS 2/2 = 1,6 kb | Fragmento SphI / BamHI de pAS2 (Fig. 5) |
pAS 2/3 = 0,9 kb | Fragmento PstI de pAS2 (Fig. 6) |
pAS 2/4 = 0,6 kb | Fragmento SphI de pAS2 (Fig. 7) |
pAS 2/5 = 0,8 kb | Fragmento HincII / HindIII de pAS2/1 (Fig. 8) |
pAS 2/6 = 0,65 kb | Fragmento XhoI / SalI de pAS2 (Fig. 9) |
pAS 2/7 = 0,5 kb | Fragmento XhoI / SalI de pAS2 (Fig. 10) |
pAS 2/8 = 0,28 kb | Fragmento HincII de pAS2/3 (Fig. 11) |
pAS 2/9 = 0,7 kb | Fragmento XhoI / BclI de pAS2/1 (Fig. 12) |
pAS 2/10 = 0,3 kb | Fragmento SstI / BclI de pAS2 (Fig. 13) |
Para la secuenciación de ADN se usó el
procedimiento de F. Sanger y col. (1977) o un procedimiento derivado
de él. Se trabajó con el kit Autoread Sequencing (Pharmacia,
Friburgo, Alemania) en combinación con el aparato de secuenciación
automatizada de ADN por detección de fluorescencia con láser (ALF)
(Pharmacia, Friburgo, Alemania). Los cebadores adecuados de
secuenciación y secuenciación inversa de pUC marcados con
fluoresceína se compraron (Pharmacia, Friburgo, Alemania; véase la
Tabla 1).
Cebadores para la PCR:
Denominación del cebador | Secuencia |
AS 2 | 5' GCCGCCGAATCCCATGTGGAC 3' |
AS 5 | 5' CCCGTAGTTGTTGGAGCAGCGGGT 3' |
Cebadores para la reacción de secuenciación:
Denominación del cebador | |
Cebador universal | 5' GTAAAACGACGGCCAGT 3' |
Cebador inverso | 5' GAAACAGCTATGACCATG 3' |
Se incubó E. coli DH5\alpha en medio LB
a 37ºC. Las bacterias que llevaban el plásmido se mantuvieron bajo
presión de selección (ampicilina, 100 \mug/ml). El cultivo se
llevó a cabo en un agitador circular a 270 rpm. Como cultivos
realizados durante la noche (CN) se designaron las preparaciones que
se incubaron durante al menos 16 h.
Para la preparación del ADN plasmídico se usaron
las células procedentes de 1,5 ml de un CN incubado bajo presión de
selección. El aislamiento de los plásmidos se llevó a cabo según el
procedimiento de lisis alcalina con SDS (Birnboim & Doly
1979).
Para la hidrólisis selectiva del ADN del vector
se usaron exclusivamente endonucleasas de restricción según las
indicaciones del fabricante (Gibco BRL, Eggenstein, Alemania). Para
la restricción de 10 \mug de ADN plasmídico se usaron 5 U de la
endonucleasa de restricción correspondiente y se incubaron durante 2
h a 37ºC. Para garantizar una hidrólisis completa se añadió una
segunda vez la misma cantidad de endonucleasa de restricción y se
incubó de nuevo durante al menos 1 h.
El ADN disociado se separó electroforéticamente
en función del tamaño de los fragmentos de ADN en geles de agarosa
horizontales del 0,5 al 1,2%. Para la elución se cortó el trozo de
gel que contenía el fragmento de ADN con un bisturí estéril y se
pesó. La elución de los fragmentos de ADN de la agarosa se llevó a
cabo según las indicaciones con el kit JETsorb (Genomed, Bad
Oeynhausen, Alemania).
Se incubó actinoplanes sp. SE50/110
durante 3 d a 30ºC en medio TSB en un agitador circular. El cultivo
previo (5 ml) se realizó a 240 rpm en tubos de cultivo, el cultivo
principal (50 ml) en matraces de cultivo a 100 rpm. Después del
cultivo las células se sedimentaron por centrifugación y se lavaron
dos veces en tampón TE.
La preparación del ADN total se llevó a cabo con
1,5 a 2 mg de células (peso fresco) según el procedimiento de la
extracción con fenol/cloroformo (D.A. Hopwood y col. 1985).
