RU2303635C2 - Genes of corynebacterium glutamicum encoding resistance and tolerance proteins to stress - Google Patents

Genes of corynebacterium glutamicum encoding resistance and tolerance proteins to stress Download PDF

Info

Publication number
RU2303635C2
RU2303635C2 RU2002101730/13A RU2002101730A RU2303635C2 RU 2303635 C2 RU2303635 C2 RU 2303635C2 RU 2002101730/13 A RU2002101730/13 A RU 2002101730/13A RU 2002101730 A RU2002101730 A RU 2002101730A RU 2303635 C2 RU2303635 C2 RU 2303635C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nucleic acid
srt
protein
sequence
acid molecule
Prior art date
Application number
RU2002101730/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002101730A (en
Inventor
Маркус ПОМПЕЙУС (DE)
Маркус ПОМПЕЙУС
Буркхард КРЕГЕР (DE)
Буркхард КРЕГЕР
Хартвиг ШРЕДЕР (DE)
Хартвиг ШРЕДЕР
Оскар ЦЕЛЬДЕР (DE)
Оскар Цельдер
Грегор ХАБЕРХАУЕР (DE)
Грегор ХАБЕРХАУЕР
Хеунг-Шик ЛИ (KR)
Хеунг-Шик ЛИ
Хьюнг-Джун КИМ (KR)
Хьюнг-Джун КИМ
Original Assignee
Басф Акциенгезелльшафт
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 Басф Акциенгезелльшафт filed Critical Басф Акциенгезелльшафт
Publication of RU2002101730A publication Critical patent/RU2002101730A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2303635C2 publication Critical patent/RU2303635C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology, genetic engineering, microbiology.
SUBSTANCE: invention represents nucleic acid molecules isolated from Corynebacterium glutamicum that encode polypeptide with the protein activity providing the resistance to lincomycin. Also, invention relates to recombinant expressing vectors comprising such nucleic acids molecules, and to host-cells wherein these expressing vectors have been inserted. This invention relates to a method for preparing amino acids by culturing above indicated cells.
EFFECT: expanded assortment of enzymes, enhanced effectiveness in preparing amino acids.
36 cl, 4 tbl, 14 ex

Description

Родственные заявкиRelated Applications

В настоящей заявке испрашивается приоритет ранее поданной предварительной заявки на патент США рег.№60/141031, поданной 25 июня 1999, предварительной заявки на патент США рег. №60/142692, поданной 1 июля 1999, а также предварительной заявки на патент США рег. №60/151214, поданной 27 августа 1999. В этой заявке также испрашивается приоритет заявки на патент Германии №19930429.7, поданной 1 июля 1999, заявки на патент Германии №19931413.6, поданной 8 июля 1999, заявки на патент Германии №19931457.8, поданной 8 июля 1999, заявки на патент Германии №19931541.8, поданной 8 июля 1999, заявки на патент Германии №19932209.0, поданной 9 июля 1999, заявки на патент Германии №19932230.9, поданной 9 июля 1999, заявки на патент Германии №19932914.1, поданной 14 июля 1999, заявки на патент Германии №19940764.9, поданной 27 августа 1999, и заявки на патент Германии №19941382.7, поданной 31 августа 1999. Полное содержание всех вышеупомянутых заявок во всей своей полноте вводится в настоящее описание посредством ссылки.This application claims the priority of a previously filed provisional application for US Patent Reg. No. 60/141031, filed June 25, 1999, provisional application for US Patent Reg. No. 60/142692, filed July 1, 1999, as well as provisional patent application US reg. No. 60/151214, filed August 27, 1999. This application also claims the priority of German patent application No. 19930429.7, filed July 1, 1999, German patent application No. 199311413.6, filed July 8, 1999, German patent application No. 19931457.8, filed July 8 1999, German patent application No. 19931541.8, filed July 8, 1999, German patent application No. 199932209.0, filed July 9, 1999, German patent application No. 199932230.9, filed July 9, 1999, German patent application No. 199932914.1, filed July 14, 1999, German patent application No. 19940764.9, filed on August 27, 1999, and German patent application No. 19941382.7, filed August 31 th, 1999. The entire contents of all of the above claims in their entirety incorporated herein by reference.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Некоторые продукты и побочные продукты природных процессов метаболизма в клетках широко используются в различных областях промышленности, включая пищевую, комбикормовую, косметическую и фармацевтическую промышленность. Такими молекулами, имеющими общее название «химические продукты тонкого органического синтеза», являются органические кислоты, протеиногенные и непротеиногенные аминокислоты, нуклеотиды и нуклеозиды, липиды и жирные кислоты, диолы, углеводы, ароматические соединения, витамины и кофакторы, и ферменты. Их получение обычно осуществляют путем широкомасштабного культивирования бактерий, выращиваемых для продуцирования и секреции больших количеств конкретной нужной молекулы. Одним из ценных микроорганизмов, используемых в этих целях, является Corynebactecium glutamicum, грамположительная непатогенная бактерия. Посредством отбора штаммов был получен ряд мутантных штаммов, продуцирующих ряд нужных соединений. Однако отбор штаммов с повышенным продуцированием конкретной молекулы является длительным и трудоемким процессом.Some products and by-products of the natural processes of metabolism in cells are widely used in various industries, including food, animal feed, cosmetic and pharmaceutical industries. Such molecules, collectively called “fine chemicals”, are organic acids, proteinogenic and non-proteinogenic amino acids, nucleotides and nucleosides, lipids and fatty acids, diols, carbohydrates, aromatic compounds, vitamins and cofactors, and enzymes. Their preparation is usually carried out by large-scale cultivation of bacteria grown for the production and secretion of large quantities of a particular desired molecule. One of the valuable microorganisms used for this purpose is Corynebactecium glutamicum, a gram-positive non-pathogenic bacterium. By selecting strains, a number of mutant strains were obtained that produced a number of desired compounds. However, the selection of strains with increased production of a particular molecule is a long and laborious process.

Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к новым бактериальным молекулам нуклеиновой кислоты, имеющим широкое применение. Такими применениями являются идентификация микроорганизмов, которые могут быть использованы для продуцирования химических продуктов тонкого органического синтеза, модуляция продуцирования химических продуктов тонкого органического синтеза в С. glutamicum или родственных бактериях, типирование или идентификация С. glutamicum или родственных бактерий для использования в качестве эталонных участков для картирования генома С. glutamicum, или в качестве маркеров для трансформации. Эти новые молекулы нуклеиновой кислоты кодируют белки, называемые в данном описании белками резистентности и толерантности к стрессам (SRT).The present invention relates to new bacterial nucleic acid molecules having widespread use. Such applications are the identification of microorganisms that can be used to produce fine chemicals, modulating the production of fine chemicals in C. glutamicum or related bacteria, typing or identification of C. glutamicum or related bacteria for use as reference plots for mapping C. glutamicum genome, or as markers for transformation. These new nucleic acid molecules encode proteins, referred to herein as resistance and stress tolerance (SRT) proteins.

С. glutamicum представляет собой грамположительную аэробную бактерию, которая широко используется в промышленности для широкомасштабного продуцирования ряда химических продуктов тонкого органического синтеза, а также для деградации углеводородов (например, при утечке нефти) и для окисления терпеноидов. Поэтому, молекулы нуклеиновой кислоты для SRT настоящего изобретения могут быть использованы для идентификации микроорганизмов, которые могут быть использованы для продуцирования химических продуктов тонкого органического синтеза, например, методом ферментации. Модуляция экспрессии нуклеиновых кислот, кодирующих SRT настоящего изобретения, или модификация данной последовательности молекул нуклеиновой кислоты, кодирующих SRT настоящего изобретения, могут быть осуществлены в целях модуляции продуцирования одного или нескольких химических продуктов тонкого органического синтеза из микроорганизма (например, для повышения выхода или продуцирования одного или нескольких химических продуктов тонкого органического синтеза из бактерий видов Corynebacterium glutamicum или Brevibacterium).C. glutamicum is a gram-positive aerobic bacterium that is widely used in industry for the large-scale production of a number of fine chemicals, as well as for the degradation of hydrocarbons (for example, oil spills) and for the oxidation of terpenoids. Therefore, the nucleic acid molecules for the SRT of the present invention can be used to identify microorganisms that can be used to produce fine chemicals, for example, by fermentation. Modulation of the expression of nucleic acids encoding the SRT of the present invention, or modification of a given sequence of nucleic acid molecules encoding the SRT of the present invention, can be performed to modulate the production of one or more fine chemicals from a microorganism (for example, to increase the yield or production of one or several fine chemicals from bacteria of the species Corynebacterium glutamicum or Brevibacterium).

