RU2188234C2 - Method of preparing recombinant thymidine phosphorylase, recombinant plasmid dna pertpho1 and strain escherichia coli bl21(de3)/pertpho1 as producer of thymidine phosphorylase - Google Patents

Method of preparing recombinant thymidine phosphorylase, recombinant plasmid dna pertpho1 and strain escherichia coli bl21(de3)/pertpho1 as producer of thymidine phosphorylase Download PDF

Info

Publication number
RU2188234C2
RU2188234C2 RU2000120946A RU2000120946A RU2188234C2 RU 2188234 C2 RU2188234 C2 RU 2188234C2 RU 2000120946 A RU2000120946 A RU 2000120946A RU 2000120946 A RU2000120946 A RU 2000120946A RU 2188234 C2 RU2188234 C2 RU 2188234C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pertpho1
thymidine phosphorylase
producer
coli
escherichia coli
Prior art date
Application number
RU2000120946A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000120946A (en
Inventor
Р.С. Есипов
А.И. Гуревич
А.И. Мирошников
Д.В. Чувиковский
Original Assignee
Институт биоорганической химии им. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН
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 Институт биоорганической химии им. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН filed Critical Институт биоорганической химии им. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН
Priority to RU2000120946A priority Critical patent/RU2188234C2/en
Publication of RU2000120946A publication Critical patent/RU2000120946A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2188234C2 publication Critical patent/RU2188234C2/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: biotechnology, biochemistry, genetic and protein engineering. SUBSTANCE: recombinant plasmid DNA pERTPHO1 encoding amino acid sequence of E. coli thymidine phosphorylase comprises Nde I/Sal I fragment of plasmid DNA pET20b(+) containing promoter and terminator of RNA-polymerase T7, enhancer of translation of gene 10 of phase T7, gene of β-lactamase and Nde I/Sal I-fragment of DNA containing a gene sequence encoding Escherichia coli thymidine phosphorylase adapted to these sites. The strain-producer of E. coli BL21(DE3)/pERTPHO1 is obtained by transformation of competent cells E. coli BL21(DE3) with plasmid pERTPHO1. The strain-producer E. coli BL21(DE3)/pERTPHO1 is grown on rich medium (YT-, LB-broth and others) (or induced with isopropylthio-β-D-galactoside and grown again) up to the attainment of maximal density of bacterial culture. Thymidine phosphorylase is isolated from cells of the producer after disruption of grown cells by one of conventional methods. Invention ensures to obtain recombinant thymidine phosphorylase with high yield and by simplified technology. EFFECT: improved method of preparing, increased yield. 3 cl, 1 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к генной и белковой инженерии. Оно включает сконструированную in vitro рекомбинантную плазмидную ДНК pERTPHO1, обусловливающую биосинтез тимидин-фосфорилазы Е. coli, штамм Е. coli BL21(DE3)/pERTPHO1 - суперпродуцент тимидин-фосфорилазы и способ получения тимидин-фосфорилазы на основе вышеуказанной рекомбинантной ДНК и штамма-продуцента. The invention relates to biotechnology, in particular to genetic and protein engineering. It includes an in vitro recombinant plasmid DNA pERTPHO1 designed for biosynthesis of E. coli thymidine phosphorylase biosynthesis, E. coli strain BL21 (DE3) / pERTPHO1, a thymidine phosphorylase superproducer and a method for producing thymidine phosphorylase based on the aforementioned recombinant DNA recombinant.

Тимидин-фосфорилаза Escherichia coli (КФ 2.4.2.4) катализирует катаболическую реакцию фосфоролиза пиримидиновых нуклеозидов в клетках Е. coli [1,2]. Она представляет собой белок с мол.массой 47,3 кДа, функционирующий в виде димера с мол. массой 94,6 кДа [1]. Ферментативная активность тимидин-фосфорилазы позволяет использовать ее в реакции трансгликозилирования при синтезе модифицированных нуклеозидов, которые находят применение в медицине в качестве терапевтических препаратов [3,4], или в качестве компонента смешанных противоопухолевых препаратов [5]. Escherichia coli thymidine phosphorylase (EC 2.4.2.4) catalyzes the catabolic phosphorolysis reaction of pyrimidine nucleosides in E. coli cells [1,2]. It is a protein with a molar mass of 47.3 kDa, functioning as a dimer with a mol. mass of 94.6 kDa [1]. The enzymatic activity of thymidine phosphorylase allows its use in the transglycosylation reaction in the synthesis of modified nucleosides, which are used in medicine as therapeutic drugs [3,4], or as a component of mixed antitumor drugs [5].

Для практических целей до последнего времени использовали главным образом ферментативную активность целых бактериальных клеток Е. coli [6], а также изолированную из Е. coli тимидин-фосфорилазу [7,8], или фермент в иммобилизованной форме [9]. For practical purposes, until recently, the enzymatic activity of whole bacterial cells of E. coli [6], as well as thymidine phosphorylase isolated from E. coli [7.8], or an enzyme in immobilized form [9], were mainly used.

Известно клонирование гена тимидин-фосфорилазы Е. coli (deoA) в плазмиде рКК-226 [7] со сравнительно невысокой эффективностью биосинтеза (до 0,4 г/л культуры). The cloning of the E. coli thymidine phosphorylase gene (deoA) in plasmid pKK-226 is known [7] with a relatively low biosynthesis efficiency (up to 0.4 g / l of culture).

Известен наиболее близкий к заявленному продуцент тимидин-фосфорилазы Е. coli с плазмидой pUTPP, позволяющий получать при индуцированном ИПТГ биосинтезе высокий выход фермента (содержание в клетках до 51% тотального белка), и способ его выделения [8]. Настоящее изобретение решает задачу получения высокопродуктивного рекомбинантного бактериального штамма-продуцента фермента, позволяющего получать рекомбинантную тимидин-фосфорилазу с высоким выходом и по упрощенной технологии. The closest to the claimed producer of thymidine phosphorylase E. coli with plasmid pUTPP is known, which allows obtaining high enzyme yield (up to 51% total protein content in cells) with IPTG-induced biosynthesis and a method for its isolation [8]. The present invention solves the problem of obtaining a highly productive recombinant bacterial strain-producer of the enzyme, allowing to obtain recombinant thymidine phosphorylase in high yield and by simplified technology.

Поставленная задача решается за счет того, что штамм-продуцент, полученный трансформацией клеток Escherichia coli плазмидной ДНК, культивируют до накопления рекомбинантной тимидин-фосфорилазы в количестве 60-70% от суммарного белка клеток, разрушают клетки в буферном растворе и отделяют растворимую фракцию. Содержание в этой фракции тимидин-фосфорилазы составляет до 80% суммарного содержания белка, который может быть использован без дополнительной очистки, либо очищен до гомогенного состояния гель-хроматографией, либо его ферментативная активность может быть повышена в условиях рефолдинга. The problem is solved due to the fact that the producer strain obtained by transformation of Escherichia coli cells with plasmid DNA is cultured to the accumulation of recombinant thymidine phosphorylase in the amount of 60-70% of the total cell protein, the cells are destroyed in the buffer solution and the soluble fraction is separated. The thymidine phosphorylase content in this fraction is up to 80% of the total protein content, which can be used without further purification, either purified to a homogeneous state by gel chromatography, or its enzymatic activity can be increased under refolding conditions.

Используют штамм-продуцент Escherichia coli BL21(DE3), содержащий плазмидную ДНК pERTPHO1 - суперпродуцент тимидин-фосфорилазы. A producer strain Escherichia coli BL21 (DE3) containing plasmid DNA pERTPHO1, a superproducer of thymidine phosphorylase, is used.

Используют рекомбинантную плазмидную ДНК pERTPHO1
- кодирующую аминокислотную последовательность тимидин-фосфорилазы Е. coli;
- имеющую молекулярную массу 2,98 МДа;
- состоящую из:
NdeI/SalI-фрагмента ДНК плазмиды рЕТ20b(+), содержащего промотор и терминатор транскрипции Т7-РНК-полимеразы, усилитель трансляции гена 10 фага Т7, ген β-лактамазы, и NdeI/SаlI-фрагмента ДНК, содержащего адаптированную к этим сайтам последовательность гена тимидин-фосфорилазы Escherichia coli;
- содержащую:
в качестве генетического маркера ген β-лактамазы, детерминирующей устойчивость трансформированных плазмидой pERTPHO1 клеток E.coli к пенициллиновым антибиотикам; уникальные сайты узнавания рестрикционных эндонуклеаз, расположенные на следующем расстоянии вправо от сайта NdeI: XbaI - 38 п.о., BglII - 96 п.о., PvuII - 741 п.о., PstI - 2288 п.о, PvuI - 2413 п.о., SalI - 4918 п.о.
Use recombinant plasmid DNA pERTPHO1
- the coding amino acid sequence of thymidine phosphorylase E. coli;
- having a molecular weight of 2.98 MDa;
- consisting of:
An NdeI / SalI DNA fragment of plasmid pET20b (+) containing a promoter and terminator of transcription of T7 RNA polymerase, a translation enhancer of T7 phage 10 gene, β-lactamase gene, and an NdeI / SalI DNA fragment containing a gene sequence adapted to these sites thymidine phosphorylases of Escherichia coli;
- containing:
as a genetic marker, the β-lactamase gene determining the resistance of penicillin antibiotics transformed with plasmid pERTPHO1 to E. coli; unique recognition sites for restriction endonucleases located to the right of the NdeI site: XbaI - 38 bp, BglII - 96 bp, PvuII - 741 bp, PstI - 2288 bp, PvuI - 2413 p . o., SalI - 4918 bp

Используют штамм-продуцент Escherichia сoli BL21(DE3), содержащий рекомбинантную плазмидную ДНК pERTPHO1 - продуцент тимидин-фосфорилазы. Use the producer strain Escherichia coli BL21 (DE3) containing the recombinant plasmid DNA pERTPHO1, a producer of thymidine phosphorylase.

Предлагаемое изобретение позволяет получать рекомбинантную тимидин-фосфорилазу по простой технологии и с высоким выходом. The present invention allows to obtain recombinant thymidine phosphorylase by simple technology and in high yield.

Конструкция рекомбинантной плазмидной ДНК pERTPHO1 обеспечивает высокий уровень экспрессии клонированного в ней гена тимидин-фосфорилазы. The design of recombinant plasmid DNA pERTPHO1 provides a high level of expression of the thymidine phosphorylase gene cloned therein.

Для конструирования плазмиды использован химический подход, позволяющий использовать для экспрессии клонированного структурного гена оптимальные регуляторные элементы, контролирующие его экспрессию. A chemical approach was used to construct the plasmid, which allows the use of optimal regulatory elements that control its expression for the expression of the cloned structural gene.

Источником структурного гена тимидин-фосфорилазы служит хромосомная ДНК Е. сoli. Рекомбинантный ген выделяют с помощью ПЦР с синтетическими олигонуклеотидными праймерами и затем клонируют в векторную плазмиду рЕТ-20b. The source of the structural gene for thymidine phosphorylase is E. coli chromosomal DNA. The recombinant gene is isolated by PCR with synthetic oligonucleotide primers and then cloned into the vector plasmid pET-20b.

Предлагаемый штамм-продуцент Escherichia coli BL21(DE3)/pERTPHO1 характеризуется следующими признаками:
Морфологические признаки. Клетки палочковидной формы, грамотрицательные, неспороносные.
The proposed producer strain Escherichia coli BL21 (DE3) / pERTPHO1 is characterized by the following features:
Morphological signs. The cells are rod-shaped, gram-negative, non-spore.

Культуральные признаки. Клетки хорошо растут на простых питательных средах. При росте на агаре "Дифко" - колонии круглые, гладкие, мутные, блестящие серые, край ровный. При росте на жидких средах (на минимальной среде с глюкозой или YT-бульоне) образуют интенсивную ровную муть. Cultural signs. Cells grow well on simple nutrient media. When growing on Difco agar, the colonies are round, smooth, cloudy, shiny gray, the edge is even. When growing on liquid media (on a minimal medium with glucose or YT-broth) they form an intense smooth turbidity.

Физико-биологические признаки. Клетки растут при температуре от 4oС до 40oС при оптимуме рН от 6,8 до 7,5. В качестве источника азота используют как минеральные соли в аммонийной форме, так и органические соединения в виде пептона, триптона, дрожжевого экстракта, аминокислот и т.д. В качестве источника углерода используют аминокислоты, глицерин, углеводы.Physico-biological signs. Cells grow at a temperature of from 4 o C to 40 o With an optimum pH of 6.8 to 7.5. As a source of nitrogen, both mineral salts in ammonium form and organic compounds in the form of peptone, tryptone, yeast extract, amino acids, etc. are used. Amino acids, glycerin, carbohydrates are used as a carbon source.

Устойчивость к антибиотикам. Клетки проявляют устойчивость к пенициллиновым антибиотикам (до 500 мкг/мл). Antibiotic resistance. Cells are resistant to penicillin antibiotics (up to 500 μg / ml).

Штамм-продуцент Е. сoli BL21(DE3)/pERTPHO1 отличается от штамма-реципиента Е. сoli BL21(DE3) только наличием рекомбинантной плазмидной ДНК pERTPHO1, которая и придает ему устойчивость к пенициллиновым антибиотикам. The strain producing E. coli BL21 (DE3) / pERTPHO1 differs from the recipient strain E. coli BL21 (DE3) only in the presence of recombinant plasmid DNA pERTPHO1, which gives it resistance to penicillin antibiotics.

Штаммы-продуценты получают путем трансформации компетентных клеток E. coli BL21(DE3) соответствующей рекомбинантной плазмидной ДНК. Producer strains are obtained by transformation of competent E. coli BL21 (DE3) cells with the corresponding recombinant plasmid DNA.

Клетки Е. сoli BL21(DE3)/pERTPHO1 являются суперпродуцентом тимидин-фосфорилазы. При индукции изопропилтио-β-D-галактозидом, а также и без индукции происходит эффективный биосинтез тимидин-фосфорилазы, которая накапливается в клетках в количестве более 60% суммарного белка бактерий. E. coli cells BL21 (DE3) / pERTPHO1 are a superproducer of thymidine phosphorylase. With the induction of isopropylthio-β-D-galactoside, as well as without induction, an effective biosynthesis of thymidine phosphorylase occurs, which accumulates in the cells in an amount of more than 60% of the total bacterial protein.

Штамм-продуцент депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов, ВКПМ В-7976 от 25 мая 2000 г. The producer strain was deposited in the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms, VKPM B-7976 dated May 25, 2000.

Изобретение осуществляют следующим образом. Конструируют рекомбинантную плазмидную ДНК pERTPHO1, для чего ген тимидин-фосфорилазы выделяют из хромосомной ДНК Е. coli с помощью ПЦР с синтетическими олигонуклеотидными праймерами (чертеж), содержащими сайты рестриктаз NdeI (N-конец гена, праймер А1) и SalI (С-конец гена, праймер В1), полученную ДНК расщепляют соответствующими рестриктазами и затем лигируют с расщепленной по тем же сайтам векторной плазмидой рЕТ-20b. The invention is as follows. Recombinant plasmid DNA pERTPHO1 was constructed, for which the thymidine phosphorylase gene was isolated from E. coli chromosomal DNA using PCR with synthetic oligonucleotide primers (drawing) containing NdeI restriction enzyme sites (N-terminus of the gene, primer A1) and SalI (C-terminus of the gene , primer B1), the obtained DNA was digested with the corresponding restriction enzymes and then ligated with the pET-20b vector plasmid cleaved at the same sites.

Лигазной смесью трансформируют компетентные клетки Е. coli BL21(DE3) и высевают на YT-агар, содержащий 50 мкг/мл ампициллина или другого пенициллинового антибиотика. Полученные клоны анализируют гибридизацией 32Р-мечеными олигонуклеотидами А1 и В1 (чертеж), и из гибридизующихся клонов выделяют плазмидную ДНК, которую подвергают рестриктному анализу с помощью рестриктаз NdeI и SalI. Штамм-продуцент Е. coli BL21(DE3)/pERTPHO1 выращивают в богатой среде (YT-, LB-бульон и др.) (или индуцируют изопропилтио-β-D-галактозидом, и снова выращивают) до достижения максимальной плотности культуры.The competent E. coli BL21 (DE3) cells are transformed with the ligase mixture and plated on YT agar containing 50 μg / ml ampicillin or another penicillin antibiotic. The resulting clones were analyzed by hybridization with 32 P-labeled oligonucleotides A1 and B1 (drawing), and plasmid DNA was isolated from hybridizing clones, which was subjected to restriction analysis using restriction enzymes NdeI and SalI. The E. coli producing strain BL21 (DE3) / pERTPHO1 is grown in a rich medium (YT-, LB-broth, etc.) (or isopropylthio-β-D-galactoside is induced and grown again) until the culture density is reached.

Выделение тимидин-фосфорилазы из клеток продуцента включает следующие стадии:
- разрушение выращенных клеток при помощи ультразвука;
- отделение растворимой фракции центрифугированием; содержание в этой фракции тимидин-фосфорилазы составляет до 80% суммарного содержания белка, и фермент может быть использован без дополнительной очистки;
- из растворимой фракции целевой белок может быть очищен до гомогенного состояния стандартными методами.
Isolation of thymidine phosphorylase from producer cells involves the following steps:
- destruction of the grown cells using ultrasound;
- separation of the soluble fraction by centrifugation; the content of thymidine phosphorylase in this fraction is up to 80% of the total protein content, and the enzyme can be used without further purification;
- from the soluble fraction, the target protein can be purified to a homogeneous state by standard methods.

На чертеже изображена структура гена тимидин-фосфорилазы и синтетических праймеров, использованных для выделения гена с помощью ПЦР и отбора клонов путем гибридизации. The drawing shows the structure of the thymidine phosphorylase gene and synthetic primers used to isolate the gene by PCR and select clones by hybridization.

Изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Конструирование рекомбинантной плазмидной ДНК pERTPHO1
Химический синтез олигонуклеотидов выполняют твердофазным фосфоамидитным методом на ДНК-синтезаторе ASM-102U (БИОССЕТ, Новосибирск) с наращиванием олигонуклеотидной цепи в направлении от 3'-конца к 5'-концу с помощью защищенных фосфамидитов - 5'-диметокситритил-N-ацил-2'-дезоксинуклеозид-3'-O-(β-цианэтил- диизопропиламино)-фосфитов, активированных тетразолом. Синтез проводят в масштабе 0,5-0,7 мкмоль, используя в качестве носителя пористое стекло (размер пор 500 А), к которому через 3'-сукцинатную связь присоединяют первое нуклеозидное звено (нагрузка 20-30 мкмоль/г). Используют синтетический цикл, описанный в работе [10].
Example 1. Construction of recombinant plasmid DNA pERTPHO1
Chemical synthesis of oligonucleotides is carried out by the solid-state phosphoamidite method on an ASM-102U DNA synthesizer (BIOSSET, Novosibirsk) with the oligonucleotide chain being expanded from the 3'-end to the 5'-end using protected phosphamidites - 5'-dimethoxytrityl-N-acyl-2 '-deoxynucleoside-3'-O- (β-cyanethyl-diisopropylamino) -phosphites activated by tetrazole. The synthesis is carried out on a scale of 0.5-0.7 μmol, using porous glass (pore size 500 A) as a support, to which the first nucleoside unit (load 20-30 μmol / g) is connected via a 3'-succinate bond. The synthetic cycle described in [10] is used.

Для приготовления вектора ДНК плазмиды рЕТ-20b (3 мкг, 1 пмоль) обрабатывают в 40 мкл буфура R (10 мМ трис-HCl, рН 8,5, 10 мМ MgCl2, 100 мМ КСl, 0,1 мг/мл BSA) рестриктазой NdeI (10 ед.акт.), а затем - в 40 мкл буфера О (50 мМ трис-HCl, рН 7,5, 10 мМ MgCl2, 100 мМ NaCl 1 мМ DTT, 0,1 мг/мл BSA) рестриктазой SalI(10 ед.акт.) в течение 1 ч при 37oС. Векторный фрагмент величиной 3,6 т.п.о. после электрофореза в 1% агарозном геле электрофоретически перемещают в слой DEAE-бумаги, затем элюируют 1М NaCl и осаждают ДНК из раствора этанолом.To prepare the vector of the plasmid pET-20b DNA (3 μg, 1 pmol), it is treated with 40 μl of Buffer R (10 mM Tris-HCl, pH 8.5, 10 mM MgCl 2 , 100 mM KCl, 0.1 mg / ml BSA) restriction enzyme NdeI (10 units), and then in 40 μl of buffer O (50 mm Tris-HCl, pH 7.5, 10 mm MgCl 2 , 100 mm NaCl 1 mm DTT, 0.1 mg / ml BSA) restriction enzyme SalI (10 units) for 1 hour at 37 ° C. A vector fragment of 3.6 kbp. after electrophoresis in a 1% agarose gel, it is electrophoretically transferred to a layer of DEAE paper, then 1M NaCl is eluted and DNA is precipitated from the solution with ethanol.

Для приготовления фрагмента гена тимидин-фосфорилазы проводят амплификацию с помощью ПЦР, используя в качестве матрицы хромосомную ДНК Е. coli (0,01 мкг в образце), а в качестве праймеров - синтетические олигонуклеотиды А1 и В1 (по 60 пмоль каждого). ПЦР проводят в ДНК-амплификаторе, в буферном растворе, содержащем каждый из четырех dNTP в концентрации 0,5 мМ и 5 ед. акт. Taq-ДНК-полимеразы, в следующем режиме: денатурация - 1 мин при 94oС, отжиг - 30 сек при 60oС, элонгация - 40 сек при 72oС, 30 циклов ПЦР. После этого реакционную смесь депротеинизируют хлороформом, упаривают досуха, остаток растворяют в 20 мкл воды, затем расщепляют теми же рестриктазами, которые использовались при приготовлении вектора, и выделяют целевой фрагмент из агарозного геля.To prepare the thymidine phosphorylase gene fragment, PCR amplification is carried out using E. coli chromosomal DNA (0.01 μg in the sample) as a template, and synthetic oligonucleotides A1 and B1 (60 pmol each) as primers. PCR is carried out in a DNA amplifier, in a buffer solution containing each of the four dNTPs at a concentration of 0.5 mM and 5 units. Act. Taq DNA polymerase, in the following mode: denaturation - 1 min at 94 ° C, annealing - 30 sec at 60 ° C, elongation - 40 sec at 72 ° C, 30 PCR cycles. After this, the reaction mixture was deproteinized with chloroform, evaporated to dryness, the residue was dissolved in 20 μl of water, then digested with the same restriction enzymes used in the preparation of the vector, and the target fragment was isolated from the agarose gel.

Полученный синтетический фрагмент с геном тимидин-фосфорилазы в количестве 2 пмоль прибавляют к раствору 1 мкг описанного выше векторного фрагмента в 10 мкл буфера (20 мМ трис-HCl, рН 7,56, 10 мМ MgCl2, 0,2 мМ rАТР, 10 мМ дитиотреит) и лигируют с помощью 10 ед.акт. Т4-ДНК-лигазы в течение 12 ч при 10oС.The resulting synthetic fragment with the thymidine phosphorylase gene in an amount of 2 pmol is added to a solution of 1 μg of the above vector fragment in 10 μl of buffer (20 mm Tris-HCl, pH 7.56, 10 mm MgCl 2 , 0.2 mm rATP, 10 mm dithiothreitis) and are ligated with 10 units of act. T4-DNA ligase for 12 hours at 10 o C.

Аликвоту реакционной смеси используют для трансформации компетентных клеток Е. coli BL21(DE3). Трансформанты высевают на чашки с YT-агаром, содержащим 50 мкг/мл ампициллина. Скрининг рекомбинантов проводят с помощью гибридизации колоний in situ с 32Р-меченым олигонуклеотидом А1 (чертеж). Из гибридизующихся клонов выделяют ДНК плазмиды pERTPHO1 и анализируют с помощью эндонуклеаз NdeI и SalI.An aliquot of the reaction mixture is used to transform competent E. coli BL21 cells (DE3). Transformants are plated on YT agar plates containing 50 μg / ml ampicillin. Recombinants are screened by in situ hybridization of the colonies with 32 P-labeled oligonucleotide A1 (Figure). The pERTPHO1 plasmid DNA was isolated from hybridizing clones and analyzed using NdeI and SalI endonucleases.

Пример 2. Получение штамма Е. coli BL21(DE3)/ pERTPHO1 (ВКПМ В-7976) - продуцента тимидин-фосфорилазы и определение его продуктивности. Example 2. Obtaining a strain of E. coli BL21 (DE3) / pERTPHO1 (VKPM B-7976) - producer of thymidine phosphorylase and determination of its productivity.

Клетки Е. сoli BL21(DE3), несущие плазмиду pERTPHO1, структура которой подтверждена данными анализа (см. пример 1), являются суперпродуцентом тимидин-фосфорилазы. E. coli BL21 (DE3) cells carrying the plasmid pERTPHO1, the structure of which is confirmed by the analysis data (see Example 1), are a superproducer of thymidine phosphorylase.

Штамм продуцента Е. coli BL21(DE3)/pERTPHO1 выращивают при 37oС в 100 мл YT-бульона (рН 7,0) с 50 мкг/мл ампициллина в течение 2 ч на качалке со скоростью вращения 190 об/мин до мутности А550 0,7-0,8, прибавляют изопропилтио-β-D-галактозид до концентрации 0,2 мМ и продолжают процесс еще 6 ч. Каждый час отбирают пробу по 2 мл, определяют А550 и количество культуры, соответствующее 1 мл с А550 1,0,центрифугируют 5 мин при 6000 об/мин. Осажденные клетки в 100 мкл лизирующего буфера с красителем бромфеноловым синим обрабатывают 20 сек ультразвуком, нагревают 3 мин при 100oС и пробы по 1 мкл используют для электрофореза в 15% SDS-ПААГ. Гель прокрашивают кумасси R-250 по стандартной методике и сканируют для определения относительного количества белка в полосе целевого белка.The producer strain E. coli BL21 (DE3) / pERTPHO1 was grown at 37 ° C. in 100 ml of YT broth (pH 7.0) with 50 μg / ml ampicillin for 2 hours on a shaker at a speed of 190 rpm until turbidity A 550 0.7-0.8, isopropylthio-β-D-galactoside is added to a concentration of 0.2 mM and the process is continued for another 6 hours. Each hour, a 2 ml sample is taken, A 550 is determined and the amount of culture corresponding to 1 ml with A 550 1.0, centrifuged for 5 minutes at 6000 rpm. Precipitated cells in 100 μl of lysing buffer with bromphenol blue dye are sonicated for 20 seconds, heated for 3 minutes at 100 ° C and 1 μl samples are used for electrophoresis in 15% SDS-PAGE. The gel was stained with Coomassie R-250 according to a standard procedure and scanned to determine the relative amount of protein in the target protein band.

Пример 3. Получение тимидин-фосфорилазы. Example 3. Obtaining thymidine phosphorylase.

Влажные клетки (10 г) суспендируют в 20 мл буфера (30 мМ Na-фосфат, рН 7,0, 5% глицерин) и разрушают ультразвуком с помощью ультразвукового дезинтегратора Sonifier 240 (Branson) (3 импульса по 20 сек при А 2,0 и 0oС). Гомогенат центрифугируют 10 мин при 10000 g и полученный супернатант с содержанием фермента до 80% от суммарного белка используют для реакции трансгликозилирования.Wet cells (10 g) are suspended in 20 ml of buffer (30 mM Na-phosphate, pH 7.0, 5% glycerol) and destroyed by ultrasound using an ultrasonic disintegrator Sonifier 240 (Branson) (3 pulses of 20 sec at A 2.0 and 0 o C). The homogenate is centrifuged for 10 min at 10,000 g and the obtained supernatant with an enzyme content of up to 80% of the total protein is used for the transglycosylation reaction.

Источники информации
1. O'Donovan G.A., Neuhard Y.// Bacteriol.Revs., 1970, v.34, p.278.
Sources of information
1. O'Donovan GA, Neuhard Y. // Bacteriol. Revs., 1970, v. 34, p. 278.

2. Миронов А.С., Смирнов Ю.В., Суходолец В.В.// Генетика, 1975, т.11, с. 97. 2. Mironov A.S., Smirnov Yu.V., Sukhodolets V.V. // Genetics, 1975, v. 11, p. 97.

3. Chae W.G., Cauchon N.S., Kozlowski J.F., Chang C.//J.Org.Chem., 1992, v.57, p. 1002-1005. 3. Chae W. G., Cauchon N. S., Kozlowski J. F., Chang C. // J. Org. Chem., 1992, v. 57, p. 1002-1005.

4. Schinazi R.F., Peck A., Sommadossi J.P.// Biochem.Pharmacol., 1992, v.44, p. 199-204. 4. Schinazi R.F., Peck A., Sommadossi J.P. // Biochem. Pharmacol., 1992, v. 44, p. 199-204.

5. WO Pat. 9308273, 29.04.93. 5. WO Pat. 9308273, 04.29.93.

6. Khachatourians G. G., Brosseau J.D., Child J.J.// Biotechnol.Lett., 1982, v.4, p.735-740. 6. Khachatourians G. G., Brosseau J. D., Child J. J. // Biotechnol. Lett., 1982, v. 4, p. 735-740.

7. Barbac. III, C.F., Wong C.-H.//Bioorgan.Chem., 1991, v.l9, p.261-269. 7. Barbac. III, C.F., Wong C.-H. // Bioorgan.Chem., 1991, v.l9, p. 261-269.

8. Вейко В.П., Сипрашвили 3.3., Ратманова К.И., Гулько Л.Б., Андрюхина Р.В., Дебабов В.Г.//Биотехнология, 1994, т.4, с.2-4. 8. Veiko V.P., Siprashvili 3.3., Ratmanova K.I., Gulko LB, Andryukhina R.V., Debabov V.G. // Biotechnology, 1994, v.4, p.2-4 .

9. Гаевая Л.В., Жуков В.Н.// Прикл. Биохим. Микробиол., 1987, т.23, с. 309-316. 9. Gaevaya L.V., Zhukov V.N.//App. Biochem. Microbiol., 1987, v. 23, p. 309-316.

10. Atkinson Т., Smith M.// in: Oligonucleotide synthesis; a practical approach. 1984. Ed. Gait M.J. p.35-81. IRL Press, Oxford. 10. Atkinson, T., Smith M. // in: Oligonucleotide synthesis; a practical approach. 1984. Ed. Gait M.J. p. 35-81. IRL Press, Oxford.

Claims (3)

1. Способ получения рекомбинантной тимидин-фосфорилазы, включающий культивирование штамма-продуцента, полученного трансформацией клеток Escherichia coli плазмидной ДНК с последующим разрушением клеток в буферном растворе, отличающийся тем, что в качестве плазмидной ДНК используют рекомбинантную плазмидную ДНК pERTPHO1, в качестве штамма-продуцента используют штамм Escherichia coli BL21(DE3)/pERTPHO1, который культивируют в богатой среде, разрушение клеток проводят ультразвуком, затем отделяют растворимую фракцию. 1. A method for producing recombinant thymidine phosphorylase, comprising cultivating a producer strain obtained by transforming Escherichia coli cells with plasmid DNA followed by cell disruption in a buffer solution, characterized in that recombinant plasmid pERTPHO1 is used as plasmid DNA, and a producer strain is used strain Escherichia coli BL21 (DE3) / pERTPHO1, which is cultivated in a rich medium, the destruction of the cells is carried out by ultrasound, then the soluble fraction is separated. 2. Рекомбинантная плазмидная ДНК pERTPHO1, кодирующая аминокислотную последовательность тимидин-фосфорилазы Escherichia coli, имеющая молекулярную массу 2,98 МДа, состоящая из NdeI/SalI-фрагмента ДНК плазмиды pET20b(+), содержащего промотор и терминатор транскрипции Т7-РНК-полимеразы, усилитель трансляции гена 10 фага Т7, ген β-лактамазы, NdeI/SalI-фрагмента ДНК, содержащего адаптированную к этим сайтам последовательность гена тимидин-фосфорилазы Escherichia coli, содержащая в качестве генетического маркера ген β-лактамазы, детерминирующей устойчивость сформированных плазмидой pERTPHO1 клеток Escherichia coli, к пенициллиновым антибиотикам, уникальные сайты узнавания рестрикционных эндонуклеаз, расположенные на следующем расстоянии вправо от сайта NdeI: XbaI - 38 п.о., BglII - 96 п.о., PvuII - 741 п.о., PstI - 2288 п.о., PvuI - 2413 п.о., SalI - 4918 п.о. 2. Recombinant plasmid DNA pERTPHO1, encoding the amino acid sequence of Escherichia coli thymidine phosphorylase, having a molecular weight of 2.98 MDa, consisting of an NdeI / SalI DNA fragment of plasmid pET20b (+), containing a promoter and T7 RNA polymerase transcription terminator, enhancer translation of phage T7 gene 10, β-lactamase gene, NdeI / SalI DNA fragment containing the Escherichia coli thymidine phosphorylase gene sequence adapted to these sites, containing β-lactamase gene determining the stability of penicillin antibiotics, unique recognition sites of restriction endonucleases located at the following distance to the right from the NdeI site: XbaI - 38 bp, BglII - 96 bp, PvuII - 741 bp, PstI - 2288 bp, PvuI - 2413 bp, SalI - 4918 bp 3. Штамм Escherichia coli BL21(DE3) (ВКПМ В-7976), содержащий рекомбинантную плазмидную ДНК pERTPHO1 по п.2, продуцент тимидин-фосфорилазы. 3. The strain Escherichia coli BL21 (DE3) (VKPM B-7976) containing the recombinant plasmid DNA pERTPHO1 according to claim 2, the producer of thymidine phosphorylase.
RU2000120946A 2000-08-11 2000-08-11 Method of preparing recombinant thymidine phosphorylase, recombinant plasmid dna pertpho1 and strain escherichia coli bl21(de3)/pertpho1 as producer of thymidine phosphorylase RU2188234C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000120946A RU2188234C2 (en) 2000-08-11 2000-08-11 Method of preparing recombinant thymidine phosphorylase, recombinant plasmid dna pertpho1 and strain escherichia coli bl21(de3)/pertpho1 as producer of thymidine phosphorylase

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000120946A RU2188234C2 (en) 2000-08-11 2000-08-11 Method of preparing recombinant thymidine phosphorylase, recombinant plasmid dna pertpho1 and strain escherichia coli bl21(de3)/pertpho1 as producer of thymidine phosphorylase

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000120946A RU2000120946A (en) 2002-08-20
RU2188234C2 true RU2188234C2 (en) 2002-08-27

Family

ID=20238884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000120946A RU2188234C2 (en) 2000-08-11 2000-08-11 Method of preparing recombinant thymidine phosphorylase, recombinant plasmid dna pertpho1 and strain escherichia coli bl21(de3)/pertpho1 as producer of thymidine phosphorylase

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2188234C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478708C1 (en) * 2011-11-11 2013-04-10 Учреждение Российской академии наук Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (ИФХиБПП РАН) RECOMBINANT PLASMID DNA pEstPc, ENCODING POLYPEPTIDE WITH PROPERTIES OF ESTERASE Psychrobacter cryohalolentis K5T, Escherichia coli BACTERIA STRAIN - PRODUCER OF POLYPEPTIDE WITH PROPERTIES OF ESTERASE Psychrobacter cryohalolentis K5T

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВЕЙКО В.П. и др. Клонирование и экспрессия в E. coli тимидинфосфорилазы под контролем промотора уридинфосфорилазы, Биотехнология, 1994, т. 4, с. 2-4. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478708C1 (en) * 2011-11-11 2013-04-10 Учреждение Российской академии наук Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (ИФХиБПП РАН) RECOMBINANT PLASMID DNA pEstPc, ENCODING POLYPEPTIDE WITH PROPERTIES OF ESTERASE Psychrobacter cryohalolentis K5T, Escherichia coli BACTERIA STRAIN - PRODUCER OF POLYPEPTIDE WITH PROPERTIES OF ESTERASE Psychrobacter cryohalolentis K5T

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101240285B (en) Cephalosporin C acrylase and its vector and application
CN113774036B (en) Imine reductase mutant and application thereof
JP4505011B2 (en) Enzymatic synthesis of 3'-phosphoadenosine-5'-phosphosulfate
JPH10229885A (en) New alcohol/aldehyde dehydrogenase
KR20080067145A (en) Inosine producing microorganism and a method of producing inosine using the same
KR20050074313A (en) Cephalosporin c acylases
Xue et al. Soluble expression of (+)-γ-lactamase in Bacillus subtilis for the enantioselective preparation of abacavir precursor
KR100244066B1 (en) Process for producing d-n-carbamoyl-alpha-amino acid
CN110592037B (en) Phenylalanine dehydrogenase for catalyzing and preparing unnatural amino acid and application thereof
RU2188234C2 (en) Method of preparing recombinant thymidine phosphorylase, recombinant plasmid dna pertpho1 and strain escherichia coli bl21(de3)/pertpho1 as producer of thymidine phosphorylase
RU2177998C2 (en) Method of preparing recombinant uridine phosphorylase, recombinant plasmid dna perurph01 and strain of escherichia coli bl 21(dez)/perurph01 for its realization
CN105950595B (en) (-)-gamma-lactam enzyme, gene, mutant, carrier and its preparation and application
CN112375725B (en) Metabolic engineering strain for producing vitamin B6 and construction method and application thereof
RU2179188C2 (en) Method of producing recombinant purine nucleoside phosphory-lase, recombinant plasmid dna perpupho1 and strain escherichia coli bl21(de3)perpuho1 for its realization
JP4437170B2 (en) Microorganism, lactamase enzyme obtained from the microorganism, and use thereof
CN114736884A (en) Cytidine monophosphate kinase mutant and gene and application thereof
RU2700452C1 (en) Recombinant plasmid dna of ptrx-tevrs-pth coding a hybrid protein capable of proteolytic splitting to form a fragment of endogenous human parathyroid hormone (1-34), an escherichia coli bl21(de3)/ptrx-tevrs-pth strain - producer of said protein and a method of producing recombinant pth (1-34)
CA2392463C (en) Novel use of uridine diphosphate glucose 4-epimerase
RU2593172C2 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA pER-TA1 GyrA-AcSer CODING SERINE ACETYLTRANSFERASE CAPABLE OF in vivo ACETYLATION OF N-TERMINAL SERINE DEACETYL-THYMOSIN α1 AND HYBRID PROTEIN CAPABLE OF AUTOCATALYTIC BREAKDOWN TO FORM HUMAN THYMOSIN α1, STRAIN OF Eschrichia coli C3030/pER-TA1GyrA-AcSer PRODUCER OF SAID PROTEINS AND METHOD OF PRODUCING GENETICALLY ENGINEERED HUMAN THYMOSIN
RU2302465C2 (en) METHOD FOR PRODUCTION OF HUMAN GENE ENGINEERED GLUCAGONE, RECOMBINANT PLASMIDE DNA pER-Gl, ENCODING AUTOCATALITICALLY CLEAVABLE HYBRID PROTEIN FORMING HUMAN GLUCAGONE AND STRAIN OF Escherichia coli ER-2566/pER-Gl AS PRODUCER OF SAID PROTEIN
KR101677755B1 (en) Mutant alpha-amino acid ester hydrolase with enhanced productivity of amoxicillin
CN113462704B (en) Biosynthetic gene cluster of plant cytokinin angustmycin, biological material of biosynthetic gene cluster and application of biosynthetic gene cluster in synthesis of angustmycin
RU2099421C1 (en) Method of preparing the human recombinant interleukin-3, recombinant plasmid dna p3pteil3 encoding the human recombinant interleukin-3, strain of bacterium escherichia coli - a producer of the human recombinant interleukin-3
Wen et al. Expression, purification, and characterization of His-tagged penicillin G acylase from Kluyvera citrophila in Escherichia coli
KR0184755B1 (en) Thermostable tyrosine phenol-lyase and the preparation process of l-dopa using it

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20131024

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160812