La hidrólisis de 20 \mug de ADN cromosómico se
realizó durante 2 h a 37ºC con 10 U de la enzima de restricción
correspondiente (Gibco BRL, Eggenstein, Alemania) en el tampón
correspondiente. Para garantizar una hidrólisis completa se añadió
una segunda vez la misma cantidad de endonucleasa de restricción y
se incubó de nuevo durante al menos 1 h.
El ADN disociado se separó electroforéticamente
en geles de agarosa horizontales al 0,7%.
La elución de los fragmentos de ADN se realizó de
nuevo con el kit JETsorb (véase el apartado 1).
El fragmento de pAS1 preparado según el apartado
1 se marcó radiactivamente con el sistema del traslado de la mella
del fabricante Gibco BRL, Eggenstein, Alemania, según sus
indicaciones. Se usaron de 0,5 a 1,0 \mug del fragmento de ADN. Se
usó [\alpha^{32}P]dCTP (3.000 Ci/mmol; Amersham,
Braunschweig, Alemania). A continuación, la preparación se hirvió
durante 10 minutos (desnaturalización) y se vertió inmediatamente en
la solución de hibridación (véase el apartado 4).
La transferencia de los fragmentos de ADN desde
geles de agarosa a membranas se lleva a cabo según el procedimiento
de la transferencia tipo Southern (Southern, E.M., 1975). Los geles
de agarosa obtenidos según el apartado 2 se agitaron durante 20
minutos en HCl 0,25 M. Los geles se colocaron sobre 3 capas de papel
Whatman absorbente 3MM (Whatman, Maidstone, Inglaterra) y se colocó
sin burbujas una membrana Hybond^{TM}-N+
(Amersham, Braunschweig, Alemania). Encima se dispusieron varias
capas de papel absorbente. Sobre la pila de filtros se colocó un
peso de aproximadamente 1 kg. La transferencia de ADN se lleva a
cabo por succión de NaOH 0,4 M. Después de un tiempo de
transferencia de al menos 12 h, los filtros de nilón se lavaron
durante 5 minutos con SSC 2x y se secaron al aire.
Los filtros de nilón se agitaron después en el
baño de agua durante al menos 2 h a 68ºC en 50 a 100 ml de solución
de prehibridación. La solución se cambió al menos dos veces. La
hibridación tuvo lugar en el armario de hibridación durante al menos
12 h. Se usaron 15 ml de solución de hibridación que contenía la
sonda acb (véase el apartado 3).
Los filtros de nilón se lavaron a continuación
con postlavado 6x y postlavado 1x durante 15 minutos,
respectivamente. Los filtros de nilón se cubrieron después, en
estado todavía húmedo, con una hoja para conservación fresca. La
autorradiografía se lleva a cabo con Hyperfilm-MP
(Amersham, Braunschweig, Alemania) durante al menos 16 h a -80ºC en
un chasis impermeable a la luz con hojas reforzadoras.
El ADN cromosómico de actinoplanes sp.
SE50/110 se hidrolizó por completo con BamHI, se separó mediante
electroforesis en gel de agarosa y se eluyeron de la agarosa los
fragmentos de ADN con una longitud de 1,5 a 3 kb. El plásmido vector
pUC18 se preparó a partir de E. coli DH5\alpha, se
hidrolizó con BamHI y se trató con fosfatasa alcalina (Boehringer,
Mannheim, Alemania) según las indicaciones del fabricante. La
ligación tuvo lugar en un volumen de 20 \mul, ascendiendo la
relación entre el fragmento y el vector a 3:1 con 0,01 a 0,1 \mug
de ADN en la preparación. Se usó 1 U de la DNA ligasa de T4 con el
tampón correspondiente (Gibco BRL, Eggenstein, Alemania). Las
células de E. coli DH5\alpha competentes para la
transformación se transformaron con preparaciones de ligación
completas (según Hanahan 1983). Los transformantes resistentes a
ampicilina se transfirieron a placas selectivas
LB-Amp (100 \mug/ml).