Нуклеиновые кислоты SRT настоящего изобретения могут быть также использованы для идентификации микроорганизма Corynebacterium glutamicum или близкородственного микроорганизма, либо для обнаружения присутствия С. glutamicum или его родственной бактерии в смешанной популяции микроорганизмов. Настоящее изобретение относится к нуклеотидным последовательностям ряда генов С. glutamicum; при этом, присутствие этого микроорганизма может быть быть установлено путем зондирования экстрагированной геномной ДНК культуры одиночной или смешанной популяции микроорганизмов в жестких условиях зондом, охватывающим область гена С. glutamicum, который является уникальным для этого микроорганизма. Хотя Corynebacterium glutamicum сам по себе является непатогенным, однако, он является родственным патогенному виду у человека, такому как Corynebacterium diphtheriae (патоген, вызывающий дифтерию); причем, детекция таких микроорганизмов имеет большое значение в медицине.The SRT nucleic acids of the present invention can also be used to identify a Corynebacterium glutamicum microorganism or a closely related microorganism, or to detect the presence of C. glutamicum or its related bacterium in a mixed population of microorganisms. The present invention relates to the nucleotide sequences of a number of C. glutamicum genes; however, the presence of this microorganism can be established by probing the extracted genomic DNA culture of a single or mixed population of microorganisms under stringent conditions with a probe covering the region of the C. glutamicum gene, which is unique to this microorganism. Although Corynebacterium glutamicum itself is non-pathogenic, however, it is akin to a pathogenic species in humans, such as Corynebacterium diphtheriae (a pathogen that causes diphtheria); moreover, the detection of such microorganisms is of great importance in medicine.

Молекулы нуклеиновых кислот, кодирующие SRT настоящего изобретения, могут также служить в качестве исходных участков для картирования генома С. glutamicum или геномов родственных микроорганизмов. Аналогичным образом, эти молекулы или их варианты или части могут служить в качестве маркеров для генетически сконструированных видов Corynebacterium или Brevibacterium.Nucleic acid molecules encoding the SRT of the present invention can also serve as starting sites for mapping the C. glutamicum genome or genomes of related microorganisms. Similarly, these molecules or their variants or parts can serve as markers for genetically engineered species of Corynebacterium or Brevibacterium.

Белки SRT, кодируемые новыми молекулами нуклеиновой кислоты настоящего изобретения, например, позволяют С. glutamicum выживать в условиях химического стресса или воздействия окружающей среды, опасных для данного микроорганизма. Если принять во внимание доступность клонирующих векторов для использования в Corynebacterium glutamicum, таких как векторы, описанные Sinskey и др. в патенте США №4649119, и способов генетической манипуляции с бактериями С. glutamicum и родственных видов Brevibacterium (например, lactofermentum} (Yoshihama et al., J.Bacteriol. 162: 591-597 (1985); Katsumata et al., J.Bacteriol. 159: 306-311 (1984) & Santamaria et al., J.Gen.Microbiol. 130: 2237-2246 (1984)), молекулы нуклеиновой кислоты настоящего изобретения можно использовать для генетического конструирования этого микроорганизма в целях получения из него лучшего или более эффективного продуцента одного или нескольких химических продуктов тонкого органического синтеза благодаря способности этих белков стимулировать рост и размножение С. glutamicum (а также непрерывное продуцирование одного или нескольких химических продуктов тонкого органического синтеза) в условиях, которые обычно препятствуют росту данного микроорганизма, таких как условия, часто встречающиеся в процессе крупномасштабного ферментативного роста. Так, например, путем сверхэкспрессии или конструирования молекулы, индуцируемой тепловым шоком протеазы, для оптимизации ее активности, может быть увеличена способность данной бактерии к разложению неправильно уложенных белков, в случае, когда данная бактерия подвергается действию высоких температур. При снижении количества неправильно уложенных (и возможно неправильно регулируемых или нефункциональных) белков, которые препятствуют осуществлению нормальных реакционных механизмов в клетке, способность этой клетки нормально функционировать в такой культуре повышается, что, в свою очередь, должно повышать ее жизнеспособность. Это общее увеличение числа клеток, обладающих большей жизнеспособностью и активностью в данной культуре, должно также приводить к увеличению выхода, продуцирования и/или эффективности продуцирования одного или нескольких нужных химических продуктов тонкого органического синтеза, что обусловлено, по крайней мере, относительно большим числом клеток, продуцирующих эти химические вещества в данной культуре.SRT proteins encoded by the new nucleic acid molecules of the present invention, for example, allow C. glutamicum to survive under chemical stress or environmental hazards that are harmful to the microorganism. Considering the availability of cloning vectors for use in Corynebacterium glutamicum, such as the vectors described by Sinskey et al. In US Pat. ., J. Bacteriol. 162: 591-597 (1985); Katsumata et al., J. Bacteriol. 159: 306-311 (1984) & Santamaria et al., J. Gen. Microbiol. 130: 2237-2246 ( 1984)), the nucleic acid molecules of the present invention can be used for the genetic construction of this microorganism in order to obtain from it a better or more efficient producer nta of one or more fine chemicals because of the ability of these proteins to stimulate the growth and reproduction of C. glutamicum (as well as the continuous production of one or more fine chemicals) under conditions that usually inhibit the growth of a given microorganism, such as common conditions in the process of large-scale enzymatic growth. So, for example, by overexpressing or constructing a molecule induced by heat shock of a protease to optimize its activity, the ability of this bacterium to decompose improperly laid proteins can be increased when this bacterium is exposed to high temperatures. With a decrease in the number of improperly laid (and possibly incorrectly regulated or non-functional) proteins that impede the implementation of normal reaction mechanisms in a cell, the ability of this cell to function normally in such a culture increases, which, in turn, should increase its viability. This overall increase in the number of cells with greater viability and activity in a given culture should also lead to an increase in the yield, production and / or production efficiency of one or more desired chemicals of fine organic synthesis, which is caused by at least a relatively large number of cells, producing these chemicals in a given culture.

Настоящее изобретение также относится к новым молекулам нуклеиновой кислоты, кодирующей белки SRT, которые позволяют, например, С. glutamicum выживать в условиях химического стресса или воздействия окружающей среды, опасных для данного микроорганизма. Молекулы нуклеиновых кислот, кодирующие белок SRT, называются в настоящем описании молекулами нуклеиновых кислот SRT. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, белок SRT участвует в путях метаболизма, позволяющих С. glutamicum выживать в условиях химического стресса или воздействия окружающей среды, опасных для данного микроорганизма. Примерами таких белков являются белки, кодируемые генами, представленными в Таблице 1.The present invention also relates to new nucleic acid molecules encoding SRT proteins, which allow, for example, C. glutamicum to survive under chemical stress or environmental exposure, dangerous for this microorganism. Nucleic acid molecules encoding an SRT protein are referred to herein as SRT nucleic acid molecules. In a preferred embodiment, the SRT protein is involved in metabolic pathways that allow C. glutamicum to survive under chemical stress or environmental hazards that are harmful to the microorganism. Examples of such proteins are proteins encoded by the genes shown in Table 1.

