NO314267B1 - Use of Expression Cassette in Multigen Systems, Expression Cassette, Recombinant Host Cell, Method of Preparation of Single Mixture of Exogenous Proteins, Method of Selective Biochemical Oxidation, and Method of Oxidase - Google Patents

Use of Expression Cassette in Multigen Systems, Expression Cassette, Recombinant Host Cell, Method of Preparation of Single Mixture of Exogenous Proteins, Method of Selective Biochemical Oxidation, and Method of Oxidase Download PDF

Info

Publication number
NO314267B1
NO314267B1 NO19904791A NO904791A NO314267B1 NO 314267 B1 NO314267 B1 NO 314267B1 NO 19904791 A NO19904791 A NO 19904791A NO 904791 A NO904791 A NO 904791A NO 314267 B1 NO314267 B1 NO 314267B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
conversion
expression cassette
pgbscc
proteins
progesterone
Prior art date
Application number
NO19904791A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO904791D0 (en
NO904791L (en
Inventor
Herman Slijkhuis
Gerardus Cornelis Maria Selten
Eric Bastiaan Smaal
Original Assignee
Roussel Uclaf
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Roussel Uclaf filed Critical Roussel Uclaf
Publication of NO904791D0 publication Critical patent/NO904791D0/en
Publication of NO904791L publication Critical patent/NO904791L/en
Publication of NO314267B1 publication Critical patent/NO314267B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y106/00Oxidoreductases acting on NADH or NADPH (1.6)
    • C12Y106/02Oxidoreductases acting on NADH or NADPH (1.6) with a heme protein as acceptor (1.6.2)
    • C12Y106/02004NADPH-hemoprotein reductase (1.6.2.4), i.e. NADP-cytochrome P450-reductase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P5/00Drugs for disorders of the endocrine system
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J13/00Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen having a carbon-to-carbon double bond from or to position 17
    • C07J13/005Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen having a carbon-to-carbon double bond from or to position 17 with double bond in position 16 (17)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J13/00Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen having a carbon-to-carbon double bond from or to position 17
    • C07J13/007Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen having a carbon-to-carbon double bond from or to position 17 with double bond in position 17 (20)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J21/00Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen having an oxygen-containing hetero ring spiro-condensed with the cyclopenta(a)hydrophenanthrene skeleton
    • C07J21/005Ketals
    • C07J21/006Ketals at position 3
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J41/00Normal steroids containing one or more nitrogen atoms not belonging to a hetero ring
    • C07J41/0033Normal steroids containing one or more nitrogen atoms not belonging to a hetero ring not covered by C07J41/0005
    • C07J41/005Normal steroids containing one or more nitrogen atoms not belonging to a hetero ring not covered by C07J41/0005 the 17-beta position being substituted by an uninterrupted chain of only two carbon atoms, e.g. pregnane derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J5/00Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond
    • C07J5/0007Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond not substituted in position 17 alfa
    • C07J5/0015Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond not substituted in position 17 alfa not substituted in position 16
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J5/00Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond
    • C07J5/0007Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond not substituted in position 17 alfa
    • C07J5/0023Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond not substituted in position 17 alfa substituted in position 16
    • C07J5/003Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond not substituted in position 17 alfa substituted in position 16 by a saturated or unsaturated hydrocarbon group including 16-alkylidene substitutes
    • C07J5/0038Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen, substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms, e.g. pregnane and substituted in position 21 by only one singly bound oxygen atom, i.e. only one oxygen bound to position 21 by a single bond not substituted in position 17 alfa substituted in position 16 by a saturated or unsaturated hydrocarbon group including 16-alkylidene substitutes by an alkyl group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J7/00Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms
    • C07J7/0005Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21
    • C07J7/001Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21 substituted in position 20 by a keto group
    • C07J7/0015Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21 substituted in position 20 by a keto group not substituted in position 17 alfa
    • C07J7/002Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21 substituted in position 20 by a keto group not substituted in position 17 alfa not substituted in position 16
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J7/00Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms
    • C07J7/0005Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21
    • C07J7/001Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21 substituted in position 20 by a keto group
    • C07J7/004Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21 substituted in position 20 by a keto group substituted in position 17 alfa
    • C07J7/0045Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms not substituted in position 21 substituted in position 20 by a keto group substituted in position 17 alfa not substituted in position 16
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J7/00Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms
    • C07J7/008Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms substituted in position 21
    • C07J7/009Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms substituted in position 21 by only one oxygen atom doubly bound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0006Oxidoreductases (1.) acting on CH-OH groups as donors (1.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0012Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7)
    • C12N9/0036Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on NADH or NADPH (1.6)
    • C12N9/0038Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on NADH or NADPH (1.6) with a heme protein as acceptor (1.6.2)
    • C12N9/0042NADPH-cytochrome P450 reductase (1.6.2.4)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0071Oxidoreductases (1.) acting on paired donors with incorporation of molecular oxygen (1.14)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0095Oxidoreductases (1.) acting on iron-sulfur proteins as donor (1.18)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P33/00Preparation of steroids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y101/00Oxidoreductases acting on the CH-OH group of donors (1.1)
    • C12Y101/01Oxidoreductases acting on the CH-OH group of donors (1.1) with NAD+ or NADP+ as acceptor (1.1.1)
    • C12Y101/010533-Alpha (or 20-beta)-hydroxysteroid dehydrogenase (1.1.1.53)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y114/00Oxidoreductases acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen (1.14)
    • C12Y114/15Oxidoreductases acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen (1.14) with reduced iron-sulfur protein as one donor, and incorporation of one atom of oxygen (1.14.15)
    • C12Y114/15004Steroid 11-beta-monooxygenase (1.14.15.4)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y114/00Oxidoreductases acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen (1.14)
    • C12Y114/15Oxidoreductases acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen (1.14) with reduced iron-sulfur protein as one donor, and incorporation of one atom of oxygen (1.14.15)
    • C12Y114/15006Cholesterol monooxygenase (side-chain-cleaving) (1.14.15.6), i.e. cytochrome P450scc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y114/00Oxidoreductases acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen (1.14)
    • C12Y114/99Miscellaneous (1.14.99)
    • C12Y114/99009Steroid 17-alpha-monooxygenase (1.14.99.9), i.e. cytochrome-P450-steroid-17-alpha-hydroxylase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y118/00Oxidoreductases acting on iron-sulfur proteins as donors (1.18)
    • C12Y118/01Oxidoreductases acting on iron-sulfur proteins as donors (1.18) with NAD+ or NADP+ as acceptor (1.18.1)
    • C12Y118/01002Ferredoxin-NADP+ reductase (1.18.1.2)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

Genetically engineered host cells containing new expression cassettes are provided which are able to carry out biochemical oxidations of steroids. In particular the oxidation is carried out with cells into which DNA has been introduced which encodes protein involved in the biological pathway of cholesterol to hydrocortisone. Suited host cells comprise species of $i(Bacillus), $i(Saccharomyces) or $i(Kluyveromyces). The new host cells are suited for microbiological oxidations of cholesterol, pregnenolone, progesterone, 17$g(a)-hydroxy-progesterone, and cortexolone, which are intermediates in said biological pathway. The new expression cassettes are also useful in the ultimate production of a multigenic system for a one-step conversion of cholesterol into hydrocortisone.

Description

Oppfinnelsen omhandler en fremgangsmåte for biokjemisk oksydasjon The invention relates to a method for biochemical oxidation

for fremstilling av farmasøytiske anvendbare steroider. Oppfinnelsen omfatter anvendelse av ekspresjonskassett i multigensystemer, ekspresjonskassett, rekombinant vertscelle, fremgangsmåte for fremstilling av en blanding av eksogene proteiner, fremgangsmåte for selektiv biokjemisk oksydasjon, samt fremgangsmåte for oksydasjon. 11 p,17a,21-trihydroksy-4-pregnen-3,20-dion (hydrokortison) er et viktig farmasøytisk steroid, som er benyttet p.g.a. dets farmakologiske egenskaper som kortikosteroid og som start-forbindelse for fremstilling av tallrike anvendbare steroider, særlig andre kortikosteroider. Hydrokortison blir laget i binyrebarken til virveldyr og ble opprinnelig fremstilt, bare i små mengder, ved hjelp av en arbeids-krevende ekstraksjon fra binyrebarkvev. Først etter klargjøring av strukturen ble nye fremstillingsmåter utviklet, karakterisert ved en kombinasjon av kjemisk syntese og mikrobiologiske omdannelser. Bare fordi utgangsmaterialene som er benyttet slik som steroler, gallesyrer og sapogeniner (detergent) er tallrike og billige, tillater de nåværende fremgangsmåter et mindre dyrt produkt, men disse er fremdeles heller kompliserte. Flere muligheter ble foreslått for å forbedre de foreliggende fremgangsmåtene, og også biokjemiske fremgangsmåter er blitt forsøkt. for the manufacture of pharmaceutically usable steroids. The invention includes the use of expression cassettes in multigene systems, expression cassettes, recombinant host cells, methods for producing a mixture of exogenous proteins, methods for selective biochemical oxidation, and methods for oxidation. 11 p,17a,21-trihydroxy-4-pregnene-3,20-dione (hydrocortisone) is an important pharmaceutical steroid, which is used because its pharmacological properties as a corticosteroid and as a starting compound for the preparation of numerous useful steroids, especially other corticosteroids. Hydrocortisone is made in the adrenal cortex of vertebrates and was originally produced, only in small amounts, by a labor-intensive extraction from adrenal cortex tissue. Only after the structure had been clarified were new manufacturing methods developed, characterized by a combination of chemical synthesis and microbiological transformations. Only because the starting materials used such as sterols, bile acids and sapogenins (detergent) are numerous and cheap, the current methods allow a less expensive product, but these are still rather complicated. Several possibilities were proposed to improve the present methods, and biochemical methods have also been tried.

Ett forsøk tok sikte på å ha et passende startssteroid som ble overført i et in vitro biokjemisk system ved bruk av isolerte binyrebarkproteiner som er kjent å være ansvarlige for den enzymatiske omdannelse in vivo av steroider til hydrokortison. Imidlertid, syntes den vanskelige isolering av proteinene og den høye prisen på de nødvendige kofaktorene å være til hinder for en økonomisk tiltrekkende storskalafremgangsmåte. En annen fremgangsmåte var å holde de katalyserende proteinene i deres naturlige miljø og å ha binyrebarkceller til å lage det ønskede hydrokortison i en cellekultur. Men p.g.a. lav produksjon i cellene, viste det seg i praksis å være umulig å gjøre en slik biokjemisk fremgangsmåte økonomisk tiltrekkende. One attempt aimed to have a suitable starting steroid transferred in an in vitro biochemical system using isolated adrenocortical proteins known to be responsible for the in vivo enzymatic conversion of steroids to hydrocortisone. However, the difficult isolation of the proteins and the high price of the necessary cofactors seemed to be an obstacle to an economically attractive large-scale procedure. Another approach was to keep the catalytic proteins in their natural environment and have adrenal cortex cells make the desired hydrocortisone in a cell culture. But due to low production in the cells, it proved impossible in practice to make such a biochemical method economically attractive.

In vivo-fremqangsmåten i binyrebarken til pattedyr og andre virveldyr består av en biokjemisk reaksjonsvei som starter med kolesterol og via forskjellige mellomforbindelser lager til slutt hydrokortison (se figur 1). Åtte proteiner er direkte innblandet i denne reaksjonsvei, fem av disse er enzymer, av disse er fire cytokrom P4so-enzymer, og de andre tre er elektronoverførende proteiner. The in vivo process in the adrenal cortex of mammals and other vertebrates consists of a biochemical reaction pathway that starts with cholesterol and, via various intermediates, finally produces hydrocortisone (see Figure 1). Eight proteins are directly involved in this reaction pathway, five of which are enzymes, of which four are cytochrome P4so enzymes, and the other three are electron-transferring proteins.

Det første trinn i omdannelsen av kolesterol til 3p-hydroksy-5-pregnen-20-en (pregnenolon). I denne overføring, en mono-oksygenasereaksjon, er tre proteiner innblandet: sidekjedekløyvende enzym (P45oSCC, et hem-Fe-inneholdende protein), adrenodoxin (ADX, et FE2S2-inneholdende protein) og adrenodoxin-reduktase (ADR, et FAD-inneholdende protein). Foruten kolesterol som substrat krever reaksjonen dessuten molekylært oksygen og NADPH. Pregnenolon blir deretter overført ved dehydrogenering/isomerisering til 4-pregnen-3,20-dion (progesteron). Denne reaksjon, katalysert av proteinet 3|3-hydroksysteroiddehydrogenase/isomerase (3|3-HSD), krever pregnenolon og The first step in the conversion of cholesterol to 3β-hydroxy-5-pregnene-20-ene (pregnenolone). In this transfer, a mono-oxygenase reaction, three proteins are involved: side-chain-cleaving enzyme (P45oSCC, a heme-Fe-containing protein), adrenodoxin (ADX, an FE2S2-containing protein) and adrenodoxin reductase (ADR, a FAD-containing protein ). In addition to cholesterol as a substrate, the reaction also requires molecular oxygen and NADPH. Pregnenolone is then transferred by dehydrogenation/isomerization to 4-pregnene-3,20-dione (progesterone). This reaction, catalyzed by the protein 3|3-hydroxysteroid dehydrogenase/isomerase (3|3-HSD), requires pregnenolone and

NAD+. NAD+.

For å oppnå hydrokortison blir progesteron deretter hydroksylert i tre stillinger hvis overføringer er katalysert av mono-oksygenaser. I overføringen av progesteron til 17a-hydroksyprogesteron er to proteiner innblandet: steroid 17a-hydroksylase (P45o17a, et hem-Fe-inneholdende protein) og NADPH cytokrom P4so-reduktase (RED, et FAD- og FMN-inneholdende protein). Reaksjonen bruker progesteron, molekylært oksygen og NADPH. To obtain hydrocortisone, progesterone is then hydroxylated in three positions whose transfers are catalyzed by mono-oxygenases. In the transfer of progesterone to 17a-hydroxyprogesterone, two proteins are involved: steroid 17a-hydroxylase (P45o17a, a heme-Fe-containing protein) and NADPH cytochrome P4so-reductase (RED, an FAD- and FMN-containing protein). The reaction uses progesterone, molecular oxygen and NADPH.

For overføringen av 17a-hydroksyprogesteron til 17a,21-dihydroksy-4-pregnen-3,20-dion (cortexolon), er også to proteiner nødvendige: steroid-21-hydroksylase (P4soC21, et hem-Fe-inneholdende protein) og det før-nevnte protein RED. Reaksjonen forbruker 17a-hydroksyprogesteran, molekylært oksygen og For the transfer of 17α-hydroxyprogesterone to 17α,21-dihydroxy-4-pregnen-3,20-dione (cortexolone), two proteins are also necessary: steroid 21-hydroxylase (P4soC21, a heme-Fe-containing protein) and the the aforementioned protein RED. The reaction consumes 17a-hydroxyprogesterone, molecular oxygen and

NADPH. NADPH.

I overføringen av cortexolon til hydrokortison, er tre proteiner innblandet: steroid 11p-hydroksylase (P450IIP), et hem-Fe-inneholdende protein, og de ovenfor nevnte proteinerm ADX og ADR. In the transfer of cortexolone to hydrocortisone, three proteins are involved: steroid 11p-hydroxylase (P450IIP), a heme-Fe-containing protein, and the above-mentioned proteins ADX and ADR.

Som beskrevet ovenfor er cytokrom P4so-proteiner enzymer som er vesentlig for den biokjemiske overføring av kolesterol til hydrokortison. Disse enzymer tilhører en større gruppe av cytokrom P450 proteiner (eller kort P4so-proteiner). De er tilstede i prokaryoter (forskjellige bakterier) og eukaryoter (gjær, sopp, planter og dyr). I pattedyr er høye nivåer av P45o-proteiner funnet i binyrebarken, ovariet, testikkel og lever. Mange av disse proteiner er blitt renset og er godt karakterisert nå. Deres spesifikke aktivitet er blitt bestemt. Nylig har et antall oversiktsartikler blitt publisert over dette emnet, slik som K. Ruckpaul og H. Rein (eds), "Cytochrome P450" og P.R. Ortiz de Motellano (ed.) "Cytochrome P450, structure, mechanism and biochemistry". Cytokrom P45o-proteiner er karakterisert ved deres spesifikke absorpsjonsmaksimum ved 450 nm etter reduksjon med karbonmonooksyd. I prokaryote organismer er P45o-proteinene enten membran-bundet eller cytoplasmatiske. Så langt som de bakterielle P45o-proteinene er blitt studert i detalj (f.eks. P45omeg og P45ocam) er det blitt vist at en ferredoxin og en ferredoxinreduktase er innblandet i hydroksyleringsaktiviteten. For eukaryote organismer, har to typer av P45o-proteiner, I og II blitt beskrevet. Deres to forskjeller består i: 1. subcellulær lokalisasjon, type I er lokalisert i mikrosomalfraksjonen og type II er lokalisert i den indre membranen til mitokondria; 2. måten elektronene er overført fra P45o-proteinet. Type I er redusert ved NADPH via en P45o-redukstase, mens type II er redusert ved NADPH via en ferredoxin-reduktase (f.eks. adrenodoxinreduktase) og en ferredoxin (f.eks. adrenodoxin). As described above, cytochrome P4so proteins are enzymes essential for the biochemical transfer of cholesterol to hydrocortisone. These enzymes belong to a larger group of cytochrome P450 proteins (or P4so proteins for short). They are present in prokaryotes (various bacteria) and eukaryotes (yeast, fungi, plants and animals). In mammals, high levels of P45o proteins are found in the adrenal cortex, ovary, testis and liver. Many of these proteins have been purified and are now well characterized. Their specific activity has been determined. Recently, a number of review articles have been published on this topic, such as K. Ruckpaul and H. Rein (eds), "Cytochrome P450" and P.R. Ortiz de Motellano (ed.) "Cytochrome P450, structure, mechanism and biochemistry". Cytochrome P45o proteins are characterized by their specific absorption maximum at 450 nm after reduction with carbon monoxide. In prokaryotic organisms, the P45o proteins are either membrane-bound or cytoplasmic. As far as the bacterial P45o proteins have been studied in detail (eg P45omeg and P45ocam) it has been shown that a ferredoxin and a ferredoxin reductase are involved in the hydroxylation activity. For eukaryotic organisms, two types of P45o proteins, I and II have been described. Their two differences consist in: 1. subcellular location, type I is located in the microsomal fraction and type II is located in the inner membrane of mitochondria; 2. the way the electrons are transferred from the P45o protein. Type I is reduced by NADPH via a P45o reductase, while type II is reduced by NADPH via a ferredoxin reductase (e.g. adrenodoxin reductase) and a ferredoxin (e.g. adrenodoxin).

Ifølge EP-A-0281245 kan cytokrom P450-enzymer bli laget fra Sfreptomyces-arter og benyttet for hydroksyleringen av kjemiske forbindelser. According to EP-A-0281245, cytochrome P450 enzymes can be made from Sfreptomyces species and used for the hydroxylation of chemical compounds.

Enzymene er benyttet i isolert form, som er en heller omstendelig og dyr fremgangsmåte. The enzymes are used in isolated form, which is a rather cumbersome and expensive method.

JP-A-62236485 (Derwent 87-331234) omtaler at det er mulig å innføre i Saccharomyces cerevisjae-genene til levercytokrom P4so-enzymer og å utrykke dem til enzymer som kan bli benyttet for sin oksydasjonsaktivitet. JP-A-62236485 (Derwent 87-331234) mentions that it is possible to introduce into Saccharomyces cerevisiae the genes for liver cytochrome P4so enzymes and to express them as enzymes which can be used for their oxidation activity.

Imidlertid, er det i de ovenfor nevnte referanser ingen indikasjon for bruken av cytokrom P45o-enzymer for å lage steroidforbindelser. However, in the above-mentioned references there is no indication of the use of cytochrome P45o enzymes to make steroid compounds.

Oppfinnelsen omhandler en serie ekspresjonskassetter (enheter) for produksjon av proteiner som er nødvendige i konstruksjonen av et multigensystem for ett-trinns overføring av billige steroidstartforbindelser til mer sjeldne og dyre endeprodukter, der slik overføring blir utført i et naturlig system via en serie av enzymkatalyserte og kofaktorformidlede overføringer, slik som produksjonen av hydrokortison fra kolesterol. Ekspresjonskassettene i oppfinnelsen er anvendbare til den endelige produksjon i multigensystemer for å utføre disse flertrinns-omdannelsene. The invention relates to a series of expression cassettes (units) for the production of proteins necessary in the construction of a multigene system for the one-step transfer of cheap steroid starting compounds to more rare and expensive end products, where such transfer is carried out in a natural system via a series of enzyme-catalyzed and cofactor-mediated transfers, such as the production of hydrocortisone from cholesterol. The expression cassettes of the invention are applicable to the final production in multigene systems to perform these multistep transformations.

Følgelig, er i én henseende, oppfinnelsen rettet mot en anvendelse av en ekspresjonskassett i multigensystemer for utførelse av flertrinnsomdannelser som gjengitt i figur 1 hvor ekspresjonskassetten er operable i en ikke-pattedyr rekombinant vert, kjennetegnet ved at ekspresjonskassetten omfatter en heterolog kodende DNA-sekvens som koder for et protein som er funksjonelt, alene eller sammen med ett eller flere tilleggsproteiner, i å katalysere et oksydasjonstrinn i den biologiske reaksjonsvei for omdannelse av kolesterol til hydrokortison, hvis trinn er valgt fra gruppen bestående av : omdannelse av kolesterol til pregnenolon; Accordingly, in one aspect, the invention is directed to a use of an expression cassette in multigene systems for performing multistep transformations as depicted in Figure 1 wherein the expression cassette is operable in a non-mammalian recombinant host, characterized in that the expression cassette comprises a heterologous coding DNA sequence which encodes a protein that is functional, alone or together with one or more accessory proteins, in catalyzing an oxidation step in the biological reaction pathway for the conversion of cholesterol to hydrocortisone, which step is selected from the group consisting of: conversion of cholesterol to pregnenolone;

omdannelse av pregnenolon til progesteron; conversion of pregnenolone to progesterone;

omdannelse av progesteron til 17cc-hydroksyprogesteron; conversion of progesterone to 17cc-hydroxyprogesterone;

omdannelse av 17a-hydroksyprogesteron til cortexolon; og omdannelse av cortexolon til hydrokortison, conversion of 17α-hydroxyprogesterone to cortexolone; and conversion of cortexolone to hydrocortisone,

og de korresponderende kontrollsekvenser som er effektive i nevnte vert. and the corresponding control sequences effective in said host.

Ekspresjonskassettene i oppfinnelsen, operabel i en ikke-pattedyr The expression cassettes of the invention, operable in a non-mammalian

rekombinant vert omfattende en heterolog kodende DNA-sekvens som koder for et protein, som er funksjonelt, alene eller sammen med en eller flere tilleggsproteiner i å katalysere et oksydasjonstrinn i den biologiske reaksjonsvei for omdannelse av kolesterol til hydrokortison, hvis trinn er valgt fra gruppen bestående av: omdannelse av kolesterol til pregnenolon; recombinant host comprising a heterologous coding DNA sequence encoding a protein, which is functional, alone or together with one or more additional proteins, in catalyzing an oxidation step in the biological reaction pathway for the conversion of cholesterol to hydrocortisone, which step is selected from the group consisting of of: conversion of cholesterol to pregnenolone;

omdannelse av pregnenolon til progesteron; conversion of pregnenolone to progesterone;

omdannelse av progesteron til 17a-hydroksyprogesteron; conversion of progesterone to 17α-hydroxyprogesterone;

omdannelse av 17a-hydroksyprogesteron til cortexolon; og omdannelse av cortexolon til hydrokortison, conversion of 17α-hydroxyprogesterone to cortexolone; and conversion of cortexolone to hydrocortisone,

og de korresponderende kontrollsekvenser som er effektive i nevnte vert, kjennetegnet ved at proteinet er valgt fra gruppen bestående av: sidekjede-kløyvende enzym (P45oSCC); adrenodoxin (ADX); adrenodoxinreduktase (ADR); 3p-hydroksysteroiddehydrogenase/isomerase (3p-HSD); steroid-17a-hydroksylase (<p>45o17cc); NADPH cytokrom P45o-reduktase (RED); steroid-21-hydroksylase P450C21); og steroid-11 |3-hydroksylase (P4so11p), og at det heterologe DNA koder for i det minste et tilleggsprotein av den nevnte gruppe proteiner. and the corresponding control sequences effective in said host, characterized in that the protein is selected from the group consisting of: side chain-cleaving enzyme (P45oSCC); adrenodoxin (ADX); adrenodoxin reductase (ADR); 3β-hydroxysteroid dehydrogenase/isomerase (3β-HSD); steroid 17α-hydroxylase (<p>45o17cc); NADPH cytochrome P45o reductase (RED); steroid 21-hydroxylase P450C21); and steroid-11 |3-hydroxylase (P4so11p), and that the heterologous DNA codes for at least one additional protein of the aforementioned group of proteins.

I andre henseende, er oppfinnelsen rettet mot rekombinante vertsceller omfattende celler av mikroorganismer, planter eller ikke-pattedyr dyr inneholdende en ekspresjonskassett med heterologt DNA, kjennetegnet ved at ekspresjonskassetten er en definert i ethvert av kravene 10-16, og mot fremgangsmåter for å produsere de ovenfor nevnte eksogene proteiner (enzymer) og for å bruke disse enzymene for oksydasjon, og til fremgangsmåter for å bruke nevnte vertsceller for spesifikke oksydasjoner i en kulturblanding. In other respects, the invention is directed to recombinant host cells comprising cells of microorganisms, plants or non-mammalian animals containing an expression cassette of heterologous DNA, characterized in that the expression cassette is one defined in any of claims 10-16, and to methods of producing the above-mentioned exogenous proteins (enzymes) and for using these enzymes for oxidation, and for methods for using said host cells for specific oxidations in a culture mixture.

Kort beskrivelse av figurene Brief description of the figures

Forkortelser benyttet i alle figurer: Ri, EcoRI: H, Hindlll: Sc, Seal: P, Pstl; K, Kpnl: St, Stul; Sp, Sphl; X, Xbal: N, Ndel: S, Smal: Ss, Sstl; Rv, EcoRV: Si, Sacl; B, BamHI: Sn, Sadl: Sal, SaM; Xh, XhoJ; Pv, Pvull: Bg, BgMI og M, Mlul. Figur 1 viser en skjematisk oversikt av proteinene som er innblandet i de etterfølgende trinnene i overføringen av kolesterol til hydrokortison slik det skjer i binyrebarken i pattedyr. Figur 2 viser konstruksjonen av plasmid pGBSCC-1. P450SCC-sekvensene er indikert i skravert felt (\^/// A ). Figur 3 viser innsettingen av et syntetisk avledet Pstl/ Hindlll-fragment som inneholder 5'-P45oSCC-sekvensene i plasmidet pTZ18R for å oppnå plasmidet pTZ "synlead" (syntetisk sekvens). Abbreviations used in all figures: Ri, EcoRI: H, HindIII: Sc, Seal: P, Pstl; K, Kpnl: St, Stul; Sp, Sphl; X, Xbal: N, Ndel: S, Narrow: Ss, Sstl; Rv, EcoRV: Si, Sac1; B, BamHI: Sn, Sadl: Sal, SaM; Xh, XhoJ; Pv, Pvull: Bg, BgMI and M, Mlul. Figure 1 shows a schematic overview of the proteins involved in the subsequent steps in the transfer of cholesterol to hydrocortisone as it occurs in the adrenal cortex in mammals. Figure 2 shows the construction of plasmid pGBSCC-1. The P450SCC sequences are indicated in shaded area (\^/// A ). Figure 3 shows the insertion of a synthetically derived Pstl/HindIII fragment containing the 5'-P45oSCC sequences into the plasmid pTZ18R to obtain the plasmid pTZ "synlead" (synthetic sequence).

Figur 4 viser konstruksjonen av en full-lengde P450SCCCDNA Figure 4 shows the construction of a full-length P450SCCCDNA

av syntetisk ) og ved cDNA kloning fra P45oSCC<a>sekvenser i pTZ18R for å oppnå pGBSCC-2. of synthetic ) and by cDNA cloning from P45oSCC<a>sequences in pTZ18R to obtain pGBSCC-2.

Figur 5 viser den komplette nukleotidsekvensen til plasmid pBHA-1. Figure 5 shows the complete nucleotide sequence of plasmid pBHA-1.