Los transformantes resistentes a ampicilina se
analizaron respecto a la presencia del gen de la
dTDP-D-glucosa sintasa. Se
extendieron en cada caso diez de estos clones en una placa
selectiva, se incubaron durante la noche y se lavaron de la placa
con 3 ml de medio LB. Después se aisló el ADN plasmídico de 20 de
estos grupos de diez (según Birnboim & Doly, 1979). Para
eliminar los fragmentos BamHI clonados del policonector, las 20
diferentes preparaciones plasmídicas se hidrolizaron con las
endonucleasas de restricción EcoRI y HindIII. Las preparaciones de
restricción se separaron después electroforéticamente en un gel de
agarosa al 0,8% y el ADN se transfirió desde el gel de agarosa a un
filtro de nilón mediante la transferencia tipo Southern (véase el
apartado 4). La hibridación se realizó de nuevo con la sonda acb
(véase el apartado 4). Uno de los conjuntos reaccionó positivamente
con la sonda acb y se separó en diez clones individuales. Sus
plásmidos también se aislaron y se sometieron al procedimiento antes
descrito. El plásmido hibridado se denominó pAS2. Contiene un
fragmento BamHI de 2,2 kb.
A partir del plásmido pAS2 se prepararon varios
subclones para esclarecer la secuencia de ADN de cadena doble
(Figura 1, Figuras 4-13).
El plásmido pAS2 se hidrolizó con PstI. La
preparación de restricción se separó en un gel de agarosa al 1%. Se
eluyeron del gel el fragmento PstI de 0,9 kb generado por la
hidrólisis y la banda de plásmido con el fragmento PstI/BamHI
residual de 1,3 kb (kit JETsorb; Genomed, Bad Oeynhausen, Alemania).
El plásmido con el fragmento PstI/BamHI de 1,3 kb se religó al
subclon pAS2/1. El fragmento PstI de 0,9 kb se clonó en el vector
pUC18 (hidrolizado con PstI) y se generó el subclon pAS2/3.
El plásmido pAS2 se hidrolizó con SphI. El
plásmido con el fragmento SphI/BamHI de 1,6 kb se religó al subclon
pAS2/2. El fragmento SphI de 0,6 kb se clonó en pUC18 (hidrolizado
con SphI) y se generó el subclon pAS2/4.
El plásmido pAS2/1 se hidrolizó con
HincII/HindIII. El fragmento de 0,8 kb generado a consecuencia de
ello se clonó en pUC18 (hidrolizado con HindIII/HincII) y se generó
el subclon pAS2/5.
El plásmido pAS2 se hidrolizó con XhoI/SalI. El
fragmento de 0,65 kb generado a consecuencia de ello se clonó en
pUC18 (hidrolizado con SalI) y se generó el subclon pAS2/6.
El plásmido pAS2 se hidrolizó con XhoI/SalI. El
fragmento de 0,5 kb generado a consecuencia de ello se clonó en
pUC18 (hidrolizado con SalI) y se generó el subclon pAS2/7.
El plásmido pAS2/3 se hidrolizó con HincII. El
fragmento de 0,3 kb generado a consecuencia de ello se clonó en
pUC18 (hidrolizado con HincII) y se generó el subclon pAS2/8.
El plásmido pAS2/1 se hidrolizó con XhoI/BclI. El
fragmento de 0,7 kb generado a consecuencia de ello se clonó en
pUC18 (hidrolizado con SalI/BamHI) y se generó el subclon
pAS2/9.
El plásmido pAS2 se hidrolizó con SstI/BclI. El
fragmento de 0,3 kb generado a consecuencia de ello se clonó en
pUC18 (hidrolizado con SstI/BamHI) y se generó el subclon
pAS2/10.
Se secuenciaron los plásmidos descritos en el
apartado 7. En la reacción de secuenciación se usaron de 6 a 8
\mug de ADN plasmídico de una preparación (véase el apartado 1).
La reacción de secuenciación se realizó con el kit
Auto-Read-Sequenzing (Pharmacia,
Friburgo, Alemania). Se usó el protocolo convencional para la
secuenciación de ADN de cadena doble. Para permitir la valoración de
la secuencia de nucleótidos con el A.L.F. (secuenciador automatizado
de ADN por detección de fluorescencia con láser), se usaron como
moléculas iniciadoras para la reacción de secuenciación los
cebadores de secuenciación universales e inversos marcados con
fluoresceína (véase la Tabla 1). Para la preparación del gel se
mezclaron 8 ml de Hydro Link Long Ranger (Serva, Heidelberg,
Alemania), 33,6 g de urea, 8 ml de tampón TBE 10x y H_{2}O hasta
80 ml, se esterilizaron por filtración y se desgasificaron durante 1
minuto. La polimerización se inició mediante la adición de 350
\mul de persulfato de amonio al 10% (p/v) y 40 \mul de
N,N,N',N'-tetrametiletilendiamina. La solución se
vertió en un molde para geles (50 x 50 x 0,05 cm). La electroforesis
se llevó a cabo a 38 W y a una temperatura constante de 45ºC. Como
tampón de separación sirvió el tampón TBE 1x. El procesamiento de la
fluorescencia medida para obtener una secuencia de ADN se realizó
mediante un ordenador conectado (Compaq 386/20e), que también sirvió
para la regulación de la unidad de electroforesis (programa A.L.F.
Manager 2,5; Pharmacia).
Medio LB: | |
Triptona | 10 g |
NaCl | 10 g |
Extracto de levadura | 5 g |
H_{2}O | hasta 1.000 ml |
Se ajustó un pH de 7,5 con NaOH 4 M.
Medio TSB: | |
Caldo de triptona/soja (Oxoid) | 30 g |
H_{2}O | hasta 1.000 ml |
Tampón TE (pH 8,0) | |
Tris-HCl | 10 mM |
Na_{2}-EDTA | 1 mM |
(modif. según Birnboim \textamp Doly 1979) | |
Mezcla I: | glucosa 50 mM |
Tris-HCl 50 mM (pH 8,0) | |
EDTA 10 mM (pH 8,0) | |
5 mg/ml de lisozima | |
Mezcla II: | NaOH 200 mM |
SDS (dodecilsulfato sódico) al 1% (p/v) | |
Mezcla III: | acetato potásico 3 M |
formiato 1,8 M |
SSC 20x: |
\hskip0.5cm NaCl 3 M |
\hskip0.5cm citrato sódico 0,3 M |
\hskip0.5cm pH 7,2 |
Solución de prehibridación: |
SSC 6x: |
\hskip0.5cm tampón fosfato sódico 0,01 M, pH 6,8 |
\hskip0.5cm EDTA 1 mM |
\hskip0.5cm SDS al 0,5% |
\hskip0.5cm leche desnatada en polvo al 0,1% |
Solución de hibridación: |
\hskip0.5cm La sonda acb se introduce en 15 ml de la solución de prehibridación después de la reacción de marcado. |
Postlavado 6x: |
\hskip0.5cm SSC 6x |
\hskip0.5cm SDS al 0,5% |
Tampón TBE (pH 8,0): |
\hskip0.5cm base Tris 1 M |
\hskip0.5cm ácido bórico 0,83 M |
\hskip0.5cm EDTA 10 mM |
- 1.
- Birnboim H.C. & Doly J. (\underline{1979})
- \quad
- A rapid alkaline extraction procedure for screening recombinant plasmid DNA
- \quad
- Nucleic Acids Res.; 7, 1513-1523
- 2.
- Hanahan D. (\underline{1983})
- \quad
- Studies on transformation of Escherichia coli with plasmids
- \quad
- J. Mol. Biol.; 166, 557-580
- 3.
- Hopwood D.A. y col. (\underline{1985})
- \quad
- Genetic manipulation of Streptomyces;
- \quad
- A laboratory manual; The John Innes Foundation, Norwich, Inglaterra
- 4.
- Sanger F., Nicklen S., Coulson A.R. (\underline{1977})
- \quad
- DNA sequencing with chain-terminating inhibitors
- \quad
- Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74, 5463-5467
- 5.
- Southern E.M. (\underline{1975})
- \quad
- Detection of specific sequences among DNA Fragments separated by gel electrophoresis
- \quad
- J. Mol. Biol., 98, 503-521
(1) DATOS GENERALES:
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- SOLICITANTE:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- NOMBRE: Bayer AG
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- CALLE: Bayerwerk
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- LUGAR: Leverkusen
\vskip0.500000\baselineskip
- (E)
- PAÍS: Alemania
\vskip0.500000\baselineskip
- (F)
- CÓDIGO POSTAL: 51368
\vskip0.500000\baselineskip
- (G)
- TELÉFONO: 0214-3061455
\vskip0.500000\baselineskip
- (H)
- FAX: 0214-303482
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- DENOMINACIÓN DE LA INVENCIÓN: Genes de acarbosa
\vskip0.800000\baselineskip
- (iii)
- NÚMERO DE SECUENCIAS: 1
\vskip0.800000\baselineskip
- (iv)
- VERSIÓN LEGIBLE POR ORDENADOR:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- SOPORTE DE DATOS: disquete
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- ORDENADOR: IBM PC compatible
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- SISTEMA OPERATIVO: PC-DOS/MS-DOS
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- SOFTWARE: PatentIn Release #1.0, versión #1.30B (EPA)
\vskip1.000000\baselineskip
(2) DATOS DE LA SEC ID Nº: 1
\vskip0.800000\baselineskip
- (i)
- CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- LONGITUD: 2219 pares de bases
\vskip0.500000\baselineskip
- (B)
- TIPO: nucleótido
\vskip0.500000\baselineskip
- (C)
- FORMA DE LA CADENA: cadena doble
\vskip0.500000\baselineskip
- (D)
- TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
- (ii)
- TIPO DE MOLÉCULA: ADN genómico
\vskip0.800000\baselineskip
- (iii)
- HIPOTÉTICO: NO
\vskip0.800000\baselineskip
- (iv)
- ANTISENTIDO: NO
\vskip0.800000\baselineskip
- (vi)
- PROCEDENCIA ORIGINAL:
\vskip0.500000\baselineskip
- (A)
- ORGANISMO: Actinoplanes sp. SE 50/110
\vskip0.800000\baselineskip
- (xi)
- DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: SEC ID Nº: 1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
<110> Bayer AG
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<120> Genes biosintéticos de la acarbosa
procedentes de Actinoplanes
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<130> LeA30515-EP
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<140> EP0730029
\vskip0.400000\baselineskip
<141>
1996-02-17
\vskip0.400000\baselineskip
<150> DE19507214
\vskip0.400000\baselineskip
<151>
1995-03-02
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<170> PatentIn versión 3.1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 2219
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Actinoplanes
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador AS2
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipgccgccgaat cccatgtgga c
\hfill21
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 24
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador AS5
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 3
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskipcccgtagttg ttggagcagc gggt
\hfill24
Claims (11)
1. Molécula de ADN según la SEC ID 01.
2. Fragmentos de moléculas de ADN según la
reivindicación 1, que contienen
- (i)
- la secuencia de ADN completa de acbB que codifica la dTDP-glucosa deshidratasa, y/o
- (ii)
- una secuencia parcial del gen acbA que codifica la dTDP-glucosa sintasa, con una secuencia según las posiciones 2081 a 2223 de la SEC ID Nº: 1, y/o
- (iii)
- una secuencia parcial del gen acbC que codifica una ciclasa, con una secuencia según las posiciones 1 a 929 de la SEC ID Nº:1.
3. Vectores que contienen un ADN según las
reivindicaciones 1 y 2.
4. Microorganismos transformados con el vector
según la reivindicación 3.
5. Polipéptidos codificados por las moléculas de
ADN según las reivindicaciones 1 y 2.
6. Procedimiento para el aislamiento de uno o
varios genes biosintéticos de la acarbosa a partir de
actinoplanes, caracterizado porque como sonda génica
sirven cebadores oligonucleotídicos de la secuencia SEC ID Nº: 2 o
SEC ID Nº: 3 que hibridan con genes biosintéticos de la
acarbosa.
7. Procedimiento para la preparación de acarbosa,
caracterizado porque se cultivan microorganismos según la
reivindicación 4 y se aísla la acarbosa del caldo de cultivo.
8. Uso de las moléculas de ADN según la
reivindicación 2 para la identificación de genes estructurales y
genes reguladores adicionales de la acarbosa en
actinoplanes.
9. Uso de las moléculas de ADN según la
reivindicación 2 para mejorar el rendimiento de la síntesis de
acarbosa en microorganismos aumentando la dosis génica de dichas
moléculas de ADN o usando promotores más eficaces o modificando por
ingeniería genética la regulación (por ejemplo, la expresión de
proteínas reguladoras o los sitios de reconocimiento de
reguladores).
10. Uso de las moléculas de ADN según la
reivindicación 2 para el aislamiento de genes biosintéticos de
sustancias naturales afines a la acarbosa.
11. Uso de las moléculas de ADN según la
reivindicación 2 para la modificación de enzimas biosintéticas
mediante ingeniería de proteínas.
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