В соответствии с одним из своих аспектов, настоящее изобретение относится к изолированным молекулам нуклеиновой кислоты (например, кДНК, ДНК или РНК), содержащим нуклеотидную последовательность, кодирующую белок SRT или его биологически активные части, а также к фрагментам нуклеиновой кислоты, используемым в качестве праймеров или зондов для гибридизации в целях детекции или амплификации SRT-кодирующей нуклеиновой кислоты (например, ДНК или мРНК). В особенно предпочтительных вариантах осуществления изобретения, изолированная молекула нуклеиновой кислоты содержит одну из нуклеотидных последовательностей, представленных нечетно пронумерованными SEQ ID NOs в Списке последовательностей (например, SEQ ID NO:1, SEQ ID NO:3, SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:7...) или кодирующую область или комплемент одной из этих нуклеотидных последовательностей. В других особенно предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, изолированная молекула нуклеиновой кислоты настоящего изобретения включает нуклеотидную последовательность, которая гибридизуется с этой молекулой или которая, по крайней мере, приблизительно на 50%, а предпочтительно, по крайней мере, приблизительно на 60%, более предпочтительно, по крайней мере, приблизительно на 70%, 80% или 90%, и даже более предпочтительно, по крайней мере, приблизительно на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более является гомологичной нуклеотидной последовательности, представленной нечетно пронумерованными SEQ ID Nos в Списке последовательностей (например, SEQ ID NO:1, SEQ ID NO:3, SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:7...) или ее части. В других предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, изолированная молекула нуклеиновой кислоты кодирует одну из аминокислотных последовательностей, представленных четно пронумерованными SEQ ID NO: в Списке последовательностей (например, SEQ ID NO:2, SEQ ID NO:4, SEQ ID NO:6, SEQ ID NO:8...). Предпочтительными белками SRT настоящего изобретения также являются белки, которые, предпочтительно, обладают, по крайней мере, одной из SRT-активностей, описанных в данной заявке.In accordance with one of its aspects, the present invention relates to isolated nucleic acid molecules (eg, cDNA, DNA or RNA) containing the nucleotide sequence encoding the SRT protein or its biologically active parts, as well as to nucleic acid fragments used as primers or probes for hybridization to detect or amplify an SRT-coding nucleic acid (e.g., DNA or mRNA). In particularly preferred embodiments, an isolated nucleic acid molecule contains one of the nucleotide sequences represented by the oddly numbered SEQ ID NOs in the Sequence List (e.g., SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 5 : 7 ...) or the coding region or complement of one of these nucleotide sequences. In other particularly preferred embodiments of the present invention, an isolated nucleic acid molecule of the present invention comprises a nucleotide sequence that hybridizes with that molecule or that is at least about 50%, and preferably at least about 60%, more preferably at least about 70%, 80% or 90%, and even more preferably at least about 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or more, is homologous to the nucleotide sequence the sequence represented by the oddly numbered SEQ ID Nos in the Sequence List (e.g., SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7 ...) or parts thereof. In other preferred embodiments of the present invention, an isolated nucleic acid molecule encodes one of the amino acid sequences represented by evenly numbered SEQ ID NO: in the Sequence List (e.g., SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8 ...). Preferred SRT proteins of the present invention are also proteins that preferably have at least one of the SRT activities described in this application.

В другом варианте осуществления изобретения, изолированная молекула нуклеиновой кислоты кодирует белок или его часть, где указанный белок или его часть включает аминокислотную последовательность, которая является достаточно гомологичной аминокислотной последовательности настоящего изобретения (например, последовательности, имеющей четно пронумерованную SEQ ID NO: в Списке последовательностей), например, достаточно гомологичной аминокислотной последовательности настоящего изобретения, так, что данный белок или его часть сохраняют SRT-активность. Предпочтительно, чтобы этот белок или его часть, кодируемые данной молекулой нуклеиновой кислоты, сохраняли способность повышать выживаемость С. glutamicum в условиях химического стресса или воздействия окружающей среды, опасных для данного микроорганизма. В одном из вариантов осуществления изобретения, белок, кодируемый данной молекулой нуклеиновой кислоты, является, по крайней мере, примерно на 50%, а предпочтительно, по крайней мере, примерно на 60%, более предпочтительно, по крайней мере, примерно на 70%, 80% или 90%, а наиболее предпочтительно, по крайней мере, примерно на 95%, 96%, 97%, 98% или 99% или более гомологичным аминокислотной последовательности настоящего изобретения (например, всей аминокислотной последовательности, выбранной из четно пронумерованных последовательностей SEQ ID NO: в Списке последовательностей). В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, указанным белком является полноразмерный белок С. glutamicum, который является, в основном, гомологичным всей аминокислотной последовательности настоящего изобретения (кодируемой открытой рамкой считывания, показанной соответствующими нечетно пронумерованными SEQ ID NO: в Списке последовательностей (например, SEQ ID NO:1, SEQ ID NO:3, SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:7...).In another embodiment, an isolated nucleic acid molecule encodes a protein or part thereof, wherein said protein or part thereof comprises an amino acid sequence that is sufficiently homologous to the amino acid sequence of the present invention (for example, a sequence having the evenly numbered SEQ ID NO: in the Sequence Listing) , for example, a sufficiently homologous amino acid sequence of the present invention, such that the protein or part thereof retains SRT activity. Preferably, this protein or a part thereof encoded by this nucleic acid molecule retains the ability to increase the survival of C. glutamicum under chemical stress or environmental exposure hazardous to the microorganism. In one embodiment, the protein encoded by the nucleic acid molecule is at least about 50%, and preferably at least about 60%, more preferably at least about 70%, 80% or 90%, and most preferably at least about 95%, 96%, 97%, 98% or 99% or more homologous to the amino acid sequence of the present invention (for example, the entire amino acid sequence selected from evenly numbered SEQ sequences ID NO: in the List after sequences). In another preferred embodiment, said protein is a full-length C. glutamicum protein that is substantially homologous to the entire amino acid sequence of the present invention (encoded by an open reading frame shown by the corresponding oddly numbered SEQ ID NO: in the Sequence List (e.g., SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 7 ...).

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, изолированная молекула нуклеиновой кислоты происходит от С. glutamicum и кодирует белок (например, гибридный белок SRT), включающий биологически активный домен, который является, по крайней мере, приблизительно на 50% или более гомологичным одной из аминокислотных последовательностей настоящего изобретения (например, одной из четно пронумерованных последовательностей SEQ ID NO: в Списке последовательностей) и обладает способностью повышать выживаемость С. glutamicum в условиях химического стресса или воздействия окружающей среды, опасных для данного микроорганизма, или обладает одной или более активностями, указанными в Таблице 1, и указанная изолированная молекула также включает гетерологичные последовательности нуклеиновой кислоты, кодирующие гетерологичный полипептид или регуляторные области.In another preferred embodiment, the isolated nucleic acid molecule is derived from C. glutamicum and encodes a protein (e.g., an SRT fusion protein) comprising a biologically active domain that is at least about 50% or more homologous to one of the amino acid sequences of the present invention (for example, one of the evenly numbered sequences of SEQ ID NO: in the List of Sequences) and has the ability to increase the survival of C. glutamicum under chemical stress or environmental exposure, dangerous for the microorganism, or has one or more activities listed in Table 1, and the specified isolated molecule also includes heterologous nucleic acid sequences encoding a heterologous polypeptide or regulatory region.

В другом варианте осуществления изобретения, указанная изолированная молекула нуклеиновой кислоты имеет длину, по крайней мере, в 15 нуклеодитов и гибридизуется в жестких условиях с молекулой нуклеиновой кислоты, включающей нуклеотидную последовательность настоящего изобретения (например, нечетно пронумерованную последовательность SEQ ID NO в Списке последовательностей). Предпочтительно, чтобы указанная изолированная молекула нуклеиновой кислоты соответствовала природной молекуле нуклеиновой кислоты. Более предпочтительно, чтобы изолированная нуклеиновая кислота кодировала природный белок SRT С. glutamicum или его биологически активную часть.In another embodiment, said isolated nucleic acid molecule has a length of at least 15 nucleodites and hybridizes under stringent conditions to a nucleic acid molecule comprising the nucleotide sequence of the present invention (e.g., the oddly numbered SEQ ID NO sequence in the Sequence List). Preferably, said isolated nucleic acid molecule corresponds to a natural nucleic acid molecule. More preferably, the isolated nucleic acid encodes the naturally occurring C. glutamicum SRT protein or a biologically active portion thereof.

