KR20220031043A - Streptomyces clabuligerus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 ccaR 프로모터 영역에서의 2개의 점 돌연변이 및 ccaR 유전자에서의 치환 돌연변이를 포함하는 스트렙토미세스 클라불리게루스(Streptomyces clavuligerus) 균주에 관한 것이며, 여기서 ccaR 프로모터 영역에서의 돌연변이는 서열식별번호: 1의 위치 48에 상응하는 부위에서의 C에서 T로의 점 돌연변이 및 서열식별번호: 1의 위치 143에 상응하는 부위에서의 G에서 A로의 점 돌연변이이고; ccaR 유전자에서의 돌연변이는 서열식별번호: 2의 위치 32에 상응하는 부위에서의 아르기닌에서 트립토판으로의 치환이다. 본 발명은 또한 클라불란산을 생산하기 위해 상기 스트렙토미세스 클라불리게루스 균주를 사용하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Streptomyces clavuligerus strain comprising two point mutations in the ccaR promoter region and a substitution mutation in the ccaR gene, wherein the mutation in the ccaR promoter region is of SEQ ID NO: 1 a C to T point mutation at the site corresponding to position 48 and a G to A point mutation at the site corresponding to position 143 of SEQ ID NO: 1; The mutation in the ccaR gene is an arginine to tryptophan substitution at the site corresponding to position 32 of SEQ ID NO:2. The invention also relates to a method of using said Streptomyces clavuligerus strain to produce clavulanic acid.
Description
본 발명은 일반적으로 스트렙토미세스 클라불리게루스(Streptomyces clavuligerus) [에스. 클라불리게루스(S. clavuligerus)]에서 클라불란산 생산의 개선에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 ccaR 프로모터 영역 및 유전자에서의 점 돌연변이를 포함하는 에스. 클라불리게루스, 상기 에스. 클라불리게루스를 만들기 위해 상기 돌연변이를 포함하는 ccaR 프로모터 영역 및 유전자를 포함하는 벡터 및 상기 에스. 클라불리게루스를 사용하여 클라불란산을 생산하는 방법, 및 상기 에스. 클라불리게루스를 사용하여 생산된 클라불란산을 사용하여 제조된 제약 제제를 제공한다.The present invention generally relates to Streptomyces clavuligerus [S. Clavuligerus ( S. clavuligerus )] relates to the improvement of clavulanic acid production. In particular, the present invention relates to the ccaR promoter region and S. Clavuligerus, supra S. A vector comprising a ccaR promoter region and a gene comprising the mutation to make clavigerus and the S. A method for producing clavulanic acid using clavuligerus, and the S. A pharmaceutical formulation prepared using clavulanic acid produced using clavuligerus is provided.
β-락탐 항생제, 예컨대 페니실린은 가장 널리 사용되고 있는 항생제 부류이다 (Bush & Bradford (2016) Cold Spring Harb Perspect Med). 그러나, 특정 병원체는 β-락타마제를 생산하여 β-락탐 항생제의 유효성을 감소시킴으로써 β-락탐 항생제에 대한 내성을 발생시켰다.β-lactam antibiotics, such as penicillins, are the most widely used class of antibiotics (Bush & Bradford (2016) Cold Spring Harb Perspect Med ). However, certain pathogens have developed resistance to β-lactam antibiotics by producing β-lactamase, thereby reducing the effectiveness of β-lactam antibiotics.
클라불란산은 에스. 클라불리게루스에 의해 발효 산물로서 생산되는 페니실린과 구조적으로 관련된 β-락탐 화합물이다. 클라불란산은 에스. 클라불리게루스로부터 단리되었으며 1976년 리딩 앤 콜(Reading and Cole)에 의해 새로운 β-락타마제 억제제로서 특징 규명되었다 (Reading & Cole, (1977) Antimicrob. Agents Chemother.). 클라불란산의 부가는 β-락타마제에 불안정한 항생제의 항박테리아 활성을 증강시키는 것으로 나타났다.Clavulanic acid is S. It is a β-lactam compound structurally related to penicillin produced as a fermentation product by Clavuligerus. Clavulanic acid is S. It was isolated from Clavuligerus and characterized as a novel β-lactamase inhibitor by Reading and Cole in 1976 (Reading & Cole, (1977) Antimicrob. Agents Chemother. ). The addition of clavulanic acid has been shown to enhance the antibacterial activity of β-lactamase-labile antibiotics.
그 이후로, 클라불란산은 β-락탐 항생제에 대해 내성을 가질 수 있는 β-락타마제 생산 병원체로 인한 감염을 치료하기 위해 β-락탐 항생제와 조합하여 제약 산업에서 널리 사용되어 왔다. 클라불란산의 β-락탐 구조는 β-락탐 항생제 대신에, 병원체에 의해 생산된 β-락타마제의 활성 부위와 결합하여 효소의 비가역적 억제를 유발하는 것으로 이해된다 (Labia and Peduzzi, (1985) Drugs Exp. Clin. Res; Georgopapadkou (2004) Exp. Opin. Investig. Drugs).Since then, clavulanic acid has been widely used in the pharmaceutical industry in combination with β-lactam antibiotics to treat infections caused by β-lactamase producing pathogens that may become resistant to β-lactam antibiotics. It is understood that the β-lactam structure of clavulanic acid binds to the active site of β-lactamase produced by the pathogen instead of β-lactam antibiotics, resulting in irreversible inhibition of the enzyme (Labia and Peduzzi, (1985)) Drugs Exp. Clin. Res ; Georgopapadkou (2004) Exp. Opin. Investig. Drugs ).
에스. 클라불리게루스 균주의 개선은 클라불란산의 산업 발효 과정에서 생산 비용을 감소시키는 데 중요한 역할을 한다. 산업 발효에서 더 높은 수율의 클라불란산을 수득하기 위한 균주 개발 전략은 전통적으로 무작위 돌연변이유발 및 선택 기술에 크게 의존해 왔다. 그러나, 에스. 클라불리게루스에 의한 클라불란산 생산에 관여한 주요 생합성 경로 및 조절 메커니즘에 대한 이해가 높아짐에 따라, 균주 개발 전략에는 지식 기반의 합리적인 접근법도 포함되었다 (Paradkar (2013) Journal of Antibiotics).s. Improvement of the clavuligerus strain plays an important role in reducing the production cost in the industrial fermentation process of clavulanic acid. Strains development strategies to obtain higher yields of clavulanic acid in industrial fermentation have traditionally relied heavily on random mutagenesis and selection techniques. However, S. With a growing understanding of the key biosynthetic pathways and regulatory mechanisms involved in clavulanic acid production by clavuligerus, strain development strategies also included a knowledge-based rational approach (Paradkar (2013) Journal of Antibiotics ).
따라서, 더 높은 수율의 클라불란산을 생산하는 부가의 스트렙토미세스 클라불리게루스 균주 및 더 낮은 비용으로 더 높은 수율의 클라불란산을 생산하기 위하여 이러한 균주를 사용하는 개선된 프로세스를 개발할 필요성이 계속 존재한다.Thus, there continues to be a need to develop additional Streptomyces clavulanic acid producing higher yields of clavulanic acid and improved processes using these strains to produce higher yields of clavulanic acid at lower cost. do.
놀랍게도, 본 발명자들은 ccaR 프로모터 영역 및 ccaR 유전자에서의 돌연변이를 포함하는 에스. 클라불리게루스 균주가 야생형 (WT) 에스. 클라불리게루스와 비교 시 더 높은 역가의 클라불란산을 더 빠른 속도로 생산한다는 것을 발견하였다. 본 개시내용은 특히 산업적 규모에서 클라불란산 생산을 위한 개선된 프로세스를 허용할 것이며, 여기서 더 높은 역가의 클라불란산이 야생형 에스. 클라불리게루스와 비교 시 더 낮은 비용으로 생산된다. Surprisingly , the present inventors found that S. The clavuligerus strain is wild-type (WT) S. It was found to produce higher titers of clavulanic acid at a faster rate compared to clavuligerus. The present disclosure will allow for an improved process for clavulanic acid production, particularly on an industrial scale, wherein higher titers of clavulanic acid are used in wild-type S. It is produced at a lower cost compared to Clavuligerus.
본 발명의 제1 측면에 따르면, ccaR 프로모터 영역에서의 2개의 점 돌연변이 및 ccaR 유전자에서의 치환 돌연변이를 포함하는 에스. 클라불리게루스가 제공되며, 여기서 ccaR 프로모터 영역에서의 점 돌연변이는 서열식별번호 (SEQ ID NO): 1의 위치 48에 상응하는 부위에서의 C (시토신)에서 T (티민)로의 돌연변이 및 서열식별번호: 1의 위치 143에 상응하는 부위에서의 G (구아닌)에서 A (아데닌)로의 점 돌연변이를 포함하고; ccaR 유전자에서의 돌연변이는 서열식별번호: 2의 위치 32에 상응하는 부위에서의 아르기닌에서 트립토판으로의 치환이다.According to a first aspect of the present invention, S. comprising two point mutations in the ccaR promoter region and a substitution mutation in the ccaR gene. provided, wherein the point mutation in the ccaR promoter region comprises a C (cytosine) to T (thymine) mutation at the site corresponding to position 48 of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: : comprises a G (guanine) to A (adenine) point mutation at the site corresponding to position 143 of 1; The mutation in the ccaR gene is an arginine to tryptophan substitution at the site corresponding to position 32 of SEQ ID NO:2.
본 발명의 추가 측면에 따르면, 클라불란산의 생산에 사용하기 위한 본 발명의 에스. 클라불리게루스가 제공된다.According to a further aspect of the invention, the S. of the invention for use in the production of clavulanic acid. Clavuligerus is served.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 2개의 점 돌연변이를 포함하는 ccaR 프로모터 영역 및 치환 돌연변이를 포함하는 ccaR 유전자를 포함하는 핵산 서열을 포함하는 벡터가 제공되며, 여기서 ccaR 프로모터 영역에서의 점 돌연변이는 서열식별번호: 1의 위치 48에 상응하는 부위에서의 C에서 T로의 돌연변이 및 서열식별번호: 1의 위치 143에 상응하는 부위에서의 G에서 A로의 돌연변이이고; ccaR 유전자에서의 치환 돌연변이는 서열식별번호: 2의 위치 32에 상응하는 부위에서의 아르기닌에서 트립토판으로의 치환이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a vector comprising a nucleic acid sequence comprising a ccaR promoter region comprising two point mutations and a ccaR gene comprising a substitution mutation, wherein the point mutation in the ccaR promoter region comprises the sequence a C to T mutation at the site corresponding to position 48 of SEQ ID NO: 1 and a G to A mutation at the site corresponding to position 143 of SEQ ID NO: 1; The substitution mutation in the ccaR gene is an arginine to tryptophan substitution at the site corresponding to position 32 of SEQ ID NO:2.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명의 에스. 클라불리게루스를 성장시키는 단계 및 상기 에스. 클라불리게루스 또는 그의 자손에 의해 생산된 클라불란산을 회수하는 단계를 포함하는, 클라불란산을 생산하는 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, S. Growing clavuligerus and the S. A method for producing clavulanic acid is provided, comprising the step of recovering clavulanic acid produced by clavuligerus or its progeny.
본 발명의 추가 측면에 따르면, β-락탐 항생제 및 클라불란산을 포함하는 제약 제제를 생산하는 방법이 제공되며, 이러한 방법은 (a) 본 발명의 에스. 클라불리게루스를 성장시키는 단계; (b) 상기 에스. 클라불리게루스 또는 그의 자손에 의해 생산된 클라불란산을 회수하는 단계; 및 (c) 단계 (b)에서 회수된 클라불란산을 β-락탐 항생제와 조합함으로써 제약 제제를 제조하는 단계를 포함한다.According to a further aspect of the present invention, there is provided a method for producing a pharmaceutical formulation comprising a β-lactam antibiotic and clavulanic acid, the method comprising: (a) the S. Growing Clavuligerus; (b) said S. recovering clavulanic acid produced by clavuligerus or its progeny; and (c) preparing a pharmaceutical formulation by combining the clavulanic acid recovered in step (b) with a β-lactam antibiotic.
도 1: 조합된 ccaR 돌연변이 M1, M2 및 M3의 발효에 대한 효과: 클라불란산의 역가 프로필.
도 2: ccaR 돌연변이의 효과: 65시간에서의 발효 역가.
도 3: 발효에 대한 ccaR 돌연변이의 효과: 클라불란산의 역가 프로필.
도 4: 발효 점도 프로필에 대한 조합된 ccaR 돌연변이 M1, M2 및 M3의 효과.
도 5: 발효 점도 프로필에 대한 ccaR 돌연변이의 효과.Figure 1: Effect on fermentation of combined ccaR mutants M1, M2 and M3: titer profile of clavulanic acid.
Figure 2: Effect of ccaR mutation: fermentation titer at 65 hours.
Figure 3: Effect of ccaR mutation on fermentation: titer profile of clavulanic acid.
Figure 4: Effect of combined ccaR mutations M1, M2 and M3 on fermentation viscosity profile.
Figure 5: Effect of ccaR mutation on fermentation viscosity profile.
본 발명은 ccaR 프로모터 영역 및 유전자에 돌연변이를 도입함으로써 에스. 클라불리게루스를 사용하는 클라불란산 생산 프로세스에 상당한 개선을 제공한다. 본 발명의 에스. 클라불리게루스 균주에 의해 생산된 클라불란산은 β-락탐 항생제, 예컨대 아목시실린과 조합하여 오그멘틴(AUGMENTIN)을 생산할 수 있다.The present invention provides S. by introducing mutations in the ccaR promoter region and gene. It provides a significant improvement to the clavulanic acid production process using clavuligerus. S. of the present invention. The clavulanic acid produced by the clavuligerus strain can be combined with a β-lactam antibiotic, such as amoxicillin, to produce AUGMENTIN.
클라불란산의 생합성은 초기 및 후기 합성으로 나눌 수 있으며, 따라서 그의 기능에 따라, 클라불란산 합성에 관여하는 유전자도 초기 및 후기 유전자로 분류할 수 있다.The biosynthesis of clavulanic acid can be divided into early and late synthesis, and therefore, according to its function, genes involved in clavulanic acid synthesis can also be classified into early and late genes.
에스. 클라불리게루스 ccaR 유전자는 세파마이신 C 유전자 클러스터 내에 위치하고 blp 유전자의 상류에 있다 (Perez-Llarena et al. (1997) J. Bacteriol.). ccaR 프로모터 영역, ccaR 유전자 및 연결된 blp 유전자의 뉴클레오티드 서열은 젠뱅크(GenBank) (수탁 번호 Z81324)에서 입수할 수 있다.s. The clavigerus ccaR gene is located within the cepamycin C gene cluster and upstream of the blp gene (Perez-Llarena et al. (1997) J. Bacteriol. ). The nucleotide sequence of the ccaR promoter region, the ccaR gene and the linked blp gene can be obtained from GenBank (Accession No. Z81324).
ccaR 유전자는 클라불란산과 세파마이신 C 둘 다의 생산을 제어하는 양성 작용 전사 조절인자인 CcaR을 코딩한다 (Alexander & Jensen (1998) J. Bacteriol.; Santamarta et al. (2011) Mol. Microbiol.). 클라불란산과 세파마이신 C 생산은 에스. 클라불리게루스 ccaR 녹아웃 돌연변이체에서 폐지되었고 야생형 ccaR의 재도입 시 회복되었으며, 이는 CcaR이 두 단백질의 생산을 긍정적으로 조절한다는 것을 보여준다. The ccaR gene encodes CcaR, a positively acting transcriptional regulator that controls the production of both clavulanic acid and cepamycin C (Alexander & Jensen (1998) J. Bacteriol .; Santamarta et al. (2011) Mol. Microbiol. ) . Clavulanic acid and cefamycin C production were found in S. It was abolished in the clavigerus ccaR knockout mutant and restored upon re-introduction of wild-type ccaR , showing that CcaR positively regulates the production of both proteins.
CcaR은 클라불란산 생산을 직접적 및 간접적 둘 모두로 조절한다. ceaS2-bls-pah-cas2 폴리시스트론 전사체의 발현을 직접 조절함으로써, 산물은 '초기' 반응 경로에 관여하여 클라바민산의 형성을 초래한다. claR의 발현을 간접적으로 조절함으로써, 결국 클라바민산을 클라불란산으로 전환시키는 '후기' 반응 경로에 관여하는 유전자의 발현이 조절된다. 더욱이, CcaR은 ccaR의 상류와 결합하고 자체 발현을 자가 조절하는 것으로 나타났다.CcaR regulates clavulanic acid production both directly and indirectly. By directly regulating the expression of the ceaS2-bls-pah-cas2 polycistronic transcript, the product is involved in the 'early' reaction pathway, resulting in the formation of clavamic acid. By indirectly regulating the expression of claR , the expression of genes involved in the 'late' reaction pathway that eventually converts clavamic acid to clavulanic acid is regulated. Moreover, CcaR has been shown to bind upstream of ccaR and self-regulate its expression.
본 발명자들은 야생형 에스. 클라불리게루스 균주와 비교 시 더 짧은 발효 기간에 걸쳐 더 높은 역가의 클라불란산을 생산하는 개선된 에스. 클라불리게루스 균주를 개발하기 위하여, 하기에 서술된 ccaR 프로모터 영역 및 유전자 내의 3개의 돌연변이를 확인하였다.The present inventors described wild-type S. An improved S. producing higher titer of clavulanic acid over a shorter fermentation period compared to the clavuligerus strain. To develop the clavuligerus strain, three mutations in the ccaR promoter region and gene described below were identified.
돌연변이 1 (M1)은 서열식별번호: 1의 위치 48에 상응하는 부위에서의 C에서 T로의 점 돌연변이이다 (48C>T).Mutation 1 (M1) is a C to T point mutation at the site corresponding to position 48 of SEQ ID NO: 1 (48C>T).
돌연변이 2 (M2)는 서열식별번호: 1의 위치 143에 상응하는 부위에서의 G에서 A로의 점 돌연변이이다 (143G>A).Mutation 2 (M2) is a G to A point mutation at the site corresponding to position 143 of SEQ ID NO: 1 (143G>A).
돌연변이 3 (M3)은 서열식별번호: 2의 위치 32에 상응하는 부위에서의 아르기닌에서 트립토판으로의 아미노산 치환이다 (R32W).Mutation 3 (M3) is an arginine to tryptophan amino acid substitution at the site corresponding to position 32 of SEQ ID NO: 2 (R32W).
본 발명의 한 측면에 따르면, ccaR 프로모터 영역에서의 2개의 점 돌연변이 및 ccaR 유전자에서의 치환 돌연변이를 포함하는 스트렙토미세스 클라불리게루스가 제공되며, 여기서 ccaR 프로모터 영역에서의 점 돌연변이는 서열식별번호: 1의 48에 상응하는 부위에서의 C에서 T로의 돌연변이 및 서열식별번호: 1의 143에 상응하는 부위에서의 G에서 A로의 돌연변이이고; ccaR 유전자에서의 돌연변이는 서열식별번호: 2의 32에 상응하는 부위에서의 아르기닌에서 트립토판으로의 치환이다.According to one aspect of the present invention, there is provided Streptomyces clavuligerus comprising two point mutations in the ccaR promoter region and a substitution mutation in the ccaR gene, wherein the point mutation in the ccaR promoter region is SEQ ID NO: 1 a C to T mutation at a site corresponding to 48 of and a G to A mutation at a site corresponding to 143 of SEQ ID NO: 1; The mutation in the ccaR gene is an arginine to tryptophan substitution at the site corresponding to 32 of SEQ ID NO:2.
한 실시양태에서, 아르기닌에서 트립토판으로의 아미노산 치환은 서열식별번호: 1의 위치 344에 상응하는 부위에서의 C에서 T로의 점 돌연변이 (344C>T)의 결과이다.In one embodiment, the arginine to tryptophan amino acid substitution is the result of a C to T point mutation (344C>T) at the site corresponding to position 344 of SEQ ID NO:1.
한 실시양태에서, 에스. 클라불리게루스는 서열식별번호: 3의 핵산 서열을 포함한다. 서열식별번호: 3과 적어도 80%, 85%, 90%, 95% 또는 그 초과의 동일성을 갖는 핵산 서열을 포함하는 에스. 클라불리게루스가 개시되며, 여기서 상기 핵산 서열은 M1; M2; M3; M1 및 M3; M1 및 M2; M2 및 M3; 또는 M1, M2 및 M3을 포함한다.In one embodiment, S. Clavuligerus comprises the nucleic acid sequence of SEQ ID NO:3. S. comprising a nucleic acid sequence having at least 80%, 85%, 90%, 95% or greater identity to SEQ ID NO:3. Clavuligerus is disclosed, wherein the nucleic acid sequence comprises M1; M2; M3; M1 and M3; M1 and M2; M2 and M3; or M1, M2 and M3.
한 실시양태에서, ccaR 프로모터 영역의 핵산 서열 및 M1, M2 및 M3 중 하나 이상을 포함하는 ccaR 유전자를 코딩하는 핵산 서열이 에스. 클라불리게루스 균주의 염색체 DNA 내로 통합된다. 또 다른 실시양태에서, ccaR 프로모터 영역의 핵산 서열 및 M1, M2 및 M3 중 하나 이상을 포함하는 ccaR 유전자를 코딩하는 핵산 서열이 에스. 클라불리게루스 균주에서 염색체외에 위치한다.In one embodiment, the nucleic acid sequence of the ccaR promoter region and the nucleic acid sequence encoding the ccaR gene comprising at least one of M1, M2 and M3 is S. integrated into the chromosomal DNA of the clavuligerus strain. In another embodiment, the nucleic acid sequence encoding the ccaR gene comprising the nucleic acid sequence of the ccaR promoter region and one or more of M1, M2 and M3 is S. It is located extrachromosomally in Clavuligerus strains.
ccaR 프로모터 영역 및 유전자 서열을 포함하는 에스. 클라불리게루스의 상이한 균주의 다중 서열이 입수 가능하다. 통상의 기술자는 이러한 상이한 서열의 맥락에서 M1, M2 및 M3에 상응하는 각각의 위치를 쉽게 인식할 것이다. 예를 들어, 에스. 클라불리게루스 F613-1은 산업용 균주이다. F613-1의 게놈은 2016년에 시퀀싱되어 에스. 클라불리게루스의 완전한 게놈 서열을 제공하였다 (젠뱅크 수탁 번호 CP016559.1). 통상의 기술자는 이러한 서열 내에서, M1, M2 및 M3의 위치가 각각 위치 2,011,673, 2,011,768 및 2,011,969에 상응한다는 것을 쉽게 확인할 것이다. 추가 예로서, 에스. 클라불리게루스 F1D-5 균주 염색체 (젠뱅크 수탁 번호 CP032052.1) 내에서, M1, M2 및 M3의 위치는 각각 위치 2,013,392, 2,013,487 및 2,013,688에 상응한다. 젠뱅크 수탁 번호 AH006362 (에스. 클라불리게루스 ATCC 27064) 내에서, M1, M2 및 M3의 위치는 각각 위치 14,042, 14,137 및 14,338에 상응한다.S. comprising the ccaR promoter region and gene sequence. Multiple sequences of different strains of Clavuligerus are available. The skilled person will readily recognize the respective positions corresponding to M1, M2 and M3 in the context of these different sequences. For example, S. Clavuligerus F613-1 is an industrial strain. The genome of F613-1 was sequenced in 2016 and S. The complete genome sequence of Clavuligerus was provided (GenBank Accession No. CP016559.1 ). The skilled person will readily ascertain that within this sequence the positions of M1, M2 and M3 correspond to positions 2,011,673, 2,011,768 and 2,011,969, respectively. As a further example, S. Within the Clavuligerus F1D-5 strain chromosome (GenBank Accession No. CP032052.1 ), the positions of M1, M2 and M3 correspond to positions 2,013,392, 2,013,487 and 2,013,688, respectively. Within Genbank Accession No. AH006362 (S. clavuligerus ATCC 27064), the positions of M1, M2 and M3 correspond to positions 14,042, 14,137 and 14,338, respectively.
ccaR 프로모터 영역 및 유전자 돌연변이의 도입 후 균주에서 볼 수 있는 상당한 이점은 클라불란산의 유착 속도였다. 다시 말해서, 본 발명의 에스. 클라불리게루스 균주는 야생형 에스. 클라불리게루스 균주와 비교 시 더 높은 역가의 클라불란산을 생산하고, 이러한 더 높은 역가는 감소된 발효 시간 내에 도달된다. 본 발명의 돌연변이체 에스. 클라불리게루스 균주에 의한 이러한 클라불란산의 증가된 생산성은, 산물 대 불순물의 비율이 개선됨에 따라 클라불란산의 추출 및 정제에서 보다 효율적인 하류 프로세스를 가능하게 하는 열쇠이다. 추가로, 클라불란산을 포함하는 제약 제제를 생산하기 위한 산업 플랜트의 용량 및 속도가 증가되고, 그에 의해 생산 비용이 절감된다.A significant advantage seen in the strain after introduction of ccaR promoter region and gene mutations was the rate of adhesion of clavulanic acid. In other words, the S. Clavuligerus strains are wild-type S. It produces a higher titer of clavulanic acid when compared to the clavuligerus strain, and this higher titer is reached within a reduced fermentation time. The mutant S. of the present invention. This increased productivity of clavulanic acid by the clavuligerus strain is key to enabling a more efficient downstream process in the extraction and purification of clavulanic acid as the product to impurity ratio is improved. Additionally, the capacity and speed of industrial plants for producing pharmaceutical formulations comprising clavulanic acid are increased, thereby reducing production costs.
본 발명의 에스. 클라불리게루스 균주는 야생형 에스. 클라불리게루스 균주와 비교 시 더 높은 역가의 클라불란산을 생산한다. 한 실시양태에서, 에스. 클라불리게루스는 약 0.5 g/L 이상, 약 0.75 g/L 이상, 약 1 g/L 이상, 약 1.25 g/L 이상, 약 1.5 g/L 이상, 약 1.75 g/L 이상, 약 2 g/L 이상 또는 약 2.5 g/L 이상의 클라불란산의 역가를 생산할 수 있다. 추가 실시양태에서, 에스. 클라불리게루스는 약 2.1 g/L 이상의 클라불란산의 역가를 생산할 수 있다.S. of the present invention. Clavuligerus strains are wild-type S. It produces a higher titer of clavulanic acid when compared to the clavuligerus strain. In one embodiment, S. Clavuligerus is at least about 0.5 g/L, at least about 0.75 g/L, at least about 1 g/L, at least about 1.25 g/L, at least about 1.5 g/L, at least about 1.75 g/L, at least about 2 g/L Titers of clavulanic acid greater than L or greater than about 2.5 g/L can be produced. In a further embodiment, S. Clavuligerus is capable of producing a titer of clavulanic acid of about 2.1 g/L or greater.
한 실시양태에서, 약 0.5 g/L 이상, 약 0.75 g/L 이상, 약 1 g/L 이상, 약 1.25 g/L 이상, 약 1.5 g/L 이상, 약 1.75 g/L 이상, 약 2 g/L 이상, 약 2.1 g/L 이상, 또는 약 2.5 g/L의 클라불란산의 역가를 생산할 수 있는 에스. 클라불리게루스는 발효 65시간 후에 생산된다. 추가 실시양태에서, 약 2.1 mg/L 이상의 클라불란산의 역가를 생산할 수 있는 에스. 클라불리게루스는 발효 65시간 후에 생산된다. 한 실시양태에서, 상기 역가는 발효 약 40시간, 45시간, 50시간, 55시간, 60시간, 65시간, 70시간, 72시간, 75시간, 80시간, 85시간, 90시간, 95시간, 100시간, 105시간, 110시간, 115시간, 120시간, 125시간, 130시간, 135시간 또는 140시간 후에 생산된다.In one embodiment, at least about 0.5 g/L, at least about 0.75 g/L, at least about 1 g/L, at least about 1.25 g/L, at least about 1.5 g/L, at least about 1.75 g/L, at least about 2 g S. capable of producing a titer of clavulanic acid of at least /L, at least about 2.1 g/L, or at least about 2.5 g/L. Clavuligerus is produced after 65 hours of fermentation. In a further embodiment, an S. that is capable of producing a titer of clavulanic acid of at least about 2.1 mg/L. Clavuligerus is produced after 65 hours of fermentation. In one embodiment, the titer is about 40 hours, 45 hours, 50 hours, 55 hours, 60 hours, 65 hours, 70 hours, 72 hours, 75 hours, 80 hours, 85 hours, 90 hours, 95 hours, 100 hours of fermentation. Produced after hours, 105 hours, 110 hours, 115 hours, 120 hours, 125 hours, 130 hours, 135 hours or 140 hours.
한 실시양태에서, 에스. 클라불리게루스는 야생형 (WT) 에스. 클라불리게루스와 비교 시 약 50% 이상, 약 75% 이상, 약 100% 이상, 약 125% 이상, 약 150% 이상, 약 175% 이상, 약 200% 이상, 약 225% 이상, 약 250% 이상, 약 275% 이상, 약 300% 이상, 약 325% 이상, 약 350% 이상 또는 약 375% 이상, 약 400% 이상, 약 425% 이상, 약 450% 이상, 약 475% 이상, 약 500% 이상, 약 525% 이상, 약 550% 이상, 약 575% 이상, 약 600% 이상, 약 625% 이상, 약 650% 이상, 약 675% 이상, 약 700% 이상, 약 725% 이상, 약 750% 이상, 약 775% 이상, 약 800% 이상, 약 825% 이상, 약 850% 이상, 약 875% 이상, 약 900% 이상, 약 925% 이상, 약 950% 이상, 약 975% 이상, 또는 약 1000% 이상의 클라불란산의 역가를 생산할 수 있다. 일부 실시양태에서, 야생형 에스. 클라불리게루스와 비교 시 클라불란산의 역가에 있어서의 상기 백분율 증가는 발효 65시간 후에 생산된다. 일부 실시양태에서, 야생형 에스. 클라불리게루스와 비교 시 클라불란산의 역가에 있어서의 상기 백분율 증가는 발효 약 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 72, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135 또는 140시간 후에 생산된다. 바람직하게, 한 실시양태에서, 본 발명의 에스. 클라불리게루스는 야생형 에스. 클라불리게루스와 비교 시 발효 65시간 후에 약 1000% 이상의 클라불란산의 역가를 생산할 수 있다.In one embodiment, S. Clavuligerus is wild-type (WT) S. About 50% or more, about 75% or more, about 100% or more, about 125% or more, about 150% or more, about 175% or more, about 200% or more, about 225% or more, about 250% or more when compared to clavuligerus , about 275% or more, about 300% or more, about 325% or more, about 350% or more, or about 375% or more, about 400% or more, about 425% or more, about 450% or more, about 475% or more, about 500% or more , about 525% or more, about 550% or more, about 575% or more, about 600% or more, about 625% or more, about 650% or more, about 675% or more, about 700% or more, about 725% or more, about 750% or more , about 775% or more, about 800% or more, about 825% or more, about 850% or more, about 875% or more, about 900% or more, about 925% or more, about 950% or more, about 975% or more, or about 1000% or more It is possible to produce a titer of more clavulanic acid. In some embodiments, wild-type S. This percentage increase in titer of clavulanic acid as compared to clavuligerus is produced after 65 hours of fermentation. In some embodiments, wild-type S. This percentage increase in the titer of clavulanic acid as compared to clavuligerus is about 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 72, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, Produced after 110, 115, 120, 125, 130, 135 or 140 hours. Preferably, in one embodiment, the S. Clavuligerus is a wild-type S. Compared to clavuligerus, it is possible to produce a titer of clavulanic acid of about 1000% or more after 65 hours of fermentation.
ccaR 프로모터 영역 및 유전자 돌연변이를 포함하는 균주에 의해 부여된 추가의 상당한 이점은 발효 배양물의 점도에 있어서의 감소였다. 에스. 클라불리게루스는 사상 유기체이며 발효 배양물의 형태는 발효에서 기체 및 열 전달 효율에 영향을 미치는 중요한 파라미터이다. 배양된 샘플의 점도 측정은 대규모 발효에서 용존 산소 제어 및 온도 유지와 관련된 어려움과 에너지를 나타내는 데 사용된다. 배양의 바람직한 특색은 매우 높은 점도 없이 높은 역가이다.A further significant advantage conferred by strains comprising the ccaR promoter region and gene mutations was the reduction in viscosity of the fermentation culture. s. Clavuligerus is a filamentous organism and the morphology of the fermentation culture is an important parameter affecting gas and heat transfer efficiency in fermentation. Viscosity measurements of cultured samples are used to represent the difficulties and energies associated with controlling dissolved oxygen and maintaining temperature in large-scale fermentations. A desirable feature of the culture is high titer without very high viscosity.
따라서, 일부 실시양태에서, 본 발명의 스트렙토미세스 클라불리게루스는 이로 구성된 발효 브로스의 점도를 야생형 스트렙토미세스 클라불리게루스와 비교 시 약 10% 이상, 약 15% 이상, 약 20% 이상, 약 25% 이상, 약 30% 이상, 약 35% 이상, 또는 약 40% 이상 만큼 감소시킬 수 있다.Accordingly, in some embodiments, Streptomyces clavuligerus of the present invention has a viscosity of a fermentation broth comprised therefrom by at least about 10%, at least about 15%, at least about 20%, at least about 25% compared to wild-type Streptomyces clavuligerus. or more, about 30% or more, about 35% or more, or about 40% or more.
한 실시양태에서, 본 발명의 스트렙토미세스 클라불리게루스는 발효 브로스의 점도를 야생형 스트렙토미세스 클라불리게루스와 비교 시 발효 65시간 후에 약 40% 이상 만큼 감소시킬 수 있다. 이들 실시양태에서, 발효 브로스는 본 발명의 스트렙토미세스 클라불리게루스를 포함한다.In one embodiment, a Streptomyces clavigerus of the present invention is capable of reducing the viscosity of a fermentation broth by at least about 40% after 65 hours of fermentation as compared to wild-type Streptomyces clavigerus. In these embodiments, the fermentation broth comprises Streptomyces clavuligerus of the present invention.
한 실시양태에서, 본 발명의 스트렙토미세스 클라불리게루스는 이로 구성된 발효 브로스의 점도를 약 35 센티포아즈 이하, 약 30 센티포아즈 이하, 25 센티포아즈 이하 또는 20 센티포아즈 이하로 할 수 있다. 한 실시양태에서, 본 발명의 스트렙토미세스 클라불리게루스는 이로 구성된 발효 브로스의 점도를 야생형 스트렙토미세스 클라불리게루스의 점도에 비해 약 5 센티포아즈 이상, 약 7 센티포아즈 이상, 약 10 센티포아즈 이상, 13 센티포아즈 이상, 15 센티포아즈 이상, 17 센티포아즈 이상, 또는 20 센티포아즈 이상 감소시킬 수 있다. 한 실시양태에서, 본 발명의 스트렙토미세스 클라불리게루스는 이로 구성된 발효 브로스의 점도를 야생형 스트렙토미세스 클라불리게루스의 점도에 비해 약 6 센티포아즈 이상, 13 센티포아즈 이상, 또는 17 센티포아즈 이상 감소시킬 수 있다. 한 실시양태에서, 상기 점도, 또는 점도 감소는 발효 65시간 후이다. 한 실시양태에서, 본 발명의 스트렙토미세스 클라불리게루스는 이로 구성된 발효 브로스의 점도를 발효 65시간 후에 약 28 센티포아즈 이하로 할 수 있다. 한 실시양태에서, 본 발명의 스트렙토미세스 클라불리게루스는 이로 구성된 발효 브로스의 점도를 발효 65시간 후에 약 25 센티포아즈 이하로 할 수 있다.In one embodiment, the Streptomyces clavuligerus of the present invention is capable of a viscosity of a fermentation broth consisting of about 35 centipoise or less, about 30 centipoise or less, 25 centipoise or less, or 20 centipoise or less. . In one embodiment, Streptomyces clavigerus of the present invention has a viscosity of a fermentation broth comprising of at least about 5 centipoise, at least about 7 centipoise, at least about 10 centipoise relative to the viscosity of wild-type Streptomyces clavuligerus. or more, 13 centipoise or more, 15 centipoise or more, 17 centipoise or more, or 20 centipoise or more. In one embodiment, Streptomyces clavigerus of the present invention has a viscosity of a fermentation broth comprising of at least about 6 centipoise, at least 13 centipoise, or at least 17 centipoise relative to the viscosity of wild-type Streptomyces clavuligerus. can be reduced In one embodiment, said viscosity, or decrease in viscosity, is after 65 hours of fermentation. In one embodiment, the Streptomyces clavuligerus of the present invention is capable of a viscosity of a fermentation broth comprising it of about 28 centipoise or less after 65 hours of fermentation. In one embodiment, the Streptomyces clavuligerus of the present invention is capable of making the viscosity of a fermentation broth comprising it about 25 centipoise or less after 65 hours of fermentation.
따라서, 돌연변이체 에스. 클라불리게루스 균주를 포함하는 개선된 클라불란산 생산 프로세스가 제공된다.Thus, mutant S. An improved process for producing clavulanic acid comprising a clavuligerus strain is provided.
에스. 클라불리게루스는 M1, M2 및 M3으로부터 선택된 하나 이상의 돌연변이를 포함할 수 있다. 에스. 클라불리게루스는 M1, M2 및 M3으로부터 선택된 2개의 돌연변이를 포함할 수 있다. 에스. 클라불리게루스는 M1, M2 및 M3으로부터 선택된 2개의 돌연변이를 포함할 수 있으며, 여기서 2개의 돌연변이 중 하나는 M2이다. 예를 들어, M2 및 M1을 포함하는 에스. 클라불리게루스 또는 M2 및 M3을 포함하는 에스. 클라불리게루스. 에스. 클라불리게루스는 M1, M2 및 M3으로부터 선택된 단일 돌연변이를 포함할 수 있다.s. Clavuligerus may comprise one or more mutations selected from M1, M2 and M3. s. Clavigerus may comprise two mutations selected from M1, M2 and M3. s. Clavigerus may comprise two mutations selected from M1, M2 and M3, wherein one of the two mutations is M2. For example, S, including M2 and M1. Clavuligerus or S including M2 and M3. Clavuligerus. s. Clavuligerus may comprise a single mutation selected from M1, M2 and M3.
본 발명의 추가 측면에 따르면, 클라불란산의 생산에 사용하기 위한 본 발명의 에스. 클라불리게루스가 제공된다.According to a further aspect of the invention, the S. of the invention for use in the production of clavulanic acid. Clavuligerus is served.
본 발명의 추가 측면에서, 2개의 점 돌연변이를 포함하는 ccaR 프로모터 영역 및 치환 돌연변이를 포함하는 ccaR 유전자를 포함하는 핵산 서열을 포함하는 벡터가 제공되며, 여기서 ccaR 프로모터 영역에서의 돌연변이는 서열식별번호: 1의 위치 48에 상응하는 부위에서의 C에서 T로의 점 돌연변이 및 서열식별번호: 1의 위치 143에 상응하는 부위에서의 G에서 A로의 점 돌연변이이고; ccaR 유전자에서의 돌연변이는 서열식별번호: 2의 위치 32에 상응하는 부위에서의 아르기닌에서 트립토판으로의 치환이다.In a further aspect of the invention there is provided a vector comprising a nucleic acid sequence comprising a ccaR promoter region comprising two point mutations and a ccaR gene comprising a substitution mutation, wherein the mutation in the ccaR promoter region is SEQ ID NO: a C to T point mutation at the site corresponding to position 48 of 1 and a G to A point mutation at the site corresponding to position 143 of SEQ ID NO: 1; The mutation in the ccaR gene is an arginine to tryptophan substitution at the site corresponding to position 32 of SEQ ID NO:2.
한 실시양태에서, 아르기닌에서 트립토판으로의 아미노산 치환은 서열식별번호: 1의 위치 344에 상응하는 부위에서의 C에서 T로의 점 돌연변이의 결과이다.In one embodiment, the amino acid substitution from arginine to tryptophan is the result of a C to T point mutation at the site corresponding to position 344 of SEQ ID NO:1.
한 실시양태에서, 벡터는 플라스미드이다. 또 다른 실시양태에서, 벡터는 선형 DNA이다. 또 다른 실시양태에서, 벡터는 박테리오파지이다. 유전 물질을, 그것이 복제 및/또는 발현될 수 있는 또 다른 세포로 인위적으로 운반할 수 있는 다른 벡터는 관련 기술분야에 널리 공지되어 있으며 사용될 수 있다.In one embodiment, the vector is a plasmid. In another embodiment, the vector is linear DNA. In another embodiment, the vector is a bacteriophage. Other vectors capable of artificially transporting genetic material into another cell in which it can be replicated and/or expressed are well known in the art and can be used.
ccaR 프로모터 영역은 ccaR 유전자에 작동 가능하게 연결된다. 그러나, 한 실시양태에서, ccaR 프로모터 영역은 ccaR 유전자에 작동 가능하게 연결되지 않는다. The ccaR promoter region is operably linked to the ccaR gene. However, in one embodiment, the ccaR promoter region is not operably linked to a ccaR gene.
한 실시양태에서, 벡터는 서열식별번호: 3의 핵산 서열을 포함한다.In one embodiment, the vector comprises the nucleic acid sequence of SEQ ID NO:3.
서열식별번호: 3과 적어도 80, 85, 90, 95% 또는 그 초과의 동일성을 갖는 핵산 서열을 포함하는 에스. 클라불리게루스가 개시되며, 여기서 상기 핵산 서열은 M1 및 M2, M2 및 M3, 또는 M1, M2 및 M3을 포함한다.S. comprising a nucleic acid sequence having at least 80, 85, 90, 95% or greater identity to SEQ ID NO:3. Clavuligerus is disclosed, wherein the nucleic acid sequence comprises M1 and M2, M2 and M3, or M1, M2 and M3.
추가 실시양태에서, 본 발명의 벡터는 본 발명의 에스. 클라불리게루스를 생산하기 위해 사용된다.In a further embodiment, the vector of the invention comprises the S. Used to produce Clavuligerus.
적합하게, 본 발명의 돌연변이된 ccaR 프로모터 영역 및 유전자는 본원에 제공된 서열에 기초한 통상적인 클로닝 방법 (예컨대 PCR)에 의해 수득될 수 있다.Suitably, the mutated ccaR promoter region and gene of the invention can be obtained by conventional cloning methods (such as PCR) based on the sequences provided herein.
추가로 적합하게, 본 발명의 벡터는 관련 기술분야에 공지된 방법을 사용하여 에스. 클라불리게루스와 후속적으로 접합할 수 있는 유기체로 형질전환함으로써 본 발명의 에스. 클라불리게루스를 제조하는 데 사용된다. 예를 들어, 스트렙토미세스 생물학에서 사용되는 기술 및 기본 벡터는 존 이네스 센터(John Innes Centre)에 의해 발행된 매뉴얼인 문헌 [Practical Streptomyces Genetics (T. Keiser, M.J. Bibb, M.J. Buttner, K.F. Chater, D.A. Hopwood (2000))]에 기재되어 있다.Further suitably, the vectors of the present invention are S. using methods known in the art. The S. Used to make Clavuligerus. For example, techniques and basic vectors used in Streptomyces biology are described in Practical Streptomyces Genetics (T. Keizer, MJ Bibb, MJ Buttner, KF Chater, DA Hopwood), a manual published by the John Innes Center. (2000))].
현재까지, 지식 기반의 에스. 클라불리게루스 균주 개선 전략은 광범위하게 하기 3가지 접근법으로 분류할 수 있다: (1) 경로로의 전구체 흐름 증가, (2) 주요 생합성 및/또는 조절 유전자의 유전자 투여량 증가, 및 (3) 경로의 흐름을 비-클라불란산 산물로 전환시키는 경쟁 반응 제거.To date, the knowledge base of S. Strategies for improving Clavuligerus strains can be broadly classified into three approaches: (1) increasing precursor flow into pathways, (2) increasing gene dose of key biosynthetic and/or regulatory genes, and (3) pathways. Elimination of competing reactions that convert the stream of
예를 들어, 글리세르알데히드-3-포스페이트 (G3P) 및 아르기닌은 클라불란산 경로에서 2가지 필수 전구체이다. 클라불란산 생산 경로에 더하여, G3P는 대안적으로 당분해 경로에 들어간 다음, 글리세르알데히드-3-포스페이트 데히드로게나제 (gap)에 의해 전달되는 크렙스(Krebs) 회로에 들어갈 수 있다. gap-1 돌연변이체 에스. 클라불리게루스 균주는 야생형 gap-1을 갖는 균주에 비해 클라불란산 생산에 있어서 80 내지 110% 증가를 나타내었다 (Li & Townsend (2006) Metab. Eng.).For example, glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) and arginine are two essential precursors in the clavulanic acid pathway. In addition to the clavulanic acid production pathway, G3P can alternatively enter the glycolytic pathway and then into the Krebs cycle, where it is transported by glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase ( gap ). gap-1 mutant S. The clavuligerus strain showed an 80 to 110% increase in clavulanic acid production compared to the strain with wild-type gap-1 (Li & Townsend (2006) Metab. Eng. ).
더욱이, cas2 및 ccaR의 유전자 투여량을 증가시키면 클라불란산의 생산 수준이 증가하였다 (Hung et al. (2007) J. Micrbiol. Biotechnol.).Moreover, increasing the gene dose of cas2 and ccaR increased the production level of clavulanic acid (Hung et al. (2007) J. Micrbiol. Biotechnol. ).
cvm1은 클라바민산을 3S, 5S 클라밤으로 전환시키는 데 관여하는 효소를 코딩하며, 이는 클라불란산의 3R, 5R 입체화학과 달리, β-락타마제 억제 특성을 갖지 않는다. cvm1의 불활성화는 클라불란산 생산 수준을 증가시켰다 (Paradkar et al. (2001) Appl. Environ. Microbiol.). cvm1 encodes an enzyme involved in the conversion of clavamic acid to 3S, 5S clavam, which, unlike the 3R and 5R stereochemistry of clavulanic acid, does not have β-lactamase inhibitory properties. Inactivation of cvm1 increased clavulanic acid production levels (Paradkar et al. (2001) Appl. Environ. Microbiol. ).
일부 실시양태에서, 본 발명의 에스. 클라불리게루스 균주는 관련 기술분야에 공지된 유전자 변형을 추가로 포함한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 벡터는 (야생형 에스. 클라불리게루스와 비교 시) 추가의 유전자 돌연변이를 포함하는 에스. 클라불리게루스 균주에 ccaR 프로모터 영역 및 유전자 돌연변이를 도입하는 데 사용된다.In some embodiments, the S. Clavuligerus strains further include genetic modifications known in the art. In one embodiment, the vector of the invention comprises an additional genetic mutation (as compared to wild-type S. clavigerus). It is used to introduce ccaR promoter region and gene mutations into clavuligerus strains.
관련 기술분야의 유전자 변형은 지식 기반 접근법에 기초한 표적화 돌연변이일 수 있거나 또는 무작위 돌연변이유발 및 선택 접근법으로부터 비롯되는 돌연변이일 수 있다. 관련 기술분야에 공지된 이러한 유전자 변형은 본 발명의 ccaR 프로모터 영역 및 유전자 돌연변이와 조합하여, 관련 기술분야에 공지된 각각의 유전자 변형 단독 또는 본 발명의 ccaR 프로모터 및 유전자 돌연변이 단독과 비교 시 에스. 클라불리게루스 균주에 대한 추가의 개선, 예컨대 추가로 증가된 클라불란산의 역가를 제공할 것으로 예상된다.Genetic modifications in the art may be targeted mutations based on knowledge-based approaches or mutations resulting from random mutagenesis and selection approaches. These genetic modifications known in the art are combined with the ccaR promoter region and gene mutations of the present invention, when compared with each genetic modification known in the art alone or with the ccaR promoter and gene mutations of the present invention alone, S. It is expected to provide further improvements to the clavuligerus strain, such as a further increased titer of clavulanic acid.
본원에 개시된 ccaR 프로모터 영역 및 유전자 내의 돌연변이는, 추가의 돌연변이를 포함하지만 야생형 ccaR 프로모터 영역 및 유전자를 포함하는 에스. 클라불리게루스 균주 내로 도입될 수 있다. 이것은 본원에 개시된 ccaR 프로모터 영역 및 유전자 돌연변이를 운반하는 벡터를 사용하여 수행될 수 있다.Mutations in the ccaR promoter region and gene disclosed herein include S. can be introduced into a clavuligerus strain. This can be done using vectors carrying the ccaR promoter region and gene mutations disclosed herein.
대안적으로, 관련 기술분야에 공지된 돌연변이가 본 발명의 에스. 클라불리게루스 균주 내로 도입될 수 있다. 이러한 균주는 관련 기술분야에 공지된 일상적인 유전 공학 방법을 사용하여 생산될 수 있다.Alternatively, mutations known in the art can be used in the S. can be introduced into a clavuligerus strain. Such strains can be produced using routine genetic engineering methods known in the art.
본 발명의 ccaR 프로모터 영역 및 유전자 돌연변이를 도입하기에 적합한 에스. 클라불리게루스의 돌연변이체 균주는 WO98/33896 (SmithKline Beecham Plc; Governors of the University of Alberta)에 기재되어 있다.S. suitable for introducing ccaR promoter region and gene mutations of the present invention. Mutant strains of Clavuligerus are described in WO98/33896 (SmithKline Beecham Plc; Governors of the University of Alberta).
일부 실시양태에서, 본 발명의 에스. 클라불리게루스 균주는 야생형 ccaR 프로모터 영역 및 유전자의 카피를 포함한다. 다시 말해서, 본원에 기재된 돌연변이를 포함하는 ccaR 프로모터 영역 및 유전자는 야생형 ccaR 프로모터 영역 및 유전자를 대체하는 것이 아니라 그에 부가된다. 일부 실시양태에서, ccaR 프로모터 영역 및 유전자에서의 돌연변이를 포함하는 본 발명의 에스. 클라불리게루스 균주는 야생형 ccaR 프로모터 영역 및 유전자의 하나 이상의 카피를 포함한다.In some embodiments, the S. The clavigerus strain contains a wild-type ccaR promoter region and a copy of the gene. In other words, the ccaR promoter region and gene comprising the mutations described herein are in addition to, but not replace, the wild-type ccaR promoter region and gene. In some embodiments, an S. of the invention comprising a mutation in the ccaR promoter region and gene. The clavuligerus strain contains a wild-type ccaR promoter region and one or more copies of the gene.
본 발명의 또 다른 추가 측면에서, 본 발명의 스트렙토미세스 클라불리게루스를 성장시키는 단계 및 상기 변형된 스트렙토미세스 클라불리게루스 또는 그의 자손에 의해 생산된 클라불란산을 회수하는 단계를 포함하는, 클라불란산을 생산하는 방법이 제공된다.In yet a further aspect of the present invention, clavulanic acid comprising the steps of growing a Streptomyces clavuligerus of the present invention and recovering the clavulanic acid produced by the modified Streptomyces clavuligerus or its progeny. A method for producing an acid is provided.
에스. 클라불리게루스를 성장시키고 클라불란산을 회수하는 방법은 관련 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 에스. 클라불리게루스의 발효 및 클라불란산의 추출을 위한 적합한 조건은 WO01/87891 (SmithKline Beecham P.L.C.) 및 문헌 [Ser et al. (2016) Front. Microbio.)에 기재되었다.s. Methods for growing clavuligerus and recovering clavulanic acid are known in the art. For example, S. Suitable conditions for fermentation of clavuligerus and extraction of clavulanic acid are described in WO01/87891 (SmithKline Beecham PLC) and Ser et al. (2016) Front. Microbio. ) was described.
한 실시양태에서, 상기 방법은 약 0.5 g/L 이상, 약 1 g/L 이상, 약 1.5 g/L 이상, 약 2 g/L 이상 또는 약 2.5 g/L 이상의 클라불란산의 역가를 생산한다.In one embodiment, the method produces a titer of clavulanic acid of at least about 0.5 g/L, at least about 1 g/L, at least about 1.5 g/L, at least about 2 g/L, or at least about 2.5 g/L .
바람직하게, 한 실시양태에서, 상기 클라불란산의 역가는 발효 65시간 후에 상기 방법에 의해 생산된다. 일부 실시양태에서, 상기 클라불란산의 역가는 발효 약 50, 55, 60, 65, 70, 72, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135 또는 140시간 후에 상기 방법에 의해 생산된다.Preferably, in one embodiment, the titer of clavulanic acid is produced by the method after 65 hours of fermentation. In some embodiments, the titer of said clavulanic acid is about 50, 55, 60, 65, 70, 72, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, Produced by the method after 135 or 140 hours.
한 실시양태에서, 상기 방법은 야생형 (WT) 에스. 클라불리게루스와 비교 시 약 50% 이상, 약 75% 이상, 약 100% 이상, 약 125% 이상, 약 150% 이상, 약 175% 이상, 약 200% 이상, 약 225% 이상, 약 250% 이상, 약 275% 이상, 약 300% 이상, 약 325% 이상, 약 350% 이상 또는 약 375% 이상, 약 400% 이상, 약 425% 이상, 약 450% 이상, 약 475% 이상, 약 500% 이상, 약 525% 이상, 약 550% 이상, 약 575% 이상, 약 600% 이상, 약 625% 이상, 약 650% 이상, 약 675% 이상, 약 700% 이상, 약 725% 이상, 약 750% 이상, 약 775% 이상, 약 800% 이상, 약 825% 이상, 약 850% 이상, 약 875% 이상, 약 900% 이상, 약 925% 이상, 약 950% 이상, 약 975% 이상, 또는 약 1000% 이상의 클라불란산을 생산한다. 일부 실시양태에서, 야생형 에스. 클라불리게루스와 비교 시 클라불란산의 역가에 있어서의 상기 백분율 증가는 발효 65시간 후에 생산된다. 일부 실시양태에서, 야생형 에스. 클라불리게루스와 비교 시 클라불란산의 역가에 있어서의 상기 백분율 증가는 발효 약 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 72, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135 또는 140시간 후에 생산된다. 바람직하게, 한 실시양태에서, 본 발명의 에스. 클라불리게루스는 야생형 에스. 클라불리게루스와 비교 시 발효 65시간 후에 약 1000% 이상의 클라불란산의 역가를 생산할 수 있다.In one embodiment, the method comprises wild-type (WT) S. About 50% or more, about 75% or more, about 100% or more, about 125% or more, about 150% or more, about 175% or more, about 200% or more, about 225% or more, about 250% or more when compared to clavuligerus , about 275% or more, about 300% or more, about 325% or more, about 350% or more, or about 375% or more, about 400% or more, about 425% or more, about 450% or more, about 475% or more, about 500% or more , about 525% or more, about 550% or more, about 575% or more, about 600% or more, about 625% or more, about 650% or more, about 675% or more, about 700% or more, about 725% or more, about 750% or more , about 775% or more, about 800% or more, about 825% or more, about 850% or more, about 875% or more, about 900% or more, about 925% or more, about 950% or more, about 975% or more, or about 1000% or more Produces more clavulanic acid. In some embodiments, wild-type S. This percentage increase in titer of clavulanic acid as compared to clavuligerus is produced after 65 hours of fermentation. In some embodiments, wild-type S. This percentage increase in the titer of clavulanic acid as compared to clavuligerus is about 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 72, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, Produced after 110, 115, 120, 125, 130, 135 or 140 hours. Preferably, in one embodiment, the S. Clavuligerus is a wild-type S. Compared to clavuligerus, it is possible to produce a titer of clavulanic acid of about 1000% or more after 65 hours of fermentation.
일부 실시양태에서, 본 발명의 돌연변이체 스트렙토미세스 클라불리게루스 균주를 포함하는 발효 브로스의 점도는 야생형 스트렙토미세스 클라불리게루스와 비교 시 약 10% 이상, 약 15% 이상, 약 20% 이상, 약 25% 이상, 약 30% 이상, 약 35% 이상, 또는 약 40% 이상 만큼 감소된다. 한 실시양태에서, 점도에 있어서의 상기 감소는 발효 65시간 후에 수득된다. 한 실시양태에서, 점도에 있어서의 상기 감소는 발효 약 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 72, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 또는 140시간 후에 수득된다.In some embodiments, the viscosity of a fermentation broth comprising a mutant Streptomyces clavigerus strain of the invention is at least about 10%, at least about 15%, at least about 20%, at least about 25 compared to wild-type Streptomyces clavuligerus. % or more, about 30% or more, about 35% or more, or about 40% or more. In one embodiment, said decrease in viscosity is obtained after 65 hours of fermentation. In one embodiment, said decrease in viscosity is about 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 72, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, obtained after 125, 130, 135, or 140 hours.
한 실시양태에서, 본 발명의 돌연변이체 스트렙토미세스 클라불리게루스 균주를 포함하는 발효 브로스의 점도는 야생형 스트렙토미세스 클라불리게루스와 비교 시 발효 65시간 후에 약 40% 이상 만큼 감소된다.In one embodiment, the viscosity of a fermentation broth comprising a mutant Streptomyces clavigerus strain of the invention is reduced by at least about 40% after 65 hours of fermentation as compared to wild-type Streptomyces clavuligerus.
한 실시양태에서, 본 발명의 돌연변이체 스트렙토미세스 클라불리게루스 균주를 포함하는 발효 브로스의 점도는 약 35 센티포아즈 이하, 약 30 센티포아즈 이하, 25 센티포아즈 이하 또는 20 센티포아즈 이하이다. 한 실시양태에서, 상기 점도는 발효 65시간 후이다. 한 실시양태에서, 본 발명의 돌연변이체 스트렙토미세스 클라불리게루스 균주를 포함하는 발효 브로스의 점도는 발효 65시간 후에 약 28 센티포아즈 이하이다. 한 실시양태에서, 본 발명의 돌연변이체 스트렙토미세스 클라불리게루스 균주를 포함하는 발효 브로스의 점도는 발효 65시간 후에 약 25 센티포아즈 이하이다.In one embodiment, the viscosity of a fermentation broth comprising a mutant Streptomyces clavigerus strain of the invention is about 35 centipoise or less, about 30 centipoise or less, 25 centipoise or less, or 20 centipoise or less. . In one embodiment, said viscosity is after 65 hours of fermentation. In one embodiment, the viscosity of a fermentation broth comprising a mutant Streptomyces clavuligerus strain of the invention is about 28 centipoise or less after 65 hours of fermentation. In one embodiment, the viscosity of a fermentation broth comprising a mutant Streptomyces clavuligerus strain of the invention is about 25 centipoise or less after 65 hours of fermentation.
본 발명의 또 다른 측면에서는, 하기 단계:In another aspect of the invention, the steps of:
(a) 본 발명의 변형된 스트렙토미세스 클라불리게루스를 성장시키는 단계;(a) growing a modified Streptomyces clavuligerus of the present invention;
(b) 상기 변형된 스트렙토미세스 클라불리게루스 또는 그의 자손에 의해 생산된 클라불란산을 회수하는 단계; 및(b) recovering clavulanic acid produced by the modified Streptomyces clavuligerus or its progeny; and
(c) 단계 (b)에서 회수된 클라불란산을 β-락탐 항생제와 조합함으로써 제약 제제를 제조하는 단계(c) preparing a pharmaceutical formulation by combining the clavulanic acid recovered in step (b) with a β-lactam antibiotic;
를 포함하는, β-락탐 항생제 및 클라불란산을 포함하는 제약 제제를 생산하는 방법이 제공된다.A method for producing a pharmaceutical formulation comprising a β-lactam antibiotic and clavulanic acid is provided.
바람직한 실시양태에서, β-락탐 항생제는 아목시실린이다.In a preferred embodiment, the β-lactam antibiotic is amoxicillin.
산물 코아목시클라브(co-amoxiclav)는 박테리아성 감염을 치료하기 위해 글락소스미스클라인(GlaxoSmithKline)에 의해 오그멘틴으로서 판매된다. 그것은 β-락탐 항박테리아제 아목시실린과 클라불란산의 조합을 포함한다. 상기 산물은 다양한 제약 제제, 예를 들어 자유 유동성 과립을 함유하는 정제, 캡슐 분말 및 사쉐로 제공된다. 제약 제제는 β-락탐 항생제, 예컨대 아목시실린 또는 티카르실린과 클라불란산의 상이한 비율을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 클라불란산은 3:1 내지 30:1 범위의 비율로 β-락탐 항생제와 조합된다. 구체적인 비율은 제제의 유형, 투여 요법, 투여 경로 및/또는 표적 표시에 의존적일 수 있다.The product co-amoxiclav is marketed as augmentin by GlaxoSmithKline to treat bacterial infections. It contains the combination of the β-lactam antibacterial agent amoxicillin and clavulanic acid. The product is provided in a variety of pharmaceutical formulations, such as tablets, capsule powders and sachets containing free-flowing granules. The pharmaceutical formulation may comprise different ratios of β-lactam antibiotics, such as amoxicillin or ticarcillin and clavulanic acid. In one embodiment, clavulanic acid is combined with the β-lactam antibiotic in a ratio ranging from 3:1 to 30:1. The specific ratio may depend on the type of agent, dosing regimen, route of administration, and/or target indication.
일부 실시양태에서, 본 발명의 제약 제제는 아목시실린 3수화물 및 클라불란산칼륨을 포함한다.In some embodiments, a pharmaceutical formulation of the invention comprises amoxicillin trihydrate and potassium clavulanate.
본 발명에 사용하기 위한 아목시실린 및 클라불란산을 포함하는 적합한 제약 제제는 WO94/27557 (SmithKline Beecham Corporation) 및 WO98/35672 (SmithKline Beecham Laboratoires Pharmaceutiques)에 기재되었다.Suitable pharmaceutical formulations comprising amoxicillin and clavulanic acid for use in the present invention have been described in WO94/27557 (SmithKline Beecham Corporation) and WO98/35672 (SmithKline Beecham Laboratoires Pharmaceutiques).
또한 β-락탐 항생제를 추가로 포함하는, 본원에 기재된 방법에 의해 생산된 클라불란산을 포함하는 제약 제제가 본원에 개시된다. 바람직하게, β-락탐 항생제는 아목시실린이다. 한 실시양태에서, 제약 제제는 오그멘틴이다.Also disclosed herein are pharmaceutical formulations comprising clavulanic acid produced by the methods described herein, further comprising a β-lactam antibiotic. Preferably, the β-lactam antibiotic is amoxicillin. In one embodiment, the pharmaceutical agent is augmentin.
또한 추가 측면에서, ccaR 프로모터 영역에서의 2개의 점 돌연변이 및 ccaR 유전자에서의 치환 돌연변이를 포함하는 클라불란산을 생산하는 유전자 조작된 미생물이 제공되며, 여기서 ccaR 프로모터 영역에서의 점 돌연변이는 서열식별번호: 1의 위치 48에 상응하는 부위에서의 C에서 T로의 점 돌연변이 및 서열식별번호: 1의 위치 143에 상응하는 부위에서의 G에서 A로의 점 돌연변이이고; ccaR 유전자에서의 치환 돌연변이는 서열식별번호: 2의 위치 32에 상응하는 부위에서의 아르기닌에서 트립토판으로의 치환이다.In yet a further aspect, there is provided a genetically engineered microorganism producing clavulanic acid comprising two point mutations in the ccaR promoter region and a substitution mutation in the ccaR gene, wherein the point mutation in the ccaR promoter region is SEQ ID NO: : a C to T point mutation at the site corresponding to position 48 of 1 and a G to A point mutation at the site corresponding to position 143 of SEQ ID NO: 1; The substitution mutation in the ccaR gene is an arginine to tryptophan substitution at the site corresponding to position 32 of SEQ ID NO:2.
한 실시양태에서, 유전자 조작된 미생물은 스트렙토미세스 클라불리게루스이다. 추가 실시양태에서, ccaR 유전자는 상기 미생물의 염색체 DNA 내로 통합된다.In one embodiment, the genetically engineered microorganism is Streptomyces clavuligerus. In a further embodiment, the ccaR gene is integrated into the chromosomal DNA of said microorganism.
한 실시양태에서, 아르기닌에서 트립토판으로의 치환은 서열식별번호: 1의 위치 344에 상응하는 부위에서의 C에서 T로의 점 돌연변이의 결과이다. 또 다른 실시양태에서, 유전자 조작된 미생물은 서열식별번호: 3의 핵산 서열을 포함한다. 한 실시양태에서, 유전자 조작된 미생물은 약 0.5 g/L 이상, 약 1 g/L 이상, 약 1.5 g/L 이상, 약 2 g/L 이상 또는 약 2.5 g/L 이상의 클라불란산의 역가를 생산할 수 있다. 한 실시양태에서, 유전자 조작된 미생물은 약 2.1 g/L 이상의 클라불란산의 역가를 생산할 수 있다. 한 실시양태에서, 상기 클라불란산의 역가는 발효 65시간 후에 생산된다. 한 실시양태에서, 유전자 조작된 미생물은 야생형 (WT) 미생물과 비교 시 발효 65시간 후에 약 100% 이상, 약 200% 이상, 약 300% 이상, 약 400% 이상, 약 500% 이상, 약 600% 이상, 약 700% 이상, 약 800% 이상, 약 900% 이상, 또는 약 1000% 이상의 클라불란산의 역가를 생산할 수 있다. 야생형 미생물에 대한 언급은 유전자 조작된 미생물과 동일한 종의 미생물, 즉 동일한 종의 비-유전자 조작된 미생물을 지칭하는 것으로 이해될 것이다. 한 실시양태에서, 유전자 조작된 미생물은 야생형 미생물과 비교 시 발효 65시간 후에 약 1000% 이상의 클라불란산의 역가를 생산할 수 있다. 한 실시양태에서, 유전자 조작된 미생물은 발효 브로스의 점도를 야생형 (WT) 미생물과 비교 시 발효 65시간 후에 약 10% 이상, 약 15% 이상, 약 20% 이상, 약 25% 이상, 약 30% 이상, 약 35% 이상, 또는 약 40% 이상 만큼 감소시킬 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 미생물은 발효 브로스의 점도를 야생형 미생물과 비교 시 발효 65시간 후에 약 40% 이상 만큼 감소시킬 수 있다.In one embodiment, the arginine to tryptophan substitution is the result of a C to T point mutation at the site corresponding to position 344 of SEQ ID NO:1. In another embodiment, the genetically engineered microorganism comprises the nucleic acid sequence of SEQ ID NO:3. In one embodiment, the genetically engineered microorganism has a titer of clavulanic acid of at least about 0.5 g/L, at least about 1 g/L, at least about 1.5 g/L, at least about 2 g/L, or at least about 2.5 g/L. can produce In one embodiment, the genetically engineered microorganism is capable of producing a titer of clavulanic acid of at least about 2.1 g/L. In one embodiment, the titer of clavulanic acid is produced after 65 hours of fermentation. In one embodiment, the genetically engineered microorganism is at least about 100%, at least about 200%, at least about 300%, at least about 400%, at least about 500%, at least about 600% after 65 hours of fermentation as compared to a wild-type (WT) microorganism. It may produce a titer of clavulanic acid of greater than, about 700% or greater, about 800% or greater, about 900% or greater, or about 1000% or greater. Reference to a wild-type microorganism will be understood to refer to a microorganism of the same species as the genetically engineered microorganism, ie a non-genetically engineered microorganism of the same species. In one embodiment, the genetically engineered microorganism is capable of producing a titer of clavulanic acid of at least about 1000% after 65 hours of fermentation as compared to a wild-type microorganism. In one embodiment, the genetically engineered microorganism has a viscosity of the fermentation broth of at least about 10%, at least about 15%, at least about 20%, at least about 25%, at least about 30% after 65 hours of fermentation when compared to a wild-type (WT) microorganism. or more, about 35% or more, or about 40% or more. In another embodiment, the microorganism is capable of reducing the viscosity of the fermentation broth by at least about 40% after 65 hours of fermentation as compared to a wild-type microorganism.
한 측면에서, 클라불란산의 생산에 사용하기 위한 본원에 기재된 유전자 조작된 미생물이 제공된다.In one aspect, a genetically engineered microorganism described herein for use in the production of clavulanic acid is provided.
추가 측면에서, 본원에 기재된 유전자 조작된 미생물을 성장시키는 단계; 및 유전자 조작된 미생물 또는 그의 자손에 의해 생산된 클라불란산을 회수하는 단계를 포함하는, 클라불란산을 생산하는 방법이 제공된다.In a further aspect, a method comprising: growing a genetically engineered microorganism described herein; and recovering clavulanic acid produced by the genetically engineered microorganism or progeny thereof.
상기 방법의 한 실시양태에서, 약 0.5 g/L 이상, 약 1 g/L 이상, 약 1.5 g/L 이상, 약 2 g/L 이상 또는 약 2.5 g/L 이상의 클라불란산의 역가가 생산된다. 추가 실시양태에서, 약 2.1 g/L 이상의 클라불란산의 역가가 생산된다. 또한 추가 실시양태에서, 상기 클라불란산의 역가는 발효 65시간 후에 생산된다. 상기 방법의 한 실시양태에서, 야생형 (WT) 미생물과 비교 시 발효 65시간 후에 약 100% 이상, 약 200% 이상, 약 300% 이상, 약 400% 이상, 약 500% 이상, 약 600% 이상, 약 700% 이상, 약 800% 이상, 약 900% 이상, 또는 약 1000% 이상의 클라불란산의 역가가 생산된다. 한 실시양태에서, 야생형 미생물과 비교 시 발효 65시간 후에 1000% 이상의 클라불란산의 역가가 생산된다. 한 실시양태에서, 유전자 조작된 미생물을 포함하는 발효 브로스의 점도는 야생형 미생물과 비교 시 발효 65시간 후에 약 10% 이상, 약 15% 이상, 약 20% 이상, 약 25% 이상, 약 30% 이상, 약 35% 이상, 또는 약 40% 이상 만큼 감소된다. 한 실시양태에서, 유전자 조작된 미생물을 포함하는 발효 브로스의 점도는 야생형 미생물과 비교 시 발효 65시간 후에 약 40% 이상 만큼 감소된다.In one embodiment of the method, a titer of clavulanic acid of at least about 0.5 g/L, at least about 1 g/L, at least about 1.5 g/L, at least about 2 g/L, or at least about 2.5 g/L is produced . In a further embodiment, a titer of clavulanic acid of at least about 2.1 g/L is produced. In yet a further embodiment, the titer of clavulanic acid is produced after 65 hours of fermentation. In one embodiment of the method, at least about 100%, at least about 200%, at least about 300%, at least about 400%, at least about 500%, at least about 600%, after 65 hours of fermentation as compared to a wild-type (WT) microorganism; A titer of clavulanic acid of at least about 700%, at least about 800%, at least about 900%, or at least about 1000% is produced. In one embodiment, a titer of clavulanic acid of at least 1000% is produced after 65 hours of fermentation as compared to the wild-type microorganism. In one embodiment, the viscosity of the fermentation broth comprising the genetically engineered microorganism is at least about 10%, at least about 15%, at least about 20%, at least about 25%, at least about 30% after 65 hours of fermentation as compared to a wild-type microorganism. , by at least about 35%, or by at least about 40%. In one embodiment, the viscosity of the fermentation broth comprising the genetically engineered microorganism is reduced by at least about 40% after 65 hours of fermentation as compared to the wild-type microorganism.
또 다른 측면에서, 하기 단계:In another aspect, the steps of:
(a) 본원에 기재된 유전자 조작된 미생물을 성장시키는 단계,(a) growing the genetically engineered microorganism described herein;
(b) 유전자 조작된 미생물 또는 그의 자손에 의해 생산된 클라불란산을 회수하는 단계; 및(b) recovering clavulanic acid produced by the genetically engineered microorganism or its progeny; and
(c) 단계 (b)에서 회수된 클라불란산을 β-락탐 항생제와 조합함으로써 제약 제제를 제조하는 단계(c) preparing a pharmaceutical formulation by combining the clavulanic acid recovered in step (b) with a β-lactam antibiotic;
를 포함하는, β-락탐 항생제 및 클라불란산을 포함하는 제약 제제를 생산하는 방법이 제공된다.A method for producing a pharmaceutical formulation comprising a β-lactam antibiotic and clavulanic acid is provided.
한 실시양태에서, β-락탐 항생제는 아목시실린이다. 한 실시양태에서, 제약 제제는 오그멘틴이다.In one embodiment, the β-lactam antibiotic is amoxicillin. In one embodiment, the pharmaceutical agent is augmentin.
전술한 에스. 클라불리게루스 균주의 모든 측면 및 실시양태는 또한 클라불란산을 생산하는 유전자 조작된 미생물에 적용된다. 의심의 여지를 피하기 위해, 이러한 측면 및 실시양태는 또한 에스. 클라불리게루스 균주를 사용하여 클라불란산을 생산하는 방법, 에스. 클라불리게루스 균주를 사용하여 제약 제제를 생산하는 방법을 포함한다.The aforementioned S. All aspects and embodiments of the clavuligerus strain also apply to the genetically engineered microorganism that produces clavulanic acid. For the avoidance of doubt, these aspects and embodiments are also described in S. A method of producing clavulanic acid using a clavuligerus strain, S. methods of producing a pharmaceutical formulation using the clavuligerus strain.
정의Justice
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 언급된 모든 특허 및 간행물은 그 전체 내용이 참조로 포함된다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. All patents and publications mentioned herein are incorporated by reference in their entirety.
용어 "포함하는"은 "포함한" 또는 "이루어지는"을 포괄하며, 예를 들어 X를 "포함하는" 조성물은 X로만 이루어지거나 또는 뭔가 부가적인 것, 예를 들어 X + Y를 포함할 수 있다.The term “comprising” encompasses “comprising” or “consisting of, for example, a composition “comprising” X may consist solely of X or include something additional, such as X + Y.
용어 "본질적으로 ~로 이루어지는"은 지정된 재료 또는 단계 및 청구된 특색의 기본 특징(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것들로 본 특색의 범위를 제한한다.The term “consisting essentially of” limits the scope of the present feature to those that do not materially affect the specified material or step and the basic characteristic(s) of the claimed feature.
용어 "~로 이루어지는"은 임의의 부가의 성분(들)의 존재를 배제한다.The term “consisting of” excludes the presence of any additional component(s).
수치 x와 관련하여 용어 "약"은, 예를 들어 x ± 10%, 5%, 2% 또는 1%를 의미한다.The term “about” in reference to a numerical value x means, for example, x ± 10%, 5%, 2% or 1%.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "프로모터 영역"은 유전자 기능 또는 발현에 필요한 임의의 조절 영역을 포함하는 핵산 서열을 지칭한다.The term “promoter region” as used herein refers to a nucleic acid sequence comprising any regulatory region necessary for gene function or expression.
용어 "스트렙토미세스 클라불리게루스", "에스. 클라불리게루스", "에스. 클라불리게루스 균주"는 상호 교환 가능하게 사용되며 스트렙토미세스 클라불리게루스 및 그의 균주를 지칭한다.The terms "Streptomyces clavuligerus", "S. clavuligerus", "S. clavuligerus strain" are used interchangeably and refer to Streptomyces clavuligerus and strains thereof.
"스트렙토미세스 클라불리게루스", "에스. 클라불리게루스", "에스. 클라불리게루스 균주"의 맥락에서 본원에 사용된 바와 같은 용어 "야생형" 또는 "WT"는 그의 자연의 돌연변이되지 않은 형태로 발견되는 에스. 클라불리게루스 균주를 지칭한다 (즉, 에스. 클라불리게루스 - 컬처 컬렉션 ATCC 27064). 에스. 클라불리게루스의 맥락에서 본원에 사용된 바와 같은 야생형은 특히, ccaR 프로모터 영역 및 ccaR 유전자에서의 돌연변이, 즉 M1, M2 또는 M3을 포함하지 않는 균주를 지칭한다.The term “wild-type” or “WT” as used herein in the context of “Streptomyces clavuligerus”, “S. found S. Clavuligerus strain (ie, S. clavuligerus - Culture Collection ATCC 27064). s. Wild-type as used herein in the context of clavuligerus refers, inter alia, to a strain that does not contain mutations in the ccaR promoter region and the ccaR gene, ie M1, M2 or M3.
용어 "ccaR" 및 "ccaR 유전자"는 상호 교환 가능하게 사용되며 본원에 사용된 바와 같이 ccaR 유전자를 지칭한다.The terms " ccaR " and " ccaR gene " are used interchangeably and as used herein refer to the ccaR gene.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "CcaR"은 ccaR 유전자에 의해 코딩된 단백질을 지칭한다.The term “CcaR” as used herein refers to the protein encoded by the ccaR gene.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "점 돌연변이"는 뉴클레오티드 서열 내의 단일 염기쌍의 변경을 지칭한다. 예를 들어, 한 염기가 또 다른 염기로 대체될 수 있다. 이러한 점 돌연변이는 3가지 효과 중 하나를 가질 수 있다. 첫째, 염기 치환은 변경된 코돈이 동일한 아미노산에 상응하는 침묵 돌연변이일 수 있다. 둘째, 염기 치환은 변경된 코돈이 상이한 아미노산에 상응하는 미스센스 돌연변이일 수 있다. 셋째, 염기 치환은 변경된 코돈이 정지 신호에 상응하는 넌센스 돌연변이일 수 있다.As used herein, the term “point mutation” refers to an alteration of a single base pair within a nucleotide sequence. For example, one base may be replaced by another. These point mutations can have one of three effects. First, the base substitution may be a silent mutation in which the altered codon corresponds to the same amino acid. Second, the base substitution may be a missense mutation in which the altered codon corresponds to a different amino acid. Third, the base substitution may be a nonsense mutation in which the altered codon corresponds to a stop signal.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "치환 돌연변이"는 하나의 아미노산 단백질을 상이한 아미노산으로 대체하는 것을 지칭한다. 그것은 또한 뉴클레오티드 서열 내의 하나의 염기쌍을 또 다른 염기쌍으로 대체하는 것을 지칭할 수 있다.As used herein, the term “substitution mutation” refers to the replacement of one amino acid protein with a different amino acid. It can also refer to replacing one base pair with another in a nucleotide sequence.
본원에 사용된 바와 같은 발효의 맥락에서 용어 "발효 시간" 및 "로그 시간"은 생산 배지에 시드 배양물을 접종한 시점 이후의 발효 시간을 지칭한다.As used herein, the terms “fermentation time” and “log time” in the context of fermentation refer to the fermentation time after the time the production medium is inoculated with the seed culture.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "발효 브로스"는 발효 배지와 그 안에서 발효된 세포, 특히 에스. 클라불리게루스의 혼합물을 지칭한다.The term "fermentation broth" as used herein refers to a fermentation medium and cells fermented therein, particularly S. refers to a mixture of clavuligerus.
용어 "벡터" 또는 "핵산 벡터"는 유전 물질을, 그것이 복제 및/또는 발현될 수 있는 또 다른 세포로 인위적으로 운반할 수 있는 비히클을 지칭한다.The term “vector” or “nucleic acid vector” refers to a vehicle capable of artificially transporting genetic material into another cell in which it can be replicated and/or expressed.
본 발명은 이제 하기의 비-제한적인 실시예를 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.The invention will now be described in more detail with reference to the following non-limiting examples.
실시예Example
실시예 1Example 1
ccaRccaR 돌연변이체 플라스미드 구축 Mutant Plasmid Construction
ccaR 프로모터 영역 및 ccaR 유전자 내의 3개의 돌연변이를 개별적으로 또는 조합하여, 클라불란산 생산에 미치는 영향에 대해 평가하였다. 돌연변이는 하기와 같다:The three mutations in the ccaR promoter region and the ccaR gene, individually or in combination, were evaluated for their effect on clavulanic acid production. Mutations are as follows:
돌연변이 1 (M1) - 서열식별번호: 1의 위치 48에서의 C에서 T로의 점 돌연변이;Mutation 1 (M1)—C to T point mutation at position 48 of SEQ ID NO:1;
돌연변이 2 (M2) - 서열식별번호: 1의 위치 143에서의 G에서 A로의 점 돌연변이; 및Mutation 2 (M2)—G to A point mutation at position 143 of SEQ ID NO:1; and
돌연변이 3 (M3) - 서열식별번호: 2의 위치 32에서의 아르기닌에서 트립토판으로의 아미노산 치환.Mutation 3 (M3)—Arginine to tryptophan amino acid substitution at position 32 of SEQ ID NO:2.
M1 및 M2의 위치는 ccaR 프로모터 영역 내에 있다. M3의 위치는 ccaR 유전자 내에 있다.The positions of M1 and M2 are within the ccaR promoter region. The location of M3 is within the ccaR gene.
초기 구축물 만들기Creating the initial construct
· 프라이머 NC_18_22 및 NC_18_23을 사용하여 Q5™ 폴리머라제를 사용한 PCR에 의해 ccaR 유전자 및 주변 4 Kb DNA (각각의 측면에 2 Kb)를 증폭시켰다. 이들 프라이머는 각각 HindIII 및 XbaI 부위를 함유한다. 스트렙토미세스 클라불리게루스 야생형 균주, 균주 3 (SC3) 또는 균주 4 (SC4)로부터의 상이한 게놈 DNA를 주형으로서 사용하여 3가지 PCR을 수행하였다. 이러한 상이한 게놈 프렙을 사용하면, 돌연변이를 전혀 함유하지 않는 산물, M1+M2를 함유하는 산물 및 모든 3개의 돌연변이 (M1+M2+M3)를 함유하는 산물이 각각 산출될 것이다.Amplify the ccaR gene and surrounding 4 Kb DNA (2 Kb on each side) by PCR with Q5™ polymerase using primers NC_18_22 and NC_18_23. These primers contain HindIII and XbaI sites, respectively. Three PCRs were performed using different genomic DNAs from the Streptomyces clavuligerus wild-type strain, strain 3 (SC3) or strain 4 (SC4) as templates. Using these different genomic preps will yield products containing no mutations at all, products containing M1+M2 and products containing all three mutations (M1+M2+M3), respectively.
· PCR 산물은 그의 HindIII 및 XbaI 부위에서, 선택 도구로서 사용될 수 있는 codA 유전자를 함유하는 pKC1132 내로 클로닝되고, 이. 콜라이(E. coli) NEB10으로 형질전환되었다. 콜로니는 프라이머 NC_18_22 및 NC_18_23을 사용하여 콜로니 PCR에 의해 스크리닝되었다. 플라스미드를 콜로니로부터 추출하여 정확한 크기의 PCR 산물을 산출하고, 이를 pCLV23 (WT 서열), pCLV24 (SC3 서열/M1+M2) 및 pCLV25 (SC4 서열/M1+M2+M3)로 명명하였다. 클로닝된 DNA가 정확한지 검사하기 위해 플라스미드를 시퀀싱하였다.The PCR product was cloned into pKC1132 containing the codA gene, which can be used as a selection tool, at its HindIII and XbaI sites, and E. It was transformed into E. coli NEB10. Colonies were screened by colony PCR using primers NC_18_22 and NC_18_23. Plasmids were extracted from colonies to yield PCR products of the correct size, which were named pCLV23 (WT sequence), pCLV24 (SC3 sequence/M1+M2) and pCLV25 (SC4 sequence/M1+M2+M3). Plasmids were sequenced to check that the cloned DNA was correct.
하나의 돌연변이를 함유하는 플라스미드 만들기Creating a plasmid containing one mutation
· 프라이머 세트 ccaR_QCM1_F 및 ccaR_QCM1_R; ccaR_QCM2_F 및 ccaR_QCM2_R; ccaR_QCM3_F 및 ccaR_QCM3_R을 사용하여 3가지 '돌연변이유발' PCR을 설정하여, 주형으로서 pCLV23을 사용하여 각각 M1, M2 및 M3 돌연변이를 만들었다. 이들은 높은 농도의 주형 DNA가 사용된다는 점 (25 μl PCR 반응물 중 1 μl 표준 플라스미드 프렙), 낮은 농도의 프라이머가 사용된다는 점 (25 μl PCR 반응물 중 1 μl의 1 mM 프라이머 스톡), 어닐링 온도가 항상 60℃이며 PCR은 12회만 수행된다는 점에서 표준 PCR과 상이하다.· primer sets ccaR_QCM1_F and ccaR_QCM1_R; ccaR_QCM2_F and ccaR_QCM2_R; Three 'mutagenic' PCRs were set up using ccaR_QCM3_F and ccaR_QCM3_R to create M1, M2 and M3 mutations, respectively, using pCLV23 as a template. These include the fact that a high concentration of template DNA is used (1 μl standard plasmid prep in 25 μl PCR reaction), that a low concentration of primer is used (1 μl of 1 mM primer stock in 25 μl PCR reaction), the annealing temperature is always It differs from standard PCR in that it is 60° C. and PCR is performed only 12 times.
· PCR 후, 각각의 혼합물을 DpnI로 소화시켜 주형 DNA를 제거하고 이. 콜라이 NEB10으로 형질전환시켰다. 플라스미드는 각각의 돌연변이유발의 6개 콜로니에서 제조하고 시퀀싱하였다. 각각으로부터, 정확한 돌연변이를 함유하는 플라스미드를 골라내었으며 이러한 플라스미드는 pCLV26 (M1), pCLV27 (M2) 및 pCLV28 (M3)로 명명된다.· After PCR, each mixture was digested with DpnI to remove the template DNA and E. It was transformed into E. coli NEB10. Plasmids were prepared and sequenced from 6 colonies of each mutagenesis. From each, plasmids containing the correct mutation were picked and these plasmids were named pCLV26 (M1), pCLV27 (M2) and pCLV28 (M3).
시퀀싱 결과 및 후속 돌연변이유발Sequencing Results and Subsequent Mutagenesis
· 구축된 원래의 플라스미드 중에서, pCLV25는 정확한 서열을 함유하였다. pCLV23은 orf10 유전자에서 ccaR의 상류에 점 돌연변이를 갖는 것으로 밝혀졌다. 그 결과, pCLV26, pCLV27 및 pCLV28이 또한 이러한 돌연변이를 함유하였다. pCLV24는 ccaR 유전자에서의 원치 않는 돌연변이를 갖는 것으로 밝혀졌다.Among the original plasmids constructed, pCLV25 contained the correct sequence. pCLV23 was found to have a point mutation upstream of ccaR in the orf10 gene. As a result, pCLV26, pCLV27 and pCLV28 also contained these mutations. pCLV24 was found to have an unwanted mutation in the ccaR gene.
· 돌연변이유발 PCR은 프라이머 QC_correct_orf10_F 및 QC_correct_orf10_R을 사용하여 pCLV23, pCLV26, pCLV27 및 pCLV28에서 수행되었다. 그 결과로 생성된 플라스미드는 시퀀싱을 위해 보내졌으며, 이들 중에서 orf10 유전자에서의 정확한 서열을 함유하는 플라스미드가 선택되었고, 최종 플라스미드는 pCLV29 (WT seq), pCLV31 (M1), pCLV32 (M2) 및 pCLV33 (M3)으로 지명되었다.Mutagenesis PCR was performed on pCLV23, pCLV26, pCLV27 and pCLV28 using primers QC_correct_orf10_F and QC_correct_orf10_R. The resulting plasmid was sent for sequencing, among which plasmids containing the correct sequence in the orf10 gene were selected, and the final plasmids were pCLV29 (WT seq), pCLV31 (M1), pCLV32 (M2) and pCLV33 ( M3) was designated.
· 돌연변이유발 PCR은 프라이머 QC_correct_ccaRmut_F 및 QC_correct_ccaRmut_R을 사용하여 pCLV24에서 수행되었다. 그 결과로 생성된 플라스미드는 시퀀싱을 위해 보내졌으며, 이들 중에서 ccaR 유전자에서의 정확한 서열을 함유하는 플라스미드가 선택되었다. 최종 플라스미드는 pCLV30 (M1+M2)으로 지명되었다.Mutagenesis PCR was performed on pCLV24 using primers QC_correct_ccaRmut_F and QC_correct_ccaRmut_R. The resulting plasmid was sent for sequencing, among which the plasmid containing the correct sequence in the ccaR gene was selected. The final plasmid was designated pCLV30 (M1+M2).
· 돌연변이의 모든 반복을 함유하는 돌연변이체를 수득하기 위해, 돌연변이 M1+M3 및 M2+M3을 포괄하기 위해 2개의 추가의 플라스미드가 필요하였다. M1 또는 M2를 이미 M3을 함유하는 플라스미드에 부가하기 위해, 프라이머 세트 ccaR_QCM1_F 및 ccaR_QCM1_R; ccaR_QCM2_F 및 ccaR_QCM2_R을 각각 사용하여 주형으로서 pCLV33 (M3)을 사용하여 돌연변이유발 PCR을 수행하였다. 그 결과로 생성된 플라스미드를 시퀀싱하였으며, 이들 중에서 원하는 돌연변이를 함유하는 플라스미드를 선택하였다. 최종 플라스미드는 pCLV34 (M1+M3) 및 pCLV35 (M2+M3)로 지명되었다.To obtain a mutant containing all repeats of the mutation, two additional plasmids were needed to cover the mutations M1+M3 and M2+M3. To add either M1 or M2 to a plasmid that already contains M3, the primer sets ccaR_QCM1_F and ccaR_QCM1_R; Mutagenesis PCR was performed using pCLV33 (M3) as a template using ccaR_QCM2_F and ccaR_QCM2_R, respectively. The resulting plasmids were sequenced, and a plasmid containing the desired mutation was selected from among them. The final plasmids were designated pCLV34 (M1+M3) and pCLV35 (M2+M3).
프라이머 표:Primer Table:
최종 구축물:Final construct:
실시예 2Example 2
ccaRccaR 돌연변이체 스트렙토미세스 클라불리게루스 Mutant Streptomyces clavuligerus
실시예 1에 서술된 바와 같이 제조된 ccaR 돌연변이체 플라스미드를 사용하여 에스. 클라불리게루스의 ccaR 돌연변이체 균주를 제조하였다.Using the ccaR mutant plasmid prepared as described in Example 1, S. A ccaR mutant strain of Clavuligerus was prepared.
1. 플라스미드 DNA의 제조 1. Preparation of plasmid DNA
· 각각의 플라스미드는 전기 적격 이. 콜라이 ET12567로 형질전환되었다 [pUZ8002]. 이러한 이. 콜라이 균주는 dam- dcm-이므로, 비메틸화된 플라스미드 DNA를 산출하고 접합이 일어날 수 있는 oriT (전이 유전자의 기원)를 함유하는 pUZ8002 플라스미드를 보유한다. ET12567은 클로람페니콜에 대해 내성이 있고; pUZ8002는 카나마이신에 대해 내성이 있다.· Each plasmid is electrically competent. It was transformed into E. coli ET12567 [pUZ8002]. These are. As the E. coli strain is dam- dcm- , it yields unmethylated plasmid DNA and carries the pUZ8002 plasmid containing the oriT (origin of the transgene) to which splicing can occur. ET12567 is resistant to chloramphenicol; pUZ8002 is resistant to kanamycin.
2. 플라스미드 DNA의 접합 2. Conjugation of plasmid DNA
제1일Day 1
· 이. 콜라이 ET12567에서의 각각의 플라스미드 [pUZ8002]를 50 μg/mL 아프라마이신, 50 μg/mL 카나마이신 및 10 μg/mL 클로람페니콜을 함유하는 5 mL 리소제니 브로스 (LB) 배지에 접종하였다. 이것을 35℃에서 250 rpm으로 밤새 인큐베이션하였다.· this. Each plasmid [pUZ8002] in E. coli ET12567 was inoculated into 5 mL lysogeni broth (LB) medium containing 50 μg/mL apramycin, 50 μg/mL kanamycin and 10 μg/mL chloramphenicol. This was incubated at 35° C. at 250 rpm overnight.
제2일Day 2
· 2 mL의 각각의 밤샘 이. 콜라이 배양물을, 30 mL 리소제니 브로스 (LB) + 아프라마이신, 카나마이신 및 클로람페니콜을 함유하는 250 mL 직선 가장자리 플라스크에 접종하였다. 이것을 OD600 = 약 0.6이 될 때까지 35℃에서 250 rpm으로 인큐베이션하였다.· 2 mL each overnight. E. coli cultures were inoculated into 250 mL straight edge flasks containing 30 mL lysogeni broth (LB) + apramycin, kanamycin and chloramphenicol. This was incubated at 35° C. at 250 rpm until OD 600 = about 0.6.
· 10 mL의 각각의 이. 콜라이 배양물을 50 mL 원심분리용 튜브에 따라 붓고 4000 rpm에서 5-10분 동안 원심분리하였다. 그런 다음, 그 결과로 생성된 펠릿을 10 mL LB에서 3회 세척하였다. 최종 이. 콜라이 펠릿을 500 μL LB에 재현탁하였다.· 10 mL of each tooth. The E. coli culture was poured into 50 mL centrifuge tubes and centrifuged at 4000 rpm for 5-10 minutes. Then, the resulting pellet was washed 3 times in 10 mL LB. final this. The E. coli pellet was resuspended in 500 μL LB.
· 접합될 플라스미드당 에스. 클라불리게루스 포자의 2개 플레이트는, 3 mL LB를 이러한 플레이트 상으로 피펫팅하고, 루프를 사용하여 포자를 제거한 다음 LB를 플레이트로부터 2 mL 미세원심분리용 튜브 내로 피펫팅함으로써 수거되었다. 포자를 10분 동안 7000 rpm에서 원심분리하고, 그 결과로 생성된 펠릿을 LB에서 1회 세척하였다. 최종 펠릿을 250 μL LB에 재현탁하였다. 포자를 50℃에서 10분 동안 인큐베이션한 다음 즉시 얼음 위에 놓아두었다.S per plasmid to be conjugated. Two plates of Clavigerus spores were harvested by pipetting 3 mL LB onto these plates, using a loop to remove the spores and then pipetting the LB from the plate into a 2 mL microcentrifuge tube. The spores were centrifuged at 7000 rpm for 10 minutes, and the resulting pellet was washed once in LB. The final pellet was resuspended in 250 μL LB. The spores were incubated at 50° C. for 10 minutes and then immediately placed on ice.
· 250 μL의 이. 콜라이 현탁액을 포자의 각각의 분취액과 혼합하였다. 그런 다음 이러한 혼합물을 L3M9 한천 플레이트 상으로 확산시키고 26℃에서 밤새 인큐베이션하였다.· 250 µL of E. The E. coli suspension was mixed with each aliquot of spores. This mixture was then spread onto L3M9 agar plates and incubated overnight at 26°C.
L3M9:L3M9:
제3일Day 3
· 각각의 플레이트를 아프라마이신과 포스포마이신으로 덮었다 - 700 μL 중 15 μL의 100 mg/mL 아프라마이신 스톡과 45 μL의 50 mg/mL 포스포마이신 스톡을 각각의 플레이트 상으로 균일하게 확산시키고, 플레이트를 26℃에서 7 내지 10일 동안 인큐베이션하였다.Each plate was covered with apramycin and fosfomycin - 15 μL of 100 mg/mL apramycin stock and 45 μL of 50 mg/mL fosfomycin stock in 700 μL spread evenly onto each plate and incubate the plates at 26°C for 7-10 days.
3. 이중 교차 획득 3. Double Cross Acquisition
· 접합에 의해 달성된 아프라마이신 내성 콜로니는 단일 교차이다 - 이러한 콜로니는 에스. 클라불리게루스의 염색체 내로 통합된 전체 벡터에서 돌연변이된 ccaR의 카피를 가질 것이며 여전히 ccaR (WT)의 원래 카피를 함유할 것이다. ccaR의 원래 카피와 함께 삽입된 플라스미드 DNA를 제거하기 위해서는 2차 상동 재조합 이벤트가 필요하다.Apramycin-resistant colonies achieved by conjugation are single crossover - these colonies are S. It will have a copy of the mutated ccaR in the entire vector integrated into the chromosome of clavigerus and will still contain the original copy of ccaR (WT). A second homologous recombination event is required to remove the inserted plasmid DNA along with the original copy of ccaR .
· 콜로니는 멸균 나무 칵테일 스틱을 사용하여 골라내고, 아프라마이신과 포스포마이신으로 덮인 L3M9 플레이트 상으로 패치하였다. 이들을 7 내지 10일 동안 26℃에서 인큐베이션하였다.Colonies were picked using sterile wooden cocktail sticks and patched onto L3M9 plates covered with apramycin and fosfomycin. They were incubated at 26° C. for 7-10 days.
· 일단 패치가 성장하여 포자 형성이 시작되면, 아프라마이신 단독을 함유하는 L3M9 플레이트 상으로 균주를 다시 패치하고 26℃에서 7 내지 10일 동안 인큐베이션하였다.· Once the patch has grown and spore formation has begun, the strain is re-patched onto L3M9 plates containing apramycin alone and incubated at 26°C for 7-10 days.
· 패치는 항생제를 함유하지 않는 L3M9 플레이트 상으로 2회 연속적으로 패치되었다.Patches were patched twice in succession onto L3M9 plates containing no antibiotics.
· 3 mL 10% 수크로스를 최종 L3M9 플레이트 상으로 피펫팅하고, 루프를 사용하여 포자를 제거한 다음 이러한 포자 현탁액을 면모를 함유하는 멸균 주사기 내로 피펫팅함으로써 상기 최종 L3M9 플레이트로부터 포자를 수거하였다. 포자를 주사기를 통해 밀어넣고, 그 결과로 생성된 포자 현탁액을 10-8까지 희석하였다. 희석액을 300 μL 10 mg/mL 5-플루오로시토신으로 덮인 L3M9 플레이트 상에 플레이팅하였다 (이러한 작업에 사용된 플라스미드는 5-플루오로시토신을 독성인 5-플루오로우라실로 전환시키는 CodA를 발현한다. 따라서, 5-플루오로시토신 상에서 성장할 수 있는 콜로니는 자신의 염색체로부터 이러한 플라스미드를 상실할 것이다). 플레이트를 7 내지 10일 동안 26℃에서 인큐베이션하였다.Spores were harvested from the final L3M9 plate by pipetting 3
· 콜로니를 골라내고, 아프라마이신을 함유하는 L3M9 플레이트 및 아프라마이신을 전혀 함유하지 않는 L3M9 플레이트 상으로 복제물을 (패치로서) 플레이팅하였다. 5일 후, 아프라마이신을 함유하는 플레이트 상에서 성장하지 않은 패치는 에스. 클라불리게루스 염색체 내로 통합된 플라스미드를 상실한 것으로 간주되었다 (2차 재조합 이벤트를 겪음).Colonies were picked and replicates plated (as patches) onto L3M9 plates with and without apramycin and L3M9 plates with no apramycin. After 5 days, patches that did not grow on plates containing apramycin were S. It was considered to have lost the plasmid integrated into the Clavuligerus chromosome (which underwent a secondary recombination event).
사용된 모든 구축물은 플라스미드와 에스. 클라불리게루스 게놈 간의 상동 재조합을 촉진시키는 데 필요한 상동 아암으로서 공지된, 에스. 클라불리게루스 게놈 상에서 발견된 것과 같이 ccaR의 상류 및 하류에 발견된 것과 동일한 2 Kb의 DNA 서열에 의해 플랭킹된 돌연변이된 ccaR 영역을 함유하였다. 플라스미드 DNA가 에스. 클라불리게루스 내로 접합된 후, 돌연변이체는 플라스미드와 에스. 클라불리게루스 게놈 간의 단일 교차 이벤트를 겪었으며 - 이는 ccaR의 원래 카피와 돌연변이된 ccaR 및 플라스미드 DNA 모두를 함유하는 균주를 산출하였다. 돌연변이체 균주는 플라스미드 DNA가 상실되고 ccaR의 돌연변이된 카피가 ccaR의 원래의 카피로 교환되는 DNA 복제 동안 두 번째 상동 재조합 이벤트를 연속적으로 수행하였다. 이러한 돌연변이체는 이중 교차로서 지칭된다. 이러한 두 번째 재조합 이벤트는 또한 플라스미드 및 ccaR의 돌연변이된 카피의 절단을 초래하여, 야생형 균주로 되돌아간 균주를 발생시킬 수 있다.All constructs used were plasmids and S. Known as the homology arms required to promote homologous recombination between the clavuligerus genomes, S. It contained a mutated ccaR region flanked by a DNA sequence of 2 Kb identical to that found upstream and downstream of ccaR as found on the clavigerus genome. Plasmid DNA is S. After conjugation into Clavuligerus, the mutant was combined with a plasmid and S. It underwent a single crossover event between the clavigerus genomes - resulting in strains containing both the original copy of ccaR and the mutated ccaR and plasmid DNA. The mutant strain subsequently underwent a second homologous recombination event during DNA replication in which plasmid DNA was lost and a mutated copy of ccaR was exchanged for the original copy of ccaR . Such mutants are referred to as double crossovers. This second recombination event can also result in cleavage of the plasmid and the mutated copy of ccaR , resulting in a strain reverted to the wild-type strain.
각각의 균주를 돌연변이시키는 데 사용된 플라스미드 내의 상동 아암에 위치한 유전자 중 하나는 orf10이었다. 클라불란산 합성과 관련된 이러한 유전자의 기능은 아직 공지되지 않았지만, 에스. 클라불리게루스에서 이러한 유전자를 녹아웃시키면 클라불란산을 만들 수 없는 돌연변이체가 발생한다 (Jensen et al., (2000) Antimicrob. Agents Chemother.). ccaR 돌연변이 구축물을 만들기 위한 클로닝 단계 동안 이러한 유전자에 점 돌연변이가 발생하였으며 - 이는 ccaR 프로모터 영역 및 유전자를 플랭킹하는 영역이 에스. 클라불리게루스 게놈 상의 동일한 위치에서 발견된 영역과 100% 상동성을 갖도록 복구해야 했다 (실시예 1 참조).One of the genes located in the homology arms in the plasmid used to mutate each strain was orf10 . Although the function of these genes involved in clavulanic acid synthesis is not yet known, S. Knockout of these genes in clavuligerus results in mutants incapable of producing clavulanic acid (Jensen et al., (2000) Antimicrob. Agents Chemother. ). Point mutations were made to these genes during the cloning step to create the ccaR mutant constructs - the ccaR promoter region and the region flanking the gene in S. It had to be restored to have 100% homology with the region found at the same location on the clavuligerus genome (see Example 1).
4. 이중 교차 시퀀싱 4. Double Cross Sequencing
· 균주가 ccaR의 돌연변이된 카피 또는 ccaR의 원래 야생형 카피를 보유하고 있는지 여부를 확인하기 위해 시퀀싱이 필요하였다.Sequencing was required to confirm whether the strain carried a mutated copy of ccaR or the original wild-type copy of ccaR .
· 멸균 루프를 사용하여 아프라마이신 감수성 패치를 긁어내고 이를 50 μL DMSO에 넣었다. 이것을 -70℃에서 동결시킨 후, 해동하고 와동시킨 후 다시 2회 더 동결시켰다.· Use a sterile loop to scrape the apramycin-sensitive patch and place it in 50 μL DMSO. It was frozen at -70°C, thawed, vortexed, and then frozen twice more.
· 그 결과로 생성된 혼합물은 PHUSION 폴리머라제 및 프라이머 세트 NC_20 및 NC_21을 사용하는 PCR 반응에서 주형으로서 사용되어, 균주 내로 도입된 돌연변이를 포괄하는 약 1.5 Kb PCR 산물이 산출되었다. PCR 산물을 정리하고, PCR 산물 내에서 어닐링되는 시퀀싱 프라이머 ccaR_seq 또는 ccaR_seq_rev를 사용하여 생어 시퀀싱하였다.The resulting mixture was used as a template in a PCR reaction using PHUSION polymerase and primer sets NC_20 and NC_21, yielding an approximately 1.5 Kb PCR product covering the mutation introduced into the strain. PCR products were cleaned up and Sanger sequenced using sequencing primers ccaR_seq or ccaR_seq_rev that anneal within the PCR products.
· 수득된 서열을 에스. 클라불리게루스 ccaR 유전자 및 프로모터 서열에 대해 정렬하여 정확한 돌연변이가 존재하였는지 평가하였다.· The obtained sequence is S. Alignment to the Clavuligerus ccaR gene and promoter sequence was performed to evaluate the presence of the correct mutation.
5. 작동 포자 스톡의 제조 5. Preparation of Working Spore Stocks
· 에스. 클라불리게루스 돌연변이체를 3개의 L3M9 플레이트 상으로 패치하고 26℃에서 2주 동안 인큐베이션하여 각각의 플레이트 상에 성장 잔디를 제공하였다. 연속해서, 각각의 플레이트 상에 3 mL의 10% 수크로스를 놓아두고, 멸균 10 μL 루프를 사용하여 포자를 긁어내고 이들을 멸균 25 mL 튜브에 놓아둠으로써 포자를 수거하였다. 각각의 포자 현탁액의 총 용적은 10% 수크로스로 15 mL로 만든 다음, 멸균 초음파 처리 프로브를 사용하여 30초 동안 14 마이크로미터의 진폭에서 초음파 처리하였다. 초음파 처리된 포자 현탁액은 이후에 저온 바이알에 등분되었고 발효에 필요할 때까지 -70℃에서 저장되었다.· s. Clavuligerus mutants were patched onto three L3M9 plates and incubated at 26° C. for 2 weeks to provide growing turf on each plate. Subsequently, spores were harvested by placing 3 mL of 10% sucrose on each plate, scraping the spores using a sterile 10 μL loop and placing them in a sterile 25 mL tube. The total volume of each spore suspension was made to 15 mL with 10% sucrose and then sonicated at an amplitude of 14 micrometers for 30 s using a sterile sonication probe. The sonicated spore suspension was then aliquoted into cold vials and stored at -70°C until needed for fermentation.
· 각각의 포자 현탁액에서 mL당 콜로니 형성 단위의 수 (cfu/mL)를 계산하기 위해, 하나의 저온 바이알을 해동하고 폴리소르베이트 80 (0.1% v/v)에서 10-8로 희석 시리즈를 만들었다. 10-7 및 10-8 희석액으로부터의 100 μL를 트립신 분해 콩 한천 플레이트 상으로 플레이팅하고 26℃에서 5일 동안 인큐베이션하였다. 이후에 콜로니를 계수하고 cfl/mL를 계산하였다.To calculate the number of colony forming units per mL (cfu/mL) in each spore suspension, thaw one cryovial and make a dilution series of 10 -8 in polysorbate 80 (0.1% v/v). . 100 μL from 10 −7 and 10 −8 dilutions were plated onto trypsinized soy agar plates and incubated at 26° C. for 5 days. Thereafter, colonies were counted and cfl/mL was calculated.
실시예 3Example 3
클라불란산에 대한 발효기 검정Fermenter assay for clavulanic acid
발효Fermentation
실시예 2에 서술된 바와 같이 생성된 에스. 클라불리게루스의 ccaR 돌연변이체 균주를 야생형 (SC2) 에스. 클라불리게루스 작동 스톡 대조군에 대항한 클라불란산 유착 및 성장 프로필에 대해 2 L 마이크로-발효기 규모에서 시험하였다. (시험은 실행당 10개의 용기를 포함하는 5개의 발효기 실행에 걸쳐 수행되었다. 각각의 실행은 임의의 실행 간 변동을 설명하기 위해 야생형 (SC2) 대조군을 포함하였다).S. produced as described in Example 2. The ccaR mutant strain of clavigerus was transformed into wild-type (SC2) S. Clavulanic acid adhesion and growth profiles were tested on a 2 L micro-fermenter scale against a clavuligerus working stock control. (Tests were run over 5 fermentor runs, containing 10 vessels per run. Each run included a wild-type (SC2) control to account for any inter-run variability).
· 100 mL S13A 시드 배지 (20 g/L SOFARINE 탈지 대두분, 10 g/L 덱스트린, 0.6 g/L 일염기성 인산칼륨, 5 g/L 평지씨 오일, 10 M 수산화나트륨으로 7.0으로 조정된 pH)를 함유하는 500 mL 에를렌마이어 플라스크를 동결된 포자 스톡으로부터 접종하여 mL당 1.5 x 105개의 포자를 제공하였다. 플라스크를 26℃ 및 220 rpm에서 인큐베이션하였다.100 mL S13A seed medium (20 g/L SOFARINE skim soy flour, 10 g/L dextrin, 0.6 g/L monobasic potassium phosphate, 5 g/L rapeseed oil, pH adjusted to 7.0 with 10 M sodium hydroxide) A 500 mL Erlenmeyer flask containing The flask was incubated at 26° C. and 220 rpm.
· 52시간 후, 3% 용적이 1.4 L S8A2 최종 단계 배지 (38.5 g/L SOFARINE 탈지 대두분, 10 g/L 덱스트린, 0.175 g/L 일염기성 인산칼륨, 23 g/L 평지씨 오일, 1 g/L 폼닥터(Foamdoctor™) 소포제, 0.1 g/L 염화마그네슘 6수화물, 0.03 g/L 황산제일철 7수화물, 0.005 g/L 염화아연, 0.005 g/L 염화제2구리, 0.005 g/L 황산망가니즈 1수화물)를 함유하는 2 L 마이크로 발효기에 접종되었다. 접종 전 배지 pH는 17% v/v 수산화암모늄 용액을 사용하여 7.0으로 조정되었고, 이러한 용액을 사용하여 내내 pH 6.8로 제어되었다. 온도는 26℃로 유지되었고, 교반은 1400 rpm으로 유지되었으며, 기류는 0.8 vvm (공기의 용적/액체의 용적/분)으로 유지되었다. 32% w/v 말토덱스트린 피드를 24시간부터 1.4 mls/hr의 속도로 도입하고 내내 유지하였다. 5.67% w/v 일염기성 인산칼륨 피드 용액을 0시간부터 24시간까지 0.3 mls/hr의 속도로 도입한 다음, 48시간까지 1.1 mls/hr로 증가시켰으며 그 시점에서 종료하였다. 발효는 클라불란산의 역가를 위해 전체에 걸쳐 샘플링되었고 하기에 기재된 바와 같이 대략 140시간에 종료되었다.After 52 hours, 3% volume is 1.4 L S8A2 final stage medium (38.5 g/L SOFARINE skim soy flour, 10 g/L dextrin, 0.175 g/L potassium phosphate monobasic, 23 g/L rapeseed oil, 1 g /L Foamdoctor™ Antifoam, 0.1 g/L Magnesium Chloride Hexahydrate, 0.03 g/L Ferrous Sulfate Heptahydrate, 0.005 g/L Zinc Chloride, 0.005 g/L Cupric Chloride, 0.005 g/L Manga Sulfate Nizhny monohydrate) was inoculated into a 2 L micro fermenter. The medium pH prior to inoculation was adjusted to 7.0 using 17% v/v ammonium hydroxide solution and controlled to pH 6.8 throughout this solution. The temperature was maintained at 26° C., the agitation was maintained at 1400 rpm, and the airflow was maintained at 0.8 vvm (volume of air/volume of liquid/min). A 32% w/v maltodextrin feed was introduced at a rate of 1.4 mls/hr from 24 hours and maintained throughout. A 5.67% w/v monobasic potassium phosphate feed solution was introduced at a rate of 0.3 mls/hr from 0 to 24 hours, then increased to 1.1 mls/hr by 48 hours, at which point it was terminated. Fermentation was sampled throughout for titer of clavulanic acid and ended at approximately 140 hours as described below.
클라불란산의 농도 측정Determination of the concentration of clavulanic acid
· 진탕된 브로스 1.5 mL를 일회용 에펜도르프 튜브에 따라 붓고 4℃에서 13,000 rpm으로 10분간 원심분리하였다.· 1.5 mL of shaken broth was poured into a disposable Eppendorf tube and centrifuged at 13,000 rpm at 4°C for 10 minutes.
· 상등액을 해밀턴(Hamilton™) 희석기를 사용하여 COBAS 컵에 1/20 희석하였다. 각각의 샘플에 대해 중복 희석을 수행하였다.· The supernatant was diluted 1/20 in a COBAS cup using a Hamilton™ diluter. Duplicate dilutions were performed for each sample.
· 희석된 샘플은 하기에 서술된 바와 같은 파라미터를 사용하여 미라 에스 플러스 자동 분석기에서 실행되었다. 검정은 클라불란산과 이미다졸 간의 화학 반응을 포함하며, 이는 두 가지가 혼합될 때 313 nm에서 측정되는 흡광도 상의 변화를 검출한다.The diluted samples were run on a Mira S Plus automated analyzer using the parameters as described below. The assay involves a chemical reaction between clavulanic acid and imidazole, which detects a change in absorbance measured at 313 nm when the two are mixed.
개요summary
측정 모드: ABSORBMeasurement mode: ABSORB
반응 모드: R-SReaction Mode: R-S
보정 모드: SLOPE AVGCalibration Mode: SLOPE AVG
시약 블랭크: REAG/DILReagent blank: REAG/DIL
클리너: 없음Cleaner: None
파장: Lab 101 미라 에스 플러스(Mira S Plus) 상의 813 nm (일련 번호: 35-8663)Wavelength: 813 nm on Lab 101 Mira S Plus (serial number: 35-8663)
MFU 미라 에스 플러스 상의 413 nm (일련 번호: 36-3139)413 nm on MFU Mira S Plus (serial number: 36-3139)
소수점 위치: 0Decimal position: 0
단위: μg/mLUnit: μg/mL
분석analyze
사후 희석 인자: 없음Post dilution factor: none
농축 인자: 없음Concentration factor: none
샘플 주기: 1Sample Cycle: 1
용적: 8.0 μLVolume: 8.0 μL
희석제 명칭: H2ODiluent Name: H 2 O
용적: 40.0 μLVolume: 40.0 μL
시약 주기: 1Reagent Cycle: 1
용적: 280 μLVolume: 280 μL
계산calculate
샘플 제한: 없음Sample Limit: None
반응 방향: 증가Reaction direction: increase
검사: 했음Inspection: did
변환 계수: 1.00000Conversion Factor: 1.00000
오프셋: 0.00000Offset: 0.00000
시험 범위 낮음: 아니요Low Test Coverage: No
높음: 80000 μg/mLHigh: 80000 μg/mL
정상 범위 낮음: 아니요Normal Range Low: No
높음: 80000 μg/mLHigh: 80000 μg/mL
단계 수: 1Number of steps: 1
계산 단계 A: 종말점Calculation Step A: Endpoint
첫 번째 판독값: T1 마지막: 3First reading: T1 Last: 3
보정correction
보정 간격: 각각의 실행Calibration Interval: Each Run
블랭크blank
시약 범위 낮음: -0.0500 AReagent Range Low: -0.0500 A
높음: 0.0500 AHigh: 0.0500 A
블랭크 범위 낮음: -0.0500 ΔALow blank range: -0.0500 ΔA
높음: 0.0500 ΔAHigh: 0.0500 ΔA
표준 포스: 1Standard Force: 1
STD-1: 17460 μg/mL (MFU) 4300 μg/mL (Lab 101)STD-1: 17460 μg/mL (MFU) 4300 μg/mL (Lab 101)
STD-2: 17460 μg/mL 4300 μg/mLSTD-2: 17460 μg/mL 4300 μg/mL
STD-3: 17460 μg/mL 4300 μg/mLSTD-3: 17460 μg/mL 4300 μg/mL
복제물: 단일Duplicate: single
편차: 3.0%Deviation: 3.0%
제어control
CS1 포스: 없음CS1 Force: None
CS2 포스: 없음CS2 Force: None
CS3 포스: 없음CS3 Force: None
주: 본 검정은 30℃에서 수행되어야 한다.Note: This assay should be performed at 30°C.
발효 브로스의 점도 결정Determination of the viscosity of fermentation broth
점도는 20 rpm으로 설정된 브룩필드(Brookfield) DV-II+ 점도계를 사용하여 측정되었다. 1 mL 발효 브로스를 점도계 샘플 컵의 중앙에 놓아 두고 모터를 작동시켰으며 - 발효 브로스에 잠긴 스핀들을 회전시켜 점도를 측정하는 데 토크가 필요하였다. 일단 판독값이 안정되면 몇 초 후에 측정을 수행하였다.Viscosity was measured using a Brookfield DV-II+ viscometer set at 20 rpm. A 1 mL fermentation broth was placed in the center of the viscometer sample cup and the motor was started - a torque was required to rotate the spindle submerged in the fermentation broth to measure the viscosity. Measurements were taken after a few seconds once the readings were stable.
결과result
ccaR 돌연변이의 도입 후 돌연변이체에서 볼 수 있는 가장 큰 이점은 클라불란산의 유착 속도였다. 3개의 돌연변이 (M1+M2+M3) 모두를 함유하는 돌연변이체의 경우, 클라불란산의 역가는 발효 65 로그 시간에 정점에 도달한 다음 그 이후에 레벨이 떨어지는 것으로 밝혀졌다 (도 1 및 도 3 참조). 따라서, 65 로그 시간 시점은 모든 균주에 걸쳐 클라불란산의 생산성을 비교하는 데 사용될 것이다.The biggest advantage seen in the mutant after introduction of the ccaR mutation was the rate of adhesion of clavulanic acid. For mutants containing all three mutations (M1+M2+M3), it was found that the titer of clavulanic acid peaked at 65 log hours of fermentation and then leveled off thereafter ( FIGS. 1 and 3 ). Reference). Therefore, the 65 log time time point will be used to compare the productivity of clavulanic acid across all strains.
ccaR 프로모터 영역 및 유전자에서의 3개의 돌연변이 (M1+M2+M3) 모두의 존재는 클라불란산의 가장 높은 역가를 산출하여, 대조군 (야생형 에스. 클라불리게루스)에 비해 1031%의 65 로그 시간에서의 역가 개선을 제공하였다 (표 1, 도 1, 도 2 및 도 3 참조). 그 다음으로 가장 높은 역가는 M2 돌연변이 단독 (65 로그 시간에서 대조군의 808%)을 보유하는 균주에 의해 달성되었으며, 이는 이것이 3개의 돌연변이 중 가장 영향력 있는 것으로 보이지만, 역가에 대한 효과를 완전히 최대화하기 위해서는 다른 2가지 돌연변이가 이것과 조합할 필요가 있다는 점을 강조한다. 단독으로 또는 조합되는 M1 및 M3의 존재는 역가를 증가시켰지만, 이들은 M2와 조합했을 때와 동일한 정도는 아니었고, M1, M3 및 M1+M3에 대해 65 로그 시간에서 야생형 대조군에 비해 역가를 각각 163%, 145% 및 133% 증가시켰다.The presence of all three mutations (M1+M2+M3) in the ccaR promoter region and gene yielded the highest titer of clavulanic acid, at 65 log times of 1031% compared to the control (wild-type S. clavigerus). (see Table 1, Figure 1, Figure 2 and Figure 3). The next highest titer was achieved with the strain carrying the M2 mutation alone (808% of the control at 65 log times), which appears to be the most influential of the three mutations, but in order to fully maximize the effect on titer, It is emphasized that the other two mutations need to be combined with this. The presence of M1 and M3 alone or in combination increased titers, but not to the same extent as when combined with M2, and 163 titers compared to wild-type controls at 65 log times for M1, M3 and M1+M3, respectively. %, 145% and 133%.
<표 1><Table 1>
돌연변이체 균주에 의해 관찰된 바와 같이 65 로그 시간에서의 점도, 평균 피크 점도, 65 로그 시간에서의 백분율 점도 및 야생형 대조군과 비교한 백분율 피크 점도에 대한 데이터가 표 2에 제공된다.Data for viscosities at 65 log hours, average peak viscosities, percentage viscosities at 65 log hours, and percentage peak viscosities compared to wild-type controls as observed with the mutant strains are provided in Table 2.
<표 2><Table 2>
ccaR 돌연변이는 피크 생산 시점의 점도 및 관찰된 피크 점도 둘 다를 감소시켰다 (표 2, 도 4 및 도 5 참조). 65 로그 시간에, 3개의 돌연변이 (M1+M2+M3) 모두를 보유하는 균주의 발효 동안 점도 감소가 가장 크게 나타났으며, 그 다음으로 M2만을 보유하는 균주가 야생형 대조군과 비교 시 점도에 있어서의 41% 및 32% 감소를 나타내었다. The ccaR mutation reduced both the viscosity at the time of peak production and the observed peak viscosity (see Table 2, Figures 4 and 5). At 65 log hours, the greatest decrease in viscosity was seen during fermentation of the strains carrying all three mutations (M1+M2+M3), followed by the strain carrying only M2 in terms of viscosity compared to the wild-type control. 41% and 32% reduction.
높은 생산성과 조합된 낮은 점도는 스트렙토미세스 클라불리게루스 발효에서 매우 바람직한 특성이다.Low viscosity combined with high productivity is a highly desirable characteristic in Streptomyces clavuligerus fermentation.
도 1, 2, 3 및 4에서, 오차 막대는 다중 발효 실행으로부터 획득된 데이터에 대한 ±1 표준 편차를 나타낸다.1, 2, 3 and 4, error bars represent ±1 standard deviation for data obtained from multiple fermentation runs.
서열 목록sequence list
서열식별번호: 1: 야생형 ccaR 프로모터 영역 및 유전자의 핵산 서열.SEQ ID NO: 1: Nucleic acid sequence of wild-type ccaR promoter region and gene.
서열식별번호: 2: 야생형 ccaR 유전자의 아미노산 서열.SEQ ID NO: 2: Amino acid sequence of wild-type ccaR gene.
서열식별번호: 3: 본원에 기재된 돌연변이를 포함하는 ccaR 프로모터 영역 및 ccaR 유전자의 핵산 서열.SEQ ID NO: 3: Nucleic acid sequence of the ccaR promoter region and ccaR gene comprising the mutations described herein.
서열식별번호: 4: 본원에 기재된 치환 돌연변이를 포함하는 ccaR 유전자의 아미노산 서열.SEQ ID NO: 4: amino acid sequence of the ccaR gene comprising the substitution mutations described herein.
(돌연변이의 위치 (M1=48, M2=143, M3=344)는 볼드체로 밑줄이 그어져 있다)(Location of the mutation (M1=48, M2=143, M3=344) is underlined in bold)
(M3 돌연변이 (R32W)의 위치는 볼드체로 밑줄이 그어져 있다)(The location of the M3 mutation (R32W) is underlined in bold)
SEQUENCE LISTING <110> GlaxoSmithKline Intellectual Property (No.2) Limited <120> Streptomyces clavuligerus <130> PB66783 <160> 4 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 1039 <212> DNA <213> Streptomyces clavuligerus <400> 1 cccgtcgacg tcccttccca cagccttccc acccacccgt cccgactcgc cgtgaagccc 60 cgggttcttc cgggttcacc gaggctgtcc caaatcgtcc atgccttgag ggtcccgctg 120 cgtgatcgaa ccgtaaccct tggaatttct gtggattaag cgtaaacatg ggtgccgaca 180 ccaaggatta cgccgaagcc atgtccaccc ctctcggcga gggcgtggtt ccttcacaag 240 ggggaccgcc atgaacacct ggaatgatgt gacgatccgg ctcctggggc cggtgacact 300 cgtgaaaggt tccgtaccga tacccatccg cgggcagcga cagcggcgat tcctcgcctc 360 attagcgctg cgaccgggcc aggtcatctc caaggaagcg atcatcgaag actcctggga 420 cggggagcca ccactgaccg tttcgggcca gttgcagacg tcggcctgga tgatccggac 480 cgcgctggcg gaggcggggc tgccccgcga cgccctcggc tcccacgacc gcggctacga 540 actgcgcgtc ctgccggact ccatcgacct cttcgtcttc cgggaggccg tgcgcgccgt 600 gcgggacctg cacgcacgcg gtcagcacca ggaggcgtcc gaacggctcg acacggcgct 660 cgccctgtgg aaggggcccg ccttcgcgga tgtgacctcc agtcggctgc ggctgcgggg 720 cgagaccctg gaggaggagc ggaccgccgc ggtcgagctg cgcgccctga tcgatgtcgg 780 cctcggctac tacggggacg cgatcacccg gctgtcggag ctcgtcgatc acgacccgtt 840 ccgtgaggac ctgtatgtga gcctgatgaa ggcctactac gcggagggcc gccaggccga 900 cgcgatccag gtcttccacc gcgcgaagga catcctgcgg gagcagatcg gcatcagccc 960 cggcgagcgg atgacaaggg tcatgcaggc catcctgcgt caggacgagc aggtcctgcg 1020 ggtcggtacc ccggcctga 1039 <210> 2 <211> 262 <212> PRT <213> Streptomyces clavuligerus <400> 2 Met Asn Thr Trp Asn Asp Val Thr Ile Arg Leu Leu Gly Pro Val Thr 1 5 10 15 Leu Val Lys Gly Ser Val Pro Ile Pro Ile Arg Gly Gln Arg Gln Arg 20 25 30 Arg Phe Leu Ala Ser Leu Ala Leu Arg Pro Gly Gln Val Ile Ser Lys 35 40 45 Glu Ala Ile Ile Glu Asp Ser Trp Asp Gly Glu Pro Pro Leu Thr Val 50 55 60 Ser Gly Gln Leu Gln Thr Ser Ala Trp Met Ile Arg Thr Ala Leu Ala 65 70 75 80 Glu Ala Gly Leu Pro Arg Asp Ala Leu Gly Ser His Asp Arg Gly Tyr 85 90 95 Glu Leu Arg Val Leu Pro Asp Ser Ile Asp Leu Phe Val Phe Arg Glu 100 105 110 Ala Val Arg Ala Val Arg Asp Leu His Ala Arg Gly Gln His Gln Glu 115 120 125 Ala Ser Glu Arg Leu Asp Thr Ala Leu Ala Leu Trp Lys Gly Pro Ala 130 135 140 Phe Ala Asp Val Thr Ser Ser Arg Leu Arg Leu Arg Gly Glu Thr Leu 145 150 155 160 Glu Glu Glu Arg Thr Ala Ala Val Glu Leu Arg Ala Leu Ile Asp Val 165 170 175 Gly Leu Gly Tyr Tyr Gly Asp Ala Ile Thr Arg Leu Ser Glu Leu Val 180 185 190 Asp His Asp Pro Phe Arg Glu Asp Leu Tyr Val Ser Leu Met Lys Ala 195 200 205 Tyr Tyr Ala Glu Gly Arg Gln Ala Asp Ala Ile Gln Val Phe His Arg 210 215 220 Ala Lys Asp Ile Leu Arg Glu Gln Ile Gly Ile Ser Pro Gly Glu Arg 225 230 235 240 Met Thr Arg Val Met Gln Ala Ile Leu Arg Gln Asp Glu Gln Val Leu 245 250 255 Arg Val Gly Thr Pro Ala 260 <210> 3 <211> 1039 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> ccaR promoter region and ccaR gene comprising mutations <400> 3 cccgtcgacg tcccttccca cagccttccc acccacccgt cccgacttgc cgtgaagccc 60 cgggttcttc cgggttcacc gaggctgtcc caaatcgtcc atgccttgag ggtcccgctg 120 cgtgatcgaa ccgtaaccct tgaaatttct gtggattaag cgtaaacatg ggtgccgaca 180 ccaaggatta cgccgaagcc atgtccaccc ctctcggcga gggcgtggtt ccttcacaag 240 ggggaccgcc atgaacacct ggaatgatgt gacgatccgg ctcctggggc cggtgacact 300 cgtgaaaggt tccgtaccga tacccatccg cgggcagcga cagtggcgat tcctcgcctc 360 attagcgctg cgaccgggcc aggtcatctc caaggaagcg atcatcgaag actcctggga 420 cggggagcca ccactgaccg tttcgggcca gttgcagacg tcggcctgga tgatccggac 480 cgcgctggcg gaggcggggc tgccccgcga cgccctcggc tcccacgacc gcggctacga 540 actgcgcgtc ctgccggact ccatcgacct cttcgtcttc cgggaggccg tgcgcgccgt 600 gcgggacctg cacgcacgcg gtcagcacca ggaggcgtcc gaacggctcg acacggcgct 660 cgccctgtgg aaggggcccg ccttcgcgga tgtgacctcc agtcggctgc ggctgcgggg 720 cgagaccctg gaggaggagc ggaccgccgc ggtcgagctg cgcgccctga tcgatgtcgg 780 cctcggctac tacggggacg cgatcacccg gctgtcggag ctcgtcgatc acgacccgtt 840 ccgtgaggac ctgtatgtga gcctgatgaa ggcctactac gcggagggcc gccaggccga 900 cgcgatccag gtcttccacc gcgcgaagga catcctgcgg gagcagatcg gcatcagccc 960 cggcgagcgg atgacaaggg tcatgcaggc catcctgcgt caggacgagc aggtcctgcg 1020 ggtcggtacc ccggcctga 1039 <210> 4 <211> 262 <212> PRT <213> Artificial <220> <223> ccaR gene comprising a substitution mutation <400> 4 Met Asn Thr Trp Asn Asp Val Thr Ile Arg Leu Leu Gly Pro Val Thr 1 5 10 15 Leu Val Lys Gly Ser Val Pro Ile Pro Ile Arg Gly Gln Arg Gln Trp 20 25 30 Arg Phe Leu Ala Ser Leu Ala Leu Arg Pro Gly Gln Val Ile Ser Lys 35 40 45 Glu Ala Ile Ile Glu Asp Ser Trp Asp Gly Glu Pro Pro Leu Thr Val 50 55 60 Ser Gly Gln Leu Gln Thr Ser Ala Trp Met Ile Arg Thr Ala Leu Ala 65 70 75 80 Glu Ala Gly Leu Pro Arg Asp Ala Leu Gly Ser His Asp Arg Gly Tyr 85 90 95 Glu Leu Arg Val Leu Pro Asp Ser Ile Asp Leu Phe Val Phe Arg Glu 100 105 110 Ala Val Arg Ala Val Arg Asp Leu His Ala Arg Gly Gln His Gln Glu 115 120 125 Ala Ser Glu Arg Leu Asp Thr Ala Leu Ala Leu Trp Lys Gly Pro Ala 130 135 140 Phe Ala Asp Val Thr Ser Ser Arg Leu Arg Leu Arg Gly Glu Thr Leu 145 150 155 160 Glu Glu Glu Arg Thr Ala Ala Val Glu Leu Arg Ala Leu Ile Asp Val 165 170 175 Gly Leu Gly Tyr Tyr Gly Asp Ala Ile Thr Arg Leu Ser Glu Leu Val 180 185 190 Asp His Asp Pro Phe Arg Glu Asp Leu Tyr Val Ser Leu Met Lys Ala 195 200 205 Tyr Tyr Ala Glu Gly Arg Gln Ala Asp Ala Ile Gln Val Phe His Arg 210 215 220 Ala Lys Asp Ile Leu Arg Glu Gln Ile Gly Ile Ser Pro Gly Glu Arg 225 230 235 240 Met Thr Arg Val Met Gln Ala Ile Leu Arg Gln Asp Glu Gln Val Leu 245 250 255 Arg Val Gly Thr Pro Ala 260 SEQUENCE LISTING <110> GlaxoSmithKline Intellectual Property (No.2) Limited <120> Streptomyces clavuligerus <130> PB66783 <160> 4 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 1039 <212> DNA <213> Streptomyces clavuligerus <400> 1 cccgtcgacg tcccttccca cagccttccc acccacccgt cccgactcgc cgtgaagccc 60 cgggttcttc cgggttcacc gaggctgtcc caaatcgtcc atgccttgag ggtcccgctg 120 cgtgatcgaa ccgtaaccct tggaatttct gtggattaag cgtaaacatg ggtgccgaca 180 ccaaggatta cgccgaagcc atgtccaccc ctctcggcga gggcgtggtt ccttcacaag 240 ggggaccgcc atgaacacct ggaatgatgt gacgatccgg ctcctggggc cggtgacact 300 cgtgaaaggt tccgtaccga tacccatccg cgggcagcga cagcggcgat tcctcgcctc 360 attagcgctg cgaccgggcc aggtcatctc caaggaagcg atcatcgaag actcctggga 420 cggggagcca ccactgaccg tttcgggcca gttgcagacg tcggcctgga tgatccggac 480 cgcgctggcg gaggcggggc tgccccgcga cgccctcggc tcccacgacc gcggctacga 540 actgcgcgtc ctgccggact ccatcgacct cttcgtcttc cgggaggccg tgcgcgccgt 600 gcgggacctg cacgcacgcg gtcagcacca ggaggcgtcc gaacggctcg acacggcgct 660 cgccctgtgg aaggggcccg ccttcgcgga tgtgacctcc agtcggctgc ggctgcgggg 720 cgagaccctg gaggaggagc ggaccgccgc ggtcgagctg cgcgccctga tcgatgtcgg 780 cctcggctac tacggggacg cgatcacccg gctgtcggag ctcgtcgatc acgacccgtt 840 ccgtgaggac ctgtatgtga gcctgatgaa ggcctactac gcggagggcc gccaggccga 900 cgcgatccag gtcttccacc gcgcgaagga catcctgcgg gagcagatcg gcatcagccc 960 cggcgagcgg atgacaaggg tcatgcaggc catcctgcgt caggacgagc aggtcctgcg 1020 ggtcggtacc ccggcctga 1039 <210> 2 <211> 262 <212> PRT <213> Streptomyces clavuligerus <400> 2 Met Asn Thr Trp Asn Asp Val Thr Ile Arg Leu Leu Gly Pro Val Thr 1 5 10 15 Leu Val Lys Gly Ser Val Pro Ile Pro Ile Arg Gly Gln Arg Gln Arg 20 25 30 Arg Phe Leu Ala Ser Leu Ala Leu Arg Pro Gly Gln Val Ile Ser Lys 35 40 45 Glu Ala Ile Ile Glu Asp Ser Trp Asp Gly Glu Pro Pro Leu Thr Val 50 55 60 Ser Gly Gln Leu Gln Thr Ser Ala Trp Met Ile Arg Thr Ala Leu Ala 65 70 75 80 Glu Ala Gly Leu Pro Arg Asp Ala Leu Gly Ser His Asp Arg Gly Tyr 85 90 95 Glu Leu Arg Val Leu Pro Asp Ser Ile Asp Leu Phe Val Phe Arg Glu 100 105 110 Ala Val Arg Ala Val Arg Asp Leu His Ala Arg Gly Gln His Gln Glu 115 120 125 Ala Ser Glu Arg Leu Asp Thr Ala Leu Ala Leu Trp Lys Gly Pro Ala 130 135 140 Phe Ala Asp Val Thr Ser Ser Arg Leu Arg Leu Arg Gly Glu Thr Leu 145 150 155 160 Glu Glu Glu Arg Thr Ala Ala Val Glu Leu Arg Ala Leu Ile Asp Val 165 170 175 Gly Leu Gly Tyr Tyr Gly Asp Ala Ile Thr Arg Leu Ser Glu Leu Val 180 185 190 Asp His Asp Pro Phe Arg Glu Asp Leu Tyr Val Ser Leu Met Lys Ala 195 200 205 Tyr Tyr Ala Glu Gly Arg Gln Ala Asp Ala Ile Gln Val Phe His 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tgcgcgccgt 600 gcgggacctg cacgcacgcg gtcagcacca ggaggcgtcc gaacggctcg acacggcgct 660 cgccctgtgg aaggggcccg ccttcgcgga tgtgacctcc agtcggctgc ggctgcgggg 720 cgagaccctg gaggaggagc ggaccgccgc ggtcgagctg cgcgccctga tcgatgtcgg 780 cctcggctac tacggggacg cgatcacccg gctgtcggag ctcgtcgatc acgacccgtt 840 ccgtgaggac ctgtatgtga gcctgatgaa ggcctactac gcggagggcc gccaggccga 900 cgcgatccag gtcttccacc gcgcgaagga catcctgcgg gagcagatcg gcatcagccc 960 cggcgagcgg atgacaaggg tcatgcaggc catcctgcgt caggacgagc aggtcctgcg 1020 ggtcggtacc ccggcctga 1039 <210> 4 <211> 262 <212> PRT <213> <220> <223> ccaR gene comprising a substitution mutation <400> 4 Met Asn Thr Trp Asn Asp Val Thr Ile Arg Leu Leu Gly Pro Val Thr 1 5 10 15 Leu Val Lys Gly Ser Val Pro Ile Pro Ile Arg Gly Gln Arg Gln Trp 20 25 30 Arg Phe Leu Ala Ser Leu Ala Leu Arg Pro Gly Gln Val Ile Ser Lys 35 40 45 Glu Ala Ile Ile Glu Asp Ser Trp Asp Gly Glu Pro Pro Leu Thr Val 50 55 60 Ser Gly Gln Leu Gln Thr Ser Ala Trp Met Ile Arg Thr Ala Leu Ala 65 70 75 80 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Claims (25)
상기 스트렙토미세스 클라불리게루스 또는 그의 자손에 의해 생산된 클라불란산을 회수하는 단계
를 포함하는, 클라불란산을 생산하는 방법.Growing the Streptomyces clavigerus of any one of claims 1 to 10; and
Recovering clavulanic acid produced by the Streptomyces clavuligerus or its progeny
A method for producing clavulanic acid, comprising a.
(b) 상기 스트렙토미세스 클라불리게루스 또는 그의 자손에 의해 생산된 클라불란산을 회수하는 단계; 및
(c) 단계 (b)에서 회수된 클라불란산을 β-락탐 항생제와 조합함으로써 제약 제제를 제조하는 단계
를 포함하는, β-락탐 항생제 및 클라불란산을 포함하는 제약 제제를 생산하는 방법.(a) growing the Streptomyces clavuligerus of any one of claims 1 to 10;
(b) recovering clavulanic acid produced by the Streptomyces clavuligerus or its progeny; and
(c) preparing a pharmaceutical formulation by combining the clavulanic acid recovered in step (b) with a β-lactam antibiotic;
A method for producing a pharmaceutical formulation comprising a β-lactam antibiotic and clavulanic acid, comprising:
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