Figur 6 er en skjematisk fremstilling av konstruksjonen av pGBSCC-3. P45oSCCcDNA-sekvenser fra plasmid pGBSCC-2 ble innført i Bacillus/ E. coli skyttel (felles) plasmid pBHA-1. Utfylte felt er som indikert i teksten til figur 4. Figur 7 viser innføringen av et Ndel-restriksionssete i kombinasjon med et ATG startkodon før P45oSCC-modningssete i pGBSCC-3 for å oppnå pGBSCC-4. Figur 8 viser et fysisk kart av pGBSCC-5 som er oppnådd ved å fjerne E coji-sekvenser fra plasmidet pGBSCC-4. Figur 9 viser et Westem-blot analysert med antistoffer mot P450SCC, og viser P450SCC-kspresjon av plasmid pGBSCC-5 innført i B. subtilis (spor c) og B. licheniformis (spor f). Kontrollekstrakter fra B. subtilis og B. licheniformis er vist hhv. i spor a og d. Til sammenligning ble også renset binyrebark P450SCC (30 ng) tilsatt disse kontrollekstraktene (hhv. spor b og e). Figur 10 er en skjematisk representasjon av konstruksjonen til pGBSCC-17. De kodende P450SCC-DNA-sekvensene fra plasmid pGBSCC-4 ble innført i E. coli-ekspresionsvektoren pTZ18RN. P45oSCC-sekvensene er antydet i et felt Figure 6 is a schematic representation of the construction of pGBSCC-3. P45oSCCcDNA sequences from plasmid pGBSCC-2 were introduced into Bacillus/ E. coli shuttle (common) plasmid pBHA-1. Filled fields are as indicated in the text of Figure 4. Figure 7 shows the introduction of an Ndel restriction site in combination with an ATG start codon before the P45oSCC maturation site in pGBSCC-3 to obtain pGBSCC-4. Figure 8 shows a physical map of pGBSCC-5 obtained by removing E coji sequences from the plasmid pGBSCC-4. Figure 9 shows a Westem blot analyzed with antibodies against P450SCC, and shows P450SCC expression of plasmid pGBSCC-5 introduced into B. subtilis (lane c) and B. licheniformis (lane f). Control extracts from B. subtilis and B. licheniformis are shown respectively. in lanes a and d. For comparison, purified adrenal cortex P450SCC (30 ng) was also added to these control extracts (lanes b and e, respectively). Figure 10 is a schematic representation of the construction of pGBSCC-17. The coding P450SCC DNA sequences from plasmid pGBSCC-4 were introduced into the E. coli expression vector pTZ18RN. The P45oSCC sequences are indicated in a box

Figur 11 viser P4SoSCC-produksjon av pGBSCC-17 i E. coli JM101. Figure 11 shows P4SoSCC production of pGBSCC-17 in E. coli JM101.

(a) SDS/PAGE og Coomassie brilliant blåfarging av de cellulære protein-fraksjonene (20 ul) laget fra E. coli-kontrollarten (spor 3) og E. coli-transformerte celler SCC-301 og 302 (hhv. sporene 1 og 2). 400 ng renset bovin P45oSCC (spor 4) er vist til sammenligning. (b) Western-blot-analyse undersøkt med antistoffer mot P45oSCC i cellulære proteinfraksjoner (5 (il) laget fra kontrollarten E. coli JM101 (spor 2) og fra E. coli transformanter SCC-301 (spor 3) og SCC-302 (spor 4). 100 ng renset bovin P450SCC (spor 1) er vist i sammenligning. (a) SDS/PAGE and Coomassie brilliant blue staining of the cellular protein fractions (20 µl) prepared from the E. coli control species (lane 3) and E. coli transformed cells SCC-301 and 302 (lanes 1 and 2 respectively ). 400 ng purified bovine P45oSCC (lane 4) is shown for comparison. (b) Western blot analysis probed with antibodies against P45oSCC in cellular protein fractions (5 (µl) prepared from the control strain E. coli JM101 (lane 2) and from E. coli transformants SCC-301 (lane 3) and SCC-302 ( lane 4).100 ng of purified bovine P450SCC (lane 1) is shown for comparison.

Figur 12 viser konstruksjonen av plasmid pUCG418. Figure 12 shows the construction of plasmid pUCG418.

Figur 13 viser konstruksjonen av gjærekspresjonsvektoren pGB950 ved innsetting av promotoren og terminatoren med multiple kloningsseter (pm) fra laktase i pUCG418. For å få pGBSCC-6 er et syntetisk Sall/ Xhol-fraament som inneholder et ATG-startkodon og kodonene for de første åtte aminosyrer av P450SCC innsatt i pGB950. Figur 14 er en skjematisk fremstilling som viser konstruksjonen av gjær P450SCC-ekspresjonskassetten pGBSCC-7. Figur 15 viser et Western-blot analysert med antistoffer spesifikke for proteinet P450SCC. Figure 13 shows the construction of the yeast expression vector pGB950 by inserting the promoter and terminator with multiple cloning sites (pm) from lactase into pUCG418. To obtain pGBSCC-6, a synthetic SalI/XhoI fragment containing an ATG start codon and the codons for the first eight amino acids of P450SCC is inserted into pGB950. Figure 14 is a schematic representation showing the construction of the yeast P450SCC expression cassette pGBSCC-7. Figure 15 shows a Western blot analyzed with antibodies specific for the protein P450SCC.

Blot A inneholder ekstrakter oppnådd fra Saccharomvces cerevisiae 237-10B transformert med pGBSCC-10 (spor 1); fra S. cerevisiae 273-1 OB som kontroll (spor 2); fra Kluvveromvces lactis CBS 2360 transformert med pGBSCC-7 (spor 3) og fra K. lactis CBS 2360 som kontroll (spor 4). Blot A contains extracts obtained from Saccharomyces cerevisiae 237-10B transformed with pGBSCC-10 (lane 1); from S. cerevisiae 273-1 OB as control (lane 2); from Kluvveromvces lactis CBS 2360 transformed with pGBSCC-7 (lane 3) and from K. lactis CBS 2360 as a control (lane 4).

Blot B inneholder ekstrakter oppnådd fra K. lactis CBS 2360 som kontroll (spor 1) og K. lactis CBS 2360 transformert med pGBSCC-15 (spor 2), med pGBSCC-12 (spor 3) eller med pGBSCC-7 (spor 4). Blot B contains extracts obtained from K. lactis CBS 2360 as a control (lane 1) and K. lactis CBS 2360 transformed with pGBSCC-15 (lane 2), with pGBSCC-12 (lane 3) or with pGBSCC-7 (lane 4) .

Blot C inneholder ekstrakter oppnådd fra S. cerevisiae 273-1 OB som kontroll (spor 1), transformert med pGBSCC-16 (spor 2) eller med pGBSCC-13 (spor 3). Figur 16 er en skjematiske fremstilling av konstruksjonen fra gjasr-ekspresjonsvektoren pGBSCC-9 som inneholder isocytokrom Cl (cyc-1) promotoren fra S. cerevisiae. Blot C contains extracts obtained from S. cerevisiae 273-1 OB as a control (lane 1), transformed with pGBSCC-16 (lane 2) or with pGBSCC-13 (lane 3). Figure 16 is a schematic representation of the construct from the gjasr expression vector pGBSCC-9 containing the isocytochrome C1 (cyc-1) promoter from S. cerevisiae.

Figur 17 viser et konstruksjonsdiagram av P45oSCCcDNA som Figure 17 shows a construction diagram of P45oSCCcDNA which

inneholder ekspresjonsvektoren pGBSCC-10 for S. cerevisiae. contains the expression vector pGBSCC-10 for S. cerevisiae.

Figur 18 viser konstruksjonen av P45oSCC-ekspresjonsvektoren pGBSCC-12 der et syntetisk fremstilt DNA-fragment som koder for pre-P45oSCC-sekvensen ( tøfiM ) er innsatt 5' for den kodende sekvensen av moden P450SCC. Figur 19 viser konstruksjonen av pGBSCC-13. Denne P450SCC-espresjonskassetten for S. cerevisiae inneholder pre-P4soSCCcDNA-sekvensen plassert 3' for cyc-1-promotoren til S. cerevisiae. Figur 20 viser en skjematisk fremstilling av konstruksjonen av plasmidene pGBSCC-14 og pGBSCC-15. Den sistnevnte inneholder P450SCC kodende sekvensen i leseramme med cytokromoksydase VI pre-sekvensen ( \//////%\. Figur 21 viser konstruksjonen av plasmidet pGBSCC-16. I dette plasmid er cytokromoksydase VI presekvensen (\$ y // fo av S. cerevisiae bundet til den kodende P450SCC-sekvensen som er plassert 3' for cyc-1-promotoren. Figur 22 viser de fysiske kart av plasmidene pGB17a-1 (A) og pGB17v-2 Figure 18 shows the construction of the P45oSCC expression vector pGBSCC-12 in which a synthetically produced DNA fragment encoding the pre-P45oSCC sequence ( tøfiM ) is inserted 5' of the coding sequence of mature P450SCC. Figure 19 shows the construction of pGBSCC-13. This P450SCC expression cassette for S. cerevisiae contains the pre-P4soSCCcDNA sequence located 3' of the cyc-1 promoter of S. cerevisiae. Figure 20 shows a schematic representation of the construction of the plasmids pGBSCC-14 and pGBSCC-15. The latter contains the P450SCC coding sequence in reading frame with the cytochrome oxidase VI pre-sequence ( \/////%\. Figure 21 shows the construction of the plasmid pGBSCC-16. In this plasmid, the cytochrome oxidase VI pre-sequence (\$ y // fo av S. cerevisiae bound to the P450SCC coding sequence located 3' of the cyc-1 promoter Figure 22 shows the physical maps of plasmids pGB17a-1 (A) and pGB17v-2

(B) som inneholder hhv. 3' 1,4 kb fragmentet og 5' 345 bp fragmentet \ W ////// A til P45o17acDNA. I pGB17a-3 (C) som inneholder den fulle lengden av (B) which contains respectively the 3' 1.4 kb fragment and the 5' 345 bp fragment \ W ////// A to P45o17acDNA. In pGB17a-3 (C) containing the full length of

P45o17acDNA-sekvensen, er posisjonen for ATG startkodonet indikert. P45o17acDNA sequence, the position of the ATG start codon is indicated.

Figur 23 viser mutasjonen av pGB17a-3 ved in vitro-muta<q>enese. Det oppnådde plasmid pGB17a-4 inneholder et Sall-restriksjonssete etterfulgt av optimale gjærtranslasjonssignaler like oppstrøms for ATG-startkodonet. Figur 24 er en skjematisk fremstilling av konstruksjonen av gjær P45017a-ekspresjonskassetten pGB17a-5. Figur 25 viser mutasjonen av pGB17a-3 ved in vitro-mutaaenese. Det oppnådde plasmid pGB17a-6 inneholder et Ndel restriksionssete ved ATG-startkodonet. Figur 26 er en skjematisk fremstilling av konstruksjonen av pGB17a-7. P45o17acDNA-sekvenser fra plasmid pGB17ot-6 ble innført i Bacillus/ E. coli skyttel (felles) plasmid pBHA-1. Figur 27 viser et fysisk kart av pGB17a-8 som er oppnådd ved å fjerne E. coli-sekvenser fra plasmidet pGB17cc-7. Figur 28 viser fysiske kart av pGBC21-1 og 2, som inneholder hhv. 1,53 Kb 3'-P450C21cDNA og et 540 bp 5'-P45oC21cDNA EcoRI-fragment, i EcoRI-setet i kloningsvektoren pTZ18R. Figur 29 viser in vitro-muta<g>enesen ved polymerasekjedereaksjonen (PCR) i pGBC21-2 for å innføre EcoRV og Ndel-restriksionsseter oppstrøms for P450C21 ATG-startkodonet, etterfulgt av molekylær kloning i kloningsvektoren pSP73 for å få pGBC21-3. Figur 30 er en skjematisk fremstilling av konstruksjonen av pGBC21-4, som inneholder full-lengden P450C21 cDNA-sekvensen. Figur 31 er en skjematisk fremstilling av konstruksjonen pGBC21-5. P45oC21cDNA-sekvensen fra plasmid pGBC21-4 ble innsatt i Bacillus/ E. coli skyttel (felles) plasmid pBHA-1. Figur 32 viser et fysisk kart av pGBC21-6 som er oppnådd ved å fjerne E. coli-sekvenser fra plasmidet pGBC21-5. Figur 33 viser mutasjonen av pGBC21-2 ved in vitro-mutagenese. Det oppnådde plasmidet pGBC21-7 inneholder et Sall-restriksionssete etterfulgt av optimale gjærtranslasjonssignaler like oppstrøms for ATG-startkodonet. Figur 34 viser konstruksjonen av pGBC21-8, som inneholder et full-lengde P45oC21cDNA med modifiserte flankerende restriksjonsseter som passer for kloning i gjærekspresjonsvektoren. Figur 35 er en skjematisk fremstiling som viser konstruksjonen av gjær P45oC21 -ekspresjonskassetten pGBC21 -9. Figur 36 viser in vitro-muta<g>ensen ved polymerasekjedereaksjonen i pGB11p-1 for å innføre passende flankerende restriksjonsseter og et ATG-startkodon til den full-lengde P45o1ipcDNA-sekvensen, etterfulgt av molekylær kloning i Bacillus/ E. coli skyttlevektoren pBHA-1 for å oppnå plasmidet pGB1ip-2. Figur 37 viser in vitro-mutagenesen ved polymerasekjedereaksjonen i pGB11 p-1 for å innføre passende flankerende restriksjonsseter og et ATG-startkodon til den full-lengde P45o11pcDNA-sekvensen, etterfulgt av molekylær kloning i gjæreksprepsjonsvektoren pGB950 for å få plasmidet pGB11p-4. Figur 38 er en skjematisk fremstilling av den molekylære kloningen av Figure 23 shows the mutation of pGB17a-3 by in vitro mutagenesis. The resulting plasmid pGB17a-4 contains a SalI restriction site followed by optimal yeast translation signals just upstream of the ATG start codon. Figure 24 is a schematic representation of the construction of the yeast P45017a expression cassette pGB17a-5. Figure 25 shows the mutation of pGB17a-3 by in vitro mutagenesis. The resulting plasmid pGB17a-6 contains an Ndel restriction site at the ATG start codon. Figure 26 is a schematic representation of the construction of pGB17a-7. P45o17acDNA sequences from plasmid pGB17ot-6 were introduced into Bacillus/ E. coli shuttle (common) plasmid pBHA-1. Figure 27 shows a physical map of pGB17a-8 obtained by removing E. coli sequences from the plasmid pGB17cc-7. Figure 28 shows physical maps of pGBC21-1 and 2, which respectively contain 1.53 Kb 3'-P450C21cDNA and a 540 bp 5'-P45oC21cDNA EcoRI fragment, in the EcoRI site of the cloning vector pTZ18R. Figure 29 shows the in vitro polymerase chain reaction (PCR) mutagenesis in pGBC21-2 to introduce EcoRV and Ndel restriction sites upstream of the P450C21 ATG start codon, followed by molecular cloning in the cloning vector pSP73 to obtain pGBC21-3. Figure 30 is a schematic representation of the construction of pGBC21-4, which contains the full-length P450C21 cDNA sequence. Figure 31 is a schematic representation of the construct pGBC21-5. The p45oC21 cDNA sequence from plasmid pGBC21-4 was inserted into Bacillus/ E. coli shuttle (common) plasmid pBHA-1. Figure 32 shows a physical map of pGBC21-6 obtained by removing E. coli sequences from the plasmid pGBC21-5. Figure 33 shows the mutation of pGBC21-2 by in vitro mutagenesis. The resulting plasmid pGBC21-7 contains a SalI restriction site followed by optimal yeast translation signals just upstream of the ATG start codon. Figure 34 shows the construction of pGBC21-8, which contains a full-length P45oC21 cDNA with modified flanking restriction sites suitable for cloning into the yeast expression vector. Figure 35 is a schematic representation showing the construction of the yeast P45oC21 expression cassette pGBC21 -9. Figure 36 shows the in vitro polymerase chain reaction mutagenesis in pGB11p-1 to introduce appropriate flanking restriction sites and an ATG start codon to the full-length P45o1ipcDNA sequence, followed by molecular cloning into the Bacillus/ E. coli shuttle vector pBHA- 1 to obtain the plasmid pGB1ip-2. Figure 37 shows the in vitro polymerase chain reaction mutagenesis in pGB11p-1 to introduce appropriate flanking restriction sites and an ATG start codon to the full-length P45o11pcDNA sequence, followed by molecular cloning into the yeast expression vector pGB950 to obtain plasmid pGB11p-4. Figure 38 is a schematic representation of the molecular cloning of

ADXcDNA-sekvensen fra en bovinbinyrebarkpolyA<+>RNA/cDNA-blanding ved polymerasekjedereaksjonsmetoden. cDNA-sekvensen som koder for det modne ADX-proteinet var satt inn i de passende setene til gjærekspresjonsvektoren pGB950 for å oppnå plasmidet pGBADX-1. The ADXcDNA sequence from a bovine adrenal polyA<+>RNA/cDNA mixture by the polymerase chain reaction method. The cDNA sequence encoding the mature ADX protein was inserted into the appropriate sites of the yeast expression vector pGB950 to obtain the plasmid pGBADX-1.

Figur 39 viser et Western-blot analysert med antistoffer mot ADX, og viser Figure 39 shows a Western blot analyzed with antibodies against ADX, and shows

ADX-produksjon i plasmid pGBADX-1 i K. lactis CBS 2360 transformantene ADX-101 og 102 (hhv. sporene 4 og 5). Ekstrakt av kontrollert K. lactis CBS 2360 er vist i spor 3. Til sammenligning er også renset binyrebark ADX (100 ng) påsatt gelen i spor 1. ADX production in plasmid pGBADX-1 in K. lactis CBS 2360 transformants ADX-101 and 102 (lanes 4 and 5, respectively). Extract of controlled K. lactis CBS 2360 is shown in lane 3. For comparison, purified adrenal cortex ADX (100 ng) is also applied to the gel in lane 1.

Figur 40 viser in vitro-muta<g>enesen ved polymerasekjedereaksjonen av pGBADR-1 for å innføre passende flankerende restriksjonsseter og et ATG-startkodon til full-lengde ADRcDNA-sekvensen, etterfulgt av molekylær kloning inn i gjærekspresjonsvektoren pGB950 for å få pGBADR-2. Figure 40 shows the in vitro polymerase chain reaction mutagenesis of pGBADR-1 to introduce appropriate flanking restriction sites and an ATG start codon to the full-length ADRcDNA sequence, followed by molecular cloning into the yeast expression vector pGB950 to obtain pGBADR-2 .

Oppfinnelsen vedrører fremstillingen og dyrkingen av celler som er velegnet til å bli benyttet i storskalabiokjemiske produksjonsreaktorer og bruken av disse cellene for oksydasjonen av forbindelser og spesielt for produksjonen av steroider, vist i figur 1. En ombytting av trinn i en multi-trinnsreaksjon er inkludert i oppfinnelsen. Mikroorganismer er foretrukne verter, men andre celler kan også bli benyttet, slik som celler fra planter eller dyr, valgfritt benyttet i en cellekultur eller i vevet til levende transgene planter eller dyr. Cellene ifølge denne oppfinnelsen blir oppnådd ved hjelp av genetisk transformasjon (omdannelse) av passende reseptorceller, fortrinnsvis celler fra passende mikroorganismer, med vektorer som inneholder DNA-sekvenser som koder for proteinene som overfører kolesterol til hydrokortison, omfattende sidekjedekløyvende enzym (P450SCC), adrenodoxin (ADX), adreno-doxin reduktase (ADR), 3p-hydroksysteroiddehydrogenase/- isomerase (3p-HSD), steroid-17a-hydroksylase (P45o17a), NADPH cytokrom P450-reduktase (RED), steroid-21-hydroksylase (P45oC21) og steroid-11 p-hydroksylase (P45011P)- Visse vertsceller kan allerede produsere på egenhånd ett eller flere av de nødvendige proteinene i en tilstrekkelig mengde og må derfor transformeres bare med de nødvendige supplementære DNA-sekvensene. Slike mulige egne proteiner er ferredoxin, ferredoxin reduktase, P45o-reduktase, og 3p-hydroksy-steroiddehydrogenase/isomerase. The invention relates to the production and cultivation of cells suitable for use in large-scale biochemical production reactors and the use of these cells for the oxidation of compounds and in particular for the production of steroids, shown in Figure 1. An interchange of steps in a multi-step reaction is included in the invention. Microorganisms are preferred hosts, but other cells may also be used, such as cells from plants or animals, optionally used in a cell culture or in the tissues of living transgenic plants or animals. The cells according to this invention are obtained by means of genetic transformation (transformation) of suitable receptor cells, preferably cells from suitable microorganisms, with vectors containing DNA sequences encoding the proteins that transfer cholesterol to hydrocortisone, including side chain cleaving enzyme (P450SCC), adrenodoxin ( ADX), adreno-doxin reductase (ADR), 3p-hydroxysteroid dehydrogenase/- isomerase (3p-HSD), steroid-17a-hydroxylase (P45o17a), NADPH cytochrome P450-reductase (RED), steroid-21-hydroxylase (P45oC21) and steroid-11 p-hydroxylase (P45011P)- Certain host cells can already produce on their own one or more of the necessary proteins in sufficient quantity and therefore need to be transformed only with the necessary complementary DNA sequences. Such possible own proteins are ferredoxin, ferredoxin reductase, P45o-reductase, and 3p-hydroxy-steroid dehydrogenase/isomerase.

For å gjenvinne sekvensene som koder for proteiner som er ansvarlige for overføringen av kolesterol til hydrokortison er passende DNA-kilder blitt valgt. En passende kilde for å oppnå DNA som koder for alle proteinene som overfører kolesterol til hydrokortison er binyrebarkvev fra virveldyr f.eks. bovinbinyrebarkvev. Også fra forskjellige mikroorganismer kan det relevante DNA bli oppnådd, f.eks. fra Pseudomonas testosteroni, Streptomyces qriseocarneus eller Brevibacterium sterolicum for DNA som koder for 3B-hydroksysteroiddehydrogenase/isomerase og fra Curvularia lunata eller Cunnin<g>hamella blakesleeana for DNA-kodende proteiner som utfører 11 (5-hydroksylering av cortexolon. DNA-sekvensene som koder for proteinene bovin P450SCC, bovin P45011P eller et mikrobiologisk ekvivalent protein, bovinadrenodoxin, bovinadrenodoxin-reduktase, 3phydroksy-steroiddehydrogenase/isomerase av bovin eller mikrobiologisk opprinnelse, bovin P45o17a, bovin P450C2I og NADPH cytokrom P4so-reduktase av bovin eller mikrobiologisk opprinnelse, ble isolert ifølge de følgende trinnene: In order to recover the sequences coding for proteins responsible for the transfer of cholesterol to hydrocortisone, appropriate DNA sources have been selected. A suitable source for obtaining DNA encoding all the proteins that transfer cholesterol to hydrocortisone is adrenal cortical tissue from vertebrates e.g. bovine adrenal cortex tissue. The relevant DNA can also be obtained from different microorganisms, e.g. from Pseudomonas testosteroni, Streptomyces qriseocarneus or Brevibacterium sterolicum for DNA encoding 3B-hydroxysteroid dehydrogenase/isomerase and from Curvularia lunata or Cunnin<g>hamella blakesleeana for DNA encoding proteins that carry out 11 (5-hydroxylation of cortexolon. The DNA sequences encoding for the proteins bovine P450SCC, bovine P45011P or a microbiologically equivalent protein, bovine adrenodoxin, bovine adrenodoxin reductase, 3phydroxysteroid dehydrogenase/isomerase of bovine or microbiological origin, bovine P45o17a, bovine P450C2I and NADPH cytochrome P4so reductase of bovine or microbiological origin, were isolated according to the following steps:

1. Eukaryote sekvenser fcDNA) 1. Eukaryotic sequences fcDNA)

a. Total RNA ble laget fra passende vev. a. Total RNA was prepared from appropriate tissues.

b. PolyA<+->inneholdende RNA ble transkribert tii dobbelttrådet cDNA og b. PolyA<+->containing RNA was transcribed into double-stranded cDNA and

ligert i bakteriofagvektorer. ligated into bacteriophage vectors.

c. Det oppnådde cDNA-bibliotek ble undersøkt ved <32>P-merkede oligomerer spesifikt for det ønskede cDNA eller ved å undersøke en isopropyl-p-D-tiogalaktopyranosid (IPTG)-indusert Iambda-gt11 cDNA-bibliotek ved bruk av et spesifikt (12<5>l-merket) antistoff. d. cDNA-innskudd i positive plakkdannende enheter (pfu's) ble innsatt i passende vektorer for å bestemme: c. The obtained cDNA library was screened by <32>P-labeled oligomers specific for the desired cDNA or by screening an isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG)-induced Iambda-gt11 cDNA library using a specific (12 <5>l-labelled) antibody. d. cDNA inserts in positive plaque-forming units (pfu's) were inserted into appropriate vectors to determine:

- den fulle lengden av cDNA ved nukleotidsekvensering. - the full length of the cDNA by nucleotide sequencing.

2. Prokarvote gener a. Genomisk DNA ble laget fra en passende mikroorganisme. 2. Prokaryotes genes a. Genomic DNA was made from a suitable microorganism.

b. For å oppnå et DNA-bibliotek ble DNA-fragmenter klonet inn i b. To obtain a DNA library, DNA fragments were cloned into

passende vektorer og transformert i en passende E. coli-vert. appropriate vectors and transformed into an appropriate E. coli host.

c. DNA-biblioteket ble undersøkt med <32>P-merkete oligomerer spesifikke for genet av interesse eller ved å undersøke et IPTG-indusert Iambda-gt11 DNA-bibliotek ved bruk av et spesifikt (<1><ø>l-merket) antistoff. d. Plasmider fra positive kolonier ble isolert og innsatte DNA-fragmenter subklonet i passende vektorer for å bestemme: c. The DNA library was probed with <32>P-labeled oligomers specific for the gene of interest or by probing an IPTG-induced Iambda-gt11 DNA library using a specific (<1><ø>l-labeled) antibody. d. Plasmids from positive colonies were isolated and inserted DNA fragments subcloned into appropriate vectors to determine:

- den fullstendige lengden av genet. - the complete length of the gene.

Merk: Ifølge en forbedret metode, ble det spesielle cDNA (eukaryote sekvenser) eller gen (prokaryote sekvenser) ved bruk av to spesifikke oligomerer ved hjelp av metoden kjent som polymerasekjedereaksjonen (PCR) (Saiki et al., Science, 239, 487-491,1988). Deretter ble det opplagede cDNA eller DNA innsatt i de passende vektorene. Note: According to an improved method, the particular cDNA (eukaryotic sequences) or gene (prokaryotic sequences) using two specific oligomers by the method known as the polymerase chain reaction (PCR) (Saiki et al., Science, 239, 487-491 , 1988). The prepared cDNA or DNA was then inserted into the appropriate vectors.

Ifølge én del av oppfinnelsen, ble passende ekspresjonskassetter laget der det heterologe DNA som ble isolert ifølge den tidligere fremgangsmåten og kodende et enzym som katalyserer et oksydasjonstrinn av reaksjonsveien i figur 1 og i det minste et tilleggsprotein i nevnte reaksjonsvei, plassert mellom passende kontrollsekvenser for transkripsjon og translasjon, som setter DNA i stand til å bli uttrykt i det cellulære miljøet i en passende vert, og tillate dannelsen av det ønskede protein eller proteiner. Etter ønske kan startkontrollsekvensene være etterfulgt av en sekresjonssignalsekvens. According to one part of the invention, suitable expression cassettes were made in which the heterologous DNA isolated according to the previous method and encoding an enzyme catalyzing an oxidation step of the reaction pathway in Figure 1 and at least one additional protein in said reaction pathway, were placed between suitable control sequences for transcription and translation, which enables the DNA to be expressed in the cellular environment of a suitable host, allowing the formation of the desired protein or proteins. If desired, the initiation control sequences may be followed by a secretion signal sequence.

Passende kontrollsekvenser er blitt innført sammen med det strukturelle DNA ved hjelp av nevnte ekspresjonskassetter. Produksjon er gjort mulig ved transformasjon av en passende vertscelle med en vektor som inneholder kontrollsekvenser som er kompatible med den relevante vert og er funksjonelt koblet til de kodende sekvensene, hvis ekspresjon er ønsket. Appropriate control sequences have been introduced together with the structural DNA by means of said expression cassettes. Production is enabled by transformation of an appropriate host cell with a vector containing control sequences compatible with the relevant host and operably linked to the coding sequences whose expression is desired.

Alternativt, blir passende kontrollsekvenser som er tilstede i vertsgenomet benyttet. Produksjon er gjort mulig ved transformasjon av en passende vertscelle med en vektor som inneholder kodende sekvenser for det ønskede proteinet flankert av vertssekvenser som muliggjør homolog rekombinasjon med vertsgenomet på en slik måte at vertskontrollsekvensene kontrollerer riktig ekspresjonen av det innførte DNA. Alternatively, appropriate control sequences present in the host genome are used. Production is made possible by transformation of a suitable host cell with a vector containing coding sequences for the desired protein flanked by host sequences that enable homologous recombination with the host genome in such a way that the host control sequences properly control the expression of the introduced DNA.