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к векторам, например, к рекомбинантным экспрессирующим векторам, содержащим молекулу нуклеиновой кислоты настоящего изобретения, и к клеткам-хозяевам, в которые были введены указанные векторы. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная клетка-хозяин используется для продуцирования белка SRT путем ее культивирования в подходящей среде. Затем, указанный белок SRT может быть выделен из данной среды или клетки-хозяина.In another aspect, the present invention relates to vectors, for example, to recombinant expression vectors containing the nucleic acid molecule of the present invention, and to host cells into which these vectors have been introduced. In one embodiment of the invention, said host cell is used to produce the SRT protein by culturing it in a suitable medium. Then, said SRT protein can be isolated from a given medium or host cell.

В еще одном своем аспекте, настоящее изобретение относится к генетически модифицированному микроорганизму, в который был введен ген SRT или в котором он был модифицирован. В одном из вариантов осуществления изобретения, геном указанного микроорганизма был модифицирован путем введения молекулы нуклеиновой кислоты настоящего изобретения, кодирующей последовательность SRT дикого типа или мутированную последовательность SRT в качестве трансгена. В другом варианте осуществления изобретения, эндогенный ген SRT в геноме данного микроорганизма был модифицирован, например, функционально разрушен посредством гомологичной рекомбинации с модифицированным геном SRT. В другом варианте осуществления изобретения, эндогенный или введенный ген SRT в микроорганизме был модифицирован с помощью одной или нескольких точковых мутаций, делеций или инверсий, но, при этом, он кодирует функциональный белок SRT. В еще одном варианте осуществления изобретения, одна или несколько регуляторных областей (например, промотор, репрессор или индуктор) гена SRT в микроорганизме были модифицированы (например, посредством делеций, усечений, инверсии или точковой мутации), так, чтобы модулировалась экспрессия гена SRT. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, данный микроорганизм принадлежит к роду Corynebacterium или Brevibacterium, при этом, особенно предпочтительным является Cocynebacterium glutamicum. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, указанный микроорганизм также используют для продуцирования нужного соединения, такого как аминокислота, при этом, особенно предпочтительным является лизин.In yet another aspect, the present invention relates to a genetically modified microorganism into which the SRT gene has been introduced or in which it has been modified. In one embodiment, the genome of said microorganism has been modified by introducing a nucleic acid molecule of the present invention encoding a wild-type SRT sequence or a mutated SRT sequence as a transgene. In another embodiment, the endogenous SRT gene in the genome of the microorganism has been modified, for example, functionally destroyed by homologous recombination with the modified SRT gene. In another embodiment, an endogenous or introduced SRT gene in a microorganism has been modified using one or more point mutations, deletions or inversions, but it encodes a functional SRT protein. In yet another embodiment, one or more regulatory regions (e.g., a promoter, repressor, or inducer) of an SRT gene in a microorganism has been modified (e.g., by deletions, truncations, inversions, or point mutations) so that expression of the SRT gene is modulated. In a preferred embodiment, the microorganism belongs to the genus Corynebacterium or Brevibacterium, with Cocynebacterium glutamicum being particularly preferred. In a preferred embodiment of the invention, said microorganism is also used to produce the desired compound, such as an amino acid, with lysine being particularly preferred.

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к способу идентификации присутствия или активности Corynebacterium diphtheriae у индивидуума. Этот способ предусматривает обнаружение у индивидуума одной или нескольких нуклеотидных или аминокислотных последовательностей настоящего изобретения (например, последовательностей, представленных в Списке последовательностей как SEQ ID NO:1-304), и тем самым обнаружение у данного индивидуума присутствия или активности Corynebacterium diphtheriae.In another aspect, the present invention relates to a method for identifying the presence or activity of Corynebacterium diphtheriae in an individual. This method comprises detecting in an individual one or more nucleotide or amino acid sequences of the present invention (for example, the sequences shown in SEQ ID NO: 1-304), and thereby detecting the presence or activity of Corynebacterium diphtheriae in that individual.

В еще одном своем аспекте, настоящее изобретение относится к изолированному белку SRT или его части, например, к его биологически активной части. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, изолированный белок SRT или его часть обладает способностью повышать выживаемость С. glutamicum в условиях химического стресса или воздействия окружающей среды, опасных для данного микроорганизма. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, изолированный белок SRT или его часть являются достаточно гомологичными аминокислотной последовательности настоящего изобретения (например, четно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей), при этом, указанный белок или его часть сохраняют способность повышать выживаемость С. glutamicum в условиях воздействия химических веществ или окружающей среды, опасных для данного микроорганизма.In another aspect, the present invention relates to an isolated SRT protein or part thereof, for example, to its biologically active part. In a preferred embodiment of the invention, an isolated SRT protein or part thereof has the ability to increase the survival of C. glutamicum under chemical stress or environmental exposure hazardous to the microorganism. In another preferred embodiment of the invention, the isolated SRT protein or part thereof is sufficiently homologous to the amino acid sequence of the present invention (for example, the evenly numbered sequence SEQ ID NO: in the Sequence List), while this protein or part thereof retains the ability to increase the survival of C. glutamicum under the influence of chemicals or the environment, dangerous for this microorganism.

Настоящее изобретение также относится к изолированному препарату белка SRT. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения, белок SRT включает аминокислотную последовательность настоящего изобретения (например, одну из четно пронумерованных последовательностей SEQ ID NO в Списке последовательностей). В другом предпочтительном варианте своего осуществления, настоящее изобретение относится к изолированному полноразмерному белку, который, в основном, гомологичен полной аминокислотной последовательности настоящего изобретения (например, последовательности SEQ ID NO, имеющей четный номер в Списке последовательностей) (кодированной открытой рамкой считывания в соответствующей SEQ ID NO, имеющей нечетный номер в Списке последовательностей). В еще одном варианте осуществления изобретения, данный белок, по крайней мере, примерно на 50%, предпочтительно, по крайней мере, примерно на 60%, более предпочтительно, по крайней мере, примерно на 70%, 80% или 90%, а наиболее предпочтительно, по крайней мере, примерно на 95%, 96%, 97%, 98% или 99% или более гомологичен полной аминокислотной последовательности настоящего изобретения (например, последовательности SEQ ID NO, имеющей четный номер в Списке последовательностей). В других вариантах осуществления изобретения, изолированный белок SRT содержит аминокислотную последовательность, которая, по крайней мере, примерно на 50% или более гомологична одной из аминокислотных последовательностей настоящего изобретения (например, последовательности SEQ ID NO, имеющей четный номер в Списке последовательностей), и которая способна повышать степень выживания С. glutamicum в условиях воздействия химических веществ или окружающей среды, опасных для данного микроорганизма, или обладает одной или более активностями, указанными в Таблице 1.The present invention also relates to an isolated SRT protein preparation. In preferred embodiments, the SRT protein includes the amino acid sequence of the present invention (for example, one of the evenly numbered sequences of SEQ ID NO in the Sequence List). In another preferred embodiment, the present invention relates to an isolated full-length protein that is substantially homologous to the complete amino acid sequence of the present invention (e.g., SEQ ID NO sequence having an even number in the Sequence List) (encoded with an open reading frame in the corresponding SEQ ID NO having an odd number on the Sequence List). In yet another embodiment, the protein is at least about 50%, preferably at least about 60%, more preferably at least about 70%, 80%, or 90%, and most preferably at least about 95%, 96%, 97%, 98% or 99% or more homologous to the complete amino acid sequence of the present invention (for example, the sequence SEQ ID NO having an even number in the Sequence List). In other embodiments, an isolated SRT protein contains an amino acid sequence that is at least about 50% or more homologous to one of the amino acid sequences of the present invention (for example, SEQ ID NO having an even number in the Sequence List), and which capable of increasing the degree of survival of C. glutamicum under conditions of exposure to chemicals or the environment that are dangerous for a given microorganism, or it has one or more activities indicated and in Table 1.

Альтернативно, изолированный белок SRT включает аминокислотную последовательность, кодируемую нуклеотидной последовательностью, которая гибридизуется, например в жестких условиях, с одной из последовательностей SEQ ID NO, пронумерованных четными цифрами в Списке последовательностей, или которая, по крайней мере, примерно на 50%, предпочтительно, по крайней мере, примерно на 60%, более предпочтительно, по крайней мере, примерно на 70%, 80% или 90%, а наиболее предпочтительно, по крайней мере, примерно на 95%, 96%, 97%, 98% или 99% или более гомологична указанной последовательности. Также предпочтительно, чтобы предпочтительные формы белков SRT также имели одну или несколько биологических SRT-активностей, описанных в данной заявке.Alternatively, the isolated SRT protein comprises an amino acid sequence encoded by a nucleotide sequence that hybridizes, for example, under stringent conditions, to one of the SEQ ID NO sequences numbered by even numbers in the Sequence List, or which is at least about 50%, preferably at least about 60%, more preferably at least about 70%, 80% or 90%, and most preferably at least about 95%, 96%, 97%, 98% or 99 % or more homologous to the specified sequence. It is also preferred that the preferred forms of the SRT proteins also have one or more biological SRT activities described herein.

Полипептид SRT или его биологически активная часть могут быть функционально присоединены к полипептиду, не являющемуся SRT, с образованием гибридного белка. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения, указанный гибридный белок обладает активностью, которая отличается от активности, присущей лишь одному белку SRT. В других предпочтительных вариантах осуществления изобретения, этот гибридный белок способствует повышению выходов, продуцирования и/или эффективности продуцирования нужного химического продукта тонкого органического синтеза из С. glutamicum. В особенно предпочтительных вариантах осуществления изобретения, интеграция указанного гибридного белка в клетку-хозяина способствует модуляции продуцирования нужного соединения из данной клетки.The SRT polypeptide or a biologically active portion thereof may be operably linked to a non-SRT polypeptide to form a fusion protein. In preferred embodiments of the invention, said fusion protein has an activity that is different from the activity inherent in only one SRT protein. In other preferred embodiments of the invention, this fusion protein enhances the yields, production and / or production efficiency of the desired fine chemicals from C. glutamicum. In particularly preferred embodiments of the invention, integration of said fusion protein into a host cell helps modulate the production of a desired compound from that cell.

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к способам скрининга молекул, которые модулируют активность белка SRT, либо путем взаимодействия с самим белком, либо с его субстратом, или путем связывания с партнером белка SRT, либо путем модуляции транскрипции или трансляции молекулы нуклеиновой кислоты SRT настоящего изобретения.In another aspect, the present invention relates to methods for screening molecules that modulate the activity of an SRT protein, either by interacting with the protein itself, or with its substrate, or by binding to a partner of the SRT protein, or by modulating the transcription or translation of the SRT nucleic acid molecule of the present inventions.

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к способу продуцирования химических продуктов тонкого органического синтеза. Этот способ предусматривает культивирование клетки, содержащей вектор, направляющий экспрессию молекулы нуклеиновой кислоты SRT настоящего изобретения, так, чтобы продуцировались химические продукты тонкого органического синтеза. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, указанный способ, кроме того, включает стадию получения клетки, содержащей указанный вектор, где клетку трансфецируют вектором, направляющим экспрессию нуклеиновой кислоты SRT. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, указанный способ, кроме того, включает стадию выделения химического продукта тонкого органического синтеза из данной культуры. В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения, указанную клетку получают от бактерий рода Corynebacterium или Brevibacterium, или выбирают из штаммов, указанных в таблице 3.In another aspect, the present invention relates to a method for the production of fine chemicals. This method involves culturing a cell containing a vector directing the expression of the SRT nucleic acid molecule of the present invention so that fine chemicals are produced. In a preferred embodiment of the invention, said method further comprises the step of producing a cell containing said vector, wherein the cell is transfected with a vector directing the expression of SRT nucleic acid. In another preferred embodiment of the invention, said method further comprises the step of isolating a fine chemical product from a given culture. In a particularly preferred embodiment of the invention, said cell is obtained from bacteria of the genus Corynebacterium or Brevibacterium, or is selected from the strains shown in Table 3.

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к способам модуляции продуцирования молекулы из микроорганизма. Такие способы предусматривают контактирование данной клетки с агентом, который модулирует активность белка SRT или экспрессию SRT-кодирующей нуклеиновой кислоты так, чтобы клеточно-ассоциированная активность была изменена по сравнению с той же самой активностью, но в отсутствие данного агента. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, модулируют резистентность указанной клетки к одному или более токсических химических продуктов или резистентность к одному или нескольким воздействиям окружающей среды, так, чтобы это приводило к увеличению выхода или степени продуцирования данным микроорганизмом нужного химического продукта тонкого органического синтеза. Указанным агентом, модулирующим активность белка SRT, может быть агент, который стимулирует активность белка SRT или экспрессию нуклеиновой кислоты SRT. Примерами агентов, стимулирующих активность белка SRT или экспрессию нуклеиновой кислоты, кодирующей SRT, являются небольшие молекулы, активные белки SRT и нуклеиновые кислоты, кодирующие белки SRT, которые были введены в данную клетку. Примерами агентов, ингибирующих активность или экспрессию SRT, являются небольшие молекулы и антисмысловые молекулы нуклеиновых кислот SRT.In another aspect, the present invention relates to methods for modulating the production of a molecule from a microorganism. Such methods include contacting the cell with an agent that modulates the activity of the SRT protein or expression of the SRT-coding nucleic acid so that the cell-associated activity is changed compared to the same activity, but in the absence of this agent. In a preferred embodiment of the invention, the resistance of the indicated cell to one or more toxic chemical products or the resistance to one or more environmental influences is modulated, so that this leads to an increase in the yield or degree of production of the desired chemical product of fine organic synthesis by this microorganism. The specified agent that modulates the activity of the SRT protein may be an agent that stimulates the activity of the SRT protein or expression of SRT nucleic acid. Examples of agents that stimulate SRT protein activity or expression of a nucleic acid encoding SRT are small molecules, active SRT proteins, and nucleic acids encoding SRT proteins that have been introduced into the cell. Examples of agents that inhibit the activity or expression of SRT are small molecules and antisense SRT nucleic acid molecules.

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к способам модуляции выходов нужного соединения из клетки, предусматривающим введение гена SRT дикого типа или мутантного гена SRT в клетку, либо находящегося на отдельной плазмиде, либо интегрированного в геном клетки-хозяина. Если ген интегрируется в геном, то такая интеграция может происходить беспорядочно, либо она может осуществляться путем гомологичной рекомбинации, так, чтобы нативный ген заменялся введенной копией, что приводит к продуцированию нужного соединения из модулируемой клетки. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, указанные выходы являются повышенными. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения указанным химическим веществом является химический продукт тонкого органического синтеза. В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения, указанным химическим продуктом тонкого органического синтеза является аминокислота. В особенно предпочтительных вариантах осуществления изобретения, указанной аминокислотой является L-лизин.In another aspect, the present invention relates to methods for modulating the yields of a desired compound from a cell, comprising introducing a wild-type SRT gene or mutant SRT gene into a cell, either located on a separate plasmid or integrated into the genome of the host cell. If the gene is integrated into the genome, such integration can occur randomly, or it can be carried out by homologous recombination, so that the native gene is replaced by the introduced copy, which leads to the production of the desired compound from the modulated cell. In a preferred embodiment, said yields are elevated. In another preferred embodiment, the specified chemical substance is a chemical product of fine organic synthesis. In a particularly preferred embodiment of the invention, said fine fusion chemical is an amino acid. In particularly preferred embodiments of the invention, said amino acid is L-lysine.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к молекулам нуклеиновой кислоты и белка SRT, которые способствуют выживанию С. glutamicum при воздействии на этот микроорганизм химических веществ или условий окружающей среды, опасных для данного микроорганизма. Молекулы настоящего изобретения могут быть использованы для модуляции продуцирования химических продуктов тонкого органического синтеза из микроорганизмов, поскольку эти белки SRT обеспечивают непрерывный рост и размножение С. glutamicum в присутствии токсических химических условий или неблагоприятных условий окружающей среды, таких, которые могут возникать в процессе крупномасштабного ферментативного культивирования. При увеличения скорости роста или, по крайней мере, при поддержании нормального роста в плохих, если не токсических, условиях, можно увеличить выход, продуцирование и/или эффективность продуцирования одного или нескольких химических продуктов тонкого органического синтеза из такой культуры, что обусловлено, по крайней мере, относительно более высоким числом клеток, продуцирующих указанный химический продукт тонкого органического синтеза в данной культуре. Аспекты настоящего изобретения будут более подробно описаны ниже.The present invention relates to nucleic acid and SRT protein molecules that contribute to the survival of C. glutamicum when exposed to chemicals or environmental conditions that are harmful to the microorganism. The molecules of the present invention can be used to modulate the production of fine chemicals from microorganisms, since these SRT proteins provide continuous growth and propagation of C. glutamicum in the presence of toxic chemical conditions or adverse environmental conditions such as may arise during large-scale enzymatic cultivation . By increasing the growth rate, or at least maintaining normal growth in poor, if not toxic, conditions, the yield, production and / or production efficiency of one or more fine chemicals from such a culture can be increased, which is due, at least at least a relatively higher number of cells producing the specified chemical product of fine organic synthesis in a given culture. Aspects of the present invention will be described in more detail below.

I. Химические продукты тонкого органического синтезаI. Fine chemicals

Термин «химический продукт тонкого органического синтеза» известен специалистам и означает молекулы, продуцируемые микроорганизмом, применяемым в различных отраслях промышленности, таких как, но не ограничивающихся ими, фармацевтическая промышленность, сельское хозяйство и косметическая промышленность. Такими соединениями являются органические кислоты, такие как винная кислота, итаконовая кислота и диаминопимелиновая кислота, протеиногенные и непротеиногенные аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, нуклеозиды и нуклеотиды (как описано например, в работе Kuninaka A. (1996) Nucleotides and related compounds, p.561-612, in Biotechnology vol.6, Rehm et al., eds. VCH: Weinheim и в приведенных в ней ссылках), липиды, насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты (например, арахидоновая кислота), диолы (например, пропандиол и бутандиол), углеводы (например, гиалуроновая кислота и трегалоза), ароматические соединения (например, ароматические амины, ванилин и индиго), витамины и кофакторы (описанные в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol.A27, «Vitamins», p.443-613 (1996) VCH: Weinheim и в имеющихся там ссылках; и Ong, A.S., Niki E. & Packer, L. (1995) «Nutrition, Lipids, Health and Disease» Proceedings of the UNESCO/Confederation of Scientific and Technological Associations in Malaysia and the Society for Free Radical Research - Asia, held Sept. 1-3, 1994 at Penang, Malaysia, AOCS Press, (1995)), ферменты, поликетиды (Cane et al. (1998) Science 282: 63-68) и другие химические соединения, описанные Gutcho (1983) Chemicals by Fermentation, Noyes Data Corporation, ISBN: 0818805086 и в имеющихся там ссылках. Метаболизм и использование некоторых из этих химических продуктов тонкого органического синтеза будут более подробно описаны ниже.The term "fine chemicals" is known to those skilled in the art and means molecules produced by a microorganism used in various industries, such as, but not limited to, the pharmaceutical industry, agriculture, and the cosmetic industry. Such compounds are organic acids such as tartaric acid, itaconic acid and diaminopimelic acid, proteinogenic and non-proteinogenic amino acids, purine and pyrimidine bases, nucleosides and nucleotides (as described, for example, in Kuninaka A. (1996) Nucleotides and related compounds, p. 561-612, in Biotechnology vol. 6, Rehm et al., Eds. VCH: Weinheim and its references), lipids, saturated and unsaturated fatty acids (e.g., arachidonic acid), diols (e.g., propanediol and butanediol) carbohydrates (e.g. hyaluronic acid and trehalose ), aromatic compounds (for example, aromatic amines, vanillin and indigo), vitamins and cofactors (described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. A27, Vitamins, p.443-613 (1996) VCH: Weinheim and available therein links; and Ong, AS, Niki E. & Packer, L. (1995) Nutrition, Lipids, Health and Disease, Proceedings of the UNESCO / Confederation of Scientific and Technological Associations in Malaysia and the Society for Free Radical Research - Asia, held Sept. 1-3, 1994 at Penang, Malaysia, AOCS Press, (1995)), enzymes, polyketides (Cane et al. (1998) Science 282: 63-68) and other chemical compounds described by Gutcho (1983) Chemicals by Fermentation, Noyes Data Corporation, ISBN: 0818805086 and the references therein. The metabolism and use of some of these fine chemicals will be described in more detail below.

А. Метаболизм и использование аминокислотA. Metabolism and use of amino acids

Аминокислоты включают основные структурные звенья всех белков и, таким образом, являются необходимыми для нормального функционирования всех организмов. Термин "аминокислота" хорошо известен специалистам. Протеиногенные аминокислоты, всего 20 видов, служат в качестве структурных единиц белка, в котором они соединены пептидными связями, а непротеиногенные аминокислоты (несколько сотен из которых являются известными) обычно не встречаются в белках (см. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol.A2, p.57-97 VCH: Weinheim (1985)). Аминокислоты могут иметь оптическую D- или L-конфигурацию, хотя L-аминокислоты обычно являются единственным типом, обнаруживаемым в природных белках. Пути биосинтеза и деградации каждой из указанных 20 протеиногенных аминокислот были охарактеризованы в прокариотических и эукариотических клетках (см., например, Stryer, L. Biochemistry, 3rd edition, pages 578-590 (1988)). «Незаменимые» аминокислоты (гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин), называемые так потому, что они, в основном, удовлетворяют требованиям, предъявленным к питанию, что обусловлено сложностью их биосинтеза, легко превращаются в ходе метаболизма путем простого биосинтеза в остальные 11 «заменимых» аминокислот (аланин, аргинин, аспарагин, аспартат, цистеин, глутамат, глутамин, глицин, пролин, серии и тирозин). Высшие животные сохраняют способность синтезировть некоторые из этих аминокислот, но незаменимые аминокислоты должны поступать с пищей для нормального синтеза белка в организме.Amino acids include the basic structural units of all proteins and, thus, are necessary for the normal functioning of all organisms. The term "amino acid" is well known in the art. Proteinogenic amino acids, a total of 20 species, serve as structural units of the protein in which they are joined by peptide bonds, and non-proteinogenic amino acids (several hundred of which are known) are not usually found in proteins (see Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. A2, p. 57-97 VCH: Weinheim (1985)). Amino acids can have an optical D- or L-configuration, although L-amino acids are usually the only type found in natural proteins. The pathways of biosynthesis and degradation of each of these 20 proteinogenic amino acids have been characterized in prokaryotic and eukaryotic cells (see, for example, Stryer, L. Biochemistry, 3 rd edition, pages 578-590 (1988)). “Essential” amino acids (histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan and valine), so-called because they mainly satisfy the nutritional requirements, due to the complexity of their biosynthesis, easily turn into during metabolism by simple biosynthesis into the remaining 11 “interchangeable” amino acids (alanine, arginine, asparagine, aspartate, cysteine, glutamate, glutamine, glycine, proline, series, and tyrosine). Higher animals retain the ability to synthesize some of these amino acids, but essential amino acids must come from food for normal protein synthesis in the body.

Помимо своей функции в биосинтезе белка, эти аминокислоты, сами по себе, представляют интерес как химические соединения, и многие из них, как известно, находят свое применение в пищевой, комбикормовой, химической, косметической, сельскохозяйственной и фармацевтической промышленности. Лизин является важной аминокислотой для питания не только человека, но также и животных с однокамерным желудком, таким как домашняя птица и свиньи. Глутамат является наиболее широко используемым соединением в качестве ароматизирующих добавок (моно-глутамат натрия, МГН) и широко применяется в пищевой промышленности как и аспартат, фенилаланин, глицин и цистеин. Глицин, L-метионин и триптофан используются в фармацевтической промышленности. Глутамин, валин, лейцин, изолейцин, гистидин, аргинин, пролин, серин и аланин используются как в фармацевтической, так и в косметической промышленности. Треонин, триптофан и D/L-метионин являются широко распространенными пищевыми добавками (Leuchtenberger, W. (1996) Amino aids-technical production and use, p. 466-502, Rehm et al. (eds.) Biotechnology vol.6, chapter 14a, VCH: Weimheim). Кроме того, было установлено, что указанные аминокислоты могут быть использованы в качестве предшественников для синтеза синтетических аминокислот и белков, таких как N-ацетилцистеин, S-карбоксиметил-L-цистеин, (S)-5-гидрокситриптофан и др., описанные в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol.A2, p.57-97 VCH: Weinheim, 1985.In addition to their function in protein biosynthesis, these amino acids themselves are of interest as chemical compounds, and many of them are known to find their application in the food, feed, chemical, cosmetic, agricultural and pharmaceutical industries. Lysine is an important amino acid for the nutrition of not only humans, but also animals with a single-chamber stomach, such as poultry and pigs. Glutamate is the most widely used compound as flavoring agents (sodium mono-glutamate, MGN) and is widely used in the food industry as aspartate, phenylalanine, glycine and cysteine. Glycine, L-methionine and tryptophan are used in the pharmaceutical industry. Glutamine, valine, leucine, isoleucine, histidine, arginine, proline, serine and alanine are used in both the pharmaceutical and cosmetic industries. Threonine, tryptophan and D / L-methionine are common dietary supplements (Leuchtenberger, W. (1996) Amino aids-technical production and use, p. 466-502, Rehm et al. (Eds.) Biotechnology vol. 6, chapter 14a, VCH: Weimheim). In addition, it was found that these amino acids can be used as precursors for the synthesis of synthetic amino acids and proteins, such as N-acetylcysteine, S-carboxymethyl-L-cysteine, (S) -5-hydroxytryptophan and others described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. A2, p. 57-97 VCH: Weinheim, 1985.

Биосинтез этих природных аминокислот в организмах, способных к их продуцированию, таких как бактерии, был хорошо охарактеризован (обзор бактериального биосинтеза аминокислот и его регуляцию см. в Umbarger, H.E. (1978) Ann.Rev. Biochem. 47: 533-606). Глутамат синтезируется путем восстановительного аминирования α-кетоглутарата, промежуточного соединения в цикле лимонной кислоты. Каждый из глутамина, пролина и аргинина последовательно продуцируется из глутамата. Биосинтез серина представляет собой трехстадийный процесс, начинающийся с 3-фосфоглицерата (промежуточного соединения при гликолизе) и кончающийся образованием этой аминокислоты после стадий окисления, трансаминирования и гидролиза. Цистеин и глицин продуцируются из серина; при этом, первый образуется путем конденсации гомоцистеина с серином, а второй образуется путем переноса атома β-углерода боковой цепи на тетрагидрофолат в реакции, катализируемой серин-трансгидроксиметилазой. Фенилаланин и тирозин синтезируются из предшественников гликолитического и пентозо-фосфатного пути метаболизма, то есть, эритрозо-4-фосфата и фосфоенолпирувата в 9-стадийном пути биосинтеза, который отличается только последними двумя стадиями после синтеза префената. Триптофан также продуцируется из этих двух исходных молекул, но его синтез проходит в 11 стадий. Тирозин может также синтезироваться из фенилаланина в реакции, катализируемой фенилаланин-гидроксилазой. Аланин, валин и лейцин являются биосинтетическими продуктами пирувата, конечного продукта гликолиза. Аспартат образуется из оксалоацетата, промежуточного соединения цикла лимонной кислоты. Аспарагин, метионин, треонин и лизин, каждый, продуцируются путем превращения аспартата. Изолейцин образуется из треонина. Сложный 9-стадийный путь метаболизма приводит к продуцированию гистидина из 5-фосфорибозил-1-пирофосфата, активированного сахара.The biosynthesis of these naturally occurring amino acids in organisms capable of producing them, such as bacteria, has been well characterized (for a review of bacterial amino acid biosynthesis and its regulation see Umbarger, H.E. (1978) Ann.Rev. Biochem. 47: 533-606). Glutamate is synthesized by reductive amination of α-ketoglutarate, an intermediate in the citric acid cycle. Each of glutamine, proline, and arginine is sequentially produced from glutamate. Serine biosynthesis is a three-step process starting with 3-phosphoglycerate (an intermediate in glycolysis) and ending with the formation of this amino acid after the stages of oxidation, transamination and hydrolysis. Cysteine and glycine are produced from serine; in this case, the first one is formed by condensation of homocysteine with serine, and the second one is formed by transferring the β-carbon atom of the side chain to tetrahydrofolate in the reaction catalyzed by serine transhydroxymethylase. Phenylalanine and tyrosine are synthesized from the precursors of the glycolytic and pentose-phosphate pathways of metabolism, that is, erythrose-4-phosphate and phosphoenolpyruvate in the 9-step biosynthesis pathway, which differs only in the last two stages after prefenate synthesis. Tryptophan is also produced from these two starting molecules, but its synthesis proceeds in 11 stages. Tyrosine can also be synthesized from phenylalanine in the reaction catalyzed by phenylalanine hydroxylase. Alanine, valine and leucine are biosynthetic products of pyruvate, the end product of glycolysis. Aspartate is formed from oxaloacetate, an intermediate in the citric acid cycle. Asparagine, methionine, threonine and lysine are each produced by converting aspartate. Isoleucine is formed from threonine. A complex 9-stage metabolic pathway leads to the production of histidine from 5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate, activated sugar.

При избыточном синтезе белка, аминокислоты, необходимые для данной клетки, не могут сохраняться, а вместо этого они деградируют с образованием промежуточных соединений, участвующих в главных путях метаболизма, протекающих в данной клетке (обзор см. Stryer L. Biochemistry 3rd ed. Ch.21 «Amino Acid Degradation and the Urea Cycle» p.495-516 (1988)). Хотя данная клетка обладает способностью превращать нежелательные аминокислоты в нужные промежуточные соединения метаболизма, получение аминокислот является дорогостоящим с точки зрения энергетических затрат, затрат на получение молекул-предшественников и ферментов, необходимых для их синтеза. Таким образом, не удивительно, что биосинтез аминокислоты регулируется путем ингибирования по типу обратной связи, где присутствие конкретной аминокислоты служит для замедления или полного прекращения ее собственного продуцирования (обзор механизмов обратной связи в реакциях биосинтеза аминокислот см. Stryer L. Biochemistry 3rd ed. Ch.24 «Biosynthesis of Amino Acid and Heme» p.575-600 (1988)). Таким образом, выход любой конкретной аминокислоты ограничен количеством аминокислоты, присутствующей в клетке.When excess of the protein synthesis, amino acids necessary for a given cell can not be stored, and instead they are degraded with formation of intermediates involved in the major pathways of metabolism occurring in the cell (for review see. Stryer L. Biochemistry 3 rd ed. Ch. 21 "Amino Acid Degradation and the Urea Cycle" p. 495-516 (1988)). Although this cell has the ability to convert unwanted amino acids into the necessary intermediate compounds of metabolism, obtaining amino acids is expensive in terms of energy costs, the cost of obtaining precursor molecules and enzymes necessary for their synthesis. Thus it is not surprising that amino acid biosynthesis is regulated by the inhibition of the feedback type, where the presence of a particular amino acid serves to slow or complete termination of its own production (for a review of feedback mechanisms in amino acid biosynthetic reactions cm. Stryer L. Biochemistry 3 rd ed. Ch .24 Biosynthesis of Amino Acid and Heme p.575-600 (1988)). Thus, the yield of any particular amino acid is limited by the amount of amino acid present in the cell.

В. Метаболизм витаминов, кофакторов и питательных фармацевтических продуктов и их использованиеB. Metabolism of vitamins, cofactors and nutritious pharmaceutical products and their use

Витамины, кофакторы и питательные фармацевтические продукты содержат молекулы другой группы, способность к синтезу которых у высших животных была утрачена и которые должны поставляться с пищей, хотя они легко синтезируются другими организмами, такими как бактерии. Эти молекулы сами по себе являются либо биологически активными веществами, либо предшественниками биологически активных веществ, которые могут служить в качестве носителей электрона или в качестве промежуточных соединений в различных путях метаболизма. Помимо их питательного значения, эти соединения также имеют важное промышленное значение как окрашивающие агенты, антиоксиданты и катализаторы или другие технологические добавки. (Обзор структуры, активности и промышленного применения этих соединений см., например, в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. A27, «Vitamins», p.443-613 VCH: Weinheim, 1996). Термин "витамин" известен специалистам и означает питательные вещества, которые необходимы организму для нормального функционирования, но которые он сам не может синтезировать. Группа витаминов может охватывать кофакторы и питательные фармацевтические соединения. Понятие "кофактор" включает небелковые соединения, необходимые для нормальной ферментативной активности. Такими соединениями могут быть органические или неорганические соединения; при этом, молекулами кофакторов настоящего изобретения предпочтительно являются органические соединения. Термин "питательный фармацевтический препарат" включает пищевые добавки, полезные для жизнедеятельности растений и животных, а особенно для здоровья человека. Примерами таких молекул являются витамины, антиоксиданты, а также некоторые липиды (например, полиненасыщенные жирные кислоты).Vitamins, cofactors and nutritious pharmaceutical products contain molecules of another group, the ability to synthesize which in higher animals has been lost and which must be supplied with food, although they are easily synthesized by other organisms, such as bacteria. These molecules themselves are either biologically active substances or precursors of biologically active substances that can serve as electron carriers or as intermediates in various metabolic pathways. In addition to their nutritional value, these compounds are also of great industrial importance as coloring agents, antioxidants and catalysts or other processing aids. (For a review of the structure, activity, and industrial uses of these compounds, see, for example, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. A27, Vitamins, p. 433-613 VCH: Weinheim, 1996). The term "vitamin" is known to experts and means nutrients that the body needs for normal functioning, but which he himself can not synthesize. The vitamin group may include cofactors and nutritional pharmaceutical compounds. The term "cofactor" includes non-protein compounds necessary for normal enzymatic activity. Such compounds may be organic or inorganic compounds; however, the cofactor molecules of the present invention are preferably organic compounds. The term "nutritious pharmaceutical preparation" includes nutritional supplements useful for the life of plants and animals, and especially for human health. Examples of such molecules are vitamins, antioxidants, as well as certain lipids (e.g. polyunsaturated fatty acids).

Биосинтез этих молекул в организмах, способных их продуцировать, таких как бактерии, был хорошо охарактеризован (Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol.A27, «Vitamins», p.443-613 VCH: Weinheim, 1996; Michal, G. (1999) Biochemical Pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, John Wiley & Sons; Ong, A.S., Niki E. & Packer, L. (1995) «Nutrition, Lipids, Health and Disease» Proceedings of the UNESCO/Confederation of Scientific and Technological Associations in Malaysia and the Society for Free Radical Research - Asia, held Sept. 1-3, 1994 at Penang, Malaysia, AOCS Press: Champaign, IL X, 374 S).The biosynthesis of these molecules in organisms capable of producing them, such as bacteria, has been well characterized (Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. A27, Vitamins, p. 433-613 VCH: Weinheim, 1996; Michal, G. (1999) Biochemical Pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, John Wiley &Sons; Ong, AS, Niki E. & Packer, L. (1995) “Nutrition, Lipids, Health and Disease” Proceedings of the UNESCO / Confederation of Scientific and Technological Associations in Malaysia and the Society for Free Radical Research - Asia, held Sept. 1-3, 1994 at Penang, Malaysia, AOCS Press: Champaign, IL X, 374 S).

Тиамин (витамин B1) продуцируется путем химического соединения пиримидина и тиазольных групп. Рибофлавин (витамин B2) синтезируется из гуанозин-5'-трифосфата (GTP) и рибозо-5'-фосфата. Рибофлавин, в свою очередь, используется для синтеза флавин-мононуклеотида (FMN) и флавин-аденин-динуклеотида (FAD). Семейство соединений под общим названием «витамин В6» (например, пиридоксин, пиридоксамин, пиридокса-5'-фосфат и коммерчески используемый гидрохлорид пиридоксина) представляет собой производные общей структурной единицы, 5-гидрокси-6-метилпиридина. Пантотенат (пантотеновая кислота, (R)-(+)-N-(2, 4-дигидрокси-3,3-диметил-1-оксобутил)-(β-аланин) может быть продуцирован либо путем химического синтеза, либо путем ферментации. Конечные стадии в биосинтезе пантотената состоят из АТР-регулируемой конденсации β-аланина и пантоевой кислоты. Ферменты, ответственные за стадии биосинтеза для превращения в пантоевую кислоту, в β-аланин и для конденсации в пантотеновую кислоту, известны специалистам. Метаболически активной формой пантотената является кофермент А, биосинтез которого протекает в 5 ферментативных стадий. Пантотенат, пиридоксал-5'-фосфат, цистеин и АТР являются предшественниками кофермента А. Эти ферменты не только катализируют образование пантотената, но также и продукцию (R)-пантоевой кислоты, (R)-пантолактона, (R)-пантенола (провитамина B5), пантетеина (и его производных) и кофермента А.Thiamine (Vitamin B 1 ) is produced by the chemical combination of pyrimidine and thiazole groups. Riboflavin (vitamin B 2 ) is synthesized from guanosine 5'-triphosphate (GTP) and ribose-5'-phosphate. Riboflavin, in turn, is used to synthesize flavin mononucleotide (FMN) and flavin adenine dinucleotide (FAD). A family of compounds under the general name “Vitamin B 6 ” (for example, pyridoxine, pyridoxamine, pyridox-5′-phosphate and the commercially used pyridoxine hydrochloride) are derivatives of a common structural unit, 5-hydroxy-6-methylpyridine. Pantothenate (pantothenic acid, (R) - (+) - N- (2, 4-dihydroxy-3,3-dimethyl-1-oxobutyl) - (β-alanine) can be produced either by chemical synthesis or by fermentation. The final steps in pantothenate biosynthesis consist of ATP-regulated condensation of β-alanine and pantoic acid.The enzymes responsible for the biosynthesis stages for conversion to pantoic acid, β-alanine and for condensation to pantothenic acid are known in the art. Coenzyme is a metabolically active form of pantothenate. A, whose biosynthesis proceeds in 5 enzyme stages, pantothenate, pyridoxal-5'-phosphate, cysteine and ATP are precursors of coenzyme A. These enzymes not only catalyze the formation of pantothenate, but also the production of (R) -pantoic acid, (R) -pantolactone, (R) -panthenol (provitamin B 5 ), panthein (and its derivatives) and coenzyme A.

Биосинтез биотина из молекулы-предшественника пимелоил-СоА в микроорганизмах был досконально изучен и были идентифицированы некоторые гены, ответственные за этот синтез. Было обнаружено, что многие из соответствующих белков также вовлечены в синтез Fe-кластера и являются членами белков класