FI75367B - FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN GENETISKT MANIPULERAD MICROORGANISM INNEHAOLLANDE EN FOER AMYLAS KODANDE REKOMBINANT-DNA, OCH ETT FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV AMYLAS. - Google Patents

FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN GENETISKT MANIPULERAD MICROORGANISM INNEHAOLLANDE EN FOER AMYLAS KODANDE REKOMBINANT-DNA, OCH ETT FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV AMYLAS. Download PDF

Info

Publication number
FI75367B
FI75367B FI821678A FI821678A FI75367B FI 75367 B FI75367 B FI 75367B FI 821678 A FI821678 A FI 821678A FI 821678 A FI821678 A FI 821678A FI 75367 B FI75367 B FI 75367B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
amylase
lambda
ncib
dna
microorganism
Prior art date
Application number
FI821678A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI821678A0 (en
FI75367C (en
FI821678L (en
Inventor
Charles Antoine Colson
Pierre Emile Cornelis
Colette Simone Digneffe
Raoul G P Walon
Corrine Walon
Original Assignee
Cpc International Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FI810425A external-priority patent/FI70424C/en
Application filed by Cpc International Inc filed Critical Cpc International Inc
Publication of FI821678A0 publication Critical patent/FI821678A0/en
Publication of FI821678L publication Critical patent/FI821678L/en
Publication of FI75367B publication Critical patent/FI75367B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI75367C publication Critical patent/FI75367C/en

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Description

1 753671 75367

Menetelmä geneettisesti manipuloidun mikro-organismin valmistamiseksi, joka sisältää amylaasia koodaavan yhdistelmä-DNA:n, sekä menetelmä amylaasin valmistamiseksi 5 Jakamalla erotettu hakemuksesta 810425.A method for producing a genetically engineered microorganism comprising recombinant DNA encoding an amylase, and a method for producing an amylase Separated from application 810425.

Keksintö koskee menetelmää geneettisesti manipuloidun mikro-organismin valmistamiseksi, joka sisältää amylaasia koodaavan geenin, sekä menetelmää amylaasin tuottamiseksi, jossa käytetään tätä geneettisesti manipuloitua mik-10 ro-organismia.The invention relates to a method for producing a genetically engineered microorganism containing a gene encoding an amylase, and to a method for producing an amylase using this genetically engineered microorganism.

Vaikka käsitettä geenimanipulaatio usein käytetään kuvamaan suurta joukkoa menetelmiä jonkin organismin geneettisen informaation keinotekoista muuttamista varten, sitä tässä selityksessä ja patenttivaatimuksissa käytetään ai-15 noastaan tarkoittamaan yhdistelmä-DNA:n valmistusta jostakin luovuttaja-mikro-organismista ja sopivasta vektorista in vitro, valikointia halutun geneettisen informaation perusteella ja valitun DNA:n vientiä sopivaan mikro-organismiin (isäntä-mikro-organismiin), jolloin haluttu (vieras) 20 geneettinen informaatio tulee isännän täyden geenistön osaksi. Käsite "kloonattu mikro-organismi", kuten sitä käytetään läpi tämän selityksen ja patenttivaatimusten, tarkoittaa tällä menetelmällä valmistettua mikro-organismia.Although the term genetic engineering is often used to describe a wide variety of methods for artificially altering the genetic information of an organism, it is used in this specification and claims only to refer to the production of recombinant DNA from a donor microorganism and a suitable vector in vitro, selection of desired genetic information. and export of the selected DNA to a suitable microorganism (host microorganism), whereby the desired (foreign) genetic information becomes part of the host's entire genome. The term "cloned microorganism", as used throughout this specification and claims, means a microorganism produced by this method.

Käsitteet "amylaasi" ja "amylolyyttinen entsyymi" 25 ovat synonyymejä ja niitä käytetään kautta koko tämän selityksen ja patenttivaatimusten tarkoittamaan yleisesti niitä entsyymejä, jotka pystyvät katalysoimaan tärkkelyksen hydrolyysin, kuten alfa-amylaasi, beta-amylaasi, isoamylaa-si (alfa-1,6, glukosidaasit, kuten pullulanaasi, mukaan 30 luettuina), gluko-amylaasi jne.The terms "amylase" and "amylolytic enzyme" are synonymous and are used throughout this specification and claims to refer generally to those enzymes capable of catalyzing the hydrolysis of starch, such as alpha-amylase, beta-amylase, isoamylase (alpha-1,6). , glucosidases such as pullulanase, including 30), glucoamylase, etc.

Viime vuosien aikana on tietenkin kirjoitettu runsaasti geenimanipulaatiosta (joista monista erinomaisista katsauksista kaksi on "DNA Cloning and the Analysis of Plasmid Structure and Function", tekijöinä K.N. Timmis, S.N.In recent years, of course, much has been written about genetic engineering (two of the many excellent reviews of which are "DNA Cloning and the Analysis of Plasmid Structure and Function," by K.N. Timmis, S.N.

35 Cohen ja S.C. Cabello, Prog. Molec. subcell Biol. 6, (1978) 1-58 ja "Lambdoid Phages that Simplify the Recovery of in 2 75367 vitro Recombinants", tekijöinä Noreen E. Murray, W.J. Bram-mar ja K. Murray, Molec. gen. Genet. 150 (1977) 53-6), jotka sisältävät monia kuvauksia uusista, geneettisesti modifioiduista mikro-organismeista, joilla on arvokkaita ominai-5 suuksia. Bunzi Maruo'n, Yuko Yoneda'n ja Gakuzo Tamura'n JP-patentti julkaisussa nro SHQ 52-76480 (julkaistu 27.6.1 977 , jätetty 19.12.1975 SHO 50-150641:nä) esitetään runsaasti amylaasia tuottavien mikro-organismikantojen valmistus in vivo rautageneesi-, transduktio- ja transformointimene-10 telmin useiden geneettisten ominaisuuksien kokoamiseksi amy-laasi-tuotannon edistämiseksi Bacillus-mikro-organismissa. Nämä menetelmät, jotka eivät käsitä geenimanipulointia, kuten se tässä määritellään, rajoittuvat yhteen ainoaan tai muutamaan lähisukuiseen (geneettisesti käsittäen) mikro-15 organismiin. Nämä kannat eivät myöskään ole sopivia geeni-amplifikaatioon (esim. faagilla tai plasmidilla), jota tässä keksinnössä käytetään suurempaa entsyymituotantoa varten. Artikkelissa "Cloning of a Foreign Gene Coding for Alpha-amylase in Bacillus subtilis", Biochemical and Bio-20 physical Research Communications 91, nro 4 , sivut 1556-1564 (joulukuu 28, 1979), Yuko Yoneda, Scott Graham ja Frank E. Young kuvaavat alfa-amylaasia koodaavan geenin kloonausta Bacillus subtilikseen sitomalla Bacillus amyloliquefaciens-H:n pilkottu DNA temperantin faagin phi 3T DNA:han ja trans-25 formoimalla sen jälkeen Bacillus subtilis -soluja, joista amylaasi puuttuu. Kirjoittajat eivät esitä mitään todistusta geeniamplifikaatiosta, johon liittyy amylaasientsyymin yhtenäinen tuotanto, mikä on tämän keksinnön päätarkoitus.35 Cohen and S.C. Cabello, Prog. Molec. subcell Biol. 6, (1978) 1-58 and "Lambdoid Phages that Simplify the Recovery of 2 75367 In Vitro Recombinants" by Noreen E. Murray, W.J. Bram-mar and K. Murray, Molec. gen. Genet. 150 (1977) 53-6), which contain many descriptions of novel, genetically modified microorganisms with valuable properties. JP Patent No. SHQ 52-76480 by Bunzi Maruo, Yuko Yoneda and Gakuzo Tamura (published June 27, 1997, filed December 19, 1975 as SHO 50-150641) discloses the preparation of amylase-producing microorganism strains in in vivo by ironogenesis, transduction and transformation methods to assemble several genetic traits to promote Amylase production in the Bacillus microorganism. These methods, which do not involve genetic engineering as defined herein, are limited to a single or a few closely related (genetically comprised) microorganisms. These strains are also not suitable for the gene amplification (e.g., phage or plasmid) used in this invention for higher enzyme production. In "Cloning of a Foreign Gene Coding for Alpha-amylase in Bacillus subtilis", Biochemical and Bio-20 Physical Research Communications 91, No. 4, pages 1556-1564 (December 28, 1979), Yuko Yoneda, Scott Graham and Frank E. Young describes the cloning of a gene encoding alpha-amylase into Bacillus subtilis by binding the digested DNA of Bacillus amyloliquefaciens-H to the phi 3T DNA of temperant phage and then trans-forming Bacillus subtilis cells lacking amylase. The authors do not provide any evidence of gene amplification involving uniform production of the amylase enzyme, which is the main object of this invention.

Keksinnön kohteena on menetelmä geneettisesti mani-30 puloidun mikro-organismin valmistamiseksi, jolloin isäntä-mikro-organismiin lisätään yhdistelmä -DNA, joka sisältää amylaasia koodaavan geenin, ja on valmistettu in vitro-mene-telmällä pilkkomalla luovuttajabakteerista peräisin oleva DNA ja yhdistämällä syntyneet DNA-fragmentit vektoriin, joka 35 on samalla tavalla pilkottu. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että tämä vektori on plasmidi taiThe invention relates to a method for producing a genetically mani-polarized microorganism, in which a recombinant DNA containing a gene encoding an amylase is added to a host microorganism, prepared by an in vitro method by digesting DNA from a donor bacterium and combining the resulting DNA fragments. fragments into a vector similarly digested. The method according to the invention is characterized in that this vector is a plasmid or

IIII

75367 lamda-faagin johdannaisen DNA ja geneettisesti manipuloitu mikro-organismi on bakteeri, joka sopivissa viljelyolosuhteissa pystyy tuottamaan amylaasia oleellisesti puhtaammassa muodossa tai oleellisesti suuremman määrän kuin alku-5 peräinen luovuttaja-mikro-organismi tuottaa. Eräässä edullisessa suoritusmuodossa näin tuotetuilla amylaaseilla on yksi tai useampi ominaisuus, joka tekee ne erityisen käyttökelpoisiksi teollisissa entsymaattisissa tärkkelys-hydro-lyyseissä (esim. tärkkelyksen entsymaattisessa nesteyttä-10 misessä ja/tai sokeriksimuuttamisessa liimojen, viimeiste-lyaineiden, maltodekstriinien, koostumukseltaan erilaisten tärkkelyssiirappien, maltoosin, dekstroosin jne. tuottamiseksi) , kuten kestävyys korkeissa lämpötiloissa, raskas-metallikestävyys jne.The DNA and genetically engineered microorganism of the 75367 lamda phage derivative is a bacterium capable of producing amylase in a substantially purer form or in a substantially greater amount than that produced by the original donor microorganism under appropriate culture conditions. In a preferred embodiment, the amylases thus produced have one or more properties that make them particularly useful in industrial enzymatic starch hydrolyses (e.g. , dextrose, etc.), such as resistance to high temperatures, heavy metal resistance, etc.

15 Keksintö toteutetaan uuttamalla ensin DNA bakteeri- mikro-organismista (luovuttaja-mikro-organismista), joka pystyy tuottamaan ainakin yhtä amylolyyttista entsyymiä, pilkkomalla (sopivalla restriktioentsyymillä) DNA sekä, vektorina, lambda-faagin tai sen johdannaisen DNA ja yhdis-20 tämällä ja liittämällä saadut fragmentit yhdistelmä-DNA:iden muodostamiseksi, joista jotkut sisältävät amylaasia koodaa-van geenin. Yhdistelmä-DNA:t tehdään biologisesti aktiivisiksi siirtämällä ne sopiviin isäntäsoluihin (esim. E. coliriin) in vitro-kapseloinnilla tai transfektiolla.The invention is carried out by first extracting DNA from a bacterial microorganism (donor microorganism) capable of producing at least one amylolytic enzyme, by digesting (with a suitable restriction enzyme) the DNA and, as a vector, the DNA of lambda phage or a derivative thereof and combining and by inserting the resulting fragments to form recombinant DNAs, some of which contain a gene encoding amylase. Recombinant DNAs are rendered biologically active by transfer to appropriate host cells (e.g., E. coli) by in vitro encapsulation or transfection.

25 Syntyneet kloonit seulotaan sitten amylaasia koodaa- van geenin suhteen ja yksi tai useampia positiivisia klooneja valitaan ja monistetaan saaden siten aikaan uusia, geneettisesti manipuloituja mikro-organismeja, jotka pystyvät, sopivissa viljelyolosuhteissa, tuottamaan oleellisesti 30 suurempia määriä amylaasia kuin luovuttaja-mikro-organis- milla voidaan tuottaa. Valinnaisesti uuden faagin DNA uutetaan, pilkotaan ja subkloonataan toiseksi vektoriksi, joka voi olla joko plasmidi tai toinen faagi, ja uudet kloonit seulotaan ja valikoidaan amylaasia koodaavan geenin läsnä-35 olon perusteella. Voidaan suorittaa myös peräkkäisiä "sub-sub-kloonauksia".The resulting clones are then screened for the gene encoding the amylase, and one or more positive clones are selected and amplified, thereby providing new, genetically engineered microorganisms capable of producing, under appropriate culture conditions, substantially greater amounts of amylase than the donor microorganism. which can be produced. Optionally, the DNA of the new phage is extracted, digested and subcloned into a second vector, which may be either a plasmid or another phage, and the new clones are screened and selected for the presence of the gene encoding the amylase. Sequential "sub-sub-clonings" can also be performed.

4 753674 75367

Sen lisäksi, että keksinnön mukaisesti saadaan uusia, geneettisesti manipuloituja mikro-organismeja, jotka ovat amylaasin "ylituottajia", on keksinnöllä se etu, että sen seurauksena siirtyy ensisijaisesti geeni yhden ainoan amylo-5 lyttisen entsyymin tuotantoa varten, vähentäen siten suuresti puhdistamista, joka on tarpeen ei-geneettisesti manipuloitujen mikro-organismien viljelmissä.In addition to providing novel, genetically engineered microorganisms that are "overproducers" of amylase in accordance with the invention, the invention has the advantage that it results in the primary transfer of a gene for the production of a single amylolytic enzyme, thus greatly reducing purification, which is necessary in cultures of non-genetically modified micro-organisms.

Kun kloonattu mikro-organismi, joka sisältää halutun yhdistelmä-DNA:n, on tuotettu, mikro-organismia viljellään 10 siten, että yhdistelmä-DNA:ta vahvistetaan siten antamaan amylaasia olennaisesti suuremmissa määrissä kuin luovuttaja-mikro-organismilla voidaan tuottaa.Once the cloned microorganism containing the desired recombinant DNA has been produced, the microorganism is cultured so that the recombinant DNA is amplified to deliver amylase in substantially greater amounts than can be produced by the donor microorganism.

Kun vektori on lambda-faagin johdannainen, jolloin isäntä-mikro-organismi on välttämättä E. coli, voidaan vah-15 vistaminen ja entsyymin tuotanto toteuttaa seuraavasti.When the vector is a derivative of lambda phage, in which case the host microorganism is necessarily E. coli, the amplification and production of the enzyme can be carried out as follows.

Jos faagi on lysogeeninen, viljellään mikro-organismia, ts. E, colia, ensin solujen monistamiseksi sopivaan tiheyteen, ne infektoidaan sitten sopivalla määrällä bakteriofaagia ja systeemiä viljellään, kunnes soluseinät ovat tuhoutuneet 20 ja amylaasi leviää viljelyväliaineeseen.If the phage is lysogenic, the microorganism, i.e., E. coli, is first cultured to amplify the cells to a suitable density, then infected with an appropriate amount of bacteriophage, and the system is cultured until the cell walls are destroyed and the amylase spreads to the culture medium.

Kun vektori-isäntä-systeemi on sopiva lambda-lyso-geeninen E. coli, viljellään infektoitua isäntä-mikro-orga-nismia ensin 32°C:ssa bakteerisolujen monistamiseksi sopivaan tiheyteen, minkä jälkeen lämpötila nostetaan 42°C:seen 25 ja pidetään siinä tietty aika lysogeenisen syklin indusoi-miseksi ja tuodaan sitten 37°C:seen ja pidetään siinä vieraan läsnäolevan DNA:n amplifikaation aikaansaamiseksi, mitä seuraa suurten amylaasimäärien tuotanto. Soluseinät voivat mahdollisesti tuhoutua, riippuen olosuhteista, jos-30 sa tapauksessa amylaasi leviää viljelyväliaineeseen.When the vector host system is a suitable lambda-lysogenic E. coli, the infected host microorganism is first cultured at 32 ° C to amplify the bacterial cells to a suitable density, after which the temperature is raised to 42 ° C and maintained there. a period of time to induce a lysogenic cycle and then brought to 37 ° C and maintained there to effect amplification of the foreign DNA present, followed by the production of large amounts of amylase. The cell walls may be destroyed, depending on the conditions, in which case the amylase will spread to the culture medium.

Kun vektori on monikopio-plasmidi, kuten pBR 322 tai pACYC 184, vieraan DNA:n amplifikaatio tapahtuu itsestään. Vaihtoehtoisesti geneettisesti manipuloitua mikro-organismia, joka sisältää plasmidi-DNA:n, viljellään ensin 35 bakteerisolujen monistamiseksi haluttuun tiheyteen, minkä jälkeen lisätään kloramfenikolia, koska antibiootti estääWhen the vector is a multicopy plasmid, such as pBR 322 or pACYC 184, amplification of the foreign DNA occurs spontaneously. Alternatively, a genetically engineered microorganism containing plasmid DNA is first cultured to amplify bacterial cells to the desired density, followed by the addition of chloramphenicol because the antibiotic inhibits

IIII

7 5 3 6 7 solujen lisämonistumisen ja amylaasin tuotannon, mutta sallii plasmidi-DNA:n monistumisen (vahvistumisen) solujen sisällä. Lopuksi solut erotetaan viljelyväliaineesta ja pestään kloramfenikolin poistamiseksi. Amylaasin tuotantoa 5 varten soluja viljellään sitten uudelleen, tietenkin ilman kloramfenikolia, suurien amylaasimäärien tuottamiseksi.7 5 3 6 7 further cell proliferation and amylase production, but allows plasmid DNA to amplify (amplify) within cells. Finally, the cells are separated from the culture medium and washed to remove chloramphenicol. For amylase production, the cells are then re-cultured, of course without chloramphenicol, to produce large amounts of amylase.

Kaikissa geenimanipuloinneissa on tietenkin olennaista, että pystytään "merkitsemään" ja siten valikoimaan ne kloonit, jotka sisältävät halutun geneettisen informaation.Of course, in all genetic manipulations, it is essential to be able to "label" and thus select those clones that contain the desired genetic information.

10 Sovellettaessa tätä keksintöä tähän päästään helposti käyttämällä väliainetta, joka sisältää tärkkelystä, jos halutaan alfa-amylaasi-, beta-amylaasi- tai glukoamylaasiaktiivisuut-ta. Viljelyväliaine värjätään sitten jodilla; klooneja, joilla on amylaasiaktiivisuus tärkkelystä sisältävällä vä-15 liaineella, ympäröi valkea alue. Eräs spesifinen, edullinen värjäysmenetelmä selostetaan tämän jälkeen. Jos halutaan pullulanaasiaktiivisuutta, viljellään klooneja BBL-trypii_ kaasi-väliaineessa, joka sisältää pullulaania. Myös tätä menetelmää kuvataan yksityiskohtaisemmin jäljempänä.In the practice of this invention, this is readily accomplished by using a medium containing starch if alpha-amylase, beta-amylase, or glucoamylase activity is desired. The culture medium is then stained with iodine; clones with amylase activity on a starch-containing medium are surrounded by a white region. A specific, preferred staining method is described below. If pullulanase activity is desired, clones are cultured in BBL-trypsinase medium containing pullulan. This method is also described in more detail below.

20 Keksintöä kuvataan nyt tarkemmin yksityiskohtaises ti, kuten spesifisiä aineita ja menetelmiä, joita työssä on käytetty. On todettava, että monet käytetyistä menetelmistä ovat vakiomenetelmiä ja tämän alan ammattimiesten hyvin tuntemia; tästä huolimatta joitakin näistä kuvataan 25 yksityiskohtaisesti selvyyden vuoksi.The invention will now be described in more detail, such as the specific substances and methods used in the work. It should be noted that many of the methods used are standard methods and are well known to those skilled in the art; nevertheless, some of these are described in 25 detail for clarity.

Luovuttaja-mikro-organismiThe donor micro-organism

Luovuttaja-mikro-organismin tulisi olla bakteeri-mikro-organismi, joka pystyy tuottamaan ainakin yhtä amy-laasia (haluttu amylaasi tietenkin mukaan luettuna), ja 30 edullisesti se tuottaa amylaasia, jolla on ominaisuuksia, jotka ovat haluttuja tärkkelyksen teollisessa hydrolyysis-sä, esim. kestävyys korkeissa lämpötiloissa tai metallin myrkyttämistä vastaan. Todennäköisesti luovuttaja voi olla myös eukaryoöttinen amylaasia tuottava mikro-organismi (esim.The donor microorganism should be a bacterial microorganism capable of producing at least one Amylase (including, of course, the desired amylase), and preferably produces an amylase having properties desired in the industrial hydrolysis of starch, e.g. resistance to high temperatures or metal poisoning. It is likely that the donor may also be a eukaryotic amylase-producing microorganism (e.g.

55 sieni tai hiiva). Kuten esimerkeistä käy ilmi, on menestyksellisesti käytetty Bacillus megaterium-, Bacillus coagulans-, 6 7536755 fungus or yeast). As can be seen from the examples, Bacillus megaterium, Bacillus coagulans, 6 75367

Bacillus cereus- ja Klebsiella pneumoniae -kantoja kloonattujen mikro-organismien tuottamiseksi, jotka pystyvät tuottamaan suuria määriä alfa-amylaasia, kuumuutta kestävää alfa-amylaasia, beta-amylaasia ja pullulanaasia vastaavasti.Bacillus cereus and Klebsiella pneumoniae strains to produce cloned microorganisms capable of producing large amounts of alpha-amylase, heat-resistant alpha-amylase, beta-amylase, and pullulanase, respectively.

5 Liitäntä- ja restriktioentsyymit Tässä työssä on yhdenmukaisesti käytetty liitäntä-entsyyminä T4 DNA-ligaasia, mutta on helposti ymmärrettävä, että voidaan käyttää mitä tahansa DNA:ta liittävää entsyymiä. Tässä työssä käytetyt spesifiset restriktioentsyymit 10 on esitetty esimerkeissä. Sopivan restriktioentsyymin valinnan voi tietenkin alaan perehtynyt asiantuntija tehdä käyttäen hyvin tunnettuja menetelmiä. Tässä on menetelmänä restriktioentsyymin valitsemiseksi jatkokäsittelyä varten ollut pilkkoa luovuttaja-mikro-organismista uutettu DNA 15 (luovuttaja-DNA) eri restriktioentsyymillä ja valita yksi (tai useampi kuin yksi), joka on sopivin lisäkokeita varten, entsyymin kyvyn perusteella pilkkoa DNA lukuisiksi fragmenteiksi kooltaan väliltä 2-15 kiloemästä.5 Coupling and Restriction Enzymes T4 DNA ligase has been used consistently as a coupling enzyme in this work, but it is readily understood that any DNA coupling enzyme can be used. The specific restriction enzymes 10 used in this work are shown in the examples. The selection of a suitable restriction enzyme can, of course, be made by one skilled in the art using well known methods. Here, the method for selecting a restriction enzyme for further processing was to digest the DNA extracted from the donor microorganism (donor DNA) with a different restriction enzyme and select the one (or more than one) most suitable for further experiments based on the enzyme's ability to cleave DNA into numerous fragments between 2 -15 kilobases.

Vektorit 20 On useita syitä miksi faagin lambda johdannaiset ovat erityisen tehokkaita luovuttajasta uutetun DNA:n kloonausta varten. (1) Faagin lambda deleetio-mutantit sallivat erikokoisten (riippuen tietenkin nimenomaisesta lambda-johdannaisesta) vieraiden DNA-fragmenttien insertion ja lisäksi 25 tekevät mahdolliseksi vierasta DNA:ta sisältävien kloonien yksinkertaisen tunnistamisen. (2) On kehitetty faagin lambda eri johdannaisia, jotka sallivat useiden restriktioentsyymien käytön, lisäten siten menestyksellisen kloonauksen toteutumismahdollisuuksia. (3) Vieraiden geenien erittäin hyvät vahvis-30 tukset ovat mahdollisia käytettäessä sopivia faagin lambda johdannaisia. (4) Ligaation jälkeen rekombinantti-kloonien talteenotto tapahtuu helposti transfektiolla tai in vitro-täy-töllä. Monipuolisuutensa, jota mikään muu olemassaoleva vektori ei voi antaa, ansiosta käytetään tätä keksintöä sovellet-35 taessa faagin lambda johdannaisia ja E. colia isäntänä luovuttajasta uutetun DNA:n alkukloonausta varten.Vectors 20 There are several reasons why phage lambda derivatives are particularly effective for cloning DNA extracted from a donor. (1) Phage lambda deletion mutants allow the insertion of foreign DNA fragments of different sizes (depending, of course, on the specific lambda derivative) and, in addition, allow simple identification of clones containing foreign DNA. (2) Various derivatives of phage lambda have been developed that allow the use of several restriction enzymes, thus increasing the chances of successful cloning. (3) Very good amplifications of foreign genes are possible with the use of suitable phage lambda derivatives. (4) After ligation, recombinant clones are easily recovered by transfection or in vitro filling. Due to its versatility, which no other existing vector can provide, this invention is used in the application of phage lambda derivatives and E. coli as a host for the initial cloning of DNA extracted from a donor.

il 75367il 75367

Muut edut faagin, mieluummin kuin plasmidin, käytöstä primaarikloonausta varten ovat seuraavat: (1) Rekombi-nanttien, joissa on vieraita DNA-insertiojaksoja, prosentti on suurempi; (2) Bakteerit hajoavat vapauttaen siten solu-5 sisältönsä ja siten kaiken amylaasin väliaineeseen helpottaen siten havaitsemista jodivärjäysmenetelmällä; (3) Faagin resistenssi jodia vastaan on suurempi kuin millään muulla elävällä bakteerilla.Other advantages of using phage, rather than plasmid, for primary cloning are as follows: (1) The percentage of recombinants with foreign DNA insertion sequences is higher; (2) The bacteria decompose, thus releasing their cell-5 content and thus all of the amylase into the medium, thus facilitating detection by the iodine staining method; (3) Phage resistance to iodine is higher than to any other living bacterium.

Alaan perehtynyt pätevä geneetikko pystyy helposti 10 valitsemaan sopivan plasmidin vektoriksi subkloonausta varten, jolloin yhtenä kriteeriona on tietenkin yhden ainoan tai rajoitetun määrän pilkontakohtia olemassaolo käytettävää restriktioentsyymiä varten.One skilled in the art will readily be able to select a suitable plasmid as a vector for subcloning, one criterion being, of course, the existence of a single or limited number of cleavage sites for the restriction enzyme to be used.

Eniten tässä käytettyjä plasmideja ovat pBR 322 ja 15 pACYC 184. Koskemattomassa tilassaan plasmidi pBR 322 antaa resistenssin sekä ampisilliinille että tetrasykliinille ja sisältää yhden ainoan pilkontakohdan jokaiselle Pst I-, EcoRI-, Hind III-, Bam HI- ja Sal I -entsyymeistä. Leikkaaminen ja insertio Pst I-kohdassa tuhoaa resistenssin 20 ampisilliinille, kun taas insertio Bam HI- ja Sai I-kohtiin tuhoaa resistenssin tetrasykliinille. Insertio Hind Hikoiltaan tuhoaa joskus resistenssin tetrasykliinille, edellyttäen, että kloonatussa geenissä ei ole omaa promoottoria.The most widely used plasmids herein are pBR 322 and pACYC 184. In its intact state, plasmid pBR 322 confers resistance to both ampicillin and tetracycline and contains a single cleavage site for each of the Pst I, EcoRI, Hind III, Bam HI and Sal I enzymes. Cleavage and insertion at the Pst I site destroys resistance to ampicillin, whereas insertion into the Bam HI and Sai I sites destroys resistance to tetracycline. Insertion Hind Sweat sometimes destroys resistance to tetracycline, provided that the cloned gene does not have its own promoter.

Koskemattomassa tilassaan plasmidi pACYC 184 antaa 25 resistenssin sekä tetrasykliinille että kloramfenikolille, ja sisältää yhden ainoan restriktiokohdan kullekin entsyymille Eco Rl, Hind III, Bam HI ja Sal I. Leikkaaminen ja insertio Eco RI-kohdassa tuhoaa resistenssin kloramfenikolille, kun taas insertiolla kolmeen muuhun kohtaan 30 Hind III:lle, Bam Hiille ja Sai li lie on samat vaikutukset kuin plasmidissa pBR 322, koska tämä alue on yhteinen kummallekin plasmidille.In its intact state, plasmid pACYC 184 confers 25 resistance to both tetracycline and chloramphenicol, and contains a single restriction site for each of the enzymes Eco R1, Hind III, Bam HI, and Sal I. Cutting and insertion at the Eco RI site destroys resistance to chloramphenicol at three, while Hind III, Bam Hi, and SalI lie have the same effects as plasmid pBR 322 because this region is common to both plasmids.

Subkloonausta varten Bacillus subtilikseen käytettiin tässä plasmidia pC 194 vektorina. Tällä plasmidilla 35 on yksi ainoa Hind III-kohta ja se antaa resistenssin kloramfenikolille.For subcloning into Bacillus subtilis, the plasmid pC194 vector was used here. This plasmid 35 has a single Hind III site and confers resistance to chloramphenicol.

8 „ 753678 “75367

Isäntä-mikro-organismiThe host-micro-organism

Koska faagin lambda johdannaisia voidaan ekspres-soida ainoastaan E. colissa, täytyy tämän ilmeisesti olla isäntä rekombinanttifaagi-DNA:lie, joka on valmistettu 5 tämän keksinnön mukaisesti. Kun yhdistelmä-DNA toisaalta on plasmidin muodossa, voidaan käyttää mitä tahansa mikro-organismia, joka pystyy hyväksymään ja kopioimaan tällaisen plasmidi-DNA:n, esim. muita bakteeri-mikro-organismeja tai hiivoja, kuten Saccharomyces cerivisiaeta.Since phage lambda derivatives can only be expressed in E. coli, this must obviously be the host for recombinant phage DNA prepared in accordance with this invention. When the recombinant DNA, on the other hand, is in the form of a plasmid, any microorganism capable of accepting and replicating such plasmid DNA can be used, e.g., other bacterial microorganisms or yeasts, such as Saccharomyces cerivisiae.

10 Käytännön syistä on tässä käytetty E. coli-kantoja (esim. HB 101) suurimmaksi osaksi, koska ne ovat hyvin tunnettuja kantoja geneettiseltä kannalta ja ovat herkkiä infektiolle tunnetuilla faageilla ja plasmideilla, mistä on seurauksena lisääntynyt entsyymin ylituotantokyky.For practical reasons, E. coli strains (e.g. HB 101) have been used here for the most part because they are well known strains from a genetic point of view and are susceptible to infection with known phages and plasmids, resulting in increased enzyme overproduction capacity.

15 Kuten esimerkissä Ha on selostettu, voidaan rekom- binanttiplasmidi subkloonata plasmidiksi, kuten pC 194:ksi, joka pystyy monistumaan B substiliksessa.As described in Example IIa, the recombinant plasmid can be subcloned into a plasmid, such as pC194, which is capable of amplifying in substrate B.

MenetelmäMethod

Menetelmää kuvataan kaksivaiheisen kloonauskokeen 20 avulla, jolloin ensimmäisessä vaiheessa (panos) käytetään faagia ja toisessa vaiheessa plasmidia.The method is described by a two-step cloning experiment 20, in which phage is used in the first step (batch) and plasmid in the second step.

Kun luovuttaja-mikro-organismi, restriktio- ja ligaa-tioentsyymit ja faagin lambda spesifinen johdannainen on valittu, DNA:t uutetaan, pilkotaan, sekoitetaan ja yhtyneet 25 fragmentit liitetään, kaikki tavanomaisin menetelmin, jotka eivät tässä selitystä kaipaa.Once the donor microorganism, restriction and ligation enzymes, and the phage lambda-specific derivative have been selected, the DNAs are extracted, digested, mixed, and the pooled fragments ligated, all by conventional methods not described herein.

DNA tehdään sitten biologisesti aktiiviseksi E. colissa transfektiolla tai in vitro kapseloinnilla. Tässä työssä lambda-DNA:11a on päästy hyvään tulokseen kapseloin-30 timenetelmällä (B. Hohn ja K. Murray, Proc. Natl. Acad.The DNA is then made biologically active in E. coli by transfection or in vitro encapsulation. In this work, lambda DNA has been well obtained by the encapsulation method (B. Hohn and K. Murray, Proc. Natl. Acad.

Sei. USA, 74 (1977) 3259-3263). Ne kloonit, jotka ovat saaneet vieraan DNA:n, tunnistetaan sitten sopivin menetelmin. Jos käytetään insertio-vektoria, kuten lambda NM590 tai lambda NM607, antavat ne kloonit, jotka sisältävät vierasta 35 DNA:ta, kirkkaita plakkeja, kun taas ne, jotka eivät sisällä vierasta DNA:ta, antavat sameita plakkeja. Kun käytetään 11 75367 korvausvektoria, kuten lambda NM761 tai lambda NM781, voidaan identifiointi tehdä viljelmällä E. coli lac amber-resipientilla laktoosi-indikaattori-väliaineella, esim. McConkey, EMB tai X gal.Sci. USA, 74 (1977) 3259-3263). Those clones that have received foreign DNA are then identified by appropriate methods. If an insertion vector such as lambda NM590 or lambda NM607 is used, those clones that contain foreign DNA give clear plaques, while those that do not contain foreign DNA give turbid plaques. When 11,75367 replacement vectors are used, such as lambda NM761 or lambda NM781, identification can be made by culturing an E. coli Lac amber recipient with a lactose indicator medium, e.g., McConkey, EMB, or X gal.

5 Lukuisia (useita tuhansia) klooneista, jotka ovat ottaneet vastaan vieraan DNA:n, levitetään sitten väliaineelle, joka sisältää tärkkelystä, ja seulotaan amylaasia koodaavan geenin läsnäolon suhteen edellä mainitulla jodi-värjäysmenetelmällä. Tällöin on tietenkin pidettävä huoli 10 siitä, että ei käytetä niin suuria jodiväkevyyksiä, että faagi tapetaan, ja tämä voi olla ongelma, jos jodi lisätään liuoksen muodossa. Tässä käytetty erittäin edullinen värjäys-menetelmä käsittää levyjen altistamisen jodihöyrylle lyhyeksi ajaksi; tätä menetelmää on tässä käytetty erittäin 15 hyvällä menestyksellä.5 Numerous (several thousand) clones that have received foreign DNA are then plated on a medium containing starch and screened for the presence of the gene encoding amylase by the above-mentioned iodine staining method. In this case, of course, care must be taken not to use iodine concentrations so high that the phage are killed, and this can be a problem if iodine is added in the form of a solution. The highly preferred staining method used herein involves exposing the sheets to iodine vapor for a short period of time; this method has been used here with very good success.

Eräs edullinen menetelmä kloonien löytämiseksi, joilla on pullulanaasiaktiivisuus, jossa menetelmässä ei käytetä jodivärjäystä, selostetaan seuraavassa. Faageja viljellään petrimaljoilla, jotka sisältävät BBL-tryptikaasia ja 20 pullulaania väkevyydessä n. 0,25 %. Väliaineessa oleva pullulaani hydrolysoituu "positiivisten" plakkien ympärillä pullulanaasin vaikutuksesta maltotrioosiksi, jota bakteerit käyttävät. Siten ne bakteerit, jotka käyttävät maltotrioo-sia, kasvavat paremmin kuin muut kasvualustalla, sillä seu-25 rauksella, että plakkeja, jotka tuottavat pullulanaasia, ympäröi läpikuultamaton rengas kasvavia bakteereja ja ne voidaan helposti havaita. Tätä menetelmää on selitetty yksityiskohtaisesti esimerkissä IV.A preferred method for finding clones with pullulanase activity that does not use iodine staining is described below. Phages are cultured in petri dishes containing BBL-trypticase and 20 pullulans at a concentration of about 0.25%. Pullulan in the medium is hydrolyzed around the "positive" plaques by pullulanase to maltotriose, which is used by bacteria. Thus, those bacteria that use maltotriosis grow better than others in the medium, with the proviso that plaques that produce pullulanase are surrounded by an opaque ring of growing bacteria and can be easily detected. This method is described in detail in Example IV.

Yksi (tai useampi) positiivinen klooni poimitaan sit-30 ten ja monistetaan. Tämä voi tietenkin olla "lopullinen" geneettisesti manipuloitu mikro-organismi ja sitä voidaan käyttää tuottamaan suuria määriä amylaasia sopivalla viljelyllä, kuten edellä selostettiin. Vaihtoehtoisesti tätä kloonia voidaan käyttää DNA:n lähteenä toista kloonausta 35 varten plasmidiin tai muuhun, sopivampaan faagiin. Seuraavassa selostetaan menetelmää subkloonaamiseksi plasmidiin.One (or more) positive clones are picked and amplified. This can, of course, be the "final" genetically engineered microorganism and can be used to produce large amounts of amylase by suitable culture, as described above. Alternatively, this clone can be used as a source of DNA for a second cloning into a plasmid or other, more suitable phage. The following describes a method for subcloning into a plasmid.

10 75367 Jälleen kloonien DNA standardimenetelmiä käyttäen uutetaan ja pilkotaan restriktioentsyymillä, plasmidi pilkotaan samoin, fragmentit sekoitetaan ja uudelleenyhdisty-neet osaset liitetään. Käytettäessä plasmidia pBR 322 kloo-5 nien, jotka ovat ottaneet vastaa amylaasia koodaa.van geenin sisältävän DNA:n, tunnistaminen tapahtuu tekemällä DNA biologisesti aktiiviseksi isännässä, kuten E. colissa transformoimalla, viljelyväliaineessa, joka sisältää ampisilliiniä tai tetrasykliiniä, riippuen käytetystä restriktioentsyy-10 mistä. Viljelyväliaine sisältää myös tärkkelystä tai pullu-laania ja kloonien, jotka sisältävät amylaasia koodaavan geenin, tunnistaminen tapahtuu jollakin edellä kuvatuista menetelmistä. Positiivisia klooneja viljellään sitten ja plasmidi-DNA:ta voidaan sitten vahvistaa kloramfenikolin 15 avulla, kuten edellä selostettiin.75367 Again, the DNA of the clones is extracted and digested with a restriction enzyme using standard methods, the plasmid is similarly digested, the fragments are mixed, and the recombinant particles are ligated. Using plasmid pBR 322, the identification of clones containing the gene encoding the amylase is performed by rendering the DNA biologically active in a host, such as by transformation in E. coli, in a culture medium containing ampicillin or tetracycline, depending on the restriction enzyme used. where from. The culture medium also contains starch or pullulan, and clones containing the gene encoding amylase are identified by one of the methods described above. Positive clones are then cultured and plasmid DNA can then be amplified with Chloramphenicol 15 as described above.

Piirrokset esittävät karttoja villintyyppisestä bakteriofagi lambdasta (kuvioa la) ja kaikista käytetyistä vektoreista sekä seuraavien esimerkkien mukaisesti tuotetuista uusista rekombinantti-plasmideista. Erityisesti 20 kuviossa 1 esitetään myös karttoja faageista lambda NM 590 (b) ja lambda 781 (c), /Murray, N.E., Brammar, W.J.,The drawings show maps of wild-type bacteriophage lambda (Figure 1a) and all vectors used, as well as new recombinant plasmids produced according to the following examples. In particular, Figure 1 also shows maps of phages from lambda NM 590 (b) and lambda 781 (c), / Murray, N.E., Brammar, W.J.,

Murray, K. Molec. gen. Genet. 150 (1977) 53-6Γ/. Kuvio 2 käsittää karttoja plasmideista pBR 322 /Bolivar, F., Rodriquez, R.L., Greene, P.J., Betlach, M.C., Heyneker, H.L., 25 Boyer, H.W. Gene 2 (1977) 95-113.7 ja pACYC 184 /Chang, A.C.Y., Cohen, S.N. J. Bact. 132 (1978) 1141-1156,7. Kuvio 3 on kartta uudesta plasmidista pCP 1 ja kuvio 4 on uusi plasmidi pCP 2. Kuvio 5 valaisee esimerkkiä IIA, esittäen plas-mideja pC 194, pCP 2,3 ja lopullista uutta plasmidia pCH 1.Murray, K. Molec. gen. Genet. 150 (1977) 53-6Γ /. Figure 2 comprises maps of plasmids pBR 322 / Bolivar, F., Rodriquez, R.L., Greene, P.J., Betlach, M.C., Heyneker, H.L., 25 Boyer, H.W. Gene 2 (1977) 95-113.7 and pACYC 184 / Chang, A.C.Y., Cohen, S.N. J. Bact. 132 (1978) 1141-1156.7. Figure 3 is a map of the new plasmid pCP 1 and Figure 4 is the new plasmid pCP 2. Figure 5 illustrates Example IIA, showing plasmids pC194, pCP 2.3 and the final new plasmid pCH1.

30 Kuviot 6 ja 7 esittävät plasmideja pCP 3 ja pCP 4, vastaavasti. Kaikkien uusien rekombinanttiplasmidien kartoissa luovuttaja-DNA on osoitettu paksulla viivalla.Figures 6 and 7 show plasmids pCP 3 and pCP 4, respectively. In the maps of all new recombinant plasmids, donor DNA is indicated by a thick line.

Esimerkit valaisevat keksintöä. Prosentit on laskettu painosta ellei toisin ole esitetty. Kaikki kokeet 35 suoritettiin seuraten NIH (USA) ohjeita suojarakenteita varten.The examples illustrate the invention. Percentages are by weight unless otherwise indicated. All experiments 35 were performed following NIH (USA) guidelines for protective structures.

Il 11 75367Il 11 75367

Esimerkki IExample I

Alfa-amylaasi-geenin kloonaus Käytettiin seuraavia aineita: restriktioendonukleaasi Hind III 5 T4 DNA-ligaasiCloning of the alpha-amylase gene The following substances were used: restriction endonuclease Hind III 5 T4 DNA ligase

Faagi lambda NM 590. Faagi-DNA valmistettiin fenoli— uutolla erittäin pitkälle puhdistetuista faagifragmenteista.Phage lambda NM 590. Phage DNA was prepared by phenol extraction from highly purified phage fragments.

Plasmidi pBR 322. Plasmidi-DNA puhdistettiin lysot-syymillä hajotetuista E. coli -soluista keesiumkloridi- 10 etidiumbromidi-tiheysgradienteilla.Plasmid pBR 322. Plasmid DNA was purified from lysozyme-digested E. coli cells with cesium chloride-ethidium bromide density gradients.

Isäntä-mikro-organismi, E. coli HB 101.Host microorganism, E. coli HB 101.

Luovuttaja-mikro-organismi oli Bacillus megaterium -kanta, jolla on seuraavat mikrobiologiset tunnusmerkit: (1) Morfologia: sauvoja (0,5 - 0,7 ^u x 2,0 - 5,0 ^u), 15 liikkuvia, grampositiivinen, itiöt ovat terminaalisia tai subterniinaalisia.The donor microorganism was a strain of Bacillus megaterium with the following microbiological characteristics: (1) Morphology: rods (0.5 to 0.7 ^ ux 2.0 to 5.0 ^ u), 15 motile, gram-positive, spores are terminal or subterminal.

(2) Ravintoliemi: hyvä kasvu.(2) Restaurant broth: good growth.

(3) Ravinto-agar-liemi: hyvä kasvu; pesäkkeet ovat tiiviitä keskeltä ja hajanaisempia ympärillä.(3) Nutritional agar broth: good growth; colonies are dense in the middle and more scattered around.

20 (4) Maito: peptonisaatio ilman pH-arvon muutosta.20 (4) Milk: peptonization without pH change.

(5) Gelatiini: ei nesteytetty.(5) Gelatin: not liquefied.

(6) Nitraattien pelkistys: negatiivinen.(6) Nitrate reduction: negative.

(7) Katalaasireaktio: negatiivinen.(7) Catalase reaction: negative.

(8) Oksidaasireaktio: negatiivinen.(8) Oxidase reaction: negative.

25 (9) Sytokromioksidaasireaktio: negatiivinen.25 (9) Cytochrome oxidase reaction: negative.

(10) Indolin tuotanto: negatiivinen.(10) Indole production: negative.

(11) H2S:n muodostus: negatiivinen.(11) H2S formation: negative.

(12) hiilihydraattien hyväksikäyttö: käyttää arabi-noosia, ksyloosia, galaktoosia, glukoosia, levuloosia, mal- 30 toosia, raffinoosia, sakkaroosia, tärkkelystä ja niistä tuotettua happoa. Ei käytä hyväksi ramnoosia, mannoosia, melibioosia, inuliinia ja salisiinia.(12) Utilization of carbohydrates: use arabinose, xylose, galactose, glucose, levulose, maltose, raffinose, sucrose, starch and acid produced therefrom. Does not utilize rhamnose, mannose, melibiose, inulin and salicin.

(13) Polyolien hyväksikäyttö: käyttää hyväksi sorbitolia ja mannitolia; ei käytä hyväksi adenitolia, dulsito- 35 Ha ja inositolia.(13) Utilization of polyols: utilization of sorbitol and mannitol; does not utilize adenitol, dulcito-35 Ha and inositol.

(14) Dekarboksylaasireaktio lysiinillä: negatiivinen.(14) Decarboxylase reaction with lysine: negative.

(15) Ureolyysi: heikko.(15) Ureolysis: weak.

12 75367 (16) Kestävyys raskametalleja vastaan: kasvaa + + + suoraan 500 ppm:11a Cr (17) Natriumkloridiliemi: kasvua NaCl-pitoisuudessa 3,5 %.12 75367 (16) Resistance to heavy metals: increases + + + directly to 500 ppm Cr (17) Sodium chloride broth: increase in NaCl content 3.5%.

5 (18) Optimilämpötila kasvua varten: 30-37°C5 (18) Optimal temperature for growth: 30-37 ° C

Maksimilämpötila kasvulle: 40-50°CMaximum temperature for growth: 40-50 ° C

Minimilämpötila kasvulle: 5-20°CMinimum temperature for growth: 5-20 ° C

(19) Hapen tarve: aerobinen.(19) Oxygen demand: aerobic.

Mikro-organismi tunnistettiin Bacillus megateriumiksi 10 mikrobiologisten tunnusmerkkiensä perusteella viitaten käsikirjaan Bergey's Manual of Determinative Bacteriology (8. painos), R.E. Buchanan ja N.E. Gibbons, aputoimittajia; julkaissut Williams and Wilkins Company, Baltimore, Md. Tämä mikro-organismi on talletettu kokoelmaan National 15 Collection of Industrial Bacteria (NCIB), Torry ResearchThe microorganism was identified as Bacillus megaterium on the basis of its microbiological characteristics with reference to Bergey's Manual of Determinative Bacteriology (8th edition), R.E. Buchanan and N.E. Gibbons, auxiliary suppliers; published by Williams and Wilkins Company, Baltimore, Md. This microorganism is deposited in the National 15 Collection of Industrial Bacteria (NCIB), Torry Research

Station,. PO Box No. 31, 135 Abbey Road, Aberdeen AB9 8DG, Skotlanti, 12.2.1980, ja sille on annettu NCIB nro 11568.Station ,. PO Box No. 31, 135 Abbey Road, Aberdeen AB9 8DG, Scotland, 12 February 1980, and has been assigned NCIB No 11568.

Seuraavassa selostus käytetystä menetelmästä.The following is a description of the method used.

A. In vitro -rekombinaatio lambdan ja B megaterium-20 DNA:iden välillä N. 7 yug B. megaterium-DNA:ta pilkottiin 10 yksiköllä Hind III 37°C:ssa yksi tunti 25 yUl:ssa Tris-puskuria pH 7,5:ssä. N. 2 ^,ug lambda NM 590 pilkottiin samalla tavalla samalla entsyymillä. Reaktiot pysäytettiin kuumen-25 tamalla 75°C:ssa 10 minuuttia.A. In vitro recombination between lambda and B megaterium-20 DNAs N. 7 yug B. megaterium DNA was digested with 10 units of Hind III at 37 ° C for one hour in 25 yUl of Tris buffer pH 7.5 :in. Approximately 2 μg of lambda NM 590 was similarly digested with the same enzyme. The reactions were stopped by heating at 75 ° C for 10 minutes.

Suoritettiin kaksi testiä pilkonnan tehokkuuden määrittämiseksi : 1. Näiden kahden reaktioseoksen näytettä elektrofo-resoitiin agaroosigeelillä 20 tuntia 20 voltilla. Geelin 30 värjäämisen jälkeen etidiumbromidilla havaittiin nauhojen odotettu malli: lambda DNA:n kaksi nauhaa, jotka ovat peräisin ainoan Hind III -kohdan pilkonnasta lambda-DNA:Lla, ja hyvin suuri luku miltei limittäisiä nauhoja bakteeri-DNA:sta, joka on pilkottu lukuisissa kohdissa.Two tests were performed to determine the efficiency of digestion: 1. A sample of the two reaction mixtures was electrophoresed on an agarose gel for 20 hours at 20 volts. After staining the gel with 30 ethidium bromide, the expected pattern of bands was observed: two bands of lambda DNA derived from the digestion of a single Hind III site with lambda DNA, and a very large number of almost overlapping bands of bacterial DNA digested at numerous sites. .

35 2. Faagi-DNA:n transfektiomääritys osoitti, että pilkonta oli ollut yli 99-%:isen tehokas, hävittäen siten miltei täysin faagi-DNA:n biologisen aktiivisuuden.35 2. The transfection assay of phage DNA showed that digestion was more than 99% efficient, thus almost completely eliminating the biological activity of the phage DNA.

13 7536713 75367

Pilkotut DNA:t sekoitettiin ja niitä inkuboitiin viisi tuntia 10°C:ssa 0,15 yksikön kanssa T4 DNA-ligaasia DNA-fragmenttien mielivaltaisen uudelleen temperoitumisen ja kovalenttisen sitoutumisen sallimiseksi.The digested DNAs were mixed and incubated for five hours at 10 ° C with 0.15 units of T4 DNA ligase to allow arbitrary reheating and covalent binding of the DNA fragments.

5 Tämän inkuboinnin päätyttyä DNA sekoitettiin in vitro kapseloidun preparaatin kanssa, joka käsitti kahden komple-mentaatisesti vajaan faagilysaatin (lambda Dam ja lambda Earn), jotka oli indusoitu ei-supressiivisista kannoista, seoksen. Tässä seoksessa jokainen DNA-molekyyli, jolla on lambda 10 DNA:n cos-äärimmäiset hännät ja joka on sopivaa kokoa, voi yhdistyä faagiproteiiniin muodostaen siten in vitro biologisesti aktiivisen faagipartikkelin, joka pystyy infektoimaan E. colin ja tuottamaan infektiokeskuksen (plakin).At the end of this incubation, the DNA was mixed with an in vitro encapsulated preparation comprising a mixture of two complementarily deficient phage lysates (lambda Dam and lambda Earn) induced from non-suppressive strains. In this mixture, any DNA molecule having the cos-extreme tails of lambda 10 DNA and of a suitable size can combine with a phage protein, thus forming an in vitro biologically active phage particle capable of infecting E. coli and producing an infection center (plaque).

Tämän prosessin tehokkuuden määrittämiseksi suori-15 tettiin kaksi tarkistusta: 1. Näyte seoksesta levitettiin E. colille, löydet- 5 tiin 3 x 10 plakkia ^ig:aa kohti käytetystä lambda DNA:sta. Tämä oli n. 100 kertaa enemmän kuin pilkotusta preparaatista löytyi, mikä osoittaa ligaasikäsittelyn hyvän tehokkuuden. 20 2. Näin muodostuneita plakkeja tutkittiin visuaali sesti. 70 % niistä oli kirkkaita samean asemesta, mikä osoittaa B. megaterium-DNA:n fragmentin läsnäolon, joka liittyy lambdageeniin Cl, ja siten inaktivoi sen aiheuttaen plakin sameuden.To determine the efficiency of this process, two checks were performed: 1. A sample of the mixture was applied to E. coli, 3 x 10 plaques per μg of lambda DNA used were found. This was about 100 times more than was found in the digested preparation, indicating good efficiency of the ligase treatment. 20 2. The plaques thus formed were examined visually. 70% of them were clear instead of turbid, indicating the presence of a fragment of B. megaterium DNA associated with lambdagen Cl, and thus inactivating it, causing plaque turbidity.

25 Siten voitiin todeta, että preparaatti sisälsi umpi mähkäisen näytteen kaikista B. megateriumille mahdollisista Hind III-DNA-fragmenteista, jotka pystytään insertoimaan faagiin lambda NM 590.Thus, it was found that the preparation contained a blank sample of all Hind III DNA fragments possible for B. megaterium that could be inserted into phage lambda NM 590.

B. Faagin lambda johdannaisen, jossa on B. megaterium 30 amylaasi, eristäminenIsolation of a phage lambda derivative with B. megaterium 30 amylase

Loput kapseloimisseoksesta käytettiin E. colin ymp- päämiseen suureen määrään tärkkelystä sisältäviä levyjä, 3 joissa oli n. 10 elinvoimaista partikkelia levyä kohti. Infektoidun E. colin kasvun ja plakkien muodostumisen jäl-35 keen levyt seulottiin tärkkelystä hajottavien plakkien läsnäolon suhteen. Tämä tehtiin altistamalla levyt jodi- 75367 höyryille lyhyeksi ajaksi; odotettiin, että tällaisen faa-gin muodostama plakki olisi kirkkaan alueen ympäröimä tuloksena hajonneista soluista vapautuneen amylaasin diffuusiosta ja toiminnasta. Yksi tällainen plakki löydettiin ja faagi, 5 jonka se sisälsi, poimittiin välittömästi alaviljelyä varten (pitempi altistus jodihöyryille olisi tappanut faagin). Tämä plakki lisääntyi todella runsaasti (amylaasia tuottaen) ja se on tässä nimetty "lambda NM 509 Amy l":ksi. Faagi lambda NM 590 Amy 1 on tallennettu kokoelmaan 12.12.1980 NCIB 10 nro 11569:nä.The remainder of the encapsulation mixture was used to inoculate E. coli with a large number of starch-containing plates 3 with about 10 viable particles per plate. After growth of infected E. coli and plaque formation, the plates were screened for the presence of starch-degrading plaques. This was done by exposing the plates to iodine 75367 vapors for a short time; it was expected that the plaque formed by such a phage would be surrounded by a clear region as a result of the diffusion and function of the amylase released from the lysed cells. One such plaque was found and the phage 5 it contained were immediately picked up for subculture (prolonged exposure to iodine vapors would have killed the phage). This plaque multiplied really abundantly (producing amylase) and is referred to herein as "lambda NM 509 Amy l". Phage lambda NM 590 Amy 1 is stored in the collection on 12.12.1980 as NCIB 10 No. 11569.

C. Amylaasigeenin uudelleenkloonaus plasmidiin pBR 322 Tämä suoritettiin ylituottavan kannan saamiseksi, tarkoitus oli myös valmistaa suuri määrä amylaasigeeniä sisältävää DNA:ta.C. Recloning of the amylase gene into plasmid pBR 322 This was performed to obtain an overproducing strain, it was also intended to prepare a large amount of DNA containing the amylase gene.

15 1 ^ag DNA: ta lambda NM 590 Amy 1: stä ja 0,3 ji g plas- midin pBR 322 DNA:ta pilkottiin, sekoitettiin ja käsiteltiin ligaasilla, kuten osassa A selostettiin. Tätä preparaattia käytettiin transformoimaan (käyttäen tavallisia menetelmiä) kanta HB 101. Valikointi oli ampisilliini (ap)-20 resistenssiä varten (ominaisuus, jonka solut saavat tämän plasmidin läsnäolosta). Tämä plasmidi antaa normaalisti myös resistenssin tetrasykliinille (Te). Vieraan DNA:n tuominen tähän plasmidiin pilkkoo kuitenkin tet-geenin, siten tetrasykliiniherkkien transformoitujen kloonien osuus 25 heijastuu kloonattua DNA:ta sisältävien plasmidien osuuteen. Tässä tapauksessa 16 % klooneista sisälsi uutta plas-midia, joka antoi amylaasiaktiivisuuden E. colille. ^Plas-midien yleisen kansainvälisen nimistön mukaisesti tässä kuvattavat plasmidit on nimetty (pCP):ksi ja tämän esimer-30 kin nimenomainen plasmidi nimetään (pCP l):ksi.J7 Tämä osoittaa, että geenin uudelleenkloonaus samalla entsyymillä (tässä tapauksessa Hind III) on hyvin tehokas menetelmä (16 % 10^:n asemesta).15 μg of DNA from lambda NM 590 Amy 1 and 0.3 μg of plasmid pBR 322 DNA were digested, mixed and treated with ligase as described in Part A. This preparation was used to transform (using standard methods) strain HB 101. Selection was for ampicillin (ap) -20 resistance (a property that cells receive from the presence of this plasmid). This plasmid normally also confers resistance to tetracycline (Te). However, the introduction of foreign DNA into this plasmid cleaves the tet gene, thus the proportion of tetracycline-sensitive transformed clones is reflected in the proportion of plasmids containing cloned DNA. In this case, 16% of the clones contained a new plasmid that gave amylase activity to E. coli. According to the General International Nomenclature of Plasmids, the plasmids described herein are designated (pCP) and the specific plasmid of this example is designated (pCP1). This indicates that recloning of the gene by the same enzyme (in this case Hind III) is very efficient method (16% instead of 10 ^).

Tämän plasmidin sisältävä mikro-organismi nimetään 35 E. coli Cl 7001 (pCP 1):ksi ja se on talletettu kokoelmaan NCIB 12.2.1980 NCIB nro 11570:nä.The microorganism containing this plasmid is designated 35 E. coli Cl 7001 (pCP 1) and was deposited with the NCIB on February 12, 1980 as NCIB No. 11570.

Il 15 75367 D. Amplifikaatio ja entsyymi-tuotantoIl 15 75367 D. Amplification and enzyme production

Entsyymituotantoa plasmidia (pCP 1) sisältävissä soluissa parannettiin kahdella tavalla seuraavasti: 1. Kyllästetyt viljelmät 5 Viljelmä inkuboitiin yli yön 37°C:ssa pyörivällä täryttimellä 5 l:n väliseinillä varustetuissa erlenmeyer-pulloissa, jotka sisälsivät 1 litran viljelyväliainetta (LB; hiivauute-tryptoni).Enzyme production in plasmid (pCP 1) -containing cells was enhanced in two ways as follows: 1. Saturated cultures 5 The culture was incubated overnight at 37 ° C with a rotary shaker in 5 L septum Erlenmeyer flasks containing 1 liter of culture medium (LB; ).

2. Amplifikaatio kloramfenikolilla 10 Viljelmä inkuboitiin 37°C:ssa pyörivällä tärytti mellä 5 l:n väliseinillä varustetuissa erlenmeyer-pullois-sa, jotka sisälsivät 1 litran viljelyväliainetta (LB) , kunnes saavutettiin tiheys 0,8 (650 nm), jossa vaiheessa lisättiin 150 ^ig/ml kloramfenikolia. Tämä esti kromo-15 somaalisen DNA:n lisämonistumisen, mutta ei amylaasigee-niä sisältävän plasmidin (pCP 1) monistumista. Plasmidin amplifikaation jälkeen (3 000 kopioon asti) verrattuna kromosomaaliseen DNA:aan, kloramfenikoli poistettiin proteiinisynteesin uudelleenalkamisen sallimiseksi. Eri-20 tyisesti vahvistuksen jälkeen solut erotettiin väliaineesta linkoamalla, pestiin kloramfenikolin poistamiseksi ja viljeltiin uudelleen amylaasituotantoa varten.2. Amplification with chloramphenicol 10 The culture was incubated at 37 ° C on a rotary shaker in 5 l septum Erlenmeyer flasks containing 1 liter of culture medium (LB) until a density of 0.8 (650 nm) was reached, at which point 150 ug / ml chloramphenicol. This prevented further amplification of chromo-15 somatic DNA, but not amplification of the plasmid containing the amylase gene (pCP 1). After amplification of the plasmid (up to 3,000 copies) compared to chromosomal DNA, chloramphenicol was removed to allow resumption of protein synthesis. Specifically, after amplification, cells were separated from the medium by centrifugation, washed to remove chloramphenicol, and re-cultured for amylase production.

E. Entsyymin talteenotto Tässä käytettiin "osmoottista shokki"-menetelmää 25 alfa-amylaasin talteenottamiseksi erittäin puhtaassa muodossa. Menetelmä, jonka ovat esittäneet H.C. Neu ja L.A. Heppel julkaisussa J. Biol. Chem. 240 (1965) 3685-3692 oli seuraava:E. Enzyme Recovery The "osmotic shock" method was used to recover 25 alpha-amylase in high purity. The method presented by H.C. Neu and L.A. Heppel in J. Biol. Chem. 240 (1965) 3685-3692 was as follows:

Soluja viljeltiin ensin yli yön, minkä jälkeen ne 30 suspendoitiin 25-%:iseen sakkaroosiliuokseen, jonka tilavuus oli puolet viljelmästä, ja ravisteltiin 10 minuuttia 24°C:ssa, mikä käsittely plasmolysoi solut. Sitten lisättiin EDTA lopullisesti 1 mM:ksi (soluseinien tekemiseksi läpäiseviksi), ja ainetta ravisteltiin toiset 10 minuut-35 tia 24°C:ssa, Suspensio, lingottiin ja solut suspendoi- 16 75367 tiin nopeasti uudelleen kylmään (n. 0°C) veteen ja ravisteltiin tässä lämpötilassa 10 minuuttia. Suspensio lin-gottiin uudelleen ja 96 % entsyymistä voitiin ottaa talteen päällä olevasta nesteestä (supernatantista).The cells were first cultured overnight, then suspended in 25% sucrose solution, half the volume of the culture, and shaken for 10 minutes at 24 ° C, which plasmolyzed the cells. EDTA was then finally added to 1 mM (to permeate the cell walls), and the material was shaken for another 10 minutes to 35 ° C, the suspension was centrifuged, and the cells were rapidly resuspended in cold (ca. 0 ° C) water. and shaken at this temperature for 10 minutes. The suspension was resuspended and 96% of the enzyme could be recovered from the supernatant.

5 Vertailua varten viljeltiin luovuttaja-mikro-orga- nismia (Bacillus megaterium) ja määritettiin entsymaatti-nen aktiivisuus. Entsyymin määrä millilitraa kohti vilje-lyväliainetta mitattiin DNS-menetelmällä, jolloin yksi entsymaattinen yksikkö määriteltiin määräksi entsyymiä, joka tuottaa yhden mg:n pelkistävää sokeria (käyttäen mal-toosia vertailuna) minuuttissa 10 minuutin inkubointiaika-na. Substraatti oli hyvin puhdas amyloosi.For comparison, the donor microorganism (Bacillus megaterium) was cultured and the enzymatic activity was determined. The amount of enzyme per milliliter of culture medium was measured by the DNA method, where one enzymatic unit was defined as the amount of enzyme that produces one mg of reducing sugar (using maltose as a reference) per minute over a 10 minute incubation period. The substrate was very pure amylose.

Luovuttaja-mikro-organismi tuotti 66,0 entsymaattista yksikköä/1 viljelmästä. E. coli CL 7001 (pCP 1) kyl-15 lästetyt viljelyt tuottivat 116,6 yksikköä/1 viljelmää, kun taas viljelyn jälkeen (vahvistus) viiden tunnin aikana kloramfenikolin kanssa, mitä seurasi 15 tuntia ilman kloramfenikolia, E. coli CL 7001 (pCP 1) tuotti 84,5 yksikköä/litra. Tämä osoittaa, että kyllästetty vil-20 jelymenetelmä on riittävä antamaan hyvän lisäyksen entsyy-mituotantoon.The donor microorganism produced 66.0 enzymatic units / l of culture. Saturated cultures of E. coli CL 7001 (pCP 1) produced 116.6 units / l of culture, whereas after culturing (confirmation) for 5 hours with chloramphenicol, followed by 15 hours without chloramphenicol, E. coli CL 7001 (pCP 1) produced 84.5 units / liter. This indicates that the impregnated culture method is sufficient to provide a good increase in enzyme production.

E. coli CL 7001 (pCP 1):n tuottamalla entsyymillä, joka on identifioitu erääksi alfa-amylaasiksi, on seuraa-vat tunnusmerkit. Se pilkkoo sekä amyloosin että amylo-25 pektiinin glukoosiksi, maltoosiksi ja maltotrioosiksi, pääasiallisesti maltoosiksi, ja se pilkkoo sekä syklodekstrii-nin että maltotrioosin glukoosiksi ja maltoosiksi. Se pilkkoo pullulaanin panoosiksi ja/tai iso-panoosiksi, mikä on samanlainen ominaisuus kuin entsyymillä, jota äskettäin 30 ovat kuvanneet Mizucho Shimizy, Mutsuo Kanno, Masaki Tamura ja Mikio Suekane "Purification and Some properties of a Novel Alpha-Amylase Produced by a Strain of Thermoactino-myces vulgaris", Agric. Biol. Chem. 42 (1978) 9, 1681-1688.The enzyme produced by E. coli CL 7001 (pCP 1), which has been identified as an alpha-amylase, has the following characteristics. It cleaves both amylose and amyl-25 pectin into glucose, maltose and maltotriose, mainly maltose, and cleaves both cyclodextrin and maltotriose into glucose and maltose. It breaks down pullulan into a panose and / or iso-panose, a property similar to that of the enzyme recently described by Mizucho Shimizy, Mutsuo Kanno, Masaki Tamura and Mikio Suekane "Purification and Some properties of a Novel Alpha-Amylase Produced by a Strain of Thermoactino-myces vulgaris ", Agric. Biol. Chem. 42 (1978) 9, 1681-1688.

IIII

17 7536717 75367

Esimerkki IIExample II

Lämpöä kestävän alfa-amylaasigeenin kloonausCloning of the heat-resistant alpha-amylase gene

Luovuttaja-mikro-organismi oli alkuperäinen Bacillus-kanta, joka oli eristetty kompostista ja identifioitu 5 Bacillus coagulansiksi. Se tuottaa lämpöä kestävää alfa-amylaasia ja sillä on seuraavat mikrobiologiset tunnusmerkit: (1) Morfologia: sauvoja (0,6 - 1 ^u x 2,5 - 5,0 ^u), liikkuvia gram-positiivisia ja -negatiivisia. Itiöt ovat 10 keskeisiä tai terminaalisia, eivät muuta muotoaan.The donor microorganism was the original Bacillus strain isolated from the compost and identified as 5 Bacillus coagulans. It produces heat-resistant alpha-amylase and has the following microbiological characteristics: (1) Morphology: rods (0.6 to 1 μl x 2.5 to 5.0 μm), mobile gram-positive and -negative. The spores are 10 central or terminal, do not change shape.

(2) Ravintoliemi: hyvä kasvu.(2) Restaurant broth: good growth.

(3) Ravinto-agar-viillös: hyvä kasvu, lankamainen, leviävä, kermanvalkoinen.(3) Nutritional agar incision: good growth, filamentous, spreading, creamy white.

(4) Orgaanisen hapon hyväksikäyttö 15 - sitraatti: positiivinen - malonaatti: negatiivinen.(4) Utilization of organic acid 15 - citrate: positive - malonate: negative.

(5) Gelatiini: nesteytyy (6) Asetyylimetyylikarbinolin (acetain) tuotanto: positiivinen.(5) Gelatin: liquefied (6) Production of acetylmethylcarbinol (acetane): positive.

20 (7) Ortonitrofenyyli-galaktosidi-hydrolyysi: posi tiivinen .(7) Orthonitrophenyl-galactoside hydrolysis: positive.

(8) Nitraattien pelkistys: positiivinen, saattaa syntyä kaasua.(8) Nitrate reduction: positive, gas may be formed.

(9) Katalaasireaktio: positiivinen.(9) Catalase reaction: positive.

25 (10) Indolin tuotanto: negatiivinen.25 (10) Indole production: negative.

(11) Dekarboksylaasireaktio - lysiinillä : negatiivinen - ornitiinillä : negatiivinen - arginiinilla : negatiivinen.(11) Decarboxylase reaction - with lysine: negative - with ornithine: negative - with arginine: negative.

30 (12) H2S:n muodostus: negatiivinen.30 (12) H2S formation: negative.

(13) Hiilihydraattien hyväksikäyttö: käyttää hyväksi arabinoosia, galaktoosia, glukoosia, levuloosia, mannoosia, maltoosia, sakkaroosia, tärkkelystä, trehaloosia ja tuottaa niistä happoa.(13) Utilization of carbohydrates: utilizes arabinose, galactose, glucose, levulose, mannose, maltose, sucrose, starch, trehalose and produces acid from them.

35 (14) Pullulaania käytetään hyväksi minimiväliaineel- la.35 (14) Pullulan is utilized with a minimum medium.

18 75367 (15) Polyolien hyväksikäyttö: käyttää hyväksi glyserolia, sorbitolia, mannitolia, inositolia. Ei käytä adoni-tolia, dulsitolia.18 75367 (15) Utilization of polyols: utilizes glycerol, sorbitol, mannitol, inositol. Does not use Adoni tolol, dulsitol.

(16) Ureolyysi: negatiivinen.(16) Ureolysis: negative.

5 (17) Lesitiinin hyväksikäyttö: negatiivinen.5 (17) Utilization of lecithin: negative.

(18) Optimilämpötila kasvulle: 50°C(18) Optimum temperature for growth: 50 ° C

Maksimilämpötila kasvulle: 55-60°C Minimilämpötila kasvulle: 15-25°CMaximum growth temperature: 55-60 ° C Minimum growth temperature: 15-25 ° C

(19) Hapen tarve: aerobinen ja anaerobinen.(19) Oxygen demand: aerobic and anaerobic.

10 Kanta on talletettu kokoelmaan NCIB 21.2.1980 NCIB10 The stock was deposited in the NCIB collection on 21 February 1980 NCIB

nro 11571:nä.No. 11571.

DNA uutettiin ja altistettiin Eco RI:n; Hind III:n;DNA was extracted and exposed to Eco RI; Price III: n;

Pst I:n; Sal I:n; Bam HI:n ja Bgl II:n vaikutukselle. Ainoastaan Bgl II pystyi kehittämään useita fragmentteja laajalta 15 molekyylipainoalueelta. Eco Rl:11a oli kuitenkin mahdollista kehittää fragmentteja, kun NaCl-väkevyys alennettiin 50 mM:ksi. Sen tähden päätettiin käyttää Eco Rl:a fragmenttien muodostamiseksi kloonausta varten Eco RI-lambda-vekto-riin (lambda NM 781).Pst I: n; Sal I: n; Bam HI and Bgl II. Only Bgl II was able to generate several fragments from a wide range of 15 molecular weights. However, it was possible to generate fragments with Eco R1 when the NaCl concentration was reduced to 50 mM. Therefore, it was decided to use Eco R1 to generate fragments for cloning into the Eco RI lambda vector (lambda NM 781).

20 A. B. coagulansin ja lambda NM 781:n DNA:iden pil- konta 1,25 yug lambda NM 781:n DNA:ta leikattiin yhdellä yksiköllä Eco Rl:a 25 ^,u:ssä seuraavaa puskuria: 10 mM Tris HC1 (pH 7,5), 10 mM 2-merkaptoetanoli, 10 mM MgSO^ ja 25 100 mM NaCl.Digestion of 20 AB coagulans and lambda NM 781 DNAs 1.25 ug of lambda NM 781 DNA was cut with one unit of Eco R1 in 25 of the following buffer: 10 mM Tris HCl (pH 7 , 5), 10 mM 2-mercaptoethanol, 10 mM MgSO 4 and 100 mM NaCl.

2 ^.ug B. coagulansin DNA: ta leikattiin samalla entsyymillä samanlaisessa puskurissa, paitsi että NaCl-väkevyys oli alennettu 50 mM:ksi. Inkubointiaika oli kaksi tuntia 37°C:ssa ja reaktio pysäytettiin kuumentamalla 10 minuut-30 tia 75°C:ssa. Pilkonnan täydellisyys tarkistettiin elektroforeesilla l-%:isissä agaroosigeeleissä.2 .mu.g of B. coagulans DNA was cut with the same enzyme in a similar buffer, except that the NaCl concentration was reduced to 50 mM. The incubation time was two hours at 37 ° C and the reaction was stopped by heating for 10 minutes to 75 ° C. The completeness of the digestion was checked by electrophoresis on 1% agarose gels.

Bi Rekombinanttifagien ligaatip ja talteenottoBi Recombinant phage ligation and recovery

Pilkotut DNA:t sekoitettiin ja liitettiin käyttäen kahta yksikköä T4 DNA -ligaasia seoksessa, joka sisälsi 35 60 mM Tris HC1 (pH 8), 10 mM MgSO^, 10 mM 2-merkaptoetanoLia ja 0,1 mM ATP. Reaktio saatettiin tapahtumaan 10-15 tunnin aikana 10°C:ssa. Ligaation jälkeen sekoitettiin 0,2 ^ug:nThe digested DNAs were mixed and ligated using two units of T4 DNA ligase in a mixture of 60 mM Tris HCl (pH 8), 10 mM MgSO 4, 10 mM 2-mercaptoethanol and 0.1 mM ATP. The reaction was allowed to proceed for 10-15 hours at 10 ° C. After ligation, 0.2 μg was mixed

IIII

19 75367 -2 DNA-eriä ATP:n kanssa antamaan loppuväkevyys 10 M. Nämä näytteet saatettiin in vitro-kapselointiin ja käytettiin 4 infektoimaan E. colin kanta HB 101. Saatiin n. 1,6 x 10 PFU (Plaque Forming Units, plakkeja muodostavia yksiköi-5 tä)/yug lambda DNA:ta. Näiden faagien joukosta jotkut osoittivat amylaasiaktiivisuutta (amylaasiaktiivisuuden havaitsemiseksi petrimaljoilla ja faagin talteenottoa ja puhdistusta varten ks. esimerkki I).19 75367 -2 DNA batches with ATP to give a final concentration of 10 M. These samples were subjected to in vitro encapsulation and used 4 to infect E. coli strain HB 101. Approximately 1.6 x 10 PFU (Plaque Forming Units) was obtained. units-5) / yug of lambda DNA. Some of these phages showed amylase activity (for detection of amylase activity in petri dishes and for phage recovery and purification, see Example I).

Havaittiin melko suuri amylaasia tuottavien faagien 10 osuus (yksi 400:ssa).A fairly high proportion of amylase-producing phages 10 (one in 400) was observed.

Valittiin yksi ja nimettiin se "lambda NM 781 alfa Amy l":ksi. Se on talletettu kokoelmaan NCIB 12.2.1980 NCIB nro 11572:na.One was selected and named "lambda NM 781 alpha Amy 1". It was deposited in the NCIB collection on 12 February 1980 as NCIB No. 11572.

C. Amylaasigeenin uudelleenkloonaus lambda NM 781 15 alfa Amy l:sta plasmidiin pBR 322 1 yag lambda NM 781 alfa Amy 1 DNA:ta ja sama määrä DNA:ta plasmidista pBR 322 leikattiin Eco Rl:11a käyttäen tavanomaisia olosuhteita. Ligaatio ja transformointi suoritettiin, kuten esimerkissä I selostettiin. E. coli HB 101:n 20 pesäkkeet, jotka sisälsivät rekombinanttiplasmidin, havait tiin niiden amylaasiaktiivisuudesta. Valittiin yksi tällainen pesäke ja nimettiin se E. coli CL 7002 (pCP 2):ksi. Se on talletettu kokoelmaan NCIB 12.2.1980 nro 11573:na.C. Recloning of the Amylase Gene from lambda NM 781 alpha Amy 1 to Plasmid pBR 322 1 μg of lambda NM 781 alpha Amy 1 DNA and the same amount of DNA from plasmid pBR 322 were cut with Eco R1 using standard conditions. Ligation and transformation were performed as described in Example I. Colonies of E. coli HB 101 containing the recombinant plasmid were detected for their amylase activity. One such colony was selected and named E. coli CL 7002 (pCP 2). It was deposited in the NCIB collection on 12 February 1980 as No 11573.

D. Geenituotteen amplifikaatio 25 Lambda NM 781 alfa Amy l:n amylaasia koodaavan gee nin ja amylaasin tuotannon vahvistaminen suoritettiin seuraavasti. Isäntäbakteereita (E. coli HB 101) kasvatettiin LB-väliaineessa 2 mM MgC^sn kanssa 37°C:ssa, kunnes saavutettiin optinen tiheys 0,3 (650 nm:ssä). Lambda NM 781 30 alfa Amy 1 lisättiin sitten, faagien lukumäärä laskettiin infektion moninkertaisuuden n. 1-2 saamiseksi, ts. yksi tai kaksi faagia bakteerisolua kohti. Viljelyä jatkettiin sitten voimakkaasti sekoittaen 37°C:ssa ja optista tiheyttä seurattiin, kunnes se alkoi alentua. Kun se oli alentu-35 nut alle 0,5, viljelmä korjattiin talteen ja pantiin jäihin. Viljelmä lingottiin ja sakan päällä oleva neste testattiin amylaasiaktiivisuuden suhteen.D. Amplification of the Gene Product 25 Confirmation of the gene encoding amylase and amylase production of Lambda NM 781 alpha Amy 1 was performed as follows. Host bacteria (E. coli HB 101) were grown in LB medium with 2 mM MgCl 2 at 37 ° C until an optical density of 0.3 (650 nm) was reached. Lambda NM 781 30 alpha Amy 1 was then added, the number of phages was counted to obtain a multiplicity of infection of about 1-2, i.e. one or two phages per bacterial cell. The culture was then continued with vigorous stirring at 37 ° C and the optical density was monitored until it began to decrease. When it had fallen below 0.5, the culture was harvested and placed on ice. The culture was centrifuged and the supernatant was tested for amylase activity.

-------- . .. 1.--------. .. 1.

20 7536720 75367

Vahvistaminen ja entsyymituotanto E. coli Cl 7002 (pCP 2):11a suoritettiin käyttäen sekä kyllästettyä viljelymenetelmää että kloramfenikolivahvistusta, kuten esimerkissä I.Amplification and enzyme production of E. coli Cl 7002 (pCP 2) was performed using both a saturated culture method and chloramphenicol amplification as in Example I.

5 Amylaasiaktiivisuus määritettiin käyttäen DNS-mene- telmää sekä faagilysaatista että E. colin, joka sisälsi re-kombinanttiplasmidin, viljelmistä. Taulukossa I esitetään arvot, jotka on saatu amylaasiaktiivisuudelle B. coagulansin alkuperäiskannassa, ja jakautuminen solun ulkopuolisen ja so-10 luun sidotun aktiivisuuden välillä. Aktiivisuudet, jotka on saatu rekombinanttifagilla (lambda NM 781 alfa Amy 1) ja kannalla, joka sisältää rekombinanttiplasmidin E. coli CL 7002 (pCP 2), on myös annettu. Entsyymituotannossa havaittiin n. kolminkertainen lisäys rekombinanttifagilla ja vie-15 lä paljon parempi lisäys havaittiin plasmidilla (n. 300-kertainen).Amylase activity was determined using a DNA method from both phage lysate and cultures of E. coli containing the recombinant plasmid. Table I shows the values obtained for amylase activity in the original B. coagulans strain and the distribution between extracellular and so-10 bone-bound activity. Activities obtained with recombinant phage (lambda NM 781 alpha Amy 1) and a strain containing the recombinant plasmid E. coli CL 7002 (pCP 2) are also given. Approximately a three-fold increase in enzyme production was observed with the recombinant phage, and a much better increase was observed with the plasmid (about 300-fold).

Faagin (lambda NM 781 alfa Amy 1) tapauksessa kaikki entsyymi vapautuu solun hajotuksessa ja on niin muodoin läsnä viljelyväliaineessa. Plasmidin tapauksessa suurin 20 osa entsyymistä on soluun sidottua (96 %).In the case of phage (lambda NM 781 alpha Amy 1), all the enzyme is released in cell lysis and is thus present in the culture medium. In the case of the plasmid, most of the enzyme is bound to the cell (96%).

E. Uudelleenkloonaus faagin lambda johdannaiseen, joka pystyy lysogenisoimaan E. colinE. Recloning into a phage lambda derivative capable of lysogenizing E. coli

Vektori/isäntäsysteemin, joka käsittää lambda lyso-geenisen E. colin, valmistuksen valaisemiseksi tehtiin seu-25 raava koe.To illustrate the preparation of a vector / host system comprising lambda lysogenic E. coli, the following experiment was performed.

Käytettiin bakteriofagia lambda T4 liq. CI 857 Warn Ean Sam (lambda NM 989). Se on kuvattu julkaisussa J. Mol. Biol.Bacteriophage was used for lambda T4 liq. CI 857 Warn Ean Sam (lambda NM 989). It is described in J. Mol. Biol.

Voi. 132 (1979), "Molecular Cloning of the DNA Ligase Gene from Bacteriophage T4. 1.. Characterization of the 30 Recombinants" G.G. Wilson ja Noreen E. Murray (sivut 471-491) ja "II.. Amplification and Separation of the Gene Product" Noreen E. Murray, S.A. Bruce ja K. Murray (sivut 493-505).Butter. 132 (1979), "Molecular Cloning of the DNA Ligase Gene from Bacteriophage T4. 1. Characterization of the Recombinants 30" G.G. Wilson and Noreen E. Murray (pp. 471-491) and "II .. Amplification and Separation of the Gene Product" Noreen E. Murray, S.A. Bruce and K. Murray (pp. 493-505).

Tämä faagi sisältää bakteriofaagin T4 DNA-ligaasi-35 qeenin ja pystyy lysogenisoimaan E. colin. Sillä on lisäksi lämpöherkkä immuniteettigeeni ja kaksi amber-mutaatiota E-geenissä ja S-geenissä vastaavasti. S-geenin mutaatio 21 75367 tekee bakteerit sellaisiksi, että ne eivät enää hajoa tämän faagin infektiolla. Subkloonauksen tarkoituksena oli korvata DNA-ligaasigeeni amylaasiaa koodaavalla geenillä.This phage contains the bacteriophage T4 DNA ligase-35 gene and is able to lysogenize E. coli. It also has a heat-sensitive immunity gene and two amber mutations in the E gene and the S gene, respectively. A mutation in the S gene 21 75367 makes the bacteria no longer degrade by infection with this phage. The purpose of subcloning was to replace the DNA ligase gene with a gene encoding amylase.

Faagin ja plasmidin (pCP 2) DNA leikattiin Eco Rl:11a 5 ja fragmentit liitettiin. Ligaatiossa saatu faagi-DNA pakattiin sitten in vitro ja plakit tehtiin näkyviksi levittämällä kannalle E. coli Sup E Sup F. Plakit, joilla oli amylaa-siaktiivisuus, poimittiin ja faagit puhdistettiin käyttäen edellä kuvattuja menetelmiä.Phage and plasmid (pCP 2) DNA were digested with Eco R1 and fragments were ligated. The phage DNA obtained in the ligation was then packaged in vitro and the plaques were visualized by plating E. coli Sup E Sup F. Plaques with amylase activity were picked and the phages were purified using the methods described above.

Tätä faagia käytettiin sitten lysogenoimaan kanta E. coli C 600 (CL 1205) käyttäen tavanomaisia menetelmiä. Lysogeenipesäkkeet tehtiin näkyviksi tärkkelystä sisältävällä väliaineella käyttäen jodivärjäystä. Tämä kanta on nimetty tässä E. coli CL 7003 (lambda alfa Amy 1):ksi ja se on talletettu kokoelmaan NCIB 6.3.1980 NCIB nro 11586:na.This phage was then used to lysogenize strain E. coli C 600 (CL 1205) using conventional methods. Lysogen colonies were visualized with starch-containing medium using iodine staining. This strain is designated herein as E. coli CL 7003 (lambda alpha Amy 1) and was deposited with the NCIB on March 6, 1980 as NCIB No. 11586.

Geenituotteen airplifikaatio suoritettiin seuraaval-la tavalla. Lysogeenia viljeltiin 32°C:ssa LB-väliaineessa, kunnes saavutettiin tiheys 0,8 650 nm:ssä, lingottiin sit-20 ten ja solut suspendoitiin tuoreeseen LB-väliaineeseen, jota oli esilämmitetty 45°C:ssa. Viljelyä inkuboitiin sitten 45°C:n kylvyssä 15 minuuttia hajotussyklin indusoimiseksi (koska immuniteettigeenituote on lämpöherkkä).Airplication of the gene product was performed as follows. Lysogen was cultured at 32 ° C in LB medium until a density of 0.8 at 650 nm was reached, then centrifuged and the cells were suspended in fresh LB medium preheated at 45 ° C. The culture was then incubated in a 45 ° C bath for 15 minutes to induce a digestion cycle (because the immune gene product is heat sensitive).

Inkubointia jatkettiin sitten voimakkaasti ravistaen 25 37°C:ssa kolme tuntia. Amylaasiaktiivisuus mitattiin sitten päällä olevassa nesteessä ja soluissa. Arvot on esitetty taulukossa I.The incubation was then continued with vigorous shaking at 37 ° C for three hours. Amylase activity was then measured in the supernatant and cells. The values are shown in Table I.

Tämä erikoiskoe valaisee "sub-sub-kloonaus"-menetel-mää plasmidista uuteen lambda-faagiin. On helposti ymmär-30 rettävissä, että DNA lambda NM 781 alfa Amy l:stä olisi aivan yhtä helposti voitu sub-kloonata faagiin lambda T4 lig. CI 857 Warn Earn Sam. Vaihtoehtoisesti luovuttaja-DNA olisi voitu kloonata suoraan viimeksi mainittuun faagiin, jolloin mikä tahansa määrä muunnoksia esimerkkiprosessista on 35 toteuttavissa.This special experiment illustrates the "sub-sub-cloning" method from plasmid to new lambda phage. It is readily understood that DNA from lambda NM 781 alpha Amy 1 could just as easily have been sub-cloned into phage lambda T4 lig. CI 857 Warn Earn Sam. Alternatively, the donor DNA could have been cloned directly into the latter phage, with any number of modifications from the exemplary process being feasible.

22 7 5 3 6 7 F. Lambda NM 781 alfa Amy l:n E. coli CL 7002 (pCP 2);n ja E. coli CL 7003 (lambda alfa Amy 1):n tuottaman amylaasin talteenotto ja luonnehtiminen22 7 5 3 6 7 F. Recovery and characterization of amylase produced by E. coli CL 7002 (pCP 2) and E. coli CL 7003 (lambda alpha Amy 1) by lambda NM 781 alpha Amy 1

Kuten esimerkissä I käytettiin osmoottista shokkia 5 entsyymin talteenottoon. Lisäksi, koska tämän esimerkin entsyymi on lämpöä kestävä, voitiin sitä puhdistaa edelleen lisäämällä vesipitoiseen liuokseen 10 mM Ca++ ja lämmittämällä liuos 80°C:seen ja pitämällä se siinä 10minuuttia; tämä käsittely saostaa kaikki E. coli -proteiinit ja sal-10 lii alfa-amylaasin talteenoton äärimmäisen puhtaassa muodossa, jolloin yleensä mitään orgaanista jätettä tai muita entsyymejä ei ole läsnä.As in Example I, osmotic shock was used to recover the 5 enzymes. In addition, since the enzyme of this example is heat resistant, it could be further purified by adding 10 mM Ca ++ to the aqueous solution and heating the solution to 80 ° C and keeping it there for 10 minutes; this treatment precipitates the recovery of all E. coli proteins and sal-10 lii alpha-amylase in an extremely pure form, in which case no organic waste or other enzymes are usually present.

Alfa-amylaasin spesifisyys määritettiin: se on aktiivinen amyloosin ja tärkkelyksen suhteen, hydrolyysi-15 tuotteet ovat glukoosi, maltoosi ja maltötrioosi sekä pieniä määriä suurempimolekyylipainoisia komponentteja. Tämä entsyymi ei ole aktiivinen syklodekstriinille. Myös entsyymin lämmönkestävyys tutkittiin ja sen osoitettiin olevan hyvin suuri. Optimilämpötila aktiivisuudelle 0,5-%:isella 20 amyloosilla on välillä 80-90°C. 8 %:lla liukoista tärkkelystä optimi on n. 100°C:n paikkeilla.The specificity of alpha-amylase was determined: it is active against amylose and starch, the hydrolysis products are glucose, maltose and maltotriose, and small amounts of higher molecular weight components. This enzyme is not active for cyclodextrin. The heat resistance of the enzyme was also studied and shown to be very high. The optimum temperature for activity with 0.5% amylose is between 80-90 ° C. For 8% of soluble starch, the optimum is around about 100 ° C.

On mahdollista, että mikro-organismi, jota tässä nimitetään Bacillus coagulansiksi, on todellisuudessa Bacillus licheniformis.It is possible that the microorganism referred to herein as Bacillus coagulans is in fact Bacillus licheniformis.

Il 23 —i 75367 - ε :rO I \ WC rfl 0 W to H >Il 23 —i 75367 - ε: rO I \ WC rfl 0 W to H>

Q) -P 4-J MQ) -P 4-J M

WO 4-1 rOWO 4-1 rO

H 3 W CH 3 W C

:rO -P >i a> :rO: rO -P> i a>: rO

M H :r0 X X X H gM H: r0 X X X H g

CL) £ tn X (N vo H rO :rOCL) £ tn X (N or H rO: rO

CL, >i H ro - - - > 4>CL,> i H ro - - -> 4>

3 >1H *J< H O VO H3> 1H * J <H O VO H

Λ! W - rfCM<N>CΛ! W - rfCM <N> C

h +) C h n h ro ,χ O) (O β o Φ 4->h +) C h n h ro, χ O) (O β o Φ 4->

WC -HOWC -HO

C W -r~iC W -r ~ i

H OH O

tn :tO Otn: tO O

C W 4-1 CC W 4-1 C

tÖ β O Γ— ID H · HtÖ β O Γ— ID H · H

H (1) ro VO CO fö f0 H · 3(00) σ N* H £ β -P tÖ &i w -μ csj h x; tn ro tn x; n* -3- tn n h β 4-> <u tnH (1) ro VO CO fö f0 H · 3 (00) σ N * H £ β -P tÖ & i w -μ csj h x; tn ro tn x; n * -3- tn n h β 4-> <u tn

O H >H r-H r-H ·· 4J 4J -HO H> H r-H r-H ·· 4J 4J -H

O O) en to PO O) en to P

C E to tn r—iC E to tn r — i

• O X X UPO• O X X UPO

mo .HJ x XrH-p-ptn H- P o oj ro tn o M - .X Ή II O ro LO m J3 ·π fl ftJ-HO O' (N r-H (0 β (0 n O M -P en 4-i tn x: M 4-· 4-> tn r-H β 3 M -h β ro ro ro tn P H (0 -H 4-1 tn H \ β m fXj tn 4J rö P X -M £ M O P £ tö :tö .Ω h o o O £ hmo .HJ x XrH-p-ptn H- P o oj ro tn o M - .X Ή II O ro LO m J3 · π fl ftJ-HO O '(N rH (0 β (0 n OM -P en 4 -i tn x: M 4- · 4-> tn rH β 3 M -h β ro ro ro tn PH (0 -H 4-1 tn H \ β m fXj tn 4J rö PX -M £ MOP £ tö: tö .Ω hoo O £ h

Eh tn £ r-H VO 'ΓΉ »-H t-HEh tn £ r-H VO 'ΓΉ »-H t-H

tn o P i i i σ> i >i-3tn o P i i i σ> i> i-3

H ,Χ H - £ >1 .-HH, Χ H - £> 1.-H

:0 <P O (N -H ttJ 4) O: 0 <P O (N -H ttJ 4) O

.X M tn h tn 4J tn •H -X ro (1) tn H :r0 x 4_i ro .X H I M tn >ι Π3 >i (1) :rö H :rd £.X M tn h tn 4J tn • H -X ro (1) tn H: r0 x 4_i ro .X H I M tn> ι Π3> i (1): rö H: rd £

β r-H !(0 · »X Eβ r-H! (0 · »X E

*“ -H o <U tN £ <*> 3 tn M 4-i - h h tn 3 >H :r0 tn <N ^ O vo ro £ m tl) 3 (D H ¢) <i ro r~~ ro >1- β tn £ Ή β r-H (N tN >, o :® 0) H -H :ro tn :rd ^3 > tn :rö r0 4-1 β £ 3 rH d) Oi > β 0) H 3 •H β Q) :r0 0) tn* “-H o <U tN £ <*> 3 tn M 4-i - hh tn 3> H: r0 tn <N ^ O vo ro £ m tl) 3 (DH ¢) <i ro r ~~ ro> 1- β tn £ Ή β rH (N tN>, o: ® 0) H -H: ro tn: rd ^ 3> tn: rö r0 4-1 β £ 3 rH d) Oi> β 0) H 3 • H β Q): r0 0) tn

-P (0 rH :0 4-> 4-1 H-P (0 rH: 0 4-> 4-1 H

X ·η >ι β 4) O) > (0 >i | :r0 >1 β hX · η> ι β 4) O)> (0> i |: r0> 1 β h

•H (0 £ (0 H :rö :nj o> -H• H (0 £ (0 H: rö: nj o> -H

tn tn << ro h ΗΓχΕ4-> njtn ,χ >ι— h η λ: t0 tö rö -H H 0) r0 -X totn tn << ro h ΗΓχΕ4-> njtn, χ> ι— h η λ: t0 tö rö -H H 0) r0 -X to

Ηβ HU4 4-1 4-> tn -X HΗβ HU4 4-1 4-> tn -X H

>ιβ H -rH >i >i-HinOin E (0 (OrvIrH 04 H ro £ Cl · X! 3 < X O o, O0)O<:rtJUtn3> ιβ H -rH> i> i-HinOin E (0 (OrvIrH 04 H ro £ Cl · X! 3 <X O o, O0) O <: rtJUtn3

H O £ O -n O :rflO HH O £ O -n O: rflO H

tn 03 n m o h n m £ o to >, β o- i -H uh vr> 4-> £ tö Jn J > J h :0 tn 3 h s u u u u m x h h 3 2 - ,Χ 4-) 4-> to σ -H —» -H — -H ro -H 44 44 3 fÖtÖHCNflJHCNHTO tn 3 O 4-1 O Ό O HO O ,0 .X 3 O tn U -Q U CU H O Pj U £ >i β £ 3 £ U O U 3 H tn T3tn 03 nmohnm £ o to>, β o- i -H uh vr> 4-> £ tö Jn J> J h: 0 tn 3 hsuuuumxhh 3 2 -, Χ 4-) 4-> to σ -H - »- H - -H ro -H 44 44 3 fÖtÖHCNflJHCNHTO tn 3 O 4-1 O Ό O HO O, 0 .X 3 O tn U -QU CU HO Pj U £> i β £ 3 £ UOU 3 H tn T3

• ro · CL, H · CL, · —I H E O <D• ro · CL, H · CL, · —I H E O <D

CQ ·—I W " 4J CU CP "— X XCQ · —I W "4J CU CP" - X X

XX

75367 2475367 24

Esimerkki IIAExample IIA

Plasmidin pCP 2 subkloonaus plasmidiksi pc 194 ja uuden plasmidin ekspressoiminen Bacillus subtiliksessa.Subcloning of plasmid pCP 2 into plasmid pc 194 and expression of the new plasmid in Bacillus subtilis.

Tämä esimerkki kuvaa menetelmää, jolla keksinnön mu-5 kaisesti valmistettu rekombinantti-DNA voidaan ekspressoida isäntäbakteerissa, muussa kuin E. colissa, nimittäin eräässä Bacillus subtilis-kannassa*This example illustrates a method by which recombinant DNA prepared according to the invention can be expressed in a host bacterium other than E. coli, namely a strain of Bacillus subtilis *

Plasmidi pCP 2, esimerkistä II, sisältää 3,31 Kb:n fragmentit B. coagulans-luovuttajasta; plasmidia luonnehdi-10 taan lisäksi sillä, että se antaa ampisilliini- ja tetrasyk-liiniresistenssin ja sisältää kaksi pilkkomiskohtaa sekä Eco Rl:lie että Hind III:lie. Plasmidi pCP 2 pilkottiin neljäksi fragmentiksi sekä Eco Rl:11a että Hind III:11a, käsiteltiin ligaasilla ja käytettiin transformoimaan HB 101, 15 kuten edellisissä esimerkeissä.Plasmid pCP 2, from Example II, contains 3.31 Kb fragments from a B. coagulans donor; the plasmid is further characterized by conferring ampicillin and tetracycline resistance and containing two cleavage sites for both Eco R1 and Hind III. Plasmid pCP 2 was digested into four fragments of both Eco R1 and Hind III, treated with ligase, and used to transform HB 101, 15 as in the previous examples.

Muodostettiin uusia plasmideja, jotka tässä nimettiin pCP 2,3:ksi ja joissa oli 2,64 Kb:n fragmentit B. coagulans-DNA:ta, jolloin tämä fragmentti sisälsi alfa-amylaasia koo-daavan geenin. pCP 2,3:11a on yksi ainoa kohta sekä Eco Rl 20 että Hind III varten ja antaa sekä ampisilliini- että tetra-syki iiniresistenssin.New plasmids, designated herein as pCP 2.3, were constructed with 2.64 Kb fragments of B. coagulans DNA, this fragment containing the gene encoding alpha-amylase. pCP 2,3 is a single site for both Eco R12 and Hind III and confers both ampicillin and tetracycline resistance.

Seuraavaa vaihetta varten valittiin plasmidi pC 194, jonka tiedetään olevan plasmidi, joka pystyy monistumaan Bacillus subtiliksessa. pC 194 antaa kloramfenikoliresis-25 tenssin ja sillä on yksi ainoa Hind III-kohta.For the next step, plasmid pC 194, which is known to be able to amplify in Bacillus subtilis, was selected. pC 194 gives the intensity of chloramphenicol resistance-25 and has a single Hind III site.

Sekä pCP 2,3 että pC 194 avattiin Hind III:11a, sekoitettiin ja liitettiin muodostamaan uusi plasmidi, joka nimettiin pCH l:ksi, ja joka sisälsi alfa-amylaasia koodaa-van geenin ja jolla oli sekä kloramfenikoliresistenssi 30 että ampilliiniresistenssi, joskin kloramfenikoliresis- tenssin taso oli alhainen E. colissa. Kuten edellä preparaattia käytettiin transformoimaan E. coli HB 101.Both pCP 2,3 and pC 194 were opened with Hind III, mixed and ligated to form a new plasmid, designated pCH 1, which contained the gene encoding alpha-amylase and had both chloramphenicol resistance 30 and ampillin resistance, albeit chloramphenicol resistance. tensile levels were low in E. coli. As above, the preparation was used to transform E. coli HB 101.

B. subtiliksen mutanttikantaa, joka on nimetty QB 1133:ksi (saatu Cr Michael Steinmetz'ilta, Institut de 35 Recherche en Biologia Moleculaire, Universite Paris VII,B. a mutant strain of subtilis designated QB 1133 (obtained from Cr Michael Steinmetz, Institut de 35 Recherche en Biologia Moleculaire, Universite Paris VII,

Tour 43, 2 Place Jussieu, 75221 Paris Cedex 05), ja jolla ei ole alfa-amylaasiaktiivisuutta, käsiteltiin sitten il 25 75367 S. Chamg'in ja S. Cohen’in, Molec. Gen. Genet. 168 (1979)Tour 43, 2 Place Jussieu, 75221 Paris Cedex 05), and lacking alpha-amylase activity, was then treated with 75 757 S. Chamg and S. Cohen, Molec. Gen. Genet. 168 (1979)

Hl - 115 menetelmän mukaisesti protoplastien muodostamiseksi. Protoplastit transformoitiin sitten pCH l:llä käyttäen Chang'in ja Cohen'in (Ibid) polyetyleeniglykolivälit-5 teistä transformointimenetelmää.H1-115 according to the method for forming protoplasts. The protoplasts were then transformed with pCH 1 using the polyethylene glycol-mediated transformation method of Chang and Cohen (Ibid).

Protoplasteja inkuboitiin sitten runsassisältöises-sä väliaineessa 1,5 tuntia bakteereissa olevan plasmidin sallimiseksi ekspressoida resistenssi kloramfenikolille.The protoplasts were then incubated in rich medium for 1.5 hours to allow the plasmid in the bacteria to express resistance to chloramphenicol.

Protoplastit levitettiin sitten regeneroimisväliai-10 neelle, johon oli lisätty kloramfenikolia määrässä 20 ^ug/ml. Kahden päivän inkuboinnin jälkeen 37uC:ssa oli ilmestynyt transformoitujen solujen pesäkkeitä; pesäkkeet, joilla oli alfa-amylaasiaktiivisuus, havaittiin jodihöyry-värjäysmenetelmällä. Yksi klooni, joka nimettiin B. subtilis 15 CL 8001 (pCH l):ksi, talletettiin 13.1.1931 NCIB nro 11629:nä. Alkuperäinen kanta QB 1133 talletettiin myös 13.1.1981 NCIB nro 11628:na.The protoplasts were then applied to regeneration medium supplemented with chloramphenicol at 20 ug / ml. After two days of incubation at 37 ° C, colonies of transformed cells had appeared; colonies with alpha-amylase activity were detected by the iodine vapor staining method. One clone, designated B. subtilis 15 CL 8001 (pCH 1), was deposited on January 13, 1931 as NCIB No. 11629. The original strain QB 1133 was also deposited on 13 January 1981 as NCIB No. 11628.

B, subtilis CL 8001 (pCH 1) on pysyvä ainoastaan kloramfenikolin läsnäollessa. Sitä voidaan käyttää tuot-20 tamaan alfa-amylaasia viljelemällä väliaineessa, joka sisältää kloramfenikolia (20/Ug/ml). Alfa-amylaasi voidaan helposti ottaa talteen viljelynesteestä.B, subtilis CL 8001 (pCH 1) is stable only in the presence of chloramphenicol. It can be used to produce alpha-amylase by culturing in a medium containing chloramphenicol (20 μg / ml). Alpha-amylase can be easily recovered from the culture medium.

Yli yön kestävän viljelyn jälkeen kloramfenikolin läsnäollessa määritettiin tuotetun alfa-amylaasin määrä 25 seuraavasti: Päällä oleva neste Solut Yhteensä (U/L) (U/L) (U/L) 136 14 150After overnight culture in the presence of chloramphenicol, the amount of alpha-amylase produced was determined as follows: Upper liquid Cells Total (U / L) (U / L) (U / L) 136 14 150

Esimerkki IIIExample III

30 Beta-amylaasin kloonaus30 Cloning of beta-amylase

Luovuttaja-mikro-organismi oli Bacillus cereus kanta, jota on kuvattu Agency of Industrial Science & Technology'n (Japani) brittiläisessä patentissa nro 1 466 009. Se on talletettu kokoelmaan Fermentation 35 Research Institute of Chiba-shi, Japani 20.12.1973 FERM -P nro 2391:nä ja talletettu myös kokoelmaan American Type Culture Collection ATCC nro 31102:nä 26.12.1974. Sen 26 7 5 3 6 7 tiedetään tuottavan sekä beta-amylaasia että alfa-1,6-glu-kosidaasia.The donor microorganism was a strain of Bacillus cereus described in British Patent No. 1,466,009 to the Agency of Industrial Science & Technology (Japan). It was deposited in Fermentation 35 Research Institute of Chiba-shi, Japan on December 20, 1973 FERM - P No. 2391 and also deposited in the American Type Culture Collection ATCC No. 31102 on December 26, 1974. Its 26 7 5 3 6 7 is known to produce both beta-amylase and alpha-1,6-Glu cosidase.

A. Beta-amylaasigeenin kloonaus lambda NM 781:ssäA. Cloning of the beta-amylase gene in lambda NM 781

Menetelmät, joita käytettiin pilkontaan, liittämiseen 5 ja rekombinanttifaagien talteenottoon, olivat samat kuin esimerkissä II. B. cereuksen DNA (2 ^ug) pilkottiin normaaliolosuhteissa Eco Rl -restriktioentsyymillä. Faagivektori-DNA (1,25 yug, lambda NM 781) leikattiin myös Eco Rl:11a. Ligaatio ja pakkaaminen suoritettiin, kuten edellä selos-10 tettiin.The methods used for digestion, ligation, and recovery of recombinant phages were the same as in Example II. B. cereus DNA (2 μg) was digested under normal conditions with the restriction enzyme Eco R1. Phage vector DNA (1.25 μg, lambda NM 781) was also cut with Eco R1. Ligation and packaging were performed as described above.

Löydettiin useita rekombinanttifageja, joilla oli amylaasiaktiivisuus (n. 1 500:sta). Yksi näistä faageista (nimetty "lambda NM 781 beta Amy l:ksi) valittiin; se on talletettu kokoelmaan NCIB 12.2.1980 NCIB nro 11574:nä.Several recombinant phages with amylase activity (about 1,500) were found. One of these phages (designated "lambda NM 781 beta Amy 1") was selected and deposited in the NCIB on February 12, 1980 as NCIB No. 11574.

15 B. Beta-amylaasigeenin lambda NM 781 beta Amy l:stä uudelleenkloonaaminen plasmidiin pBR 322B. Recloning of the lambda NM 781 beta-amylase gene from beta Amy 1 into plasmid pBR 322

Entsyymituotannon lisäämiseksi tätä ensimmäistä beta-amylaasikloonia käytettiin beta-amylaasia koodaavan DNA:n lähteenä sen subkloonaamiseksi monikopioplasmidiin 20 pBR 322.To increase enzyme production, this first beta-amylase clone was used as a source of DNA encoding beta-amylase to subclon it into multicopy plasmid pBR 322.

2 yUg lambda NM 781 beta Amy 1 DNA: ta ja 1 ^,ug pBR 322 leikattiin Eco Rl:11a, sekoitettiin ja käsiteltiin T4-ligaasilla. Ligaatio ja transformointi toteutettiin, kuten edellä selostettiin.2 μg of lambda NM 781 beta Amy 1 DNA and 1 μg of pBR 322 were cut with Eco R 1, mixed and treated with T4 ligase. Ligation and transformation were performed as described above.

25 Yhdellä pesäkkeellä 200:sta ampisilliiniresisten- tistä pesäkkeestä oli tärkkelystä hajottava aktiivisuus.One of the 200 ampicillin-resistant colonies had starch degrading activity.

Yksi eristettiin ja nimettiin E. coli CL 7004 (pCP 3):ksi; se talletettiin 15.9.1980 NCIB nro 11602:na.One was isolated and designated E. coli CL 7004 (pCP 3); it was deposited on 15 September 1980 as NCIB No. 11602.

C. Beta-amylaasigeenin uudelleenkloonaus faagin 30 lambda-johdannaiseen, joka pystyy lysogenisoimaan E. colin Käytetty vektori oli lämpöherkkä lambda T4 lig faagi CI 857 Warn Earn Sam (lambda NM 989) , jota kuvattiin esimerkissä II. N. 1 yug plasmidin pCP 3 DNA:ta ja 0,5 ^ug faagi-DNA:ta pilkottiin, sitten fragmentit liitettiin yhteen ja syn-35 tyneet DNA-fragmentit pakattiin in vitro. Faagipartikkelit, joilla oli amylaasiaktiivisuus, eristettiin ja käytettiin antamaan lysogeenisiä pesäkkeitä samalla menetelmällä kuin edellä.C. Recloning of the Beta-Amylase Gene into a Phage 30 Lambda Derivative Capable of Lysogenizing E. coli The vector used was heat-sensitive lambda T4 lig phage CI 857 Warn Earn Sam (lambda NM 989) described in Example II. Approximately 1 ug of plasmid pCP 3 DNA and 0.5 ug of phage DNA were digested, then the fragments were ligated together and the resulting DNA fragments were packaged in vitro. Phage particles with amylase activity were isolated and used to give lysogenic colonies by the same method as above.

Il 27 75 3 67 E. coli C 600-kanta, joka on lysogeeninen tälle rekombi-nanttifaagille, eristettiin ja nimitettiin E. coli CL 7005:ksi (lambda beta Amy 1); tämä talletettiin 15.9.1980 NCIB nro 11603:na.Il 27 75 3 67 E. coli strain C 600, which is lysogenic for this recombinant phage, was isolated and designated E. coli CL 7005 (lambda beta Amy 1); this was deposited on 15 September 1980 as NCIB No. 11603.

5 D. Amylaasi-geenituotteen amplifikaatio5 D. Amylase gene product amplification

Kaikissa klooneissa ja subklooneissa amylaasiaktii-visuus havaittiin DNS-menetelmällä. Beta-amylaasiaktiivi-suus varmistettiin TLC-kromatogrammeilla maltoosin yhden 10 ainoan täplän läsnäololla amyloosi-digestoinnin jälkeen.Amylase activity was detected in all clones and subclones by DNA method. Beta-amylase activity was confirmed by TLC chromatograms in the presence of a single spot of maltose after amylose digestion.

Beta-amylaasigeenin amplifikaatio eri klooneissa suoritettiin, kuten edellä selostettiin. Taulukossa II on esitetty entsymaattinen aktiivisuus alkuperäisessä kannas-15 sa verrattuna tähän aktiivisuuteen kolmessa kloonissa; tämä aktiivisuus saatiin joko faagilysaatista tai esimerkissä II kuvatulla osmoottisella shokkimenetelmällä.Amplification of the beta-amylase gene in different clones was performed as described above. Table II shows the enzymatic activity of the original strain-15 sa compared to this activity in three clones; this activity was obtained either from the phage lysate or by the osmotic shock method described in Example II.

28 75367 1 « * i 3 ro tn qj MM’ '028 75367 1 «* i 3 ro tn qj MM '' 0

•H -U O -P• H -U O -P

> -H M tn H> -H M tn H

-HM ' (1) H-HM '(1) H

•H \ o o vd m h c -P :i0 <N co t" ^ tj :nj ;o ^ g to to tn Ό -* tn z tn tn ω ή tn tn -h •h -h G ·- ro to tn to <#> > ρ ^ ^ a> q> 2 o >t M M g 3 ·£ ö o -h 3 0 qj *. m tn « tn -h :ro qj• H \ oo vd mhc -P: i0 <N co t "^ tj: nj; o ^ g to to tn Ό - * tn z tn tn ω ή tn tn -h • h -h G · - ro to tn to <#>> ρ ^ ^ a> q> 2 o> t MM g 3 · £ ö o -h 3 0 qj *. m tn «tn -h: ro qj

•p M G M• p M G M

> _ 00 00 3 O M M> _ 00 00 3 O M M

•H 3 o>p ·. ·. 4J 4J ;rg •H -p cm tn o a :t0 >1 -3 -P ^ιη-πίχ,αε rO p rfj flj Π3 „C A-> 2 •H -H M >, O -P 03 W V) 4J jj• H 3 o> p ·. ·. 4J 4J; rg • H -p cm tn o a: t0> 1 -3 -P ^ ιη-πίχ, αε rO p rfj flj Π3 „C A-> 2 • H -H M>, O -P 03 W V) 4J jj

2 ‘P -P ¢) - li H2 ‘P -P ¢) - li H

fö CD*—Id) -m dj :rd .p n3fö CD * —Id) -m dj: rd .p n3

-H 3 3 \ +J ^ 3 .Q E M-H 3 3 \ + J ^ 3 .Q E M

3 tn .(0 -H » (—1 M E tä c i—l M :θ P c- *3· O ··· QJ Ό <0 O > Λ! :r0 M (N B) # U m n I CO -H M :ttJ tn 3 ε3 tn. (0 -H »(—1 ME tä ci — l M: θ P c- * 3 · O ··· QJ Ό <0 O> Λ!: R0 M (NB) # U mn I CO -HM : ttJ tn 3 ε

H 3 -H -H E trO ·—I -H 3 rOH 3 -H -H E trO · —I -H 3 rO

h +j to —+j tn μ Ό tn hh + j to - + j tn μ Ό tn h

Q) tn M ir! Λί -H M * ,3 MQ) tn M is! Λί -H M *, 3 M

O X> M >— (0 >H w M Q) >, > MO X> M> - (0> H w M Q)>,> M

·* _, ·Ρ E -P 0) M M· * _, · Ρ E -P 0) M M

^30J (N CM >i 3 G M O^ 30J (N CM> i 3 G M O

3 +> G <#> - ^ 3 M -P U3 +> G <#> - ^ 3 M -P U

'p -p o f» ^ tn ro ro λ; 3001 r- ^ -P > m ro · <0 Ό M M M O -H rH Cl] E-· -h x r-π 3 to tn -h :ro «*'p -p o f »^ tn ro ro λ; 3001 r- ^ -P> m ro · <0 Ό M M M O -H rH Cl] E- · -h x r-π 3 to tn -h: ro «*

« -p 2 3 H >i -G > ro C«-P 2 3 H> i -G> ro C

P 3 tn -P h ^ >, tn oiP 3 tn -P h ^>, tn oi

G -P Oi -h -h m tn -PG -P Oi -h -h m tn -P

3 C o > M >i C (D ·' 3 3 ϋ M \ o o m tn μιΟτ-ιΟλ!3 C o> M> i C (D · '3 3 ϋ M \ o o m tn μιΟτ-ιΟλ!

rH 3 rl H lii (Ί CO in rH Q)>lrHOrH 3 rl H lii (Ί CO in rH Q)> lrHO

O -H 3 -P :0 *5r +J -h r- -O -H 3 -P: 0 * 5r + J -h r- -

tn^ ΛίΛ! -P M > m Gtn ^ ΛίΛ! -P M> m G

G G tO ^ rH -rl rH t QJG G tO ^ rH -rl rH t QJ

•tl O 3 -h tn >i rO I 0) •m λ: m c tn :to e λ;• tl O 3 -h tn> i rO I 0) • m λ: m c tn: to e λ;

tuotua ^(OtO rHimported ^ (OtO rH

CP to G >1 U) tn fO :i0 QJ M IB - tn ·η c to tn ·· tnCP to G> 1 U) tn fO: i0 QJ M IB - tn · η c to tn ·· tn

•H Tl 3 tj (O ·· G• H Tl 3 tj (O ·· G

m 3 o tn u <u oto . tnotnotn 3 tn m -h n ·· tn x di tn — >0^3 o a) n h m g o A -p r^tn O r-v m m n- f o 'H x. H >1 n Tf-Ρ-ΗΓΟ -Γ-Ι 33 ME —' λ; -P 3m 3 o tn u <u oto. tnotnotn 3 tn m -h n ·· tn x di tn -> 0 ^ 3 o a) n h m g o A -p r ^ tn O r-v m m n- f o 'H x. H> 1 n Tf-Ρ-ΗΓΟ -Γ-Ι 33 ME - 'λ; -P 3

rftu rO -P G (0 .Grftu rO -P G (0 .G

G P U — QJ :0 tn 30) U rO CL, M 3 -P >, tn <0 MO U -P ^ 4JM .. tn o HO) >1 +j P M u tnG P U - QJ: 0 tn 30) U rO CL, M 3 -P>, tn <0 MO U -P ^ 4JM .. tn o HO)> 1 + j P M u tn

to CQ < Λ T tn fi O O M O Mto CQ <Λ T tn fi O O M O M

o o < Ό 3 >, cn 3 —* m o o m tn m f—i cm oo to tn -P o r- 4J >1 >i >i tn r3 ,3 QJ G M M i—lo o <Ό 3>, cn 3 - * m o o m tn m f — i cm oo to tn -P o r- 4J> 1> i> i tn r3, 3 QJ G M M i — l

tnSUUX) 3 0) QJ QJ rOtnSUUX) 3 0) QJ QJ rO

3 2 3 t-ι τι -r-ι τι3 2 3 t-ι τι -r-ι τι

0) -H -H 3 Mi—I M i—I0) -H -H 3 Mi-I M i-I

P <0 M M T3 O M M M :r0 0) Ό O O -Q CO>>>tn υ .ο υ o e E ro ^P <0 M M T3 O M M M: r0 0) Ό O O -Q CO >>> tn υ .ο υ o e E ro ^

• (0 · · M i—I CM M• (0 · · M i — I CM M

CQ M W W —· — — — —CQ M W W - · - - - -

IIII

75367 2975367 29

Esimerkki IVExample IV

Pullulanaasigeenin kloonausCloning of the pullulanase gene

Luovuttaja-mikro-organismi oli Klebsiella pneumoniae, jonka on kuvattu H. Bender julkaisussa Biochem. Z. 334 (1961) 5 79-95 ja joka on talletettu kokoelmaan ATCC 6.6.1983 nro 15050:na. Se on mainittu myös A.E. Staley'n brittiläisessä patentissa nro 1 273 789.The donor microorganism was Klebsiella pneumoniae, described by H. Bender in Biochem. Z. 334 (1961) 5 79-95 and deposited with the ATCC on June 6, 1983 as No. 15050. It is also mentioned in A.E. Staley's British Patent No. 1,273,789.

2,25 ug luovuttaja-DNA:ta uutettiin ja fragmentoitiin Eco RI:lla käyttäen standardiolosuhteita, ja 1,25 ug lambda 10 NM 781 DNA:ta leikattiin samalla entsyymillä samoissa olosuhteissa. Inkubointi kesti kolme tuntia 37°C:ssa, minkä jälkeen reaktio lopetettiin kuumentamalla 10 minuuttia 75°C:ssa. Pilkonnan täydellisyys määritettiin, kuten esimerkissä lii2.25 ug of donor DNA was extracted and fragmented with Eco RI using standard conditions, and 1.25 ug of lambda 10 NM 781 DNA was digested with the same enzyme under the same conditions. The incubation lasted for three hours at 37 ° C, after which the reaction was stopped by heating for 10 minutes at 75 ° C. The completeness of the cleavage was determined as in Example lii

Pilkotut DNA:t liitettiin, otettiin talteen ja käy-15 tettiin E. colin kannan HB 101 infektoimiseen, kaikki, kuten esimerkissä II. Saatiin n. 2 x 10^ PFU/yug lambda-DNA:ta.The digested DNAs were ligated, recovered, and used to infect E. coli strain HB 101, all as in Example II. Approximately 2 x 10 10 PFU / μg lambda DNA was obtained.

Kahden päivän inkuboinnin jälkeen 37°C:ssa levyillä, jotka sisälsivät BBL-tryptikaasia + 0,25 % pullulaania, jotkut plakit osoittivat pullulanaasiaktiivisuutta, ts.After two days of incubation at 37 ° C in plates containing BBL-trypticase + 0.25% pullulan, some plaques showed pullulanase activity, i.

20 niitä ympäröivät sameat renkaat, jotka ovat luonteenomaisia "ylikasvaneille” bakteereille. Pullulanaasia tuottavien faagien osuus oli suuruusluokkaa 1/2500.20 they are surrounded by turbid rings characteristic of “overgrown” bacteria.The proportion of phagulanase-producing phages was on the order of 1/2500.

Yksi valittiin ja se nimettiin tässä lambda NM 781 Pui l:ksi; se talletettiin kokoelmaan NCIB 9.4.1980 NCIB 25 nro 11592:na.One was selected and named here lambda NM 781 Pui 1; it was deposited in the NCIB on April 9, 1980 as NCIB 25 No. 11592.

Pullulanaasiaktiivisuus havaittiin DNS-menetelmällä ja tuote pullulaanin hydrolyysistä faagilysaateilla tunnistettiin maltotrioosiksi ohutlevykromatografiällä.Pullulanase activity was detected by DNS and the product of hydrolysis of pullulan by phage lysates was identified as maltotriose by thin layer chromatography.

Lambda NM 781 Pul 1 sisältää suuren DNA-fragmentin 30 (Klebsiella pneumoniaesta) pituudeltaan 13,5 Kb; tämä fragmentti pilkottiin uudelleen Eco Rl:11a, mikä johti kahteen fragmenttiin, pituudeltaan 6,1 Kb ja vastaavasti 7,4 Kb.Lambda NM 781 Pul 1 contains a large DNA fragment 30 (Klebsiella pneumoniaesta) 13.5 Kb in length; this fragment was re-digested with Eco R1, resulting in two fragments, 6.1 Kb in length and 7.4 Kb, respectively.

6,1 Kb:n subfragmentti kloonattiin sitten uudelleen lambda NM 781:ssä ja sen osoitettiin sisältävän pullulanaasigeenin. 35 Tätä uutta rekombinanttifaagia nimitetään lambda 781 Pui 2:ksi; se talletettiin 15.9.1980 NCIB nro 11604:nä.The 6.1 Kb subfragment was then recloned into lambda NM 781 and shown to contain the pullulanase gene. 35 This new recombinant phage is named lambda 781 Pui 2; it was deposited on 15 September 1980 as NCIB No. 11604.

30 7 5 3 6 7 6,1 Kb:n alaryhmää subkloonattiin edelleen moniko-The 30 7 5 3 6 7 6,1 Kb subgroup was further subcloned into a multivariate

pioplasmidissa pACYC 184 (pBR 322:n johdannainen, jossa on R Rin the pioplasmid pACYC 184 (a derivative of pBR 322 with R R

jälkimmäisen Te -geeni ja Cm -geeni, jossa on yksi Eco RI-kohta). Tätä uutta kloonia nimitetään E. coli CL 7006 5 (pCP 4):ksi; se talletettiin 15.9.1980 NCIB nro 11605:nä.the Te gene of the latter and the Cm gene with one Eco RI site). This new clone is designated E. coli CL 7006 5 (pCP 4); it was deposited on 15 September 1980 as NCIB No. 11605.

Kolmas subklooni rakennettiin kytkemällä 6,1 Kb:n fragmentti faagiin lambda NM 898, kuten esimerkissä II kuvattiin. Tätä kloonia nimitetään E. coli CL 7007 (lambda Pui 2):ksi; se talletettiin 15.9.1980 NCIB nro 11606:na.A third subclone was constructed by ligating a 6.1 Kb fragment into phage lambda NM 898 as described in Example II. This clone is designated E. coli CL 7007 (lambda Pui 2); it was deposited on 15 September 1980 as NCIB No. 11606.

10 Pullulanaasin ekspressio- ja amplifikaatiotaso tut kittiin kaikissa klooneissa. Tulokset on koottu taulukkoon III.The level of pullulanase expression and amplification was examined in all clones. The results are summarized in Table III.

Kuten tuloksista voidaan nähdä, indusoi maltoosi pullulanaasiaktiivisuutta, kun 0,04 % maltoosia on lisätty 15 LB-väliaineeseen. Lisäksi membraanijakeen Triton X 100-kä- sittely oli tarpeen pullulanaasin talteenottamiseksi, mikä osoittaa, että aktiivisuus sijaitsee membraaneissa.As can be seen from the results, maltose induces pullulanase activity when 0.04% maltose is added to 15 LB medium. In addition, Triton X 100 treatment of the membrane fraction was necessary to recover pullulanase, indicating that the activity is located in the membranes.

Il 75367 31 :α3 co - co C 3 φ 0 0 φ C 4-1 Η <0 · c C0 Η C :π3 3 Φ C >ι +J C :3Il 75367 31: α3 co - co C 3 φ 0 0 φ C 4-1 Η <0 · c C0 Η C: π3 3 Φ C> ι + J C: 3

Ifl H O CO COIfl H O CO CO., LTD

Η <D 3 >ι Π φ COΗ <D 3> ι Π φ CO., LTD

> ·Γ0 4-) :3 Ί1 m (Ο Μ ττ ro (Ο -Η •Η ι—I ·Η C0 Ή ^4 ι—I CN f—I rH .H C0 Ή Ή S -Η ^ ν ν » (ΟΜ 4-1 > >ι Ή ι-ΙΟΟΗγΗΟ τι· m > φ> · Γ0 4-): 3 Ί1 m (Ο Μ ττ ro (Ο -Η • Η ι — I · Η C0 Ή ^ 4 ι — I CN f — I rH .H C0 Ή Ή S -Η ^ ν ν » (ΟΜ 4-1>> ι Ή ι-ΙΟΟΗγΗΟ τι · m> φ

X >1 φ EX> 1 φ E

<! Φ CO rH -H<! Φ CO rH -H

Ή 4-1 O COΉ 4-1 O CO

• Ή G φ• Ή G φ

3 3 W :cO3 3 W: cO

CO c H φ CO +> f—I i—t •H -H :3 :n3 r—| Φ r-1 co co TT :rö ··CO c H φ CO +> f — I i — t • H -H: 3: n3 r— | Φ r-1 co co TT: rö ··

C 3 UI 00 O <T> <3 H4 LO Dl HC 3 UI 00 O <T> <3 H4 LO Dl H

ΟΦΦ - 0 Ή φ r~ ro cn cn lo ro ττ o 3 >,ΟΦΦ - 0 Ή φ r ~ ro cn cn lo ro ττ o 3>,

Ή Ή 4-· CN rH CO ro r-c TT +) EΉ Ή 4- · CN rH CO ro r-c TT +) E

-X Φ -C rH r-4 44 1¾ 1 Ό >-< co .c 4J m-X Φ -C rH r-4 44 1¾ 1 Ό> - <co .c 4J m

•H >1 -H CM• H> 1 -H CM

Ή 4J 6 ι—IΉ 4J 6 ι — I

H O (3 -H (0H O (3 -H (0

H Φ (3 c COH Φ (3 c CO

H -H Cd Tt 3 Π3 • :0 3 m cd oo oo Γ' Tr m 3 Ό O W -X C ^ - - en n X ,X .g ro cm <n ro co ro -+ ro -he .X O -H E cm cm f—Ισ> >3H -H Cd Tt 3 Π3 •: 0 3 m cd oo oo Γ 'Tr m 3 Ό OW -XC ^ - - en n X, X .g ro cm <n ro co ro - + ro -he .XO -HE cm cm f — Ισ>> 3

C -H CO Φ rH -Γ-l rHC -H CO Φ rH -Γ-l rH

H CO Λ! 2 -HH CO Λ! 2 -H

C CO >1 4J -HC CO> 1 4J -H

(0 Φ I λ; rH(0 Φ I λ; rH

E-i >4 -H rö rfl OE-i> 4 -H rö rfl O

4> > 3 3 ϋ4>> 3 3 ϋ

CO 4-1 Φ CO 4-1 4JCO 4-1 Φ CO 4-1 4J

.X 3 Ή Φ Γ- CM CO Ό 4-) 4-) 3·.X 3 Ή Φ Γ- CM CO Ό 4-) 4-) 3 ·

Φ Φ Ο 4-) - - - - ·Η ·Η C0UΟ Φ Ο 4-) - - - - · Η · Η C0U

ή ίο o n m ® m (0 e— co 3 3 :3 φ CM > > Η· .· c •Η > rH 3 33 υφ CO "H rH .3 X Ο 4-) 3 > :3 r- 3 3 X :3 -H -H ro Λ! C Φ Λ « W Λ 3 1 Ιή ίο onm ® m (0 e— co 3 3: 3 φ CM>> Η ·. · c • Η> rH 3 33 υφ CO "H rH .3 X Ο 4-) 3>: 3 r- 3 3 X : 3 -H -H ro Λ! C Φ Λ «W Λ 3 1 Ι

Ή ·Η CΗ · Η C

3 W ·Η φ Ή O C0 3 φ rH Ο Ο Μ ϋ C 4J 0 C0 -Η Οι Ή 4-> + ·· :3 I 3 ιΗ U ·γι 3 Ε 3 — -—- ηί Ο Ή g Η4 Η1 Τ5 in 3 Ή 3 -H -H XI Η4 φ Φ -Ρ + C0 10 Ρι Οι g Α C0 Η« 00UU3 τ ,χ 0) -Η 3 Ο Ο Οι Οι -Η 3 XI <0 -Η 4-) 4-)^-- —r ·Η · 4-) Φ E CrHrH C0 3 3 0 r-CH 0 3 3 co co i^o:OcO-n X *h E E E o o o O >i (0 3 3 o o o -H ·· x;3 W · Η φ Ή O C0 3 φ rH Ο Ο Μ ϋ C 4J 0 C0 -Η Οι Ή 4-> + ··: 3 I 3 ιΗ U · γι 3 Ε 3 - -—- ηί Ο Ή g Η4 Η1 Τ5 in 3 Ή 3 -H -H XI Η4 φ Φ -Ρ + C0 10 Ρι Οι g Α C0 Η «00UU3 τ, χ 0) -Η 3 Ο Ο Οι Οι -Η 3 XI <0 -Η 4-) 4 -) ^ - —r · Η · 4-) Φ E CrHrH C0 3 3 0 r-CH 0 3 3 co co i ^ o: OcO-n X * h EEE ooo O> i (0 3 3 ooo -H ·· x;

Φ + + r- r- r^^H-HUΦ + + r- r- r ^^ H-HU

C 3 Ή O 3 ΟιιΗιΗγμγνι3ι3 t-3 E >4 cm co O U U ro coC 3 Ή O 3 ΟιιΗιΗγμγνι3ι3 t-3 E> 4 cm co O U U ro co

3 Ή rH rH -H -h + 4-1 -H3 Ή rH rH -H -h + 4-1 -H

-H 3 3 3 3 -H -H CO -H 3-H 3 3 3 3 -H -H CO -H 3

»HCliOiOiOi^4rH O1—1 -— ι—I —1 iH»HCliOiOiOi ^ 4rH O1—1 -— ι — I —1 iH

Φ ΟΟΟΟΟΜΦΦΟΦ ΟΟΟΟΟΜΦΦΟ

•H Ή iH rH rH U O 4-> CJ T^l ·ΓΊ CO• H Ή iH rH rH U O 4-> CJ T ^ l · ΓΊ CO

CO CO 03 00 00 iH >H H Ή XJ Γ- Γ-· Γ- Γ- . ·3 ·3 -Η ·Η 3 Φ WWEWCi >>·γοCO CO 03 00 00 iH> H H Ή XJ Γ- Γ- · Γ- Γ-. · 3 · 3 -Η · Η 3 Φ WWEWCi >> · γο

ή S S S S X Xή S S S S X X

ΪΧ Z Z Z Z X X X XXΪΧ Z Z Z Z X X X XX

Claims (18)

32 Patenttivaatimukset 7 5 3 6 732 Claims 7 5 3 6 7 1. Menetelmä geneettisesti manipuloidun mikro-organismin valmistamiseksi, jolloin isäntämikro-organismiin li-5 sätään yhdistelmä -DNA, joka sisältää amylaasia koodaavan geenin ja on valmistettu in vitro-menetelmällä pilkkomalla luovuttajabakteerista peräisin oleva DNA ja yhdistämällä syntyneet DNA-fragmentit vektoriin, joka on samalla tavalla pilkottu, tunnettu siitä, että vektori on plas- 10 midi tai lamdba-faagin johdannaisen DNA ja geneettisesti manipuloitu mikro-organismi on bakteeri, joka sopivissa viljelyolosuhteissa pystyy tuottamaan amylaasia oleellisesti puhtaammassa muodossa tai oleellisesti suuremman määrän kuin alkuperäinen luovuttajamikro-organismi tuottaa.A method for producing a genetically engineered microorganism, comprising adding to the host microorganism a recombinant DNA comprising a gene encoding an amylase prepared by an in vitro method by digesting DNA from a donor bacterium and combining the resulting DNA fragments into a vector which is simultaneously cleaved, characterized in that the vector is a plasmid or a DNA of a lamdba phage derivative and the genetically engineered microorganism is a bacterium which, under suitable culture conditions, is capable of producing amylase in a substantially purer form or in a substantially greater amount than the original donor microorganism. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että luovuttajabakteeri on Bacillus-suvun kanta.Method according to Claim 1, characterized in that the donor bacterium is a strain of the genus Bacillus. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että luovuttajabakteeri on Bacillus mega- 20 terium, Bacillus coagulans, Bacillus cereus tai Klebsiella pneumoniae.Method according to Claim 1, characterized in that the donor bacterium is Bacillus megaterium, Bacillus coagulans, Bacillus cereus or Klebsiella pneumoniae. 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että luovuttajabakteeri on Bacillus megaterium NCIB n:o 11568, Bacillus coagulans NCIB n:o 25 11571, Bacillus cereus ATCC n:o 31102 tai Klebsiella pneu moniae ATCC n:o 15050.Method according to Claim 1 or 3, characterized in that the donor bacterium is Bacillus megaterium NCIB No 11568, Bacillus coagulans NCIB No 25 11571, Bacillus cereus ATCC No 31102 or Klebsiella pneu monoge ATCC No 15050. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vektori on plasmidi pBR 322, pACYC 184 tai pC 194.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the vector is plasmid pBR 322, pACYC 184 or pC 194. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vektori on faagi lambda NM 590, lambda NM 781 tai lambda NM 989.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the vector is phage lambda NM 590, lambda NM 781 or lambda NM 989. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhdistelmä-DNA käsittää 35 faagit lambda NM 590 Amy 1, NCIB n:o 11569; lambda NM 781 alfa Amy 1, NCIB n:o 11572; lambda NM 781 beta Amy 1, NCIB 33 7 5 3 6 7 n:o 11574; lambda NM 781 Pul 1, NCIB n:o 11593 ja lambda NM 781 Pul 2, NCIB n:o 11604.Method according to one of Claims 1 to 4 or 6, characterized in that the recombinant DNA comprises 35 phages lambda NM 590 Amy 1, NCIB No. 11569; lambda NM 781 alpha Amy 1, NCIB No. 11572; lambda NM 781 beta Amy 1, NCIB 33 7 5 3 6 7 No. 11574; lambda NM 781 Pul 1, NCIB No. 11593 and lambda NM 781 Pul 2, NCIB No. 11604. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että geneettisesti manipuloitu mikro- 5 organismi on E. coli tai B. subtilis.Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the genetically engineered microorganism is E. coli or B. subtilis. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että geneettisesti manipuloitu mikro-organismi on E. coli CL 7001 (pCP 1), NCIB n:o 11570; E. coli CL 7002 (pCP 2), NCIB n:o 11573; E. coli CL 7003 (lambda alfaMethod according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the genetically engineered microorganism is E. coli CL 7001 (pCP 1), NCIB No. 11570; E. coli CL 7002 (pCP 2), NCIB No. 11573; E. coli CL 7003 (lambda alpha 10. Menetelmä amylaasin valmistamiseksi, tunnet- t u siitä, että jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukaisesti valmistettua geneettisesti manipuloitua mikro-organismia viljellään amylaasia tuottavissa olosuhteissa.A method for producing an amylase, characterized in that the genetically engineered microorganism prepared according to any one of claims 1 to 9 is cultured under amylase-producing conditions. 10 Amy 1), NCIB n:o 11586; E. coli CL 7004 (pCP 3), NCIB n:o 11602; E. coli CL 7005 (lambda beta Amy 1), NCIB n:o 11603; E. coli CL 7006 (pCP 4), NCIB n:o 11605, E. coli CL 7007 (lambda Pui 2), NCIB n:o 11606 tai B. subtilis CL 8001 (pCH 1), NCIB n:o 11629.10 Amy 1), NCIB No. 11586; E. coli CL 7004 (pCP 3), NCIB No. 11602; E. coli CL 7005 (lambda beta Amy 1), NCIB No. 11603; E. coli CL 7006 (pCP 4), NCIB No. 11605, E. coli CL 7007 (lambda Pui 2), NCIB No. 11606 or B. subtilis CL 8001 (pCH 1), NCIB No. 11629. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, t u n - 20. e t t u siitä, että yhdistelmä-DNA on läsnä hajottavan faagin muodossa ja viljely suoritetaan infektoidussa bakteeri-isännässä .The method according to claim 10, characterized in that the recombinant DNA is present in the form of disruptive phage and the culture is performed in an infected bacterial host. 12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhdistelmä-DNA on läsnä faagin muodos- 25 sa lysogeenisessä E. colissa ja viljely suoritetaan niin, että faagin monistuminen indusoidaan lämpökäsittelyllä.Method according to Claim 10, characterized in that the recombinant DNA is present in the form of phage in lysogenic E. coli and the culture is carried out in such a way that phage amplification is induced by heat treatment. 13. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhdistelmä-DNA on läsnä geneettisesti manipuloidussa mikro-organismissa plasmidin muodossa ja vil- 30 jely suoritetaan stationäärifaasiin saakka.A method according to claim 10, characterized in that the recombinant DNA is present in the genetically engineered microorganism in the form of a plasmid and the culture is carried out up to the stationary phase. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että plasmidi on pBR 322:n tai pACYC 184:n johdannainen ja monistumista tehostetaan viljelemällä mikro-organismia kloramfenikolin läsnäollessa ennen sen viljelyä 35 stationäärifaasiin saakka. 34 75367A method according to claim 13, characterized in that the plasmid is a derivative of pBR 322 or pACYC 184 and amplification is enhanced by culturing the microorganism in the presence of chloramphenicol before culturing it to the stationary phase. 34 75367 15. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että näin valmistettu amylaasi on alfa-amy-laasi ja mikro-organismin yhdistelmä-DNA sisältää amylaasia koodaavan geenin, joka on saatu Bacillus megateriumista.The method according to claim 10, characterized in that the amylase thus prepared is alpha-Amylase and the recombinant DNA of the microorganism contains a gene encoding amylase obtained from Bacillus megaterium. 16. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että näin valmistettu amylaasi on lämpöä kestävä alfa-amylaasi ja mikro-organismin yhdistelmä-DNA sisältää amylaasia koodaavan geenin, joka on saatu Bacillus coagulansista.The method according to claim 10, characterized in that the amylase thus prepared is a heat-resistant alpha-amylase and the recombinant DNA of the microorganism contains a gene encoding amylase obtained from Bacillus coagulans. 17. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että näin valmistettu amylaasi on beta-amylaasi ja mikro-organismin yhdistelmä-DNA sisältää amylaasia koodaavan geenin, joka on saatu Bacillus cereuksesta.The method according to claim 10, characterized in that the amylase thus prepared is a beta-amylase and the recombinant DNA of the microorganism contains a gene encoding amylase obtained from Bacillus cereus. 18. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, t u n -15 n e t t u siitä, että näin valmistettu amylaasi on pullula-naasi ja mikro-organismin yhdistelmä-DNA sisältää amylaasia koodaavan geenin, joka on saatu Klebsiella pneumoniaesta. Il 35 Patentkrav 7 5 3 6 7The method according to claim 10, characterized in that the amylase thus prepared is a pullulanase and the recombinant DNA of the microorganism contains a gene encoding amylase obtained from Klebsiella pneumoniae. Il 35 Patentkrav 7 5 3 6 7
FI821678A 1980-02-15 1982-05-12 A process for producing a genetically engineered microorganism containing an amylase coding recombinant DNA, and a process for producing amylase FI75367C (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8005184 1980-02-15
GB8005184 1980-02-15
GB8011842 1980-04-10
GB8011842 1980-04-10
FI810425A FI70424C (en) 1980-02-15 1981-02-12 FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV REKOMBINANT-DNA SOM INNEHAOLLER EN AMYLASKODANDE GEN
FI810425 1981-02-12

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI821678A0 FI821678A0 (en) 1982-05-12
FI821678L FI821678L (en) 1982-05-12
FI75367B true FI75367B (en) 1988-02-29
FI75367C FI75367C (en) 1990-11-04

Family

ID=27241044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI821678A FI75367C (en) 1980-02-15 1982-05-12 A process for producing a genetically engineered microorganism containing an amylase coding recombinant DNA, and a process for producing amylase

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI75367C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI821678A0 (en) 1982-05-12
FI75367C (en) 1990-11-04
FI821678L (en) 1982-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI70424C (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV REKOMBINANT-DNA SOM INNEHAOLLER EN AMYLASKODANDE GEN
CN107400677B (en) Bacillus licheniformis genome editing vector based on CRISPR-Cas9 system and preparation method thereof
Cornet et al. Characterization of two cel (cellulose degradation) genes of Clostridium thermocellum coding for endoglucanases
Ellwood et al. Deletion of a ribosomal ribonucleic acid operon in Escherichia coli
GB2133408A (en) Method for improving the production of proteins in bacillus
JPH04507346A (en) Alkaline proteolytic enzyme and its production method
JPH11514219A (en) Alkalinephilic and thermophilic microorganisms and enzymes derived therefrom.
JPH05508997A (en) Novel thermostable pullulanase
US5175101A (en) Recombinant restriction enzyme sau3ai
US4695546A (en) Transforming Bacillus stearothermophilus with plasmid vector pTB 19
CA1170202A (en) Process for cloning the gene coding for a thermostable alpha-amylase into escherichia coli and bacillus subtilis
FI112666B (en) Non-spore-forming Bacillus subtilis, its preparation and use
FI75367B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN GENETISKT MANIPULERAD MICROORGANISM INNEHAOLLANDE EN FOER AMYLAS KODANDE REKOMBINANT-DNA, OCH ETT FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV AMYLAS.
EP0124076A2 (en) Method for preparation of recombinant plasmids, microorganisms transformed by said plasmids and thermo-stable alpha-amylase
JPH0223872A (en) Recombinant plasmid, bacillus subtilis transformed with said plasmid and production of heat-resistant pullulanase using same
JP4380874B2 (en) Alkaline cellulase gene
FI91885B (en) -amylase coding recombinant DNA and method for producing microorganisms containing them
DK157562B (en) PROCEDURE FOR PREPARING AT LEAST TWO DEOXYRIBONUCLEASES
JP2913411B2 (en) Cellulase gene
Yanofsky et al. Partial revertants of tryptophan synthetase alpha chain active site mutant Asp60–> Asn.
EP0795012A1 (en) $i(FERVIDOBACTERIUM) AMYLASE AND PULLULANASE
JPS6243677B2 (en)
JP2681634B2 (en) New bacterial strain with enhanced thermostable liquefied amylase production capacity
SU1233805A3 (en) Method of producing recombination deoxyribonucleic acid containing gene coding amylase
JPH0365149B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: CPC INTERNATIONAL INC.