Som generell forståelse, er betegnelsen kontrollsekvenser karakterisert ved alle DNA-segmenter som er nødvendige for den riktige regulering av ekspresjonen av den kodende sekvensen som er operativt bundet til, slik som operons (operatorer), enhancere (forsterkere) og, spesielt, promotorer og sekvenser som kontrollerer translasjonen. As a general understanding, the term control sequences is characterized by all DNA segments that are necessary for the correct regulation of the expression of the coding sequence to which it is operatively linked, such as operons (operators), enhancers (amplifiers) and, in particular, promoters and sequences which controls the translation.

Promotoren kan eller kan ikke være kontrollert via regulering av dets omgivelser. Passende promotorer for rokaryoter inkluderer f.eks. trp-promotoren (stimulerbar ved tryptofanmangel), lacpromotoren (stimulerbar med galaktose-analogen IPTG), B-laktamasepromotoren, og fagavledede P|_-promotoren (stimulerbar ved temperaturvariasjon). I tillegg, spesielt for ekspresjon i Bacillus. inkluderer anvendbare promotorer de for alfa-amylase, protease, Spo2, spac og 0105 og syntetiske promotorsekvenser. En foretrukket promotor er den som er avbildet i figur 5 og betegnet med "Hpall". Passende promotorer for ekspresjon i gjær inkluderer 3-fosfo-glycerat kinasepromotoren og de for andre glykolytiske enzymer, så vel som promotorer for alkoholdehydrogenase og gjærfosfatase. Også passende er promotorene for transkripsjonselongeringsfaktor (TEF) og laktase. Pattedyrekspresjonssystemer benytter generelt promotorer som stammer fra virus slik som adenovirus-promotorer og SV40 promotoren, men de inkluderer også regulerbare promotorer slik som metallotioninpromotoren, som er kontrollert ved tunge metaller eller glukokortikoidkonsentrasjon. Nåværende virusbaserte insektcelJeekspresjonssystemer er også passende, så vel som ekspresjonssystemer basert på plantecellepromotorer slik som nopalinsyntetase-promotorer. The promoter may or may not be controlled via regulation of its environment. Suitable promoters for rokaryotes include e.g. the trp promoter (stimulable by tryptophan deficiency), the lac promoter (stimulable by the galactose analogue IPTG), the B-lactamase promoter, and the phage-derived P|_ promoter (stimulable by temperature variation). In addition, especially for expression in Bacillus. useful promoters include those for alpha-amylase, protease, Spo2, spac and 0105 and synthetic promoter sequences. A preferred promoter is that depicted in Figure 5 and designated "Hpall". Suitable promoters for expression in yeast include the 3-phospho-glycerate kinase promoter and those for other glycolytic enzymes, as well as promoters for alcohol dehydrogenase and yeast phosphatase. Also suitable are the transcription elongation factor (TEF) and lactase promoters. Mammalian expression systems generally use promoters derived from viruses such as adenovirus promoters and the SV40 promoter, but they also include regulatable promoters such as the metallothionein promoter, which is controlled by heavy metal or glucocorticoid concentration. Current virus-based insect cell expression systems are also suitable, as well as expression systems based on plant cell promoters such as nopaline synthetase promoters.

Translasjonskontrollsekvenser inkluderer et ribosom bindingssete (RBS) i prokaryote systemer, mens i eukaryote systemer kan translasjon bli kontrollert av en nukleotid sekvens som inneholder et startkodon slik som AUG. Translational control sequences include a ribosome binding site (RBS) in prokaryotic systems, while in eukaryotic systems translation may be controlled by a nucleotide sequence containing a start codon such as AUG.

I tillegg til den nødvendige promotoren og translasjonskontrollsekvensene, kan en rekke av andre kontrollsekvenser, inklusive de som regulerer terminering In addition to the required promoter and translational control sequences, a variety of other control sequences, including those that regulate termination, may

(f. eks., hvilket resulterer i polyadenyleringssekvenser i eukaryote systemer) (eg, resulting in polyadenylation sequences in eukaryotic systems)

bli benyttet for å kontrollere ekspresjon. Visse systemer inneholder enhancer-elementer som er ønskelige, men som regel ikke obligatoriske for å igangsette ekspresjon. be used to control expression. Certain systems contain enhancer elements which are desirable, but usually not mandatory, to initiate expression.

En gruppe vektorer betegnet med pGBSCC-n, hvor "n" er ethvert tall fra 1 til 17, er spesielt utviklet for DNA som koder på P4soSCC-enzymet. A group of vectors designated pGBSCC-n, where "n" is any number from 1 to 17, has been specifically developed for DNA encoding the P4soSCC enzyme.

En annen gruppe vektorer betegnet med pGB17a-n, der "n" er ethvert tall fra 1 til 5, er spesielt utviklet for DNA som koder for P45017<x-enzymet. Another group of vectors designated pGB17a-n, where "n" is any number from 1 to 5, is specifically designed for DNA encoding the P45017<x enzyme.

En videre gruppe vektorer betegnet pGBC21-n, der "n" er ethvert tall fra 1 til 9, er spesielt utviklet for DNA som koder for P450C2I-enzymet. A further group of vectors designated pGBC21-n, where "n" is any number from 1 to 9, has been specifically designed for DNA encoding the P450C2I enzyme.

Ennå en annen gruppe av vektorer betegnet med pGB1 ip-n, der "n" er ethvert tall fra 1 til 4, er spesielt utviklet for DNA som koder for P45o11 p-enzymet. Yet another group of vectors designated pGB1 ip-n, where "n" is any number from 1 to 4, is specifically designed for DNA encoding the P45o11 p-enzyme.

Ifølge et ytterligere område for oppfinnelsen har passendevertsceller blitt valgt som aksepterer vektorer beskrevet i oppfinnelsen og tillater det innsatte DNA å bli uttrykt. Når de transformerte vertscellene dyrkes, vil proteinene ansvarlige for overføringen av kolesterol til hydrokortison, opptre i cellens indre. Nærværet av det ønskede DNA kan påvises ved DNA-hybridiseringsfremgangsmåter, deres transkripsjon ved RNA-hybridisering, deres ekspresjon ved immunologiske metoder og deres aktivitet ved å måle nærværet av oksyderte produkter etter inkubasjon med startforbindelsen in vitro eller in vivo. According to a further aspect of the invention, suitable host cells have been selected which accept vectors described in the invention and allow the inserted DNA to be expressed. When the transformed host cells are cultured, the proteins responsible for the transfer of cholesterol to hydrocortisone will appear inside the cell. The presence of the desired DNA can be detected by DNA hybridization methods, their transcription by RNA hybridization, their expression by immunological methods and their activity by measuring the presence of oxidized products after incubation with the starting compound in vitro or in vivo.

Transformerte mikroorganismer er foretrukne vertsceller, særlig bakterier (det er mer å foretrekke Escerichia coli og Bacillus og Stre<p>tomvces-arter) og gjær (slik som Saccharomvces og Kluvveromvces). Andre passende vertsorganismer er funnet blant planter og dyr, innbefattet insekter, der de isolerte cellene er benyttet i cellekultur, slik som COS-celler, Ci27-æller, CHO-celler, og Spodoptera frugiperda (Sfg) celler. Alternativt kan en transgen plante eller dyr bli benyttet Transformed microorganisms are preferred host cells, particularly bacteria (Escerichia coli and Bacillus and Stre<p>tomvces species are more preferred) and yeast (such as Saccharomvces and Kluvveromvces). Other suitable host organisms have been found among plants and animals, including insects, where the isolated cells have been used in cell culture, such as COS cells, Ci27 cells, CHO cells, and Spodoptera frugiperda (Sfg) cells. Alternatively, a transgenic plant or animal can be used

En spesiell type rekombinante vertsceller er de hvor enten to eller flere ekspresjonskassetter ifølge oppfinnelsen er blitt innført eller som er blitt transformert ved en ekspresjonskassett som koder for minst to heterologe proteiner, som setter cellen i stand til å lage minst to proteiner som inngår i reaksjonsveien i figur 1. A special type of recombinant host cells are those in which either two or more expression cassettes according to the invention have been introduced or which have been transformed by an expression cassette that codes for at least two heterologous proteins, which enables the cell to make at least two proteins that are part of the reaction pathway in figure 1.

Et hovedtrekk i oppfinnelsen er at de lagede nye cellene er ikke bare i stand til å produsere proteinene som er ansvarlige for den oksydative overføring av steroider som resulterer til slutt i hydrokortison, men også for å bruke disse proteinene på stedet i den ønskede oksydative omforming av den korresponderende substratforbindelse tilsatt kulturvæsken. Steroider er foretrukne substrater. Cellene som er transformert med det heterologe DNA er spesielt velegnet til å bli dyrket med steroidene nevnt i figur 1, inklusiv andre steroler slik som p-sitosterol. Som et resultat blir oksyderte steroider laget. A main feature of the invention is that the created new cells are not only able to produce the proteins responsible for the oxidative transfer of steroids which ultimately results in hydrocortisone, but also to use these proteins on the spot in the desired oxidative transformation of the corresponding substrate compound added to the culture fluid. Steroids are preferred substrates. The cells transformed with the heterologous DNA are particularly well suited to be cultured with the steroids mentioned in figure 1, including other sterols such as p-sitosterol. As a result, oxidized steroids are made.

Avhengig av nærværet i vertscellen av en rekke heterologe DNA som koder for proteiner som deltar i reaksjonsveien i figur 1, blir resultatet flere biokjemiske omdannelser karakterisert ved sidekjedekløyving av et sterol og/eller oksydative modifikasjoner på C11, C17, C3 og C21. Derfor er ekspresjonskassettene ifølge oppfinnelsen anvendbare til å konstruere et multigensystem som kan utføre en rekke intracellulære om-dannelser karakterisert ved de mange trinn i sekvensen avbildet i figur 1. Det kan være nødvendig å innføre i den ønskede verten, ekspresjonskassetter som koder i sin helhet for de nødvendige proteinene. I visse tilfeller, kan én eller flere av proteinene i reaksjonsveien allerede være tilstede i verten som et naturlig protein som viser den samme aktiviteten. F.eks., ferredoxin, ferredoxinreduktase og P45o-reduktase kan allerede være tilstede i verten. Under disse betingelser, må bare de gjenværende enzymer bli overført ved rekombinant transformasjon. Depending on the presence in the host cell of a number of heterologous DNAs that code for proteins participating in the reaction pathway in Figure 1, the result is several biochemical transformations characterized by side chain cleavage of a sterol and/or oxidative modifications on C11, C17, C3 and C21. Therefore, the expression cassettes according to the invention can be used to construct a multigene system that can carry out a series of intracellular transformations characterized by the many steps in the sequence depicted in figure 1. It may be necessary to introduce into the desired host, expression cassettes that code in their entirety for the necessary proteins. In certain cases, one or more of the proteins in the pathway may already be present in the host as a native protein that exhibits the same activity. For example, ferredoxin, ferredoxin reductase and P45o reductase may already be present in the host. Under these conditions, only the remaining enzymes must be transferred by recombinant transformation.

Som et alternativ til biokjemiske overføringer in vivo, blir proteinene som er ansvarlig for overføringen av kolesterol til hydrokortison samlet, renset så langt det er nødvendig, og benyttet for in vitro-overføring av steroider i et cellefritt system, f.eks. immobilisert på en kolonne. Alternativt, blir den mer eller mindre rensede blanding som inneholder ett eller flere enzymer i reaksjonsveien benyttet som slik for steroidomdannelse. F. eks. en vert som inneholder DNA som koder for to heterologe proteiner det være seg enzymet P450SCC og proteinet ADX nødvendig for produksjonen av pregnenolon. Til sammenligning med en vert som har bare P450SCC DNA, blir utbyttet av pregnenolon i et cellefritt ekstrakt etter tilsetning av ADR, NADPH og kolesterol betraktelig forbedret. As an alternative to biochemical transfers in vivo, the proteins responsible for the transfer of cholesterol to hydrocortisone are collected, purified as far as necessary, and used for in vitro transfer of steroids in a cell-free system, e.g. immobilized on a column. Alternatively, the more or less purified mixture containing one or more enzymes in the reaction pathway is used as such for steroid conversion. For example a host containing DNA encoding two heterologous proteins namely the enzyme P450SCC and the protein ADX necessary for the production of pregnenolone. Compared to a host that has only P450SCC DNA, the yield of pregnenolone in a cell-free extract after addition of ADR, NADPH and cholesterol is significantly improved.

Den foreliggende oppfinnelse gir ekspresjonskassetter som er nødvendig for konstruksjonen av en én-trinnsproduksjonsfremgangsmåte for flere anvendbare steroider. Ved å starte fra billige og rikelig tilgjengelige startforbindelser, er den spesielt velegnet for produksjon av hydrokortison og mellomliggende (intermediære) forbindelser. Oppfinnelsen gjør tradisjonelle dyre kjemiske reaksjoner gammeldagse. Intermediære forbindelser trenger ikke bli isolert. Bortsett fra nye vertsceller, er fremgangsmåtene selv som benyttes for å dyrke disse cellene ut i fra steroidomdannelser analoge til de bio-teknologiske fremgangsmåter som er vel kjente i feltet. The present invention provides expression cassettes necessary for the construction of a one-step production process for several useful steroids. By starting from cheap and abundantly available starting compounds, it is particularly suitable for the production of hydrocortisone and intermediate compounds. The invention makes traditional expensive chemical reactions old-fashioned. Intermediate compounds do not need to be isolated. Apart from new host cells, the methods themselves used to grow these cells from steroid conversions are analogous to the biotechnological methods well known in the field.

Oppfinnelsen blir videre illustrert ved de følgende eksemplene. The invention is further illustrated by the following examples.

Eksempel 1 Example 1

Molekylær kloning av en full-lengde cDNA som koder for det bovine cytokrom P450-sidekjedekløyveenzym (P450SCC) Molecular cloning of a full-length cDNA encoding the bovine cytochrome P450 side-chain cleaving enzyme (P450SCC)

Generelle kloningsteknikker så vel som DNA og RNA analyser er blitt benyttet som beskrevet i håndboken til T. Maniatis et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory, 1982. Med mindre noe annet er beskrevet ble alle DNA-modifiserende enzymer, molekylære kloningsverktøy og E. coli-stammer oppnådd fra kommersielle kilder og benyttet ifølge produsentenes instruksjoner. Materialer og apparater for DNA- og RNA-separering og rensing ble benyttet ifølge instruksjoner til produsentene. General cloning techniques as well as DNA and RNA analyzes were used as described in the handbook of T. Maniatis et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory, 1982. Unless otherwise stated, all DNA-modifying enzymes, molecular cloning tools and E. coli strains obtained from commercial sources and used according to the manufacturers' instructions. Materials and apparatus for DNA and RNA separation and purification were used according to the manufacturers' instructions.

Bovin-binyrebarkvev ble laget fra friskt uttatte bovin- (storfe) nyrer, som ble hurtig frosset i flytende nitrogen og lagret ved -80°C. Bovine adrenocortical tissue was prepared from freshly excised bovine (bovine) kidneys, which were snap-frozen in liquid nitrogen and stored at -80°C.

Fra frosne storfebinyrebarker ble totalt cellulært RNA laget som beskrevet av Auffrey and Rougeon (Eur. J. Biochem., 107, 303-314,1980). Binyrepoly A+ RNA ble oppnådd ved å varme den totale RNA-prøven til 65°C før polyA-seleksjonen på oligo(dT)-kromatografi. From frozen bovine adrenal cortices, total cellular RNA was prepared as described by Auffrey and Rougeon (Eur. J. Biochem., 107, 303-314, 1980). Adrenal poly A+ RNA was obtained by heating the total RNA sample to 65°C prior to the polyA selection on oligo(dT) chromatography.

DNAer komplementære til polyA<+->RNA fra storfebinyrecortex ble laget som følger: 10 ug av polyA<+->RNA, behandlet med metyl-kvikksølvhydroksyd ble nøytralisert med beta-merkaptoetanol. Denne blandingen ble justert til 50 mM Tris/HCI (pH 8,3 ved 42°C), 40 mM KCI, 6 mM MgCI2,10 mM DTT 3000 U RNasin/ml, 4 mM Na4P2C>7, 50 \ ig actinomycin D/ml, 0,1 mg oligo(dT12-i8)/ml, DNAs complementary to polyA<+->RNA from bovine adrenal cortex were prepared as follows: 10 µg of polyA<+->RNA, treated with methylmercury hydroxide was neutralized with beta-mercaptoethanol. This mixture was adjusted to 50 mM Tris/HCl (pH 8.3 at 42°C), 40 mM KCl, 6 mM MgCl 2 , 10 mM DTT 3000 U RNasin/ml, 4 mM Na4P2C>7, 50 µg actinomycin D/ ml, 0.1 mg oligo(dT12-i8)/ml,

0,5 mM dGTP, 0,5 mM dATP, 0,5 mM dTTP, 0,25 mM dCTP og 400 nCi alfa <32>P-dCTP/ml, alt i et endelig volum på 100 jil. Blandingen ble satt på is i 10 min., varmet i 2 min. ved 42°C og syntesen ble startet ved tilsetning av 150 U AMV revers transkriptase (Anglian Biotechnology Ltd.); inkubasjonen ble utført i 1 time ved 42°C. 0.5 mM dGTP, 0.5 mM dATP, 0.5 mM dTTP, 0.25 mM dCTP and 400 nCi alpha <32>P-dCTP/ml, all in a final volume of 100 µl. The mixture was placed on ice for 10 min., heated for 2 min. at 42°C and the synthesis was started by the addition of 150 U of AMV reverse transcriptase (Anglian Biotechnology Ltd.); the incubation was carried out for 1 hour at 42°C.

Annen kjedesyntese ble utført ved å tilsette DNA-polymerase og RNase H ifølge Gubler og Hoffman (Gene, 25, 263-269,1983). Etter behandling av ds DNA med T4 DNA polymerase (BRL) for å oppnå like ender, ble decamere EcoR-linkere (hjelpesekvenser) (Biolabs Inc.) ligert til ds DNA-fragmentene. Etter fordøyelse med EcoRI (Boehringer), ble dobbelttrådet cDNA-fragmenter adskilt fra overskudds- EcoRI-linkere ved Biogel A15 m (BioRad) kromatografi. Omtrent 200 ng EcoRI-linkerinneholdende dobbelt-trådet cDNA ble ligert med 10 \ ig EooRI fordøyet og kalvetarm-fosfatase (Boehringer) behandlet med Iambda-gt11 vektor DNA (Promega) ved T4-DNA ligase (Boehringer) som beskrevet av Huynh Second chain synthesis was performed by adding DNA polymerase and RNase H according to Gubler and Hoffman (Gene, 25, 263-269, 1983). After treatment of ds DNA with T4 DNA polymerase (BRL) to obtain equal ends, decameric EcoR linkers (helper sequences) (Biolabs Inc.) were ligated to the ds DNA fragments. After digestion with EcoRI (Boehringer), double-stranded cDNA fragments were separated from excess EcoRI linkers by Biogel A15 m (BioRad) chromatography. Approximately 200 ng of EcoRI linker-containing double-stranded cDNA was ligated with 10 µg of EooRI digested and calf intestinal phosphatase (Boehringer) treated with Iambda-gt11 vector DNA (Promega) by T4-DNA ligase (Boehringer) as described by Huynh

et al. (In: "DNA doning techniques: A practical approach", s. 49-78, Oxford IRL-press, 1985). Fag, oppnådd etter in vitro-pakking av ligeringsblandingen ble benyttet for å infisere E. coli Y1090 verten (Promega). et al. (In: "DNA donating techniques: A practical approach", pp. 49-78, Oxford IRL-press, 1985). Phage obtained after in vitro packaging of the ligation mixture were used to infect the E. coli Y1090 host (Promega).

Fra dette cDNA-bibliotek ble omtrent 10<6> plakkdannende enheter (pfu'er) undersøkt med en <32>P-endemerket syntetisk oligomer SCC-1 (5'-GGC TGA CGA AGT CCT GAG ACA CTG GAT TCA GCA CTGG-3'), spesifikk for storfe P450SCC DNA-sekvenser som beskrevet av Morohashi et al. (Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 81, 4647-4651,1984. Seks hybridiserende pfu'er ble oppnådd og videre renset ved to tilleggsrunder med infeksjon, utstrykning og hybridisering. P45oSCCcDNA EcoRI-innsettinger ble subklonet i EcoRI-setet av pTZ18R (Pharmacia). Klon pGBSCC-1 (figur 2), som inneholdt det største EcoRI-innskuddet (1,4 kb), oppnådd fra klon Iambda-gt11 SCC-54 ble videre analysert ved restriksjonsenzymkartlegging og sekvensering. From this cDNA library, approximately 10<6> plaque-forming units (pfu) were probed with a <32>P-end-labeled synthetic oligomer SCC-1 (5'-GGC TGA CGA AGT CCT GAG ACA CTG GAT TCA GCA CTGG-3 '), specific for bovine P450SCC DNA sequences as described by Morohashi et al. (Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 81, 4647-4651, 1984. Six hybridizing pfu's were obtained and further purified by two additional rounds of infection, smearing, and hybridization. P45oSCCcDNA EcoRI inserts were subcloned into the EcoRI site of pTZ18R (Pharmacia) Clone pGBSCC-1 (Figure 2), which contained the largest EcoRI insert (1.4 kb), obtained from clone Iambda-gt11 SCC-54 was further analyzed by restriction enzyme mapping and sequencing.

Sekvensdata viste at pGBSCC-1 EcoRI-innskuddet var identisk med nukleotidsekvensen til SCCcDNA mellom posisjoner 251 og 1824 på P45oSCCcDNA-kartet som beskrevet av Morohashi et al. Sequence data showed that the pGBSCC-1 EcoRI insert was identical to the nucleotide sequence of the SCCcDNA between positions 251 and 1824 of the P45oSCCcDNA map as described by Morohashi et al.

De gjenværende 5'-P45oSCCcDNA-nukleotidene ble syntetisk laget ved å klone et 177 bp Pst/ Hindi I l-fragment inn i de rette setene til pTZ18R, hvilket resulterte i pTZTsynlead" som vist i figur 3, hvilket inneholdt i tillegg til nukleotidene som koder for det modne P45oSCC-proteinet fra stilling 118 til 273 som publisert ved Morohashi et al., restriksjonsseter for Seal. Avrll og Stu I uten å affisere den antatte aminosyresekvens til P45oSCC-proteinet. The remaining 5'-P45oSCCcDNA nucleotides were synthetically made by cloning a 177 bp Pst/Hindi I1 fragment into the correct sites of pTZ18R, resulting in pTZTsynlead" as shown in Figure 3, which contained in addition to the nucleotides that encodes the mature P45oSCC protein from position 118 to 273 as published by Morohashi et al., restriction sites for Seal, Avrll and Stu I without displaying the putative amino acid sequence of the P45oSCC protein.

Full-lengde P450SCCcDNA ble konstruert ved kloning i E. coli JM101 (ATCC 33876) av en ligeringsblanding som inneholdt 1372 bp Hindlll/ Kpnl pGBSCC-1 fragment, der 177 bp Pst/ H indl 11 pTZ/"svnlead"-f ragmentet og pTZ19R DNA ble fordøyet med Pst og Kpnl. Full-length P450SCCcDNA was constructed by cloning into E. coli JM101 (ATCC 33876) a ligation mixture containing the 1372 bp HindIII/Kpn1 pGBSCC-1 fragment, in which the 177 bp Pst/H indl 11 pTZ/"svnlead" fragment and pTZ19R DNA was digested with Pst and KpnI.

Det resulterende plasmidet pGBSCC-2, som inneholdt alle nukleotid-sekvensene som kodet for det modne bovine P45o-side-kjedekløyvingsproteinet er vist i figur 4. The resulting plasmid pGBSCC-2, which contained all the nucleotide sequences encoding the mature bovine P45o side chain cleavage protein is shown in Figure 4.

Eksempel 2 Example 2

Konstruksjon, transformasjon og ekspresjon av P450SCC i bakterievert Bacillus subtilis Construction, transformation and expression of P450SCC in the bacterial host Bacillus subtilis

For å oppnå ekspresjon av cytokrom P450SCC i Bacillus-vert, ble P45oSCCcDNA-sekvenser overført til en E. coli/ Bacillus felles vektor pBHA-1. To achieve expression of cytochrome P450SCC in Bacillus host, P45oSCCcDNA sequences were transferred into an E. coli/ Bacillus common vector pBHA-1.

Figur 5 viser nukleotidsekvensen av fellesplasmidet pBHA-1. Plasmidet består av posisjonene 11-105 og 121-215: bakterio-fag FD-terminator (dobbel); posisjoner 221-307: en del av plasmid pBR322 (det er posisjonene 2069-2153); posisjonene 313-768: bakteriofag Fl, replikasjonsorigo (det er posisjonene 5482-5943); posisjonene 772-2571: del av plasmid pBR322, det er replikasjonsorigo og B-laktamasegenet; posisjoner 2572-2685: transposon TN903, komplett genom; posisjoner 2719-2772: tryptofan terminator (dobbel); posisjoner 2773-3729: transposon Tn9, kloramfenikolacetyltransferasegnenet. Nukleotidene i posisjon 3005 (A), 3038 (C), 3302 (A) og 3409 (A) adskiller seg fra villtypekatt-kodende sekvens. Disse mutasjoner ble innført for å eliminere Ncol. Ball. EcoRI og Pvull-setene: posisjonene 3730-3804: multippel kloningssete; posisjoner 3807-7264: del av plasmid pUB110 som inneholder Baccillus "HpaH"-promotoren. replikasjonsfunksjon og kanamycinresistensgen (EcoRI-PyuM-fragment) Figure 5 shows the nucleotide sequence of the common plasmid pBHA-1. The plasmid consists of positions 11-105 and 121-215: bacteriophage FD terminator (double); positions 221-307: part of plasmid pBR322 (that is positions 2069-2153); positions 313-768: bacteriophage Fl, origin of replication (these are positions 5482-5943); positions 772-2571: part of plasmid pBR322, the origin of replication and the B-lactamase gene; positions 2572-2685: transposon TN903, complete genome; positions 2719-2772: tryptophan terminator (double); positions 2773-3729: transposon Tn9, the chloramphenicol acetyltransferase gene. The nucleotides at positions 3005 (A), 3038 (C), 3302 (A) and 3409 (A) differ from the wild-type cat coding sequence. These mutations were introduced to eliminate Ncol. Ball. The EcoRI and Pvull sites: positions 3730-3804: multiple cloning site; positions 3807-7264: part of plasmid pUB110 containing the Bacillus "HpaH" promoter. replication function and kanamycin resistance gene (EcoRI-PyuM fragment)

(McKenzie et al., Plasmid 15, 93-103,1986 og McKenzie et al., Plasmid 17, 83-85, 1987); posisjoner 7267-7331: multippelt kloningssete. Fragmentene ble satt sammen ved hjelp av kjente kloningsteknikker, f.eks. utfylling av overhengende ender med Klenow, adaptorkloning, osv.. Alle resultatene ble oppnådd fra Genbank<R>, National Nucleic Acid Sequence Data Bank, NIH, USA. (McKenzie et al., Plasmid 15, 93-103, 1986 and McKenzie et al., Plasmid 17, 83-85, 1987); positions 7267-7331: multiple cloning site. The fragments were assembled using known cloning techniques, e.g. filling in overhangs with Klenow, adapter cloning, etc. All results were obtained from Genbank<R>, National Nucleic Acid Sequence Data Bank, NIH, USA.

pGBSCC-3 ble oppnådd ved molekylær kloning i E. coli JM101 av Kpnl/ Sph P450SCCCDNA innskuddet til pGBSCC-2 (beskrevet i eksempel 1) inn i de passende setene i pBHA-1 som indikert i figur 6. pGBSCC-3 was obtained by molecular cloning in E. coli JM101 of the Kpnl/Sph P450SCCCDNA insert of pGBSCC-2 (described in Example 1) into the appropriate sites in pBHA-1 as indicated in Figure 6.

Ved hjelp av kloning i E. coli JM101 ble metionin startkodon innsatt ved å bytte Stul/ Sphl-fraamentet i pGBSCC-3 med en syntetisk utviklet Sphl/ Stul-fragment. By means of cloning in E. coli JM101, the methionine start codon was inserted by exchanging the Stul/SphI fragment in pGBSCC-3 with a synthetically engineered Sphl/SphI fragment.

som inneholder et Ndel-sete ved ATG-startkodon. Det oppnådde plasmidet pGBSCC-4, er vist i figur 7. "Hpa II" Bacillus-promotoren ble innsatt oppstrøms for P45oSCCcDNA-sekvensene ved å kløyve pGBSCC-4 med restriksjonsenzymet Ndel. fraskillelse av E. coli-delen av det felles (skyttel) plasmidet ved agarosegelelektroforese og deretter sammenbinding og transformasjon i Bacillus subtilis 1A40 (BGSC 1A40) kompetente celler. Neomycinresistente kolonier ble analysert og plasmidet pGBSCC-5 (figur 8) ble isolert. Ekspresjon av storfe P450SCC ble studert ved å lage en cellulær proteinfraksjon fra en over natten kultur ved 37°C which contains an Ndel site at the ATG start codon. The obtained plasmid pGBSCC-4 is shown in Figure 7. The "Hpa II" Bacillus promoter was inserted upstream of the P45oSCCcDNA sequences by cleaving pGBSCC-4 with the restriction enzyme Ndel. separation of the E. coli portion of the common (shuttle) plasmid by agarose gel electrophoresis and subsequent ligation and transformation into Bacillus subtilis 1A40 (BGSC 1A40) competent cells. Neomycin resistant colonies were analyzed and the plasmid pGBSCC-5 (Figure 8) was isolated. Expression of bovine P450SCC was studied by preparing a cellular protein fraction from an overnight culture at 37°C

i TSB medium (Gibco) som inneholder 10 ^g/ml neomycin. Celler fra 100 p\ kultur, som inneholder omtrent 5.10<6> celler, ble høstet ved sentrifugering og resuspendert i 10 mM Tris/HCI pH 7,5. Lysis ble utført ved å tilsette lysozym (1 mg/ml) og in TSB medium (Gibco) containing 10 µg/ml neomycin. Cells from 100 µl culture, containing approximately 5.10<6> cells, were harvested by centrifugation and resuspended in 10 mM Tris/HCl pH 7.5. Lysis was performed by adding lysozyme (1 mg/ml) and

inkubasjon i 15 min. ved 37°C. Etter behandling med 0,2 mg DNase/ml i løpet av 5 min. ved 37°C ble blandingen justert til 1x SB buffer, som beskrevet av Laemmli, Nature 227, 680-685,1970, i et endelig volum på 200 ul. Etter oppvarming i 5 min. til 100°C, ble 15 \ i\ av blandingen kjørt på en 7,5% SDS/polyakrylamidgel-elektroforese. Som vist i figur 9 (spor c) kunne et 53 kDa bånd bli oppdaget etter immunblotting av gelen analysert med P4soSCCspesifikke antistoffer. incubation for 15 min. at 37°C. After treatment with 0.2 mg DNase/ml within 5 min. at 37°C, the mixture was adjusted to 1x SB buffer, as described by Laemmli, Nature 227, 680-685, 1970, in a final volume of 200 µl. After heating for 5 min. to 100°C, 15 µl of the mixture was run on a 7.5% SDS/polyacrylamide gel electrophoresis. As shown in Figure 9 (lane c), a 53 kDa band could be detected after immunoblotting the gel analyzed with P4soSCC-specific antibodies.

Spesifikke bovine P450SCC antistoffer ble oppnådd ved immunisering av kaniner med renset P450SCC protein isolert fra bovint binyrebarkvev. Specific bovine P450SCC antibodies were obtained by immunizing rabbits with purified P450SCC protein isolated from bovine adrenal cortex tissue.

Eksempel 3 Example 3

Ekspresjon av P450SCC i bakteriell vert Bacillus licheniformis Expression of P450SCC in the bacterial host Bacillus licheniformis

Ekspresjon av bovin P4soSCC i B. licheniformis ble utført ved transformasjon av plasmid pGBSCC-5 inn i den passende vertsstamme B. licheniformis T5(CBS 470.83). En cellulær proteinfraksjon laget som beskrevet i eksempel 2, fra en over natten kultur ved 37°C i Trypton Soy Broth (TSB) medium (Oxoid) som inneholdt 10 ug/ml neomycin, ble analysert ved SDS/PAGE og Western-blotting. Som vist i figur 9 (spor f) ble et 53 kDa stort protein bånd synliggjort etter inkubasjon av nitrocellulosefilter med antistoffer spesifikke for bovin P450SCC. En transformant ble videre analysert in vivo med hensyn på aktivitet av P450SCC (se eksempel 1). Expression of bovine P4soSCC in B. licheniformis was performed by transformation of plasmid pGBSCC-5 into the appropriate host strain B. licheniformis T5(CBS 470.83). A cellular protein fraction prepared as described in Example 2, from an overnight culture at 37°C in Trypton Soy Broth (TSB) medium (Oxoid) containing 10 µg/ml neomycin, was analyzed by SDS/PAGE and Western blotting. As shown in figure 9 (track f), a 53 kDa protein band was visualized after incubation of the nitrocellulose filter with antibodies specific for bovine P450SCC. A transformant was further analyzed in vivo with regard to activity of P450SCC (see example 1).

Eksempel 4 Example 4

Ekspresjon av P450SCC i bakterieverten Escherichia coli Expression of P450SCC in the bacterial host Escherichia coli

(a) Konstruksjon av ekspresjonskassetten. (a) Construction of the expression cassette.

For å lage en passende ekspresjonsvektor i verten E. coli for bovin P450SCC, ble pTZ18R mutert ved setespesifikk mutagenese som beskrevet av Zollerog Smith (Methods in Enzymology 100, 468-500,1983); Zollerog Smith (Methods in Enzymology 154, 329-350,1987) og Kramer og Fritz (Methods in Enzymology 154, 350-367,1987). Plasmider og stammer for in vitro mutagenese-eksperimentene ble oppnådd fra Pharmacia Inc. To create a suitable expression vector in the E. coli host for bovine P450SCC, pTZ18R was mutated by site-specific mutagenesis as described by Zoller and Smith (Methods in Enzymology 100, 468-500, 1983); Zoller and Smith (Methods in Enzymology 154, 329-350, 1987) and Kramer and Fritz (Methods in Enzymology 154, 350-367, 1987). Plasmids and strains for the in vitro mutagenesis experiments were obtained from Pharmacia Inc.

En syntetisk oligomer med sekvensen: A synthetic oligomer with the sequence:

ble benyttet for å lage et Ndel-restriksionssete ved ATG-startkodonet til lac Z-genetiTZ18R. was used to create an Ndel restriction site at the ATG start codon of lac Z-genetiTZ18R.

Det resulterende plasmidet pTZ18RN ble fordøyet med Ndel og K<p>nl og Ndel/ Kpnl DNA-fragmentet fra pGBSCC-4, som inneholdt full-lengde SCCcDNA, ble innsatt ved molekylær kloning som indikert i figur 10. The resulting plasmid pTZ18RN was digested with Ndel and K<p>nl and the Ndel/ Kpnl DNA fragment from pGBSCC-4, containing full-length SCCcDNA, was inserted by molecular cloning as indicated in Figure 10.

Transkripsjonen av P45oSCCcDNA-sekvenser i det oppståtte plasmidet pGBSCC-17 vil bli drevet av E. coli lac-promotoren. The transcription of P45oSCCcDNA sequences in the resulting plasmid pGBSCC-17 will be driven by the E. coli lac promoter.

(b) Ekspresjon av P450SCC i verten E. coli JM101 (b) Expression of P450SCC in the host E. coli JM101

pGBSCC- 17 ble innført i E. coli JM101 kompetente celler ved å selektere for ampicillinresistente kolonier. Ekspresjon av cytokrom P450SCC ble studert ved å lage en cellulær proteinfraksjon (beskrevet i eksempel 2) fra transformantene SCC-301 og 302 fra en overnatten kultur ved 37°C i 2xTY medium (som inneholdt pGBSCC-17 was introduced into E. coli JM101 competent cells by selecting for ampicillin-resistant colonies. Expression of cytochrome P450SCC was studied by preparing a cellular protein fraction (described in Example 2) from transformants SCC-301 and 302 from an overnight culture at 37°C in 2xTY medium (containing

pr. liter av de-ionisert vann: Bacto trypton (Difco), 16 g; gjærekstrakt (Difco), 10 g og NaCI, 5 g) som inneholdt 50 ^g/ml ampicillin. per liter of de-ionized water: Bacto tryptone (Difco), 16 g; yeast extract (Difco), 10 g and NaCl, 5 g) which contained 50 µg/ml ampicillin.

Proteinfraksjoner ble analysert ved hjelp av SDS/PAGE farget med Coomassie brilliant blått (figur 11 A) eller ved Western-blot og analysert med antistoffer spesifikke for bovin P450SCC (figur 11B). Begge analyser viser et protein av den ventede lengde (figur 11A, spor 1 og 2 og i figur 11B, sporene 3 og 4) for hhv. transformantene SCC-301 og SCC-302, som er fraværende i E. coli JM101 kontrollstamme (figur 11 A, spor 3 og figur 11B, spor 2). Protein fractions were analyzed by SDS/PAGE stained with Coomassie brilliant blue (Figure 11A) or by Western blot and analyzed with antibodies specific for bovine P450SCC (Figure 11B). Both analyzes show a protein of the expected length (figure 11A, tracks 1 and 2 and in figure 11B, tracks 3 and 4) for respectively transformants SCC-301 and SCC-302, which are absent in the E. coli JM101 control strain (Figure 11A, lane 3 and Figure 11B, lane 2).

Eksempel 5 Example 5

Konstruksjon, transformasjon og ekspresjon av P450SCC i Construction, transformation and expression of P450SCC i

gjæren Kluweromvces lactis the yeast Kluweromvces lactis

(a) Innføring av geneticinresistensmarkøren i pUC19 (a) Introduction of the geneticin resistance marker into pUC19

Et DNA-fragment som omfatter Tn5-genet (Reiss et al, EMBO J., 3, 3317-3322, 1984) og overfører resistens overfor geneticin under kontroll av alkoholdehydrogenase I (ADHI) promotoren fra S. cerevisiae. lik den som er beskrevet av Bennetzen og Hall (J. Biol. Chem., 257, 3018-3025,1982) ble satt inn i Smal sete til pUC19 (Yanisch-Perron et al., Gene, 33,103-119,1985). Det oppnådde plasmid pUCG418, er vist i figur 12. A DNA fragment comprising the Tn5 gene (Reiss et al, EMBO J., 3, 3317-3322, 1984) and confers resistance to geneticin under the control of the alcohol dehydrogenase I (ADHI) promoter from S. cerevisiae. similar to that described by Bennetzen and Hall (J. Biol. Chem., 257, 3018-3025, 1982) was inserted into the Smal site of pUC19 (Yanisch-Perron et al., Gene, 33, 103-119, 1985). The resulting plasmid pUCG418 is shown in Figure 12.

E. coli som inneholder pUCG418, ble deponert ved Centraal Bureau voor Schimmelcultures under CBS 872.87. E. coli containing pUCG418 was deposited at the Centraal Bureau voor Schimmelcultures under CBS 872.87.

(b) Konstruksjon av ekspresjonskassetten (b) Construction of the expression cassette

En vektor ble konstruert, som bestod av pUCG418 (for beskrivelse se eksempel 5(a)) kuttet med Xbal og Hindlll. Xbal- Sall-fraqmentet fra pGB901 som inneholdt laktasepromotoren (se J. A. van den Berg et al., Continuation-in-part i US patent-søknad nr. 572.414: Kluyveromyves som en vertsstamme) og syntetisk DNA som omfattet deler av den 3' ikkekodende region til laktasegenet fra K. lactis. Dette plasmid, pGB950, er vist i figur 13. pGB950 ble kuttet med SaJi og Xhol og syntetisk DNA ble innsatt: A vector was constructed, which consisted of pUCG418 (for description see Example 5(a)) cut with XbaI and HindIII. The XbaI-SalI fragment from pGB901 which contained the lactase promoter (see J. A. van den Berg et al., Continuation-in-part of US Patent Application No. 572,414: Kluyveromyves as a host strain) and synthetic DNA comprising parts of the 3' non-coding region of the lactase gene from K. lactis. This plasmid, pGB950, is shown in Figure 13. pGB950 was cut with SaJi and XhoI and synthetic DNA was inserted:

som resulterer i plasmid pGBSCC-6 som vist i figur 13. resulting in plasmid pGBSCC-6 as shown in Figure 13.

Stul- EcoRI-fraqmentet fra pGBSCC-2 (se eksempel 1) som inneholdt det P450SCC kodende region, ble isolert og den overhengende ende ble utfylt, ved bruk av Klenow DNA-polymerase. Dette fragment ble innsatt i pGBSCC-6 kuttet med Stu I. Plasmidet som inneholdt fragmentet i den korrekte orienteringen ble kalt pGBSCC-7 (se figur 14). The Stul-EcoRI fragment from pGBSCC-2 (see Example 1) containing the P450SCC coding region was isolated and the overhang filled in, using Klenow DNA polymerase. This fragment was inserted into pGBSCC-6 cut with Stu I. The plasmid containing the fragment in the correct orientation was called pGBSCC-7 (see Figure 14).

(c) Transformasjon av K. lactis (c) Transformation of K. lactis

K. tactis-stamme CBS 2360 ble dyrket i 100 ml YEPD-medium (1% gjærekstrakt, 2% pepton, 2% glukose-monohydrat) som inneholdt 2,5 ml av en 6,7% K. tactis strain CBS 2360 was grown in 100 ml of YEPD medium (1% yeast extract, 2% peptone, 2% glucose monohydrate) containing 2.5 ml of a 6.7%

(w/w) gjæmitrogenbase (Difco laboratorier) løsning til en ODs-io på omkring 7. Fra 10 ml av kulturen, ble cellene samlet ved sentrifugering, vasket med TE-buffer (10 mM Tris-HCI pH 7,5; 0,1 mM EDTA) og resuspendert i 1 ml TE-buffer. Et likt volum av 0,2 M litiumacetat ble tilsatt og blandingen inkubert i 1 time ved 30°C i et ryste-vannbad. 15 \ ig pGBSCC-7 ble kuttet ved det sjeldne Sacll-setet i laktase-promotoren, etanolpresipitert og resuspendert i 15 ul TE-buffer. Denne DNA-preparasjon ble tilsatt 100 \ i\ av preinkuberte celler, og inkubasjonen ble prolongert i 30 min. Så ble et likt volum av 70% PEG4000 tilsatt, og blandingen inkubert i 1 time ved den samme temperaturen, etterfulgt av et varmesjokk på 5 min. ved 42°C. Så ble 1 ml av YEPD-medium tilsatt og cellene ble inkubert i 1,5 timer i et ristevannbad ved 30°C. Endelig ble cellene samlet ved sentrifugering, resuspendert i 300 ul YEPD og utsådd på agarplater som inneholdt 15 ml av YEPD agar med 300 ^ig/ml geneticin og ble overlagt 1 time før bruk med 15 ml EPD-agar uten G418. Kolonier ble dyrket i 3 dager ved 30°C. (w/w) dinitrogen base (Difco laboratories) solution to an ODs-io of about 7. From 10 ml of the culture, the cells were collected by centrifugation, washed with TE buffer (10 mM Tris-HCl pH 7.5; 0, 1 mM EDTA) and resuspended in 1 ml TE buffer. An equal volume of 0.2 M lithium acetate was added and the mixture incubated for 1 hour at 30°C in a shaking water bath. 15 µg pGBSCC-7 was cut at the rare SacII site in the lactase promoter, ethanol precipitated and resuspended in 15 µl TE buffer. This DNA preparation was added to 100 µl of preincubated cells, and the incubation was prolonged for 30 min. Then an equal volume of 70% PEG4000 was added, and the mixture incubated for 1 hour at the same temperature, followed by a heat shock of 5 min. at 42°C. Then 1 ml of YEPD medium was added and the cells were incubated for 1.5 hours in a shaking water bath at 30°C. Finally, the cells were collected by centrifugation, resuspended in 300 µl YEPD and plated on agar plates containing 15 ml of YEPD agar with 300 µg/ml geneticin and were overlaid 1 hour before use with 15 ml EPD agar without G418. Colonies were grown for 3 days at 30°C.

(d) Analyse av transformantene (d) Analysis of the transformants

Transformanter og kontrollstammen CBS 2360 ble dyrket i YEPD-medium i omkring 64 timer ved 30°C. Cellene ble samlet ved sentrifugering, resuspendert i en fysiologisk saltløsning ved OD610 på 300 og ødelagt ved risting med glasskuler i 3 min. på en Vortex-rister ved maksimal hastighet. Cellerester ble fjernet ved sentrifugering i 10 min. ved 4500 rpm i en Hearaeus Christ minifuge GL. Fra supematantene ble 40 (al prøver tatt for analyse på immunoblot (se figur 15A, spor 3 og figur 15B, spor 4). Transformants and the control strain CBS 2360 were grown in YEPD medium for about 64 hours at 30°C. The cells were collected by centrifugation, resuspended in physiological saline at an OD610 of 300 and disrupted by shaking with glass beads for 3 min. on a Vortex shaker at maximum speed. Cell debris was removed by centrifugation for 10 min. at 4500 rpm in a Hearaeus Christ minifuge GL. From the supernatants, 40 µl samples were taken for analysis on immunoblot (see Figure 15A, lane 3 and Figure 15B, lane 4).

Resultatene viser at et protein med forventet lengde er uttrykt i K. lactis-celler transformert med pGBSCC-7. Transformanten ble kalt K. lactis SCC-101. The results show that a protein of the expected length is expressed in K. lactis cells transformed with pGBSCC-7. The transformant was named K. lactis SCC-101.

Eksempel 6 Example 6

Konstruksjon, transformasjon og ekspresjon av P450SCC i Construction, transformation and expression of P450SCC i

gjæren Saccharomyces cerevisiae the yeast Saccharomyces cerevisiae

(a) Konstruksjon av ekspresjonskassetten (a) Construction of the expression cassette

For å fjerne laktasepromotoren, ble pGB950 (se eksempel 4(b)) kuttet med Xbal og Sali, de overhengende endene ble fylt ut ved bruk av Klenow DNA polymerase og deretter ligert (sammenkoblet). I det resulterende plasmid, pGBSCC-8, er Xbal-setet ødelagt, men Sall-setet er beholdt. To remove the lactase promoter, pGB950 (see Example 4(b)) was cut with XbaI and SalI, the overhangs were filled in using Klenow DNA polymerase and then ligated (joined). In the resulting plasmid, pGBSCC-8, the XbaI site is destroyed but the SalI site is retained.

Sall-fraqmentet fra pGB161 (se J.A. van den Berg et al., EP 96430) som inneholder isocytokrom Cl (cyc 1) promotoren fra S. cerevisiae, ble isolert og delvis fordøyet med Xhol. Det 670 bp Xhol- Sall-fraqmentet ble isolert og klonet i Sall-setet til pGBSCC-8. I det utvalgte plasmidet, pGBSCC-9, blir Sall-setet mellom cyc 1 promotoren og 3'-ikke-kodende regionen til laktasegenet beholdt (figur 16) ( Hindlll delvis fordøyet). The SalI fragment from pGB161 (see J.A. van den Berg et al., EP 96430) containing the isocytochrome C1 (cyc 1) promoter from S. cerevisiae was isolated and partially digested with XhoI. The 670 bp XhoI-SalI fragment was isolated and cloned into the SalI site of pGBSCC-8. In the selected plasmid, pGBSCC-9, the SalI site between the cyc 1 promoter and the 3' non-coding region of the lactase gene is retained (Figure 16) (HindIII partially digested).

Sall- Hindlll-fraqmentet fra pGBSCC-7, som inneholdt den P450SCC-kodende regionen ble innsatt i pGBSCC-9 kuttet med Sali og Hindlll. I det resulterende plasmidet, pGBSCC-10, er den P45oSCC-kodende regionen nedstrøms for cyc 1 promotoren (figur 17). The SalI-HindIII fragment from pGBSCC-7 containing the P450SCC coding region was inserted into pGBSCC-9 cut with SalI and HindIII. In the resulting plasmid, pGBSCC-10, the P45oSCC coding region is downstream of the cyc 1 promoter (Figure 17).

(b) Transformasjon av S. cerevisiaie (b) Transformation of S. cerevisiae

S. cerevisiae-stammen D273-10B (ATCC 25657) ble dyrket i 100 ml YEPD over natten ved 30°C, og deretter fortynnet (1:10000) i friskt medium og dyrket til en ODe-io på 6. Cellene fra 10 ml av kulturen ble samlet ved sentrifugering og suspendert i 5 ml TE-buffer. Igjen ble cellene samlet ved sentrifugering, suspendert i 1 ml av TE-bufferen og 1 ml 0,2 M litiumacetat tilsatt. Cellene ble inkubert i 1 time i et rystevannbad ved 30°C. 15 ^g pGBSCC-10 ble kuttet ved det sjeldne Mlul-setet i cyc 1-promotoren, etanolpresipitert og resuspendert i 15 ul TE. Dette DNA-preparat ble tilsatt til 100 \ i\ av pre-inkuberte gjærceller og inkubert (risting) i 30 min. ved 30°C. Etter tilsetning av 115 uJ av 70% PEG4000 løsning ble inkubasjonen fortsatt i 60 min., uten rysting. Deretter ble et varmesjokk på 5 min. ved 42°C gitt til cellene, 1 ml YEPD medium ble tilsatt, etterfulgt av 1 1/2 time inkubasjon ved 30°C i et ristevannbad. Til slutt ble cellene samlet ved sentrifugering, resuspendert i 300 ul YEPD og utspredt på YEPD agarplater som inneholdt geneticin (300 ug/ml). Kolonier ble dyrket i 3 dager ved 30°C. S. cerevisiae strain D273-10B (ATCC 25657) was grown in 100 ml YEPD overnight at 30°C, then diluted (1:10000) in fresh medium and grown to an ODe-io of 6. The cells from 10 ml of the culture was collected by centrifugation and suspended in 5 ml of TE buffer. Again, the cells were collected by centrifugation, suspended in 1 ml of the TE buffer and 1 ml of 0.2 M lithium acetate added. The cells were incubated for 1 hour in a shaking water bath at 30°C. 15 µg pGBSCC-10 was cut at the rare MluI site in the cyc 1 promoter, ethanol precipitated and resuspended in 15 µl TE. This DNA preparation was added to 100 µl of pre-incubated yeast cells and incubated (shaking) for 30 min. at 30°C. After addition of 115 uJ of 70% PEG4000 solution, the incubation was continued for 60 min., without shaking. Then a heat shock of 5 min. at 42°C given to the cells, 1 ml of YEPD medium was added, followed by 1 1/2 hour incubation at 30°C in a shaking water bath. Finally, the cells were collected by centrifugation, resuspended in 300 µl YEPD and spread on YEPD agar plates containing geneticin (300 µg/ml). Colonies were grown for 3 days at 30°C.

(c) Analyse av transformantene (c) Analysis of the transformants

Transformanter og kontrollstammen ble dyrket i YEPL-medium (1 % gjærekstrakt, 2% bactopepton, 3,48% K2HP04 og 2,2% av en 90% L-(+)-melkesyre-løsning; før sterilisering ble pH justert til 6,0 ved bruk av 25% ammoniakkløsning) i 64 timer ved 30°C. Videre analyse ble utført som beskrevet i eksempel 5(d). Transformants and the control strain were grown in YEPL medium (1% yeast extract, 2% bactopeptone, 3.48% K2HP04 and 2.2% of a 90% L-(+)-lactic acid solution; before sterilization, the pH was adjusted to 6, 0 using 25% ammonia solution) for 64 hours at 30°C. Further analysis was carried out as described in Example 5(d).

Immunoblot-analysen viser ekspresjon av P450SCC i S. cerevisiae (figur 15A, spor 1). The immunoblot analysis shows expression of P450SCC in S. cerevisiae (Figure 15A, lane 1).

Eksempel 7 Example 7

Konstruksjon, transformasjon og ekspresjon av pre-P45oSSC-kodende DNA i gjæren Klyveromyces lactis Construction, transformation and expression of pre-P45oSSC coding DNA in the yeast Klyveromyces lactis

(a) Konstruksjon av ekspresjonskassetten (a) Construction of the expression cassette

Plasmid pGB950 (se eksempel 5(b)) ble kuttet med Sali og Xhol og syntetisk DNA ble innsatt: Plasmid pGB950 (see Example 5(b)) was cut with SalI and XhoI and synthetic DNA was inserted:

som resulterer i plasmid pGBSCC-11 (figur 18). Analogt til det beskrevet i eksempel 5(b), ble den P45oSCC kodende regionen til pGBSCC-2 innsatt i pGBSCC-11 kuttet med Stul. Plasmidet som inneholdt fragmentet i den rette orienteringen ble kalt pGBSCC<a>12 (figur 18). resulting in plasmid pGBSCC-11 (Figure 18). Analogous to that described in Example 5(b), the P45oSCC coding region of pGBSCC-2 inserted into pGBSCC-11 was cut with Stul. The plasmid containing the fragment in the correct orientation was named pGBSCC<a>12 (Figure 18).

(b) Transformasjon av K. lactis og analyse av transformantene (b) Transformation of K. lactis and analysis of the transformants

Transformasjon av K. lactis med pGBSCC-12 ble utført som beskrevet i eksempel 5(c). Transformantene ble analysert som beskrevet i eksempel 5(d). Analysen viser produksjon av P450SCC ved K. lactis (figur 15B, spor 3). Transformation of K. lactis with pGBSCC-12 was performed as described in Example 5(c). The transformants were analyzed as described in Example 5(d). The analysis shows production of P450SCC by K. lactis (Figure 15B, lane 3).

Eksempel 8 Example 8

Konstruksjon, transformasjon og ekspresjon av pre-<p>45oSCC-kodende DNA i gjæren Saccharomvces cerevisiae Construction, transformation and expression of pre-<p>45oSCC-encoding DNA in the yeast Saccharomvces cerevisiae

(a) Konstruksjon av ekspresjonskassetten (a) Construction of the expression cassette

Sall- Hindlll ( Hindlll delvis fordøyet) fragment fra pGBSCC-12, som inneholdt pre-P4soSCC kodende region ble innsatt i pGBSCC-9 kuttet med Sali og Hindlll. Det resulterende plasmidet ble kalt pGBSCC-13 (figur 19). SalI-HindIII (HindIII partially digested) fragment from pGBSCC-12, containing the pre-P4soSCC coding region was inserted into pGBSCC-9 cut with SalI and HindIII. The resulting plasmid was named pGBSCC-13 (Figure 19).

(b) Transformasjon av S. cerevisiae og analyse av trans-formantene (b) Transformation of S. cerevisiae and analysis of the trans-formants

S. cerevisiae-stamme D273-10B ble transformert med pGBSCC-13 som beskrevet i eksempel 6(b). Trasformantene ble anlaysert som beskrevet i eksempel 5(c). Resultatene vist i figur 15C (spor 3), viser ekspresjonen av P450SCC av S. cerevisiae. Én transformant, SCC-105, ble videre analysert for in vitro-aktivitet med hensyn til P450SCC (se eksempel 12). S. cerevisiae strain D273-10B was transformed with pGBSCC-13 as described in Example 6(b). The transformants were anlayed as described in example 5(c). The results shown in Figure 15C (lane 3) show the expression of P450SCC by S. cerevisiae. One transformant, SCC-105, was further analyzed for in vitro activity with respect to P450SCC (see Example 12).

Eksempel 9 Example 9

Konstruksjon, transformasjon og ekspresjon i Kluweromvces lactis av P45oSCC-sekvenser koblet til pre-regionen av cyto-kromoksydase VI Construction, transformation and expression in Kluweromvces lactis of P45oSCC sequences linked to the pre-region of cytochrome oxidase VI

fra Saccharomvces cerevisiae from Saccharomyces cerevisiae

(a) Konstruksjon av ekspresjonskassetten (a) Construction of the expression cassette

Plasmid pGB950 (se eksempel 6(b)) ble kuttet med SaH og Xhol og syntetisk DNA innsatt: Plasmid pGB950 (see Example 6(b)) was cut with SaH and Xhol and synthetic DNA inserted:

som resulterer i plasmid pGBSCC-14. resulting in plasmid pGBSCC-14.

Aminosyresekvensen fra cytokromoksydase VI (COX VI) pre-sekvens ble tatt fra artikkelen til Wright et al. (J. Biol. Chem., 259,15401-15407,1984). Det syntetiske DNA ble laget ved bruk av de foretrukne gjærkodoner. Den P450SCC kodende regionen til pGBSCC-2 ble innsatt i pGBSCC-14 kuttet med Stul. The amino acid sequence of the cytochrome oxidase VI (COX VI) pre-sequence was taken from the article of Wright et al. (J. Biol. Chem., 259, 15401-15407, 1984). The synthetic DNA was made using the preferred yeast codons. The P450SCC coding region of pGBSCC-2 was inserted into pGBSCC-14 cut with Stul.

på samme måte som beskrevet i eksempel 5(b). Plasmidet som inneholdt den P450SCC kodende sekvensen i leseramme med COX VI pre-sekvensen ble kalt pGBSCC-15(figur20). in the same way as described in example 5(b). The plasmid containing the P450SCC coding sequence in reading frame with the COX VI pre-sequence was named pGBSCC-15 (Figure 20).

(b) Transformasjon av K. lactis og analyse av transformantene (b) Transformation of K. lactis and analysis of the transformants

Transformasjon av K. lactis med pGBSCC-15 ble utført som beskrevet i eksempel 5(c). Transformantene ble analysert som beskrevet i eksempel 5(d). Resultatet (figur 15B, spor 2) viser at P450SCC er produsert. Transformation of K. lactis with pGBSCC-15 was performed as described in Example 5(c). The transformants were analyzed as described in Example 5(d). The result (Figure 15B, lane 2) shows that P450SCC is produced.

Eksempel 10 Example 10

Konstruksjon, transformasjon og ekspresjon i Saccharomyes cerevisiae av P45oSCC-sekvenser bundet til pre-regionen av cytokromoksydase VI fra Saccharomvces cerevisiae Construction, transformation and expression in Saccharomyes cerevisiae of P45oSCC sequences linked to the pre-region of cytochrome oxidase VI from Saccharomyces cerevisiae

(a) Konstruksjon av ekspresjonskassetten (a) Construction of the expression cassette

Sall- Hindlll ( Hindlll delvis spaltet) fragment fra pGBSCC-15, som inneholder den kodende regionen for P450SCC bundet til COX VI pre-sekvensen, ble satt inn i pGBSCC-9 kuttet med Sali og Hindlll. Det resulterende plasmid ble kalt pGBSCC-16(figur21). SalI-HindIII (HindIII partially cleaved) fragment from pGBSCC-15, containing the coding region for P450SCC linked to the COX VI pre-sequence, was inserted into pGBSCC-9 cut with SalI and HindIII. The resulting plasmid was named pGBSCC-16 (Figure 21).

(b) Transformasjon av S. cerevisiae og analyse av transformantene (b) Transformation of S. cerevisiae and analysis of the transformants

S. cerevisiae-stamme D273-10B ble transformert med pGBSCC-16 som beskrevet i eksempel 6(b). Transformantene ble analysert som beskrevet i eksempel 6{c). Resultatet vist i figur 15C (spor 2), demonstrerer ekspresjon av P450SCC i S. cerevisiae. S. cerevisiae strain D273-10B was transformed with pGBSCC-16 as described in Example 6(b). The transformants were analyzed as described in Example 6(c). The result shown in Figure 15C (lane 2) demonstrates expression of P450SCC in S. cerevisiae.

Eksempel 11 Example 11

In vivo aktivitet til P450SCC i Bacillus licheniformis SCC-201 In vivo activity of P450SCC in Bacillus licheniformis SCC-201

B. licheniformis SCC-201 ble oppnådd som beskrevet i eksempel 3. Organismen ble inokulert i 100 ml medium A. B. licheniformis SCC-201 was obtained as described in Example 3. The organism was inoculated into 100 ml of medium A.

Etter sterilisering og avkjøling til 30°C for å komplettere mediet, ble 60 g maltose-monohydrat løst opp i 200 ml destillert vann (sterilisert 20 min., 120°C), 200 ml 1M kaliumfosfatbuffer (pH 6,8; sterilisert 20 min., 120°C), 1,7 g gjærnitrogenbase (Difco) oppløst i 100 ml destillert vann (sterilisert ved membranfiltrering) tilsatt mediet. After sterilization and cooling to 30°C to complete the medium, 60 g maltose monohydrate was dissolved in 200 ml distilled water (sterilized 20 min., 120°C), 200 ml 1M potassium phosphate buffer (pH 6.8; sterilized 20 min ., 120°C), 1.7 g of yeast nitrogen base (Difco) dissolved in 100 ml of distilled water (sterilized by membrane filtration) added to the medium.

Kulturen ble dyrket i 64 timer ved 37°C og deretter ble 2 ml av denne kulturen tilsatt som inokulum til 100 ml medium A som inneholder 10 mg kolesterol. Kolesterol ble tilsatt som en løsning som inneholdt kolesterol 10 mg; Tergitol™/etanol (1:1, v/v), 0,75 ml og Tween 80™, 20 ul. Kulturen ble dyrket i 48 timer ved 37°C, deretter ble kulturen ekstrahert med 100 ml diklormetan. Blandingen ble separert ved sentrifugering og det organiske løsningslag samlet. Ekstraksjonsprosedyren ble gjentatt to ganger og 3 x 100 ml diklormetanfraksjoner ble samlet. Diklormetan ble fordampet ved vakuumdestillasjon og det tørkede ekstraktet (omtrent 450 mg) ble analysert for pregnenlon ved bruk av gasskromatografi-massespektrometer i kombinasjon. The culture was grown for 64 hours at 37°C and then 2 ml of this culture was added as inoculum to 100 ml of medium A containing 10 mg of cholesterol. Cholesterol was added as a solution containing cholesterol 10 mg; Tergitol™/ethanol (1:1, v/v), 0.75 ml and Tween 80™, 20 µl. The culture was grown for 48 hours at 37°C, then the culture was extracted with 100 ml of dichloromethane. The mixture was separated by centrifugation and the organic solution layer collected. The extraction procedure was repeated twice and 3 x 100 mL dichloromethane fractions were collected. Dichloromethane was evaporated by vacuum distillation and the dried extract (about 450 mg) was analyzed for pregnenlone using a gas chromatography-mass spectrometer combination.

GC-MS-analyse GC-MS analysis

Fra det tørkede ekstraktet ble en definert mengde tatt og silylert ved tilsetning av en blanding av pyridin bis-(tri-metylsilyl)-trifluoracetamid og trimetyl-klorsilan. Den silylerte prøve ble analysert ved en GL-MS-DS kombinasjon (Carlo Erba MEGA 5160-Finnigan MAT 311A-Kratos DS 90) i en valgt ionemodus. Gasskromatografi ble utført under de følgende betingelser: injeksjonbevegelig nål ved 300°C; kolonne M. cpsil 29 0,25 indre diameter df 0,2 um operert ved 300°C isotermisk; direkte innføring i MS-kilde. From the dried extract, a defined amount was taken and silylated by adding a mixture of pyridine bis-(tri-methylsilyl)-trifluoroacetamide and trimethyl-chlorosilane. The silylated sample was analyzed by a GL-MS-DS combination (Carlo Erba MEGA 5160-Finnigan MAT 311A-Kratos DS 90) in a selected ion mode. Gas chromatography was performed under the following conditions: injection moving needle at 300°C; column M. cpsil 29 0.25 inner diameter df 0.2 µm operated at 300°C isothermal; direct entry into MS source.

Prøver ble analysert ved å måle ioner m/z 298 fra pregnenolon med en oppløsning på 800. Fra målingene er det klart at i tilfelle med vertsstammen B. licheniformis T5 kunne ikke noe pregnenolon bli oppdaget (målegrense 1 picogram), mens i tilfelle med B. licheniformis SCC-201 kunne produksjon av pregnenolon enkelt bli målt. Samples were analyzed by measuring ions m/z 298 from pregnenolone with a resolution of 800. From the measurements it is clear that in the case of the host strain B. licheniformis T5 no pregnenolone could be detected (detection limit 1 picogram), while in the case of B .licheniformis SCC-201 production of pregnenolone could be easily measured.

Eksempel 12 Example 12

In vitro-aktivitet av P450SCC oppnådd fra Saccharom<y>es cerevisiae SCC-105 In vitro activity of P450SCC obtained from Saccharom<y>es cerevisiae SCC-105

S. cerevisiae SCC-105 oppnådd som beskrevet i eksempel 8 ble inokulert i 100 ml medium B. Medium B inneholdt pr. I destillert vann: S. cerevisiae SCC-105 obtained as described in example 8 was inoculated into 100 ml medium B. Medium B contained per In distilled water:

Denne kulturen ble dyrket i 48 timer ved 30°C og deretter ble denne kulturen benyttet som inokulum for en fermentor som inneholdt medium C. This culture was grown for 48 hours at 30°C and then this culture was used as an inoculum for a fermenter containing medium C.

pH ble justert til pH = 6,0 med ammoniakk (25%) og fermentor inklusive medium ble sterilisert (1 time, 120°C). The pH was adjusted to pH = 6.0 with ammonia (25%) and the fermenter including medium was sterilized (1 hour, 120°C).

Etter avkjøling, ble 2,4 g geneticin løst i 25 ml destillert vann og sterilisert ved membranfiltrering og tilsatt mediet. Den inokulerte blandingen ble dyrket i den omrørte reaktor (800 rpm) ved 30°C, mens steril luft ble passert gjennom mediet i en hastighet på 300 l/h og pH ble automatisk holdt på 6,0 med 4N H2S04 og 5% NH4OH (5% NH4OH i destillert vann; sterilisert ved membranfiltrering). Etter 48 timer ble en tilføring av melkesyre (90%, sterilisert ved membranfiltrering) startet i en hastighet på 20 g/time. Fermenteringen blir så gjenopptatt i 40 timer, mens cellene ble samlet ved sentrifugering (4000xg, 15 min.). After cooling, 2.4 g of geneticin was dissolved in 25 ml of distilled water and sterilized by membrane filtration and added to the medium. The inoculated mixture was grown in the stirred reactor (800 rpm) at 30°C, while sterile air was passed through the medium at a rate of 300 l/h and the pH was automatically maintained at 6.0 with 4N H2SO4 and 5% NH4OH ( 5% NH4OH in distilled water; sterilized by membrane filtration). After 48 hours, a feed of lactic acid (90%, sterilized by membrane filtration) was started at a rate of 20 g/hour. The fermentation is then resumed for 40 hours, while the cells are collected by centrifugation (4000xg, 15 min.).

Bunnfallet ble vasket med 0,9% (w/w) NaCI, etterfulgt av sentrifugering (4000xg, 15 min.); bunnfallet vasket med fosfatbuffer (50 mM, pH = 7,0) og cellene samlet ved sentrifugering (4000xg,15 min.). Bunnfallet ble tatt opp i fosfatbuffer (50 mM, pH = 7,0) hvilket resulterte i en suspensjon som inneholdt 0,5 g våtvekt/- ml. Denne suspensjonen ble behandlet i en Dyno<R->mill (Willy A. Bachofen Maschinen-fabrik, Basel, Sveits). Ikke-ødelagte celler ble fjernet ved sentrifugering (4000xg, 15 min.). Det cellefri ekstraktet (2250 ml, 15-20 mg protein/ml) ble lagret ved -20°C. The precipitate was washed with 0.9% (w/w) NaCl, followed by centrifugation (4000xg, 15 min.); the precipitate washed with phosphate buffer (50 mM, pH = 7.0) and the cells collected by centrifugation (4000xg, 15 min.). The precipitate was taken up in phosphate buffer (50 mM, pH = 7.0) resulting in a suspension containing 0.5 g wet weight/ml. This suspension was processed in a Dyno<R->mill (Willy A. Bachofen Maschinen-fabrik, Basel, Switzerland). Unbroken cells were removed by centrifugation (4000xg, 15 min.). The cell-free extract (2250 ml, 15-20 mg protein/ml) was stored at -20°C.

P450SCC ble grovrenset ved følgende fremgangsmåte. Fra 50 ml av tint cellefritt ekstrakt, ble en uren membranfraksjon sentrifugert ved ultrasentrifugering (125000xg, 30 min.) og resuspendert i 50 ml av 75 mM kaliumfosfatløsning (pH 7,0), som inneholdt 1% av natriumcholat. Denne disperse løsning ble forsiktig omrørt i 1 time ved 0°C, og deretter sentrifugert (125000xg, 60 min.). Til den således oppnådde supernatant, som inneholdt løselige membranproteiner, ble (NH4)2S04 tilsatt (30% w/v), mens pH ble holdt ved 7,0 ved tilsetning av små mengder NhUOH-løsning (6N). Suspensjonen ble så omrørt i 20 min. ved 0°C, etter hvilken ble fraksjonen av bunnfelte proteiner samlet ved sentrifugering (15000xg, 10 min.). Bunnfallet ble resuspendert i 2,5 ml med 100 mM kaliumfosfat-buffer (pH 7,0), som inneholdt 0,1 mM ditiotreitol og 0,1 mM P450SCC was coarsely cleaned by the following procedure. From 50 ml of thawed cell-free extract, an impure membrane fraction was centrifuged by ultracentrifugation (125,000xg, 30 min.) and resuspended in 50 ml of 75 mM potassium phosphate solution (pH 7.0), containing 1% of sodium cholate. This disperse solution was gently stirred for 1 hour at 0°C, and then centrifuged (125,000xg, 60 min.). To the supernatant thus obtained, which contained soluble membrane proteins, (NH 4 ) 2 SO 4 was added (30% w/v), while the pH was maintained at 7.0 by the addition of small amounts of NhUOH solution (6N). The suspension was then stirred for 20 min. at 0°C, after which the fraction of precipitated proteins was collected by centrifugation (15000xg, 10 min.). The precipitate was resuspended in 2.5 ml of 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0), containing 0.1 mM dithiothreitol and 0.1 mM

EDTA. Denne suspensjonen ble eluert gjennom en gelfiltreringssøyle (PD10, Pharmacia), som ga 3,5 ml av avsaltet proteinfraksjon (6 mg/ml), som ble målt for P45oSCC-aktivitet. EDTA. This suspension was eluted through a gel filtration column (PD10, Pharmacia), yielding 3.5 ml of desalted protein fraction (6 mg/ml), which was assayed for P45oSCC activity.

P45oSCC-aktivitet ble bestemt ved en metode som er hovedsakelig basert på en fremgangsmåte fra Doering (Methods Enzymology, 15, 591-596,1969). Måleblandingen bestod av de følgende løsningene: P45oSCC activity was determined by a method based essentially on a method of Doering (Methods Enzymology, 15, 591-596, 1969). The measurement mixture consisted of the following solutions:

Løsning A (naturlig P450SCC elektronavgivende system): en Solution A (natural P450SCC electron-donating system): a

10 mM kaliumfosfatbuffer (pH 7,0), som inneholdt 3 mM EDTA, 10 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0), which contained 3 mM EDTA,

3 mM fenylmetylsulfonylfluorid (PMSF), 20 nm adrenodoxin og 3 mM phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF), 20 nM adrenodoxin and

1 |*M adrenodoxinreduktase (elektronbærere; begge renset fra storfebinyrebark), 1 |*M adrenodoxin reductase (electron carriers; both purified from bovine adrenal cortex),

1 mM NADPH (elektrondonor) og 1 mM NADPH (electron donor) and

15 mM gtukose-6-fosfat og 15 mM gtucose-6-phosphate and

8 enheter/ml glukose-6-fosfat-dehydrogenase (NADPH regenererende system). 8 units/ml glucose-6-phosphate dehydrogenase (NADPH regenerating system).

Løsning B (substrat): en micelleløsning av 37,5 \ xM kolesterol (dobbelt radioaktivt merket med [26,27-<14>C]kolesterol (40 Ci/mol) og [7 alfa-<3>H]kolesterol (400 Ci/mol)) i 10% (v/v) Tergitol™ NP40/etanol (1:1, v/v). Solution B (substrate): a micelle solution of 37.5 µM cholesterol (double radioactively labeled with [26,27-<14>C]cholesterol (40 Ci/mol) and [7 alpha-<3>H]cholesterol (400 Ci/mol)) in 10% (v/v) Tergitol™ NP40/ethanol (1:1, v/v).

Målingen ble startet ved å blande 75 ni løsning A med 50 \ i\ løsning B og 125 ni av den urene rensede P45oSCC-fraksjonen (eller buffer som referanse). Blandingen ble omrørt forsiktig ved 30°C. Prøvene (50 ni) ble trukket etter 0, 30 og 180 min. og fortynnet med 100 ul vann. Metanol (100 og kloroform (150 ni) ble tilsatt til den fortynnede prøven. Etter ekstraksjon og sentrifugering (5000xg, 2 min.) ble kloroformlaget samlet og tørket. Det tørre bunnfallet ble oppløst i 50 ni aceton, som inneholdt 0,5 mg av en steroid blanding (kolesterol, pregnenolon og progesteron (1:1:1, w/w/w)) og deretter ble 110 ni konsentrert maursyre tilsatt. Suspensjonen ble oppvarmet i 15 min. til 120°C. Deretter ble <14>C/<3>H-forholdet bestemt ved hjelp av dobbeltmerket væskescintillasjonstelling. Dette forholdet er et direkte mål for sidekjedekløyvingsreaksjonen, fordi be-merket sidekjede blir fordampet fra blandingen som isokaprylsyre under oppvarmingsfremgangsmåten. The measurement was started by mixing 75 µl of solution A with 50 µl of solution B and 125 µl of the impure purified P45oSCC fraction (or buffer as a reference). The mixture was stirred gently at 30°C. The samples (50 nine) were drawn after 0, 30 and 180 min. and diluted with 100 ul of water. Methanol (100) and chloroform (150 µl) were added to the diluted sample. After extraction and centrifugation (5000xg, 2 min.), the chloroform layer was collected and dried. The dry precipitate was dissolved in 50 µl of acetone, which contained 0.5 mg of a steroid mixture (cholesterol, pregnenolone and progesterone (1:1:1, w/w/w)) and then 110 ni of concentrated formic acid was added. The suspension was heated for 15 min at 120°C. Then <14>C /<3>H ratio determined by doubly labeled liquid scintillation counting This ratio is a direct measure of the side chain cleavage reaction, because labeled side chain is volatilized from the mixture as isocaprylic acid during the heating procedure.

Ved bruk av denne metoden ble det funnet at P45oSCC-fraksjonen, grovrenset fra S. cerevisiae SCC-105, viste sidekjedekløyvingsaktivitet. I løpet av 3 timer med inkubasjon hadde 45% av kolesterolet blitt omdannet. Ved hjelp av tynnsjiktskromatografi ble reaksjonsproduktet identifisert som pregnenolon. Using this method, it was found that the P45oSCC fraction, crudely purified from S. cerevisiae SCC-105, showed side chain cleavage activity. Within 3 hours of incubation, 45% of the cholesterol had been converted. By means of thin-layer chromatography, the reaction product was identified as pregnenolone.

Eksempel 13 Example 13

Molekylær kloning av en full-lengde cDNA som koder for storfe-cytokrom <p>45o-steroid 17a-hydroksylasen (P4501 7a). Molecular cloning of a full-length cDNA encoding the bovine cytochrome <p>45o-steroid 17a-hydroxylase (P4501 7a).

Omtrent 10<6> pfu'er av storfebinyrebark cDNA-bibliotek beskrevet i eksempel 1, ble undersøkt med hensyn til P45o17acDNA-sekvenser ved hjelp av to <32>P-endemerkede syntetiske oligomerer spesifikke for P4so17acDNA. Oligomer 17ct-1 (5"-AGT GGC CAC TTTGGG ACG CCC AGA GAA TTC-3') og oligomer 17a-2 (5- Approximately 10<6> pfu of the bovine adrenal cortex cDNA library described in Example 1 was screened for P45o17acDNA sequences using two <32>P-end-labeled synthetic oligomers specific for P4so17acDNA. Oligomer 17ct-1 (5"-AGT GGC CAC TTTGGG ACG CCC AGA GAA TTC-3') and oligomer 17a-2 (5-

GAG GCT CCT GGG GTA CTT GGC ACC AGA GTG CTT GGT-3') er GAG GCT CCT GGG GTA CTT GGC ACC AGA GTG CTT GGT-3') is

komplementære til storfe P45o17acDNA-sekvensen som beskrevet av Zuber et al. complementary to the bovine P45o17acDNA sequence as described by Zuber et al.

(J. Biol. Chem., 261, 2475-2482, 1986) fra hhv. posisjon 349 til 320 og 139 til 104. (J. Biol. Chem., 261, 2475-2482, 1986) from respectively positions 349 to 320 and 139 to 104.

Seleksjon med oligomer 17a-1 viste ± 1500 hybridiserende pfu<*>er. Flere hybridiserende pfu'er ble valgt, renset og oppskalert for preparativ isolering av fag DNA. EcoRI-innskuddene til det rekombinante Iambda-gt11 DNA'ene ble subklonet i EcoRl-sete i pTZ18R. Én klon, pGB17a-1, ble videre karakterisert ved restriksjonsendonukleasekartlegging og DNA-sekvensering. Plasmid pGB17a-1 inneholder et 1,4 kb EooRI-innskudd komplementært til 3" delen av P4so17a fra EcoRI-setet ved posisjon 320 til polyadenyleringssetet i stilling 1721 som beskrevet av Zuber et al. Et kart av pGB17a-1 er vist i figur 22A. Selection with oligomer 17a-1 showed ± 1500 hybridizing pfu<*>s. Several hybridizing pfu's were selected, purified and scaled up for preparative isolation of phage DNA. The EcoRI inserts of the recombinant Iambda-gt11 DNAs were subcloned into the EcoRI site of pTZ18R. One clone, pGB17a-1, was further characterized by restriction endonuclease mapping and DNA sequencing. Plasmid pGB17a-1 contains a 1.4 kb EooRI insert complementary to the 3" portion of P4so17a from the EcoRI site at position 320 to the polyadenylation site at position 1721 as described by Zuber et al. A map of pGB17a-1 is shown in Figure 22A .

Åtte hybridiserende pfu'er ble oppnådd ved undersøkelse av cDNA-biblioteket med oligiomer 17a-2. Etter opprensing, oppskalering av rekombinante fag og isolering av rec Iambda-gt11 DNA'er, ble EcoRI-innskuddene subklonet i EcoRI-setet til pTZ18R. EcoRI-innskuddene varierte i lengde fra 270 bp til Eight hybridizing pfu's were obtained by screening the cDNA library of oligomers 17a-2. After purification, scale-up of recombinant phage and isolation of rec Iambda-gt11 DNAs, the EcoRI inserts were subcloned into the EcoRI site of pTZ18R. The EcoRI inserts ranged in length from 270 bp to

1,5 kbp. Bare én klon, pGB17a-2 som inneholdt et 345 bp EcoRI-fragment, ble videre undersøkt ved nukleotidsekvensering og sammenlignet med det publiserte P45o17acDNA-sekvensresultatene til Zuber et al. Som vist i figur 22B startet P45017acDNA-sekvensen i pGB17a-2 72 bp oppstrøms for det antatte AUG-startkodon i posisjon 47 og viser komplett homologi med 5' delen til P4so17acDNA til EcoRI-setet i posisjon 320 som beskrevet av Zuber et al. 1.5 kbp. Only one clone, pGB17a-2 containing a 345 bp EcoRI fragment, was further examined by nucleotide sequencing and compared with the published P45o17acDNA sequence results of Zuber et al. As shown in Figure 22B, the P45017acDNA sequence in pGB17a-2 started 72 bp upstream of the putative AUG start codon at position 47 and shows complete homology with the 5' portion of P4so17acDNA to the EcoRI site at position 320 as described by Zuber et al.

En full-lengde storfe P4so17acDNA ble konstruert ved molekylær kloning i E. coli JM101 ved bruk av en sammenkoblingsblanding som inneholdt en delvis EcoRI spalte pGB17a-1 og 345 bp EcoRI-fra<q>mentet til pGB17a-2. Den oppnådde klon pGB17a-3 inneholderen full-lengde storfe P4so17acDNA og er vist i figur 22C. A full-length bovine P4so17acDNA was constructed by molecular cloning in E. coli JM101 using a ligation mixture containing a partial EcoRI cleaved pGB17a-1 and the 345 bp EcoRI fragment of pGB17a-2. The obtained clone pGB17a-3 contains a full-length bovine P4so17acDNA and is shown in Figure 22C.

Eksempel 14 Example 14

Konstruksjon og transformasjon av en full-lengde P450I7ctcDNA-klon i gjæren Kluyveromvces lactis Construction and transformation of a full-length P450I7ctcDNA clone in the yeast Kluyveromvces lactis

(a) Konstruksjon av ekspresjonsvektoren (a) Construction of the expression vector

For å oppnå en passende ekspresjonsvektor i gjærverter for storfe P45017a, ble pGB17a-3 mutert ved setespesifikk mutagenese som beskrevet av Zoller og Smith, (Methods in Enzymol., 100,468-500,1983); Zoller og Smith, (Methods in Enzymol., 154, 329-350,1987) og Kramer og Fritz, (Methods in Enzymol., 154, 350-367,1987). Plasmider og stammer for in vitro-mutagenese-eksperimenter ble oppnådd fra Pharmacia Inc. To obtain a suitable expression vector in yeast hosts for bovine P45017a, pGB17a-3 was mutated by site-specific mutagenesis as described by Zoller and Smith, (Methods in Enzymol., 100,468-500,1983); Zoller and Smith, (Methods in Enzymol., 154, 329-350, 1987) and Kramer and Fritz, (Methods in Enzymol., 154, 350-367, 1987). Plasmids and strains for in vitro mutagenesis experiments were obtained from Pharmacia Inc.

Som vist i figur 23, ble 9 bp like oppstrøms for ATG startkodon forandret for å oppnå et Sall-restriksionssete og optimale gjærtranslasjonssignaler benyttet ved hjelp av den syntetiske oligomer 17a-3 As shown in Figure 23, 9 bp just upstream of the ATG start codon were changed to obtain a SalI restriction site and optimal yeast translation signals used using the synthetic oligomer 17a-3

Det resulterende plasmid pGB17a-4 ble fordøyet med Sali og Smal; DNA-fragmentet som inneholdt full-lengde P45o17acDNA ble adskilt ved gelelektroforese, isolert og overført ved kloning til E. coli JM101 i pGB950 vektoren (se eksempel 5) som først ble kløvet med Xhol. overhengende ender utfylt med Klenow NA-polymerse og deretter fordøyet med Sali, hvilket resulterte i plasmidet pGB17a-5 som vist i figur 24. The resulting plasmid pGB17a-4 was digested with SalI and SmaI; The DNA fragment containing full-length P45o17acDNA was separated by gel electrophoresis, isolated and transferred by cloning into E. coli JM101 in the pGB950 vector (see Example 5) which was first cleaved with XhoI. overhangs filled in with Klenow NA polymerase and then digested with SalI, resulting in plasmid pGB17a-5 as shown in Figure 24.

(b) Transformasjon av K. lactis (b) Transformation of K. lactis

15 ng pGb17a-5, kuttet i det sjeldne Sacll-setet i laktase-promotoren, ble benyttet for å overføre K. lactis-stamme CBS 2360 som vist i eksempel 5. Transformanter ble analysert for nærværet av integrerte pGB17a-5-sekvenser i vertsgenomet ved Southern analyse. Én transformant 17a-101, som inneholdt minst tre kopier av pGB17a-5 i det genomiske vert DNA, ble videre analysert for jn vivo-aktivitet til P4so17a (se eksempel 16). 15 ng of pGb17a-5, cut in the rare SacII site of the lactase promoter, was used to transform K. lactis strain CBS 2360 as shown in Example 5. Transformants were analyzed for the presence of integrated pGB17a-5 sequences in the host genome by Southern analysis. One transformant 17a-101, which contained at least three copies of pGB17a-5 in the genomic host DNA, was further analyzed for in vivo activity of P4so17a (see Example 16).

Eksempel 15 Example 15

Konstruksjon og transformasjon av P45017a i de bakterielle verter Bacillus subtilis og Bacillus licheniformis Construction and transformation of P45017a in the bacterial hosts Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis

(a) Konstruksjon av ekspresjonsvektoren (a) Construction of the expression vector

For å få en passende ekspresjonsvektor i Bacillus-vertene for bovin P45o17a, ble pGB17cc-3 mutert ved setespesifikk mutagenese som beskrevet i eksempel 14. To obtain a suitable expression vector in the Bacillus hosts for bovine P45o17a, pGB17cc-3 was mutated by site-specific mutagenesis as described in Example 14.

Som indikert i figur 25 ble et Ndel restriksjonssete innført ved ATG-startkodonet ved bruk av den syntetiske oligomer 17a-4: As indicated in Figure 25, an Ndel restriction site was introduced at the ATG start codon using the synthetic oligomer 17a-4:

Det resulterende plasmid pGB 17a-6 ble delvis spaltet med EcoRI: DNA-fragmentet som inneholdt full-lengde P^^acDNA ble separert ved gelelektroforese, isolert og bundet til EcoRI-spaltet pBHA-1 DNA som vist i figur 26. Det sammenbundede DNA ble klonet ved overføring av blandingen til E. coli JM101 foråfåpGB17a-7. The resulting plasmid pGB 17a-6 was partially digested with EcoRI: the DNA fragment containing full-length P^^acDNA was separated by gel electrophoresis, isolated and ligated to EcoRI-digested pBHA-1 DNA as shown in Figure 26. The ligated DNA was cloned by transferring the mixture to E. coli JM101 pre-GB17a-7.

(b) Transformasjon av B. subtilis og B. licheniformis (b) Transformation of B. subtilis and B. licheniformis

"Hpall" Bacillus-promotoren ble innført oppstrøms for P45o17acDNA-sekvensene ved å spalte pGB17a-6 med restriksjonsenzymet Ndel. adskillelse av E. coli-delen av fellesplasmidet ved agarosegelelektroforese og deretter sammenbinding og transformasjon av B. subtilis 1A40 (BGSC 1A40) kompetente celler. Neomycinmotstandsdyktige kolonier ble analysert og plasmidet pGB17a-8 (figur 27) ble oppnådd. The "Hpall" Bacillus promoter was introduced upstream of the P45o17acDNA sequences by digesting pGB17a-6 with the restriction enzyme NdeI. separation of the E. coli portion of the shared plasmid by agarose gel electrophoresis and then ligation and transformation of B. subtilis 1A40 (BGSC 1A40) competent cells. Neomycin resistant colonies were analyzed and the plasmid pGB17a-8 (Figure 27) was obtained.

Transformasjon av verten B. licheniformis T5 (CBS 470.83) ble også utført med pGB17a-8. Plasmidet forblir stabilt i den passende Bacillus-verten som vist ved restriksjonsanalyse av pGB17a-8 endog etter mange generasjoner. Transformation of the host B. licheniformis T5 (CBS 470.83) was also performed with pGB17a-8. The plasmid remains stable in the appropriate Bacillus host as shown by restriction analysis of pGB17a-8 even after many generations.

Eksempel 16 Example 16

In vivo-aktivitet til P45o17a i Kluweromvces lactis 17a-101 In vivo activity of P45o17a in Kluweromvces lactis 17a-101

K. lactis 17a-101 ble oppnådd som beskrevet i eksempel 14. Organismen ble inokulert i 100 ml medium D. Medium D inneholdt pr. liter destillert vann: K. lactis 17a-101 was obtained as described in example 14. The organism was inoculated in 100 ml medium D. Medium D contained per liter of distilled water:

Etter sterilisering og avkjøling til 30°C, ble 2,68 g gjærnitrogenbase (Difco) oppløst i 40 ml destillert vann (sterilisert ved membranfiltrering) og 50 mg neomycin oppløst i 1 ml destillert vann (sterilisert ved membranfiltrering) tilsatt til mediet. Deretter ble 50 mg progesteron oppløst i 1,5 ml dimetylformamid og tilsatt 100 ml medium. Kulturen ble dyrket i 120 timer ved 30°C og deretter ble 50 ml kulturvæske ekstrahert med 50 ml diklormetan. Blandingen ble sentrifugert og det organiske løsningslaget adskilt. Diklormetan ble avdampet ved vakuumdestillasjon og det tørkede ekstraktet (omkring 200 mg) ble tatt opp i 0,5 ml kloroform. Dette ekstrakt inneholdt 17a-hydroksyprogesteron som vist ved tynnsjiktskromatografi. Strukturen til forbindelsen ble bekreftet ved H-NMR og <13>C-NMR. NMR-analyse viste også at forholdet 17a-hydroksyprogesteron/progesteron After sterilization and cooling to 30°C, 2.68 g of yeast nitrogen base (Difco) dissolved in 40 ml of distilled water (sterilized by membrane filtration) and 50 mg of neomycin dissolved in 1 ml of distilled water (sterilized by membrane filtration) were added to the medium. Then 50 mg of progesterone was dissolved in 1.5 ml of dimethylformamide and 100 ml of medium was added. The culture was grown for 120 hours at 30°C and then 50 ml of culture liquid was extracted with 50 ml of dichloromethane. The mixture was centrifuged and the organic solution layer separated. Dichloromethane was evaporated by vacuum distillation and the dried extract (about 200 mg) was taken up in 0.5 ml of chloroform. This extract contained 17α-hydroxyprogesterone as shown by thin layer chromatography. The structure of the compound was confirmed by H-NMR and <13>C-NMR. NMR analysis also showed that the ratio 17a-hydroxyprogesterone/progesterone

i ekstraktet var omtrent 0,3. in the extract was about 0.3.

Eksempel 17 Example 17

Molekylær kloning av full-lengde cDNA som koder for storfe-cytokrom Molecular cloning of full-length cDNA encoding bovine cytochrome

P45o-steroid-21 -hydroksylase (P450C2I) P45o-steroid-21-hydroxylase (P450C2I)

Omtrent 10<6> Pfu'er av storfebinyrebark cDNA biblioteket, laget som beskrevet i eksempel 1, ble hybridisert med en <32>P-endemerket oligo C21-1. Denne oligo, som inneholdt sekvensen 5'- GAT GAT GCT GCA GGT AAG CAG AGA GAA TCC-3', er en spesifikk markør for storfe P450C2I-genet lokalisert nedstrøms for EcoRI-setet i P45oC21cDNA-sekvensen som beskrevet ved Yoshioka et al. (J. Biol. Chem., 261,4106-4109,1986). Fra analysen ble Approximately 10<6> Pfu of the bovine adrenal cortex cDNA library, made as described in Example 1, was hybridized with a <32>P-end-labeled oligo C21-1. This oligo, which contained the sequence 5'- GAT GAT GCT GCA GGT AAG CAG AGA GAA TCC-3', is a specific marker for the bovine P450C2I gene located downstream of the EcoRI site in the P45oC21 cDNA sequence as described by Yoshioka et al. (J. Biol. Chem., 261, 4106-4109, 1986). From the analysis was

én hybridiserende pfu oppnådd. EcoRI-innskuddet i dette rekombinante lambda-gt11 DNA, ble subklonet i EcoRI-setet til pTZ18R hvilket resulterte i en one hybridizing pfu obtained. The EcoRI insert in this recombinant lambda-gt11 DNA was subcloned into the EcoRI site of pTZ18R resulting in a

konstruksjon kalt pGBC21-1. Som vist i figur 28, inneholder dette plasmidet et 1,53 kb EcoRI-innskudd komplentært til P450C21cDNA-sekvensene fra EcoRI-setet i posisjon 489 til polyadenyleringssetet som beskrevet av Yoshioka et al., som vist ved nukleotidsekvensering. construct called pGBC21-1. As shown in Figure 28, this plasmid contains a 1.53 kb EcoRI insert complementary to the P450C21 cDNA sequences from the EcoRI site at position 489 to the polyadenylation site as described by Yoshioka et al., as shown by nucleotide sequencing.

For å isolere den gjenværende 5'-delen (490 bp) av P450C2ICDNA, ble ny bovinbinyrebark cDNA bibliotek laget ifølge fremgangsmåten som beskrevet i eksempel 1 med bare én modifikasjon. Som primer for den første cDNA-strengsyntesen, ble en ytterligere oligomer C21-2 tilføyd. Oligomer C21-2 med nukleotidsekvensen 5'- AAG CAG AGA GAA TTC-3' er plassert nedstrøms for EcoRI-setet til P450C21cDNA fra posisjon 504 til 490. To isolate the remaining 5' portion (490 bp) of P450C2ICDNA, new bovine adrenal cortex cDNA library was made according to the method described in Example 1 with only one modification. As a primer for the first strand cDNA synthesis, an additional oligomer C21-2 was added. Oligomer C21-2 with the nucleotide sequence 5'- AAG CAG AGA GAA TTC-3' is located downstream of the EcoRI site of P450C21 cDNA from position 504 to 490.

Undersøkelse av dette cDNA-bibliotek med en <32>P-endemerket oligomer C21-3, som inneholder den P450C21 spesifikke sekvensen 5'-CTT CCA CCG GCC CGA TAG CAG GTG AGC GCC ACT GAG-3* (posisjonene 72 til 37) viste omtrent 100 hybridiserende pfu'er. EcoRI-innskuddet av bare én rekombinant Iambda-gt11 DNA ble subklonet i EcoRI-setet til pTZ18R hvilket resulterte i en konstruksjon kalt pGBC21-2. Probing this cDNA library with a <32>P-end-labeled oligomer C21-3, which contains the P450C21 specific sequence 5'-CTT CCA CCG GCC CGA TAG CAG GTG AGC GCC ACT GAG-3* (positions 72 to 37) showed approximately 100 hybridizing pfu's. The EcoRI insert of only one recombinant Iambda-gt11 DNA was subcloned into the EcoRI site of pTZ18R resulting in a construct named pGBC21-2.

Dette plasmid (figur 28) inneholder et innskudd på 540 bp komplementært til P450C21cDNA-sekvenser fra posisjon -50 til EcoRI-setet i posisjon 489 som vist ved nukleotidsekvensering. This plasmid (Figure 28) contains a 540 bp insert complementary to P450C21 cDNA sequences from position -50 to the EcoRI site at position 489 as shown by nucleotide sequencing.

Eksempel 18 Example 18

Konstruksjon av P450C21 cDNA Bacillus-ekspresjonsvektor og transformasjon av de bakterielle vertene Bacillus subtilis og Bacillus licheniformis Construction of the P450C21 cDNA Bacillus expression vector and transformation of the bacterial hosts Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis

(a) Konstruksjon av ekspresjonsvektoren (a) Construction of the expression vector

For å konstruere en full-lengde P45oC21cDNA med flankerende sekvenser spesifikke for Bacillus eks<p>resjonsvektoren pBHA-1, ble 5'-delen av P450C21-genet først modifisert ved polymerase kjedereaksjon (PCR) metoden med pGBC21-2 som templat og to spesifikke P4soC21-oligomerer som primere (start DNA). Oligomer C21-4 (5'-CTG ACT GAT ATC CAT ATG GTC CTC GCAGGG CTG CTG-3') inneholder 21 nukleotider komplementære til C21-sekvensene fra posisjon 1 til 21 og 18 ytterligere baser for å gi et EcoRV-restriksionssete og et Ndel restriksjonssete ved ATG-statrkodonet. To construct a full-length P45oC21cDNA with flanking sequences specific for the Bacillus expression vector pBHA-1, the 5' part of the P450C21 gene was first modified by the polymerase chain reaction (PCR) method with pGBC21-2 as template and two specific P4soC21 oligomers as primers (start DNA). Oligomer C21-4 (5'-CTG ACT GAT ATC CAT ATG GTC CTC GCAGGG CTG CTG-3') contains 21 nucleotides complementary to the C21 sequences from positions 1 to 21 and 18 additional bases to provide an EcoRV restriction site and an Ndel restriction site at the ATG stat codon.

Oligomer C21-5 (5'-AGC TCA GAA TTC CTT CTG GAT GGT Oligomers C21-5 (5'-AGC TCA GAA TTC CTT CTG GAT GGT

CAC-3') er 21 baser komplementære til minuskjeden oppstrøms for EcoRI-setet ved posisjon 489. CAC-3') is 21 bases complementary to the minus strand upstream of the EcoRI site at position 489.

PCR ble utført som beskrevet av Saiki et al (Science 239, 487^91,1988) med mindre modifikasjoner. PCR ble utført i et volum på 100 \ i\ som inneholdt: 50 mM KCL, 10 mM Tris-HCL pH 8,3,1.5 mM MgCI2, 0,01% (w/v) gelatin, 200 nM hver dNTP, 1 ^M hver C21 -primer og 10 ng pGBC21-2 templat. Etter denaturering (7' ved 100°C) og tilsetning av 2 U Taq-polymerase (Cetus), ble reaksjonsblandingen gjenstand for 25 amplifikasjons(forsterknings)sykler (hver: 2 min. ved 55°C, 3 min. ved 72°C, 1 min. ved 94°C) i et DNA-forsterkerapparat (Perkin-Elmer). PCR was performed as described by Saiki et al (Science 239, 487^91, 1988) with minor modifications. PCR was performed in a volume of 100 µl containing: 50 mM KCl, 10 mM Tris-HCL pH 8.3, 1.5 mM MgCl2, 0.01% (w/v) gelatin, 200 nM each dNTP, 1 ^ M each C21 primer and 10 ng pGBC21-2 template. After denaturation (7' at 100°C) and addition of 2 U Taq polymerase (Cetus), the reaction mixture was subjected to 25 amplification cycles (each: 2 min. at 55°C, 3 min. at 72°C , 1 min at 94°C) in a DNA amplifier (Perkin-Elmer).

I den siste syklus, ble denatureringstrinnet utelatt. Et skjematisk syn av dette P45oC21cDNA forsterkning er vist i figur 29. In the last cycle, the denaturation step was omitted. A schematic view of this P45oC21cDNA amplification is shown in Figure 29.

Det amplifiserte fragment ble spaltet med EcoRV og EcoRI og satt inn ved kloning i de passende setene til pSP73 (Promega). Det oppnådde plasmid er kalt pGBC21-3. Som vist i figur 30 ble 3' P^0C21 - EcoRI-fraqmentet av pGBC21-1 innsatt i den riktige orientering i EcoRI-setet til pGBC21-3. Den oppnådde vektoren pGBC21-4 ble fordøyet med EcoRV og K<p>nl ( Kpnl er plassert i det multiple kloningssetet til pSP73) og fragmentet som inneholdt den full-lengde P450C21cDNA ble isolert ved gelelektroforese og satt inn i de passende setene ti pBHA-1 ved molekylær kloning. Det oppnådde plasmid pGBC21-5 er illustrert i figur 31. The amplified fragment was digested with EcoRV and EcoRI and inserted by cloning into the appropriate sites of pSP73 (Promega). The resulting plasmid is called pGBC21-3. As shown in Figure 30, the 3' P^0C21 - EcoRI fragment of pGBC21-1 was inserted in the correct orientation into the EcoRI site of pGBC21-3. The obtained vector pGBC21-4 was digested with EcoRV and K<p>nl ( Kpnl is located in the multiple cloning site of pSP73) and the fragment containing the full-length P450C21 cDNA was isolated by gel electrophoresis and inserted into the appropriate sites of pBHA- 1 by molecular cloning. The resulting plasmid pGBC21-5 is illustrated in Figure 31.

(b) Transformasjon av Bacillus (b) Transformation of Bacillus

"Hpall" Bacillus-promotor ble introdusert oppstrøms for P450C21cDNA-genet ved å kløyve pGBC21-5 med restriksjonsenzymet Ndel, separasjon av E. coli-delen av fellesplasmidet ved agarosegelelektroforese og deretter sammenbinding og transformasjon av B. subtilis 1 A40 (BGSC 1 A40) kompetente celler. Neomycinresistente kolonier ble analysert for å få pGBC21-6 (figur 32). "Hpall" Bacillus promoter was introduced upstream of the P450C21cDNA gene by cleaving pGBC21-5 with the restriction enzyme Ndel, separation of the E. coli part of the common plasmid by agarose gel electrophoresis and then ligation and transformation of B. subtilis 1 A40 (BGSC 1 A40) competent cells. Neomycin resistant colonies were analyzed to obtain pGBC21-6 (Figure 32).

Transformasjon av verten B. licheniformis T5 (CBS 470.83) ble også utført med pGBC21-6. Plasmidet forblir stabilt i både Bacillus-verter bedømt ved restriksjonsanalyse. Transformation of the host B. licheniformis T5 (CBS 470.83) was also performed with pGBC21-6. The plasmid remains stable in both Bacillus hosts as judged by restriction analysis.

Eksempel 19 Example 19

Konstruksjon av en P450C2ICDNA gjærekspresjonsvektor og transformasjon av gjærverten Kluweromvces lactis Construction of a P450C2ICDNA yeast expression vector and transformation of the yeast host Kluweromvces lactis

(a) Konstruksjon av ekspresjonsvektoren (a) Construction of the expression vector

For å få en passende restriksjonsvektor i gjærverter for bovin P45oC21, ble pGBC21-2 mutert ved setespesifikk mutagenese som beskrevet i eksempel 14. For mutasjonen ble oligomer C21-6 (5-CCT CTG CCT GGG TCG ACA AAA ATG GTC CTC GCA GGG<a>3') benyttet for å lage et Sall-restriksionssete og optimale gjærtranslasjonssignaler oppstrøms for ATG startkodonet som antydet i figur 33. To obtain a suitable restriction vector in yeast hosts for bovine P45oC21, pGBC21-2 was mutated by site-specific mutagenesis as described in Example 14. For the mutation, oligomer C21-6 (5-CCT CTG CCT GGG TCG ACA AAA ATG GTC CTC GCA GGG<a >3') used to create a Sall restriction site and optimal yeast translation signals upstream of the ATG start codon as indicated in Figure 33.

Sall/ EcoRI DNA-fragmentet av det oppnådde plasmid pGBC21-7 ble bundet til 3' P450C21 - EcoRI-fraomentet av pGBC21-1 og innsatt ved kloning i de passende setene til pSP73 som indikert i figur 34. Det oppnådde pGBC21-8 ble kuttet med Sali og EcoRV ( EcoRV sete er plassert i det multiple kloningssetet til pSP73) og DNA-fragmentet som inneholdt den full-lengde P45oC21cDNA ble satt inn i gjærekspresjonsvektoren pGB950. Det oppnådde pGBC21-9 er avbildet i figur 35. The SalI/EcoRI DNA fragment of the obtained plasmid pGBC21-7 was ligated to the 3' P450C21 - EcoRI fragment of pGBC21-1 and inserted by cloning into the appropriate sites of pSP73 as indicated in Figure 34. The obtained pGBC21-8 was cut with SalI and EcoRV (the EcoRV site is located in the multiple cloning site of pSP73) and the DNA fragment containing the full-length P45oC21cDNA was inserted into the yeast expression vector pGB950. The obtained pGBC21-9 is depicted in Figure 35.

(b) Transformasjon av K. lactis (b) Transformation of K. lactis

15 ng av pGBC21-9 ble fordøyet med Sadl og transformasjon av K. lactis CBS 2360 ble utført som beskrevet i eksempel 5(c). 15 ng of pGBC21-9 was digested with Sadl and transformation of K. lactis CBS 2360 was performed as described in Example 5(c).

Eksempel 20 Example 20

Molekylær kloning av full-lengde cDNA som koder for det bovine cytokrom P450 steroid 11 p-hydroksylase (P45011B) Storfebinyrebark cDNA-bibliotek ble laget som beskrevet i eksempel 1 med én modifikasjon. En ytterligere P4so11 p-spesifikk primer (oligomer 1 ip-1) med nukleotidsekvensen 5-GGC AGT GTG CTG ACA CGA-3* ble satt til reaksjonsblandingen av den første streng cDNA-syntese. Oligomer 1 ip-1 er plassert like nedstrøms for translasjonsstoppkodonet fra posisjon 1530 til 1513. Nukleotid-sekvensene og kartposisjonene av nevnte P4so11 p-oligomerene er alle tatt fra P450I ipcDNA-sekvensresultatene beskrevet av Morohashi et al. (J. Biochem. 102 (3), 559-568,1987). cDNA-biblioteket ble undersøkt med en <32>P-merket oligomer 11B-2(5'-CCG CAC CCT GGC CTT TGC CCACAG TGC CAT-3')oger lokalisert ved 5'-enden til P45o11 pcDNA fra posisjon 36 til 1. Molecular cloning of full-length cDNA encoding the bovine cytochrome P450 steroid 11 β-hydroxylase (P45011B) Bovine adrenal cortex cDNA library was made as described in Example 1 with one modification. An additional P4so11 β-specific primer (oligomer 1 ip-1) with the nucleotide sequence 5-GGC AGT GTG CTG ACA CGA-3* was added to the reaction mixture of the first strand cDNA synthesis. Oligomer 1 ip-1 is located just downstream of the translational stop codon from position 1530 to 1513. The nucleotide sequences and map positions of said P4so11 p-oligomers are all taken from the P450I ipcDNA sequence results described by Morohashi et al. (J. Biochem. 102 (3), 559-568, 1987). The cDNA library was probed with a <32>P-labeled oligomer 11B-2(5'-CCG CAC CCT GGC CTT TGC CCACAG TGC CAT-3') and located at the 5' end of P45o11 pcDNA from position 36 to 1.

Undersøkelse med oligomer 11B-2 viste 6 hybridiserende pfu'er. Disse ble videre renset og analysert med oligomer 11 p-3 (5'-CAG CTC AAA GAG AGT CAT CAG CAA GGG GAA GGC TGT-3', posisjoner 990 til 955). To av seks viste et positivt hybridiseringssignal med <32>P-merket oligomer 11 p-3. Examination with oligomer 11B-2 showed 6 hybridizing pfu's. These were further purified and analyzed with oligomer 11 p-3 (5'-CAG CTC AAA GAG AGT CAT CAG CAA GGG GAA GGC TGT-3', positions 990 to 955). Two of six showed a positive hybridization signal with <32>P-labeled oligomer 11 p-3.

EcoRI-innskuddene av både 1 ip-lambda-gt11 rekombinanter ble subklonet i EcoRI-setet til pTZ18R. Én klon med EcoRI-innskudd på 2,2 kb (pGB11 p-1) ble videre analysert ved restriksjonsenzymkartlegging og er vist i figur 36. pGB11 p-1 inneholder alle kodende P45o11 pcDNA-sekvenser som bestemt av Morohashi et al. The EcoRI inserts of both 1 ip-lambda-gt11 recombinants were subcloned into the EcoRI site of pTZ18R. One clone with a 2.2 kb EcoRI insert (pGB11 p-1) was further analyzed by restriction enzyme mapping and is shown in Figure 36. pGB11 p-1 contains all coding P45o11 pcDNA sequences as determined by Morohashi et al.

Eksempel 21 Example 21

Konstruksjon av P45oC21cDNA Bacillus-ekspresionsvektor og transformasjon av bakterievertene Bacillus subtilis og Bacillus licheniformis Construction of P45oC21cDNA Bacillus expression vector and transformation of the bacterial hosts Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis

(a) Konstruksjon av ekspresjonsvektoren (a) Construction of the expression vector

En full-lengde P45o11pcDNA med modifiserte flankerende sekvenser til Bacillus ekspresjonsvektoren pBHA-1, ble oppnådd ved PCR-metoden (beskrevet i eksempel 18) med pGB1ip-1 som templat og to spesifikke P4so11 p-oligomerer som primere. A full-length P45o11pcDNA with modified flanking sequences of the Bacillus expression vector pBHA-1 was obtained by the PCR method (described in Example 18) with pGB1ip-1 as template and two specific P4so11 p-oligomers as primers.

Oligomer 11p-4(5'-TTT GAT ATC GAA TTC CAT ATG GGC ACA AGA GGT GCT GCA GCC-3') inneholder 21 baser komplementære til den modne P4so11 pcDNA-sekvensen fra posisjon 72 til 93 og 21 baser for å lage EcoRV. EcoRI og Ndel restriksjonsseter og ATG startkodon. Oligomer 11p-4(5'-TTT GAT ATC GAA TTC CAT ATG GGC ACA AGA GGT GCT GCA GCC-3') contains 21 bases complementary to the mature P4so11 pcDNA sequence from position 72 to 93 and 21 bases to make EcoRV. EcoRI and Ndel restriction sites and ATG start codon.

Oligomer 11 p-5(5*-TAA CGA TAT CCT CGA GGG TAC CTACTG GAT GGC CCG GAA GGT-3) inneholder 21 baser komplementære til minus P4so11 PcDNA strengen oppstrøms for translasjonsstoppkodonet ved posisjon 1511 og 21 baser for å lage restriksjonssetene for EcoRV. Xhol og K<p>nl. Oligomer 11 p-5(5*-TAA CGA TAT CCT CGA GGG TAC CTACTG GAT GGC CCG GAA GGT-3) contains 21 bases complementary to the minus P4so11 PcDNA strand upstream of the translational stop codon at position 1511 and 21 bases to create the restriction sites for EcoRV. Xhol and K<p>nl.

Etter PCR-amplifisering (forsterkning) med ovenfor nevnte templat og P45011 p-primere, ble det amplifiserte fragmentet (1,45 kb), fordøyet med EcoRI og After PCR amplification (amplification) with the above-mentioned template and P45011 p-primers, the amplified fragment (1.45 kb), was digested with EcoRI and

Kpnl og satt inn ved kloning i Bacillus-ekspresionsvektoren pBHA-1 kuttet med EcoRI og K<p>nl for å oppnå vektoren pGB11 p-2 (se figur 36). KpnI and inserted by cloning into the Bacillus expression vector pBHA-1 cut with EcoRI and K<p>nI to obtain the vector pGB11 p-2 (see Figure 36).

(b) Transformasjon av Bacillus (b) Transformation of Bacillus

"HpaH" Bacillus-promotoren ble introdusert oppstrøms for P450I IpcDNA-sekvensene ved å fordøye pGB1ip-2 med Ndel, separasjon av E. coli-delen av fellesplasmidet ved agarose-gelelektroforese og deretter sammenbinding (som beskrevet i eksempel 18) og transformasjon av B. subtilis 1A40 (BGSC 1A40) kompetente celler. Neomycinresistente kolonier ble analyser, og plasmidet pGB11 p-3 ble oppnådd. Det oppnådde plasmid pGB11 p-3 ble også overført til B. licheniformis-vertsstammen T5 (CBS 470.83). The "HpaH" Bacillus promoter was introduced upstream of the P450I IpcDNA sequences by digesting pGB1ip-2 with Ndel, separation of the E. coli portion of the shared plasmid by agarose gel electrophoresis and then ligation (as described in Example 18) and transformation of B .subtilis 1A40 (BGSC 1A40) competent cells. Neomycin-resistant colonies were assayed, and the plasmid pGB11 p-3 was obtained. The obtained plasmid pGB11 p-3 was also transferred to the B. licheniformis host strain T5 (CBS 470.83).

Eksempel 22 Example 22

Konstruksjon av P45011 pcDNA gjærekspresjonsvektor og transformasjon av gjærverten Kluvveromvces lactis Construction of the P45011 pcDNA yeast expression vector and transformation of the yeast host Kluvveromvces lactis

(a) Konstruksjon av ekspresjonskassetten (a) Construction of the expression cassette

En full-lengde P450I IpcDNA med modifiserte flankerende sekvenser til gjærekspresjonsvektoren pGB950 ble oppnådd ved PCR-metoden (beskrevet i eksempel 18) med pGB11 p-1 som templat og to spesifikke P45011 p-oligomerer som primere. A full-length P450I IpcDNA with modified flanking sequences of the yeast expression vector pGB950 was obtained by the PCR method (described in Example 18) with pGB11 p-1 as template and two specific P45011 p-oligomers as primers.

Oligomer 11 p-6(5'-CTT CAG TCG ACA AAA ATG GGC ACA AGA GGT GCT GCA GCC-3') inneholder 21 baser komplementære til den modne P450I IpcDNA-sekvensen fra posisjon 72 til 93 og 18 tilleggsbaser for å lage et Sali restriksjonssete, et optimalt gjærtranslasjonssignal og et ATG-startkodon. Oligomer 11 p-6(5'-CTT CAG TCG ACA AAA ATG GGC ACA AGA GGT GCT GCA GCC-3') contains 21 bases complementary to the mature P450I IpcDNA sequence from position 72 to 93 and 18 additional bases to create a Sali restriction site, an optimal yeast translation signal and an ATG start codon.

Oligomer 11 p-5 er beskrevet i eksempel 21 (a). Etter PCR-amplifikasjon med ovenfor nevnte templat og P45o11 p-primere, ble det forsterkede fragment (1,45 kb), fordøyet med SaH og Xhol og satt inn ved kloning i gjærekspresjonsvektoren pGB950 som var kuttet med SaH for å oppnå vektoren pGB11 p-4 (figur 37). Oligomer 11 p-5 is described in example 21 (a). After PCR amplification with the above-mentioned template and P45o11 p primers, the amplified fragment (1.45 kb), digested with SaH and Xhol and inserted by cloning into the yeast expression vector pGB950 cut with SaH to obtain the vector pGB11 p- 4 (figure 37).

(b) Transformasjon av K. lactis (b) Transformation of K. lactis

15 ng av pGB11B-4 ble kuttet ved det sjeldne Sacll-setet i laktase-promotoren og transformasjon av K. lactis CBS 2360 ble utført som beskrevet i eksempel 5(c). 15 ng of pGB11B-4 was cut at the rare SacII site in the lactase promoter and transformation of K. lactis CBS 2360 was performed as described in Example 5(c).

Eksempel 23 Example 23

Molekylær kloning og konstruksjon av full-lengde cDNA som koder Molecular cloning and construction of full-length coding cDNA

for det bovine adrenodoxin (ADX), og deretter transformasjon og ekspresjon av ADXcDNA i gjæren Kluweromvces lactis for the bovine adrenodoxin (ADX), and then transformation and expression of ADXcDNA in the yeast Kluweromvces lactis

(a) Molekylær kloning av ADX (a) Molecular cloning of ADX

Full-lengde ADXcDNA, med 5* og 3' flankerende sekvenser som var modifisert til gjærekspresjonsvektoren pGB950, ble direkte oppnådd fra storfebinyrebark mRNA/cDNA blanding (for detaljert beskrivelse se eksempel 1) ved forsterkning ved bruk av PCR-metoden (se eksempel 18). Full-length ADXcDNA, with 5* and 3' flanking sequences modified into the yeast expression vector pGB950, was directly obtained from bovine adrenal cortex mRNA/cDNA mixture (for detailed description see Example 1) by amplification using the PCR method (see Example 18) .

For ADXcDNA-forsterkning ble to syntetiske oligomerprimere syntetisert. For ADXcDNA amplification, two synthetic oligomer primers were synthesized.

Oligomer ADX-1 (5'-CTT CAG TCG ACA AAA ATG AGC AGC TCA GAA GAT AAA ATA-3") som inneholdt 21 baser komplementære til <5->enden av den modne ADXcDNA-sekvensen som beskrevet av Okamura et al (Proe. Nati. Acad. Sei. USA 82, 5705-5709,1985) fra posisjonene 173 til 194. Oligomeren ADX-1 inneholder ved 5-enden 18 tilleggsnukleotider for å lage et Sall-restriksjonssete, et optimalt gjærtranslasjonssignal og en ATG startkodon. Oligomer ADX-1 (5'-CTT CAG TCG ACA AAA ATG AGC AGC TCA GAA GAT AAA ATA-3") which contained 21 bases complementary to the <5->end of the mature ADXcDNA sequence as described by Okamura et al (Proe . Nat. Acad. Sci. USA 82, 5705-5709, 1985) from positions 173 to 194. The oligomer ADX-1 contains at the 5-end 18 additional nucleotides to create a SalI restriction site, an optimal yeast translation signal and an ATG start codon.

Oligomeren ADX-2 (5'-TGT AAG GTA CCC GGG ATC CTT ATT CTA TCT TTG AGG AGT T-3') er komplementær til 3-enden av minus strengen til ADXcDNA fra posisjon 561 til 540 og inneholder tilleggsnukleotider for å lage restriksjonsseter for BamHI, Smal og Kpnl. The oligomer ADX-2 (5'-TGT AAG GTA CCC GGG ATC CTT ATT CTA TCT TTG AGG AGT T-3') is complementary to the 3-end of the minus strand of ADXcDNA from position 561 to 540 and contains additional nucleotides to create restriction sites for BamHI, SmaI and KpnI.

PCR ble utført som beskrevet i eksempel 18 med 1 \ xM hver av ADX-primere og 10 ni mRNA/cDNA-blanding (som beskrevet i eksempel 1) som templat. PCR was performed as described in Example 18 with 1 µM each of ADX primers and 10 ni mRNA/cDNA mixture (as described in Example 1) as template.

Skjematisk oversikt av denne ADXcDNA amplifisering er vist i figur 38. A schematic overview of this ADXcDNA amplification is shown in figure 38.

Det amplifiserte fragmentet inneholder full-lengde ADXcDNA-sekvens med modifiserte flanker, som ble karakterisert ved restriksjonsseteanalyse og nukleotidsekvensering. The amplified fragment contains full-length ADXcDNA sequence with modified flanks, which was characterized by restriction site analysis and nucleotide sequencing.

(b) Konstruksjon av ekspresjonsvektoren (b) Construction of the expression vector

Det amplifiserte ADXcDNA-fragmentet ble spaltet med Sali og Smal og satt inn ved kloning i gjærekspresjonsvektoren pGB950 kuttet med Sali og EcoRV. Det oppnådde plasmid pGBADX-1 er avbildet i figur 38. The amplified ADX cDNA fragment was digested with SalI and SmaI and inserted by cloning into the yeast expression vector pGB950 cut with SalI and EcoRV. The resulting plasmid pGBADX-1 is depicted in Figure 38.

(c) Transformasjon av K. lactis (c) Transformation of K. lactis

15 ug av pGBADX-1 ble kuttet ved det sjeldne Sacll-setet i laktase-promotoren og transformasjon av K. lactis CBS 2360 ble utført som beskrevet i eksempel 5(c). 15 µg of pGBADX-1 was cut at the rare SacII site in the lactase promoter and transformation of K. lactis CBS 2360 was performed as described in Example 5(c).

(d) Analyse av transformantene (d) Analysis of the transformants

To transformanter, ADX-101 og ADX-102 og kontrollstammen CBS 2360 ble valgt for videre analyse. Stammene ble dyrket i YEPD-medium for omtrent 64 timer ved 30°C. Totalt cellulært protein ble isolert som beskrevet i eksempel 5{d). Fra supernatantene ble 8 ^l prøver tatt for analyse på immunoblot (se figur 39, spor 3,4 og 5). Two transformants, ADX-101 and ADX-102 and the control strain CBS 2360 were selected for further analysis. The strains were grown in YEPD medium for approximately 64 hours at 30°C. Total cellular protein was isolated as described in Example 5(d). From the supernatants, 8 µl samples were taken for analysis on immunoblot (see Figure 39, lanes 3,4 and 5).

Resultatene viste at et protein av den forventede lengde (14 kDa) blir uttrykt i K. lactis-celler transformert med pGBADX-1. The results showed that a protein of the expected length (14 kDa) is expressed in K. lactis cells transformed with pGBADX-1.

In vitro ADX-aktiviteten til transformant ADX-102 er beskrevet i eksempel 24. The in vitro ADX activity of transformant ADX-102 is described in Example 24.

Eksempel 24 Example 24

In vitro aktivitet til adrenodoxin oppnådd fra In vitro activity of adrenodoxin obtained from

Kluyveromyces lactis ADX-102 Kluyveromyces lactis ADX-102

K. lactis ADX-102, oppnådd som beskrevet i eksempel 23, og kontrollstamme K. lactis CBS 2360 ble dyrket i 100 ml YEPD-medium (1% gjærekstrakt, 2% pepton, 2% glukosemonohydrat) som inneholdt 2,5 ml 6,7% (w/w) gjærnitrogenbase (Difco laboratorier) løsning og 100 mg 1~<1> av geneticin (G418 surfat; Gibco Ltd.), i 56 timer ved 30°C. Cellene ble samlet ved sentrifugering (4000xg, 15 min.), resuspendert i en fysiologisk saltløsning og vasket med fosfatbuffer (pH 7,0, 50 mM). Etter sentrifugering (4000xg, 15 min.) ble bunnfallet løst opp i fosfatbuffer (pH 7,0, 50 mM), hvilket resulterte i en suspensjon som inneholdt 0,5 g cellevåtvekt/ml. Cellene ble ødelagt ved bruk av en Braun MSK homogenisator (6x15 sekunder, 0,45 - 0,50 mm glasskuler). Ikke-ødelagte celler ble fjernet ved sentrifugering (4000xg, 15 min.). Cellefrie ekstrakter (40 mg protein/ml) ble lagret ved -20°C. K. lactis ADX-102, obtained as described in Example 23, and control strain K. lactis CBS 2360 were grown in 100 ml YEPD medium (1% yeast extract, 2% peptone, 2% glucose monohydrate) containing 2.5 ml 6, 7% (w/w) yeast nitrogen base (Difco laboratories) solution and 100 mg 1~<1> of geneticin (G418 surfate; Gibco Ltd.), for 56 hours at 30°C. The cells were collected by centrifugation (4000xg, 15 min.), resuspended in a physiological saline solution and washed with phosphate buffer (pH 7.0, 50 mM). After centrifugation (4000xg, 15 min.), the precipitate was dissolved in phosphate buffer (pH 7.0, 50 mM), resulting in a suspension containing 0.5 g cell wet weight/ml. The cells were disrupted using a Braun MSK homogenizer (6x15 seconds, 0.45 - 0.50 mm glass beads). Unbroken cells were removed by centrifugation (4000xg, 15 min.). Cell-free extracts (40 mg protein/ml) were stored at -20°C.

ADX-aktivitet, dvs. elektronoverføringskapasitet fra adrenodoxin reduktase til cytokrom P450SCC, i cellefrie ekstrakter ble bestemt ved P4soSCC-aktivitets-måling. Målingsblandingen bestod av de følgende løsningene: Løsning A (naturlig P450SCC elektronavgivende system med unntaket av ADX): et 50 mM kaliumfosfatbuffer (pH 7,0), som inneholdt 3 mM EDTA, 2 |*M adrenodoxinreduktase (renset fra storfebinyrebark), 1 mM NADPH elektrondonor), 15 mM glukose-6-fosfat og 16 enheter/ml glukose-6-fosfat-dehydrogenase (NADPH regenererende system). ADX activity, i.e. electron transfer capacity from adrenodoxin reductase to cytochrome P450SCC, in cell-free extracts was determined by P4soSCC activity measurement. The measurement mixture consisted of the following solutions: Solution A (natural P450SCC electron-donating system with the exception of ADX): a 50 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0), containing 3 mM EDTA, 2 µM adrenodoxin reductase (purified from bovine adrenal cortex), 1 mM NADPH electron donor), 15 mM glucose-6-phosphate and 16 units/ml glucose-6-phosphate dehydrogenase (NADPH regenerating system).

Løsning B (substrat og enzym): en micelleløsning av 75 nM kolesterol (dobbelt radiomerket med [26,27-<14>C]-kolesterol (40 Ci/mol) og [7a-<3>H] kolesterol (400 Ci/mol)) og 1,5 \ M P450SCC (renset fra storfe binyrebark) i 10% (v/v) Tergitol™ NP 40/etanol (1:1, v/v). Solution B (substrate and enzyme): a micelle solution of 75 nM cholesterol (double radiolabeled with [26,27-<14>C]-cholesterol (40 Ci/mol) and [7a-<3>H] cholesterol (400 Ci/ mol)) and 1.5 µM P450SCC (purified from bovine adrenal cortex) in 10% (v/v) Tergitol™ NP 40/ethanol (1:1, v/v).

Målingen ble startet ved å blande 75 |il løsning A med 50 ni løsning B og 125 \ i\ cellefri ekstrakt eller 125 ni kaliumfosfatbuffer (50 mM, pH 7,0) som inneholdt 10 nM ADX (renset fra bovinbinyrebark). Blandingen ble rørt forsiktig ved 30°C. Prøvene ble trukket etter 15 min. inkubasjon og fortynnet med 100 ni vann. Fra en prøve ble substrat og produkt(er) ekstrahert med 100 n' metanol og 150 ni kloroform. Etter sentrifugering (5000xg, 2 min.) ble kloroformlaget samlet og tørket. Det tørre bunnfallet ble løst opp i 50 ni aceton, som inneholdt 0,5 mg steroidblanding (kolesterol, pregnenolon og progesteron (1:1:1, w/w/w)) og deretter ble 110 ni konsentrert maursyre tilsatt. Suspensjonen ble varmet opp i 15 min. ved 120°C. Deretter ble <14>C/<3>H-forholdet bestemt ved dobbeltmerket væskescintillasjonstelling. Forholdet er et direkte mål på sidekjedeklyøvings-reaksjonen, fordi <14>C-merket sidekjede er fordampet fra blandingen som isokaprylsyre under oppvarmingsfremgangsmåten. The assay was started by mixing 75 µl of solution A with 50 µl of solution B and 125 µl of cell-free extract or 125 µl of potassium phosphate buffer (50 mM, pH 7.0) containing 10 nM ADX (purified from bovine adrenal cortex). The mixture was stirred gently at 30°C. The samples were drawn after 15 min. incubation and diluted with 100 ni water. From one sample, substrate and product(s) were extracted with 100 n' methanol and 150 n' chloroform. After centrifugation (5000xg, 2 min.), the chloroform layer was collected and dried. The dry precipitate was dissolved in 50 ml of acetone, containing 0.5 mg of steroid mixture (cholesterol, pregnenolone and progesterone (1:1:1, w/w/w)) and then 110 ml of concentrated formic acid was added. The suspension was heated for 15 min. at 120°C. Then the <14>C/<3>H ratio was determined by doubly labeled liquid scintillation counting. The ratio is a direct measure of the side chain cleavage reaction, because the <14>C-labeled side chain is evaporated from the mixture as isocaprylic acid during the heating procedure.

Ved bruk av denne metoden kunne ADX elektronoverføreraktivitet bli lett vist i et cellefritt ekstrakt av K. lactis ADX102. I målingene med cellefritt ekstrakt av K. lactis ADX-102 eller med renset ADX, ble sidekjeden til kolesterol kløyvet innen 15 min. med et utbytte på 50%, mens i metoden med cellefritt ekstrakt av kontrollstammen K. lactis CBS 2360 kunne ikke noe sidekjedespalting bli oppdaget. Using this method, ADX electron transfer activity could be readily demonstrated in a cell-free extract of K. lactis ADX102. In the measurements with cell-free extract of K. lactis ADX-102 or with purified ADX, the side chain of cholesterol was cleaved within 15 min. with a yield of 50%, while in the method with cell-free extract of the control strain K. lactis CBS 2360 no side chain cleavage could be detected.

Eksempel 25 Example 25

Molekylær kloning og konstruksjon av et full-lengde cDNA som Molecular cloning and construction of a full-length cDNA which

koder for storfeadrenodoxinoksydoreduktasen (ADR), og etterfølgende transformasjon av ADRcDNA i gjæren Kluweromvces lactis codes for the bovine adrenodoxin oxidoreductase (ADR), and subsequent transformation of ADRcDNA in the yeast Kluweromvces lactis

(a) Kloning av adrenodoxinoksydoreduktase (a) Cloning of adrenodoxin oxidoreductase

Storfebinyrebarkcelle cDNA-bibliotek ble laget som beskrevet i eksempel 1 bortsett fra én forandring. En tilleggs ADR-spesifikk primer (oligomer ADR-1) med nukleotidsekvensen 5-GGC TGG GAT CTA GGC-3' ble satt til reaksjonsblandingen til første streng cDNA-syntesen. Oligomer ADR-1 er lokalisert like nedstrøms for translasjonsstoppkodonet fra posisjon 1494 til 1480. Nukleotid-sekvensene og kartposisjonene av nevnte ADR-oligomerer er alle tatt fra ADRcDNA-sekvensresultatene beskrevet av Nonaka et al, Biochem. Biophys. Res. Comm. 145(3), 1239-1247,1987. Bovine adrenocortical cell cDNA library was made as described in Example 1 except for one change. An additional ADR-specific primer (oligomeric ADR-1) with the nucleotide sequence 5-GGC TGG GAT CTA GGC-3' was added to the reaction mixture for first-strand cDNA synthesis. Oligomeric ADR-1 is located just downstream of the translational stop codon from position 1494 to 1480. The nucleotide sequences and map positions of said ADR oligomers are all taken from the ADRcDNA sequence results described by Nonaka et al, Biochem. Biophys. Res. Comm. 145(3), 1239-1247, 1987.

Det oppnådde cDNA-bibliotek ble undersøkt med en <32>P-merket oligomer The obtained cDNA library was probed with a <32>P-labeled oligomer

ADR-2 (5'-CAC CAC ACA GAT CTG GGG GGT CTG CTC CTG TGG GGA-3"). 4 hybridiserende pfu'er ble identifisert og deretter renset. Imidlertid viste bare 1 pfu også et positivt signal med oligomer ADR-3 (5'-TTC CAT CAG CCG CTT CCT CGG GCG AGC GGC CTC CCT-3'), som er lokalisert i midten av ADRcCDNA (posisjon 840 til 805). ADRcDNA-innskuddet (omtrent 2 kb) ble klonet inn i EcoRI-setet til pTZ18R. ADR-2 (5'-CAC CAC ACA GAT CTG GGG GGT CTG CTC CTG TGG GGA-3"). 4 hybridizing pfu were identified and subsequently purified. However, only 1 pfu also showed a positive signal with oligomeric ADR-3 ( 5'-TTC CAT CAG CCG CTT CCT CGG GCG AGC GGC CTC CCT-3'), which is located in the middle of ADRcCDNA (position 840 to 805). The ADRcDNA insert (approximately 2 kb) was cloned into the EcoRI site of pTZ18R.

Det oppnådde plasmid pGBADR-1 inneholder en full-lengde ADRcDNA som vist ved restriksjonsenzymkartlegging og nukleotidsekvensering. Det fysiske kart til pGBADR-1 er illustrert i figur 40. The resulting plasmid pGBADR-1 contains a full-length ADRcDNA as shown by restriction enzyme mapping and nucleotide sequencing. The physical map of pGBADR-1 is illustrated in Figure 40.

(b) Konstruksjon av ekspresjonskassetten (b) Construction of the expression cassette

Full-lengde ADRcDNA med modifiserte flankerende sekvenser til gjærekspresjonsvektoren pGB950 ble oppnådd ved PCR-metoden (se eksempel 18) med pGBADR-1 som templat og to spesifikke ADR-oligomerer som primere. Full-length ADRcDNA with modified flanking sequences of the yeast expression vector pGB950 was obtained by the PCR method (see Example 18) with pGBADR-1 as template and two specific ADR oligomers as primers.

Oligomer ADR-4 (5"-CGA GTG TCG ACA AAA ATG TCC ACA CAG GAG CAG ACC-3') inneholder 18 baser komplementære til de modne ADRcDNA-sekvensene fra posisjon 96 til 114 og 18 baser for å introdusere et Sall-restriksionssete, et optimalt gjærtranslasjonssignal, og en ATG-startkodon. Oligomer ADR-4 (5"-CGA GTG TCG ACA AAA ATG TCC ACA CAG GAG CAG ACC-3') contains 18 bases complementary to the mature ADRcDNA sequences from position 96 to 114 and 18 bases to introduce a SalI restriction site, an optimal yeast translation signal, and an ATG start codon.

Oligomer ADR-5 (5'-CGT GCT CGA GGT ACC TCA GTG CCC CAG CAG CCG CAG-3") inneholder 18 baser komplementære til minusstrengen til ADRcDNA oppstrøms for translasjonsstoppkodonet ved posisjon 1479 og 15 baser for å lage Kpnl og Xhol-restrik-sjonsseter for kloning i forskjellige ekspresjonsvektorer. Oligomer ADR-5 (5'-CGT GCT CGA GGT ACC TCA GTG CCC CAG CAG CCG CAG-3") contains 18 bases complementary to the minus strand of ADRcDNA upstream of the translational stop codon at position 1479 and 15 bases to create Kpnl and Xhol residues sion sites for cloning into different expression vectors.

Etter amplifisering med ovenfor nevnte templat og ADR-primere, ble det amplifiserte fragmentet (1,4 kb) fordøyet med Sali og Xhol og innsatt ved hjelp av kloning i gjærekspresjonsvektoren pGB950 som var kuttet med Sali og Xhol. After amplification with the above-mentioned template and ADR primers, the amplified fragment (1.4 kb) was digested with SalI and XhoI and inserted by cloning into the yeast expression vector pGB950 which had been cut with SalI and XhoI.

Det oppnådde plasmidet pGBADR-2 er illustrert i figur 40. The resulting plasmid pGBADR-2 is illustrated in Figure 40.

(c) Transformasjon av K. lactis (c) Transformation of K. lactis

15 ng av pGBADR-2 ble kuttet ved det sjeldne Sacll-setet i laktase-promotoren og transformasjon av K. lactis CBS 2360 ble utført som beskrevet i eksempel 5(c). 15 ng of pGBADR-2 was cut at the rare SacII site in the lactase promoter and transformation of K. lactis CBS 2360 was performed as described in Example 5(c).

Eksempel 26 Example 26

Kloning av full-lengde cDNA som koder for bovin NADPH-cytokrom Cloning of full-length cDNA encoding bovine NADPH cytochrome

P450 reduktase (RED) P450 reductase (RED)

Storfebinyrebark cDNA-bibliotek beskrevet i eksempel 1 ble undersøkt med en <32>P-merket syntetisk oligomer 5'-TGC CAG TTC GTA GAG CAC ATT GGT GCG TGG CGG GTT AGT GAT GTC CAG GT-3" spesifikk for en konservert aminosyreregion i rotte-, gris- og kanin RED som beskrevet av Katagari et al. (J. Biochem., 100, 945-954,1986) og Murakami et al. (DNA, 5,1-10,1986). Bovine adrenal cortex cDNA library described in Example 1 was probed with a <32>P-labeled synthetic oligomer 5'-TGC CAG TTC GTA GAG CAC ATT GGT GCG TGG CGG GTT AGT GAT GTC CAG GT-3" specific for a conserved amino acid region in rat -, pig and rabbit RED as described by Katagari et al (J. Biochem., 100, 945-954, 1986) and Murakami et al (DNA, 5, 1-10, 1986).

Fem hybridiserende pfu'er ble oppnådd og karakterisert videre ved restriksjonsenzymkartlegging og nukleotidsekvensering. Full-lengde REDcDNA ble satt inn i ekspresjonsvektorer og transformert til passende vertsceller som nevnt i eksemplene 2, 3 og 6. Five hybridizing pfu's were obtained and further characterized by restriction enzyme mapping and nucleotide sequencing. Full-length REDcDNA was inserted into expression vectors and transformed into appropriate host cells as mentioned in Examples 2, 3 and 6.

Eksempel 27 Example 27

Konstruksjon, transformasjon og ekspresjon av en ekspresjonskassett som koder for proteinene P450SCC og ADX i gjæren Kluweromvces lactis Construction, transformation and expression of an expression cassette encoding the proteins P450SCC and ADX in the yeast Kluweromvces lactis

(a) Konstruksjon av ekspresjonskassetten (a) Construction of the expression cassette

Ekspresjonskassetten pGBADX-1 (se eksempel 23) ble spaltet med Sadl og Hindlll (delvis) og overhengende ender ble utfylt med bruk av Klenow DNA-polymerase. DNA-fragmentet som omfattet en del av laktasepromotoren (men fremdeles funksjonell), den kodende ADX-sekvensen og laktaseterminatoren The expression cassette pGBADX-1 (see Example 23) was digested with Sadl and HindIII (partially) and overhangs were filled in using Klenow DNA polymerase. The DNA fragment that included part of the lactase promoter (but still functional), the ADX coding sequence and the lactase terminator

ble adskilt og isolert ved agarose-gelelektroforese og deretter innsatt i pGBSCC-7, som ble først linearisert ved Xbal-fordøvelse (se eksempel 5(b)) og overhengende ender utfylt ved bruk av Klenow DNA-polymerase. Konstruksjonen ble satt opp på en slik måte at et enestående restriksjonssete ( Sadl) blir oppnådd, hvilket er was separated and isolated by agarose gel electrophoresis and then inserted into pGBSCC-7, which was first linearized by XbaI digestion (see Example 5(b)) and overhangs filled in using Klenow DNA polymerase. The construction was set up in such a way that a unique restriction seat (Saddle) is achieved, which is

nødvendig for å overføre plasmidet til K. lactis. required to transfer the plasmid to K. lactis.

Dette sjeldne Sacll-restriksionssetet er lokalisert i laktasepromotor-sekvensen som flankerer SCC-sekvensen, siden Sacl l-restriksjonssetet i laktase-promotoren som flankerer ADX-sekvensen er ødelagt ved utfyllingsreaksjonen. This rare Sac1 restriction site is located in the lactase promoter sequence flanking the SCC sequence, since the Sac1 restriction site in the lactase promoter flanking the ADX sequence is destroyed by the complementation reaction.

Den oppnådde ekspresjonskassetten pGBSCC/ADX-1 inneholder den kodende sekvensen for SCC så vel som for ADX, hver drevet av laktase-promotoren. The resulting expression cassette pGBSCC/ADX-1 contains the coding sequence for SCC as well as for ADX, each driven by the lactase promoter.

(b) Transformasjon av K. lactis (b) Transformation of K. lactis

Transformasjon av K. lactis CBS 2360 ble utført som beskrevet i eksempel 5(c) med 15 \ ig pGBSCC/ADX-1, som var linearisert ved det sjeldne Sacll-restriksjonssetet. Én transformant (SCC/ADX-101) ble valgt for SCC og ADX ekspresjonsstudier. Transformation of K. lactis CBS 2360 was performed as described in Example 5(c) with 15 µg of pGBSCC/ADX-1, which was linearized at the rare SacII restriction site. One transformant (SCC/ADX-101) was selected for SCC and ADX expression studies.

(c) Analyse av transformanten K. lactis SCC/ADX-101 (c) Analysis of the transformant K. lactis SCC/ADX-101

Cellulære proteinfraksjoner ble laget fra kulturer av SCC/ADX-101 og kontrollstamme CBS 2360 som beskrevet i eksempel 5(d) og analysert ved SDS/PAGE og Western-blotting. Blotet ble undersøkt ved hjelp av antistoffer som var spesifikke for hhv. SCC og ADX. Sammenlignet med kontrollstammen, viste den cellulære proteinfraksjonen av transformant SCC/ADX-101 to tilleggsbånd med ventet lengde (hhv. 53 og 14 kDa) hvilket viste produksjon av både proteinene SCC og ADX. Produksjonsnivåer av begge proteiner i transformant SCC/ADX-101 er sammenlignbare med nivåene observert i transformantene som produserte bare ett protein (for SCC se figur 15A, spor 3, og for ADX figur 39, spor 5). Cellular protein fractions were prepared from cultures of SCC/ADX-101 and control strain CBS 2360 as described in Example 5(d) and analyzed by SDS/PAGE and Western blotting. The blot was examined using antibodies that were specific for the respective SCC and ADX. Compared to the control strain, the cellular protein fraction of transformant SCC/ADX-101 showed two additional bands of expected length (53 and 14 kDa, respectively) indicating production of both SCC and ADX proteins. Production levels of both proteins in transformant SCC/ADX-101 are comparable to the levels observed in the transformants that produced only one protein (for SCC see Figure 15A, lane 3, and for ADX Figure 39, lane 5).

I n vitro SCC og ADX-aktivitet i transformant SCC/ADX-101 er beskrevet i eksempel 28. In vitro SCC and ADX activity in transformant SCC/ADX-101 is described in Example 28.

Eksempel 28 Example 28

In vitro aktivitet av P450SCC og adrenodoxin oppnådd fra Kluweromvces lactis SCC/ADX-101 In vitro activity of P450SCC and adrenodoxin obtained from Kluweromvces lactis SCC/ADX-101

K. lactis SCC/ADX-101 oppnådd som beskrevet i eksempel 27 og kontrollstamme K. lactis SCC-101 som beskrevet i eksempel 5(d) ble dyrket i 1 I YEPD medium (1% gjærekstrakt, 2% pepton, 2% glukosemonohydrat) som inneholdt 100 mg 1"<1> av geneticin (G418-sulfat; Gibco Ltd.), i 72 timer ved 30°C. Cellene ble samlet ved sentrifugering (4000xg, 15 min.), resuspendert i fysiologisk saltløsning og vasket med fosfatbuffer (pH 7,5, 75 mM). Etter sentrifugering (4000xg, 15 min.) ble bunnfallet resuspendert i fosfatbuffer (pH 7,5, 75 mM) hvilket resulterte i en suspensjon som inneholdt 0,5 g celle våtvekt/ml. Cellene ble ødelagt ved bruk av en Braun MSK homongenisator (6x15 sekunder, 0,45 - 0,50 mm glasskuler). Ikke-ødelagte celler ble fjernet ved sentrifugering (4000xg, 15 min.). K. lactis SCC/ADX-101 obtained as described in Example 27 and control strain K. lactis SCC-101 as described in Example 5(d) were grown in 1 I YEPD medium (1% yeast extract, 2% peptone, 2% glucose monohydrate) containing 100 mg 1"<1> of geneticin (G418 sulfate; Gibco Ltd.), for 72 hours at 30°C. The cells were collected by centrifugation (4000xg, 15 min.), resuspended in physiological saline and washed with phosphate buffer (pH 7.5, 75 mM). After centrifugation (4000xg, 15 min.), the pellet was resuspended in phosphate buffer (pH 7.5, 75 mM) resulting in a suspension containing 0.5 g cell wet weight/ml. The cells were disrupted using a Braun MSK homogenizer (6x15 seconds, 0.45 - 0.50 mm glass beads). Undisrupted cells were removed by centrifugation (4000xg, 15 min.).

I de cellefrie ekstraktene ble aktiviteten til proteinkomplekset P45oSCC/ADX målt, ved å bestemme kolesterol sidekjedekløyvingsreaksjon i nærværet av NADPH og ADR. Testblandingen inneholdt de følgende løsningene: Løsning A (naturlig P450SCC elektronavgivende system med unntagelse av ADX): 50 mM kaliumfosfatbuffer (pH 7,0), som inneholder 3 mM EDTA, 2 \ M adrenodoxinreduktase (renset fra storfebinyrebark), 1 mM NADPH (elektrondonor), 15 mM glukose-6-fosfat og 16 enheter/ml glukose-6-fosfat-dehydrogenase (NADPH regenererende system). In the cell-free extracts, the activity of the protein complex P45oSCC/ADX was measured, by determining the cholesterol side chain cleavage reaction in the presence of NADPH and ADR. The test mixture contained the following solutions: Solution A (natural P450SCC electron-donating system excluding ADX): 50 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0), containing 3 mM EDTA, 2 µM adrenodoxin reductase (purified from bovine adrenal cortex), 1 mM NADPH (electron donor ), 15 mM glucose-6-phosphate and 16 units/ml glucose-6-phosphate dehydrogenase (NADPH regenerating system).

Løsning B (substrat): micelleløsning av 37,5 |iM kolesterol (dobbelt radioaktivt merket med [26,27-<14>C] kolesterol (40 Ci/mol) og [7<x-<3>H] kolesterol (400 Ci/mol)) i 10% (v/v) TergitolTM NP 40/etanol (1:1, v/v). Solution B (substrate): micelle solution of 37.5 |iM cholesterol (double radioactively labeled with [26,27-<14>C] cholesterol (40 Ci/mol) and [7<x-<3>H] cholesterol (400 Ci/mol)) in 10% (v/v) TergitolTM NP 40/ethanol (1:1, v/v).

Målingen ble startet ved å blande 75 ul løsning A med 50 (il løsning B og 125 ni cellefri ekstrakt. Blandingen ble omrørt forsiktig ved 30°C. Prøvene ble trukket etter 60 min. inkubasjon og fortynnet med 100 ni vann. Fra en prøve ble substrat og produkt(er) ekstrahert med 100 n' metanol og 150 [ i\ kloroform. Etter sentrifugering (5000xg, 2 min.) ble kloroformlaget samlet og tørket. Det tørre bunnfallet ble løst opp i 50 ni aceton, som inneholdt 0,5 mg steroid blanding (kolesterol, pregnenolon og progesteron (1:1:1, w/w/w)) og deretter ble 110 ni konsentrert maursyre tilsatt. The measurement was started by mixing 75 µl of solution A with 50 µl of solution B and 125 µl of cell-free extract. The mixture was stirred carefully at 30°C. The samples were withdrawn after 60 min. incubation and diluted with 100 µl of water. From one sample was substrate and product(s) extracted with 100 µl methanol and 150 µl chloroform. After centrifugation (5000xg, 2 min.), the chloroform layer was collected and dried. The dry precipitate was dissolved in 50 µl acetone, containing 0.5 mg steroid mixture (cholesterol, pregnenolone and progesterone (1:1:1, w/w/w)) and then 110 ni concentrated formic acid was added.

Suspensjonen ble oppvarmet 15 min. ved 120°C. Heretter ble 14C/3H-forholdet bestemt ved dobbeltmerket væskescintillasjonstelling. Forholdet er et direkte målt for sidekjedekløyvingsreaksjonen, fordi <14>C-merket sidekjede er fordampet fra blandingen som isokaprylsyre under oppvarmingsfremgangsmåten. The suspension was heated for 15 min. at 120°C. Hereafter, the 14C/3H ratio was determined by doubly labeled liquid scintillation counting. The ratio is a direct measure of the side chain cleavage reaction, because the <14>C-labeled side chain is evaporated from the mixture as isocaprylic acid during the heating procedure.

Ved bruk av denne metoden ble kolesterolsidekjedekløyvingsaktivitet vist i det cellefrie ekstraktet til K. lactis SCC/ADX-101, mens i det cellefrie ekstraktet fra K. lactis SCC101 ble ikke noe aktivitet målt. Using this method, cholesterol side chain cleavage activity was shown in the cell-free extract of K. lactis SCC/ADX-101, while no activity was measured in the cell-free extract from K. lactis SCC101.

Ved hjelp av HPLC-analyse, ble reaksjonsproduktet laget av et cellefritt ekstrakt fra K. lactis SCC/ADX-101 identifisert som pregnenolon. Using HPLC analysis, the reaction product made from a cell-free extract from K. lactis SCC/ADX-101 was identified as pregnenolone.

Claims (27)

1. Anvendelse av en ekspresjonskassett i multigensystemer for utførelse av flertrinns-omdannelser som gjengitt i figur 1 hvor ekspresjonskassetten er operable i en ikke-pattedyr rekombinant vert, karakterisert ved at ekspresjonskassetten omfatter en heterolog kodende DNA-sekvens som koder for et protein som er funksjonelt, alene eller sammen med ett eller flere tilleggsproteiner, i å katalysere et oksydasjonstrinn i den biologiske reaksjonsvei for omdannelse av kolesterol til hydrokortison, hvis trinn er valgt fra gruppen bestående av : omdannelse av kolesterol til pregnenolon; omdannelse av pregnenolon til progesteron; omdannelse av progesteron til 17a-hydroksyprogesteron; omdannelse av 17a-hydroksyprogesteron til cortexolon; og omdannelse av cortexolon til hydrokortison, og de korresponderende kontrollsekvenser som er effektive i nevnte vert.1. Use of an expression cassette in multigene systems for performing multi-step transformations as shown in Figure 1 where the expression cassette is operable in a non-mammalian recombinant host, characterized in that the expression cassette comprises a heterologous coding DNA sequence which codes for a protein which is functional, alone or together with one or more additional proteins, in catalyzing an oxidation step in the biological reaction pathway for the conversion of cholesterol to hydrocortisone, which step is selected from the group consisting of: conversion of cholesterol to pregnenolone; conversion of pregnenolone to progesterone; conversion of progesterone to 17α-hydroxyprogesterone; conversion of 17α-hydroxyprogesterone to cortexolone; and conversion of cortexolone to hydrocortisone, and the corresponding control sequences effective in said host. 2. Anvendelse av en ekspresjonskassett ifølge krav 1, karakterisert ved at proteinet er valgt fra gruppen bestående av: sidekjede-kløyvende enzym (P450SCC); adrenodoxin (ADX); adrenodoxin reduktase (ADR); 3B-hydroksysteroid dehydrogenase/isomerase (3B-HSD); steroid-17a-hydroksylase (P45o17cc); NADPH cytokrom P45o reduktase (RED); steroid-21 -hydroksylase (P45oC21); og steroid-11 B-hydroksylase (P45011B).2. Use of an expression cassette according to claim 1, characterized in that the protein is selected from the group consisting of: side chain-cleaving enzyme (P450SCC); adrenodoxin (ADX); adrenodoxin reductase (ADR); 3B-hydroxysteroid dehydrogenase/isomerase (3B-HSD); steroid 17α-hydroxylase (P45o17cc); NADPH cytochrome P45o reductase (RED); steroid-21 -hydroxylase (P45oC21); and steroid-11 B-hydroxylase (P45011B). 3. Anvendelse av en ekspresjonskassett ifølge krav 2, karakterisert ved at den heterologe kodende DNA-sekvensen stammer fra storfearter.3. Use of an expression cassette according to claim 2, characterized in that the heterologous coding DNA sequence originates from bovine species. 4. Anvendelse av en ekspresjonskassett pGBSCC-5 ifølge krav 3, karakterisert ved at den heterologe DNA-sekvensen koder for enzymet P450SCC og at ekspresjonskassetten gjengitt i figur 8, er operativ i Bacillus.4. Use of an expression cassette pGBSCC-5 according to claim 3, characterized in that the heterologous DNA sequence codes for the enzyme P450SCC and that the expression cassette reproduced in Figure 8 is operative in Bacillus. 5. Anvendelse av ekspresjonskassetten pGBSCC-17 ifølge krav 3, karakterisert ved at den heterologe DNA-sekvensen koder for enzymet P450SCC og at ekspresjonskassetten som er gjengitt i figur 10, er operativ i E. coli.5. Use of the expression cassette pGBSCC-17 according to claim 3, characterized in that the heterologous DNA sequence codes for the enzyme P450SCC and that the expression cassette reproduced in Figure 10 is operative in E. coli. 6. Anvendelse av ekspresjonskassetten ifølge krav 5, karakterisert ved at det heterologe DNA koder for enzymet P450SCC og at ekspresjonskassetten som er operativ i Kluyveromyces lactis, er tatt fra gruppen bestående av pGBSCC-7 gjengitt i figur 14, pGBSCC-12 gjengitt i figur 18 og pGBSCC-15 gjengitt i figur 20, eller at ekspresjonskassetten operativ i Saccharomyces cerevisiae, er tatt fra gruppen bestående av pGBSCC-10 gjengitt i figur 17, pGBSCC-13 gjengitt i figur 19 og pGBSCC-16 gjengitt i figur 21.6. Use of the expression cassette according to claim 5, characterized in that the heterologous DNA codes for the enzyme P450SCC and that the expression cassette, which is operative in Kluyveromyces lactis, is taken from the group consisting of pGBSCC-7 reproduced in Figure 14, pGBSCC-12 reproduced in Figure 18 and pGBSCC-15 reproduced in Figure 20, or that the expression cassette operative in Saccharomyces cerevisiae is taken from the group consisting of pGBSCC-10 reproduced in Figure 17, pGBSCC-13 reproduced in Figure 19 and pGBSCC-16 reproduced in Figure 21. 7. Anvendelse av ekspresjonskassetten pGB17a-5 ifølge krav 3, karakterisert ved at det heterologe DNA koder for enzymet P45017a og at ekspresjonskassetten gjengitt i figur 24, er operativ i Kluyveromyces lactis.7. Use of the expression cassette pGB17a-5 according to claim 3, characterized in that the heterologous DNA codes for the enzyme P45017a and that the expression cassette reproduced in Figure 24 is operative in Kluyveromyces lactis. 8. Anvendelse av en ekspresjonskassett pGB17a-8 ifølge krav 3, karakterisert ved at det heterologe DNA koder for et enzym P45017a og at ekspresjonskassetten som er gjengitt i figur 27, er operativ i arter av Bacillus.8. Use of an expression cassette pGB17a-8 according to claim 3, characterized in that the heterologous DNA codes for an enzyme P45017a and that the expression cassette reproduced in figure 27 is operative in species of Bacillus. 9. Anvendelse av en ekspresjonskassett pGB11p-4 ifølge krav 3, karakterisert ved at det heterologe DNA koder for et enzym P45011P og at ekspresjonskassetten som er gjengitt i figur 37, er operativ i Kluyveromyces lactis.9. Use of an expression cassette pGB11p-4 according to claim 3, characterized in that the heterologous DNA codes for an enzyme P45011P and that the expression cassette reproduced in figure 37 is operative in Kluyveromyces lactis. 10. Ekspresjonskassett, operabel i en ikke-pattedyr rekombinant vert omfattende en heterolog kodende DNA-sekvens som koder for et protein, som er funksjonelt, alene eller sammen med en eller flere tilleggsproteiner i å katalysere et oksydasjons-trinn i den biologiske reaksjonsvei for omdannelse av kolesterol til hydrokortison, hvis trinn er valgt fra gruppen bestående av: omdannelse av kolesterol til pregnenolon; omdannelse av pregnenolon til progesteron; omdannelse av progesteron til 17a-hydroksyprogesteron; omdannelse av 17a-hydroksyprogesteron til cortexolon; og omdannelse av cortexolon til hydrokortison, og de korresponderende kontrollsekvenser som er effektive i nevnte vert,karakterisert ved at proteinet er valgt fra gruppen bestående av: sidekjede-kløyvende enzym (P450SCC); adrenodoxin (ADX); adrenodoxin reduktase (ADR); 3p-hydroksysteroid dehydrogenase/isomerase (3p-HSD); steroid-17ct-hydroksylase (P4so17a); NADPH cytokrom P45o reduktase (RED); steroid-21 -hydroksylase (P450C2I); og steroid-11 p-hydroksylase (P45011P). og at det heterologe DNA koder for i det minste et tilleggsprotein av den nevnte gruppe proteiner.10. Expression cassette, operable in a non-mammalian recombinant host comprising a heterologous coding DNA sequence encoding a protein, which is functional, alone or together with one or more additional proteins, in catalyzing an oxidation step in the biological pathway of conversion of cholesterol to hydrocortisone, which step is selected from the group consisting of: conversion of cholesterol to pregnenolone; conversion of pregnenolone to progesterone; conversion of progesterone to 17α-hydroxyprogesterone; conversion of 17α-hydroxyprogesterone to cortexolone; and conversion of cortexolone to hydrocortisone, and the corresponding control sequences effective in said host, characterized in that the protein is selected from the group consisting of: side chain-cleaving enzyme (P450SCC); adrenodoxin (ADX); adrenodoxin reductase (ADR); 3β-hydroxysteroid dehydrogenase/isomerase (3β-HSD); steroid 17ct-hydroxylase (P4so17a); NADPH cytochrome P45o reductase (RED); steroid 21 -hydroxylase (P450C2I); and steroid-11 β-hydroxylase (P45011P). and that the heterologous DNA codes for at least one additional protein of the said group of proteins. 11. Ekspresjonskassett ifølge krav 10, operabel i en ikke-pattedyr rekombinant vert omfattende en heterolog kodende DNA-sekvens som koder et protein, som er funksjonelt alene eller sammen med et eller flere tilleggsproteiner i å katalysere et oksydasjonstrinn i den biologiske reaksjonsvei for omdannelse av kolesterol til hydrokortison, hvis trinn er valgt fra gruppen bestående av: omdannelse av kolesterol til pregnenolon; omdannelse av pregnenolon til progesteron; omdannelse av progesteron til 17a-hydroksyprogesteron; omdannelse av 17a-hydroksyprogesteron til cortexolon; og omdannelse av cortexolon til hydrokortison, og de korresponderende kontrollsekvenser som er effektive i nevnte vert,karakterisert ved at proteinet er valgt fra gruppen bestående av : sidekjede-kløyvende enzym (P450SCC); adrenodoxin (ADX); adrenodoxin reduktase (ADR); 3p-hydroksysteroid dehydrogenase/isomerase (3B-HSD); steroid-17a-hydroksylase (P45o17a); NADPH cytokrom P45o reduktase (RED); steroid-21 -hydroksylase (P45oC21); og steroid-11 p-hydroksylase (P45011P), og hvor det heterologe DNA som koder for nevnte tilleggsprotein, er et tilleggs-heterologt DNA med sine egne effektive kontrollsekvenser som koder for et protein fra nevnte gruppe av proteiner.11. Expression cassette according to claim 10, operable in a non-mammalian recombinant host comprising a heterologous coding DNA sequence encoding a protein, which is functional alone or together with one or more additional proteins in catalyzing an oxidation step in the biological reaction pathway for the conversion of cholesterol to hydrocortisone, which step is selected from the group consisting of: conversion of cholesterol to pregnenolone; conversion of pregnenolone to progesterone; conversion of progesterone to 17α-hydroxyprogesterone; conversion of 17α-hydroxyprogesterone to cortexolone; and conversion of cortexolone to hydrocortisone, and the corresponding control sequences which are effective in said host, characterized in that the protein is selected from the group consisting of: side chain-cleaving enzyme (P450SCC); adrenodoxin (ADX); adrenodoxin reductase (ADR); 3β-hydroxysteroid dehydrogenase/isomerase (3B-HSD); steroid 17α-hydroxylase (P45o17a); NADPH cytochrome P45o reductase (RED); steroid-21 -hydroxylase (P45oC21); and steroid-11 β-hydroxylase (P45011P), and where the heterologous DNA which codes for said additional protein is an additional heterologous DNA with its own effective control sequences which codes for a protein from said group of proteins. 12. Ekspresjonskassett ifølge kravene 10 og 11, karakterisert ved at det heterologe DNA koder for storfe P450SCC og storfe ADX.12. Expression cassette according to claims 10 and 11, characterized in that the heterologous DNA codes for bovine P450SCC and bovine ADX. 13. Ekspresjonskassett operabel i en ikke-pattedyr rekombinant vert karakterisert ved at den omfatter en heterolog kodende DNA-sekvens som koder for i det minste to proteiner, som er funksjonelle, alene eller sammen med en eller flere tilleggsproteiner, i å katalysere i det minste to oksydasjonstrinn valgt fra gruppen bestående av: omdannelse av kolesterol til pregnenolon; omdannelse av pregnenolon til progesteron; omdannelse av progesteron til 17<x-hydroksyprogesteron; omdannelse av 17a-hydroksyprogesteron til cortexolon; og omdannelse av cortexolon til hydrokortison, og de korresponderende kontrollsekvenser som er effektive i nevnte vert.13. Expression cassette operable in a non-mammalian recombinant host characterized in that it comprises a heterologous coding DNA sequence encoding at least two proteins, which are functional, alone or together with one or more additional proteins, in catalyzing at least two oxidation steps selected from the group consisting of: conversion of cholesterol to pregnenolone; conversion of pregnenolone to progesterone; conversion of progesterone to 17<x-hydroxyprogesterone; conversion of 17α-hydroxyprogesterone to cortexolone; and conversion of cortexolone to hydrocortisone, and the corresponding control sequences effective in said host. 14. Ekspresjonskassett ifølge krav 13, operabel i en ikke-pattedyr rekombinant vert omfattende en heterolog kodende DNA-sekvens som koder for minst to proteiner, som er funksjonelle alene eller sammen med et eller flere tilleggsproteiner, i å katalysere et oksydasjonstrinn valgt fra gruppen bestående av: omdannelse av kolesterol til pregnenolon; omdannelse av pregnenolon til progesteron; omdannelse av progesteron til 17cc-hydroksyprogesteron; omdannelse av 17a-hydroksyprogesteron til cortexolon; og omdannelse av cortexolon til hydrokortison,karakterisert ved at det heterologe DNA som koder for det andre proteinet har sine egne effektive kontrollsekvenser.14. Expression cassette according to claim 13, operable in a non-mammalian recombinant host comprising a heterologous coding DNA sequence encoding at least two proteins, which are functional alone or together with one or more additional proteins, in catalyzing an oxidation step selected from the group consisting of: conversion of cholesterol to pregnenolone; conversion of pregnenolone to progesterone; conversion of progesterone to 17cc-hydroxyprogesterone; conversion of 17α-hydroxyprogesterone to cortexolone; and conversion of cortexolone to hydrocortisone, characterized in that the heterologous DNA encoding the second protein has its own effective control sequences. 15. Ekspresjonskassett ifølge kravene 13 eller 14, karakterisert ved at proteinet er valgt fra gruppen bestående av: sidekjede-kløyvende enzym (P450SCC); adrenodoxin (ADX); adrenodoxin reduktase (ADR); 3B-hydroksysteroid dehydrogenase/isomerase (3B-HSD); steroid-17a-hydroksylase (P45017a); NADPH cytokrom P450 reduktase (RED); steroid-21 -hydroksylase (P450C2I); og steroid-11 p-hydroksylase (P45011P)-15. Expression cassette according to claims 13 or 14, characterized in that the protein is selected from the group consisting of: side chain-cleaving enzyme (P450SCC); adrenodoxin (ADX); adrenodoxin reductase (ADR); 3B-hydroxysteroid dehydrogenase/isomerase (3B-HSD); steroid 17α-hydroxylase (P45017a); NADPH cytochrome P450 reductase (RED); steroid 21 -hydroxylase (P450C2I); and steroid-11 β-hydroxylase (P45011P)- 16. Ekspresjonskassett ifølge krav 15, karakterisert ved at den heterologe kodende DNA-sekvensen stammer fra storfearter.16. Expression cassette according to claim 15, characterized in that the heterologous coding DNA sequence originates from bovine species. 17. Rekombinant vertscelle omfattende celler av mikroorganismer, planter eller ikke-pattedyr dyr inneholdede en ekspresjonskassett med heterologt DNA, karakterisert ved at ekspresjonskassetten er en definert i ethvert av kravene 10-16.17. Recombinant host cell comprising cells of microorganisms, plants or non-mammalian animals containing an expression cassette with heterologous DNA, characterized in that the expression cassette is one defined in any of claims 10-16. 18. Rekombinant vertscelle ifølge krav 17, karakterisert ved at verten er en mikroorganisme.18. Recombinant host cell according to claim 17, characterized in that the host is a microorganism. 19. Rekombinant vertscelle ifølge krav 18, karakterisert ved at verten er en art av Saccharomyces, Kluyveromyces eller Bacillus eller er Escherichia coli.19. Recombinant host cell according to claim 18, characterized in that the host is a species of Saccharomyces, Kluyveromyces or Bacillus or is Escherichia coli. 20. Rekombinant vertscelle ifølge ethvert av kravene 17-19 og inneholdende i det minste to ekspresjonskassetter, karakterisert ved at de er som definert i ethvert av kravene 10-16.20. Recombinant host cell according to any one of claims 17-19 and containing at least two expression cassettes, characterized in that they are as defined in any of claims 10-16. 21. Fremgangsmåte for fremstilling av en blanding av eksogene proteiner av en rekombinant celle i et næringsmedium under betingelser som gjør det mulig for enzymene å dannes og akkumuleres i kulturen, karakterisert ved at den rekombinante cellen er en rekombinant vertscelle som definert i krav 20.21. Method for producing a mixture of exogenous proteins of a recombinant cell in a nutrient medium under conditions that enable the enzymes to form and accumulate in the culture, characterized in that the recombinant cell is a recombinant host cell as defined in claim 20. 22. Fremgangsmåte for selektiv biokjemisk oksydasjon in vitro hvor prosessen omfatter: inkubering av forbindelsen som skal oksyderes i nærvær av proteiner under betingelser som tillater oksydasjon og akkumulering av oksydert forbindelse i væskekulturen, etterfulgt av gjenvinning av oksydert forbindelse, karakterisert ved at proteinene har blitt fremstilt ved fremgangsmåten i krav 21.22. Method for selective biochemical oxidation in vitro where the process comprises: incubation of the compound to be oxidized in the presence of proteins under conditions that allow oxidation and accumulation of oxidized compound in the liquid culture, followed by recovery of oxidized compound, characterized in that the proteins have been produced by the method in claim 21. 23. Fremgangsmåte for oksydasjon av en valgt forbindelse hvor fremgangsmåten omfatter: dyrking av rekombinante celler i nærvær av nevnte forbindelse under betingelser hvor den ønskede oksydasjonen forekommer og den oksyderte forbindelsen akkumulerer i væskekulturen, fulgt av gjenvinning av den oksyderte forbindelsen, karakterisert ved at de rekombinante celler er de rekombinante vertsceller ifølge ethvert av kravene 17-20.23. Method for oxidation of a selected compound, wherein the method comprises: culturing recombinant cells in the presence of said compound under conditions where the desired oxidation occurs and the oxidized compound accumulates in the liquid culture, followed by recovery of the oxidized compound, characterized in that the recombinant cells are the recombinant host cells according to any of claims 17-20. 24. Fremgangsmåte ifølge kravene 22 eller 23, karakterisert ved at oksydasjonen er en valgt fra gruppen bestående av: spalting av sidekjeden av en sterol-forbindelse tii pregnenolon; omdannelse av pregnenolon ti) progesteron; omdannelse av progesteron til 17a-hydroksyprogesteron; omdannelse av 17a-hydroksyprogesteron til cortexolon; og omdannelse av cortexolon til hydrokortison,24. Method according to claims 22 or 23, characterized in that the oxidation is one selected from the group consisting of: cleavage of the side chain of a sterol compound in pregnenolone; conversion of pregnenolone ti) progesterone; conversion of progesterone to 17α-hydroxyprogesterone; conversion of 17α-hydroxyprogesterone to cortexolone; and conversion of cortexolone to hydrocortisone, 25. Fremgangsmåte ifølge krav 24, karakterisert ved at oksydasjonen er spalting av sidekjeden av en sterol-forbindelse resulterende i pregnenolon.25. Method according to claim 24, characterized in that the oxidation is cleavage of the side chain of a sterol compound resulting in pregnenolone. 26. Fremgangsmåte ifølge krav 24, karakterisert ved at oksydasjonen er 17<x-hydroksylering til progesteron.26. Method according to claim 24, characterized in that the oxidation is 17<x-hydroxylation to progesterone. 27. Fremgangsmåte ifølge krav 24, karakterisert ved at i det minste to oksydasjoner fra nevnte gruppe utføres på det samme substratmolekyl i ett trinn.27. Method according to claim 24, characterized in that at least two oxidations from said group are carried out on the same substrate molecule in one step.
NO19904791A 1988-05-06 1990-11-05 Use of Expression Cassette in Multigen Systems, Expression Cassette, Recombinant Host Cell, Method of Preparation of Single Mixture of Exogenous Proteins, Method of Selective Biochemical Oxidation, and Method of Oxidase NO314267B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP88200904 1988-05-06
EP88202080 1988-09-23
PCT/NL1989/000032 WO1989010963A1 (en) 1988-05-06 1989-05-08 Process for the biochemical oxidation of steroids and genetically engineered cells to be used therefor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO904791D0 NO904791D0 (en) 1990-11-05
NO904791L NO904791L (en) 1991-01-04
NO314267B1 true NO314267B1 (en) 2003-02-24

Family

ID=26115083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19904791A NO314267B1 (en) 1988-05-06 1990-11-05 Use of Expression Cassette in Multigen Systems, Expression Cassette, Recombinant Host Cell, Method of Preparation of Single Mixture of Exogenous Proteins, Method of Selective Biochemical Oxidation, and Method of Oxidase

Country Status (16)

Country Link
JP (2) JP2963711B2 (en)
KR (1) KR100256025B1 (en)
CN (1) CN1038667A (en)
AT (1) ATE201235T1 (en)
AU (1) AU635494B2 (en)
CA (1) CA1340616C (en)
DE (1) DE68929296T2 (en)
DK (1) DK175573B1 (en)
ES (1) ES2157883T3 (en)
FI (1) FI109605B (en)
HU (1) HU217411B (en)
IL (1) IL90207A (en)
NO (1) NO314267B1 (en)
NZ (1) NZ229032A (en)
PT (1) PT90484B (en)
WO (1) WO1989010963A1 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1042567A (en) * 1988-09-23 1990-05-30 吉斯特-布罗卡迪斯公司 Steroid multistep method for oxidation and used genetically engineered cell
DE69122016T2 (en) * 1990-09-26 1997-04-30 Sumitomo Chemical Co Mitochondrial P450
US5240831A (en) * 1991-01-10 1993-08-31 Board Of Regents, The University Of Texas Methods and compositions for the expression of biologically active eukaryotic cytochrome p45os in bacteria
US5420027A (en) * 1991-01-10 1995-05-30 Board Of Regents, The University Of Texas System Methods and compositions for the expression of biologically active fusion proteins comprising a eukaryotic cytochrome P450 fused to a reductase in bacteria
GB9615032D0 (en) 1996-07-17 1996-09-04 Univ Dundee Enzyme system
US9255256B2 (en) 1996-07-17 2016-02-09 Btg International Limited Expression of functional cytochorome P450 monooxygenase system in enterobacteria
FR2820145B1 (en) * 2001-01-31 2004-01-23 Aventis Pharma Sa YEAST STRAIN PRODUCING INDEPENDENT STEROIDS
US20120178124A1 (en) * 2009-01-07 2012-07-12 Mitsubishi Chemical Corporation Sterol side chain-cleaving enzyme protein and use thereof
JP6635917B2 (en) * 2013-06-17 2020-01-29 サノフイSanofi Whole cell system for cytochrome P450 monooxygenase biocatalysis
DK3097113T3 (en) * 2014-01-20 2019-04-23 Sanofi Sa HOW TO UNKNOWN CYTOCHROM P450 POLYPEPTIDE WITH INCREASED ENZYMATIC ACTIVITY
JP5800040B2 (en) * 2014-01-29 2015-10-28 三菱化学株式会社 Sterol side chain cleaving enzyme protein and use thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4720454A (en) * 1984-04-18 1988-01-19 White Perrin C Genetic probe used in the detection of adrenal hyperplasia

Also Published As

Publication number Publication date
AU3575989A (en) 1989-11-29
NO904791D0 (en) 1990-11-05
JPH11308991A (en) 1999-11-09
NZ229032A (en) 1992-06-25
CA1340616C (en) 1999-06-29
DK264890D0 (en) 1990-11-05
WO1989010963A1 (en) 1989-11-16
NO904791L (en) 1991-01-04
ATE201235T1 (en) 2001-06-15
PT90484B (en) 1994-08-31
FI905464A0 (en) 1990-11-05
DE68929296D1 (en) 2001-06-21
DK264890A (en) 1990-11-05
FI109605B (en) 2002-09-13
ES2157883T3 (en) 2001-09-01
HUT54413A (en) 1991-02-28
KR900702022A (en) 1990-12-05
PT90484A (en) 1989-11-30
JP2963711B2 (en) 1999-10-18
AU635494B2 (en) 1993-03-25
JPH04500303A (en) 1992-01-23
DE68929296T2 (en) 2001-12-06
KR100256025B1 (en) 2000-05-01
DK175573B1 (en) 2004-12-13
HU217411B (en) 2000-01-28
HU893289D0 (en) 1990-12-28
CN1038667A (en) 1990-01-10
IL90207A0 (en) 1989-12-15
IL90207A (en) 1994-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Szczebara et al. Total biosynthesis of hydrocortisone from a simple carbon source in yeast
EP2386634A1 (en) Sterol side chain-cleaving enzyme protein and use thereof
NO314267B1 (en) Use of Expression Cassette in Multigen Systems, Expression Cassette, Recombinant Host Cell, Method of Preparation of Single Mixture of Exogenous Proteins, Method of Selective Biochemical Oxidation, and Method of Oxidase
KR100422293B1 (en) DNA Sequence Coding for a Protein of A. Thaliana having a Delta-5,7 Sterol,Delta-7 Reductase Activity, Delta7-Red Protein, Production Process, Strains of Transformed Yeasts, Uses
EP0340878B1 (en) Process for the biochemical oxidation of steroids and genetically engineered cells to be used therefor
CA1340563C (en) Process for the multiple oxidation of steroids and genetically engineered cells to be used therefor
US5869283A (en) Expression cassette operable in a recombinant host
JP4668176B2 (en) Triterpene hydroxylase
Chen et al. Molecular Cloning, Expression of CPR Gene from Rhizopus oryzae into Rhizopus nigericans and Its Application in the 11α-Hydroxylation of 16α, 17-Epoxy-progesterone
AU748129B2 (en) Yeast strains with interrupted ATF2 gene and uses
JP5800040B2 (en) Sterol side chain cleaving enzyme protein and use thereof
IE83307B1 (en) Process for the biochemical oxidation of steroids and genetically engineered cells to be used therefor
US20030108982A1 (en) Process for oxidation of steroids and genetically engineered cells used therein
US20040067579A1 (en) Process for oxidation of steroids and genetically engineered cells used therein
JPH0569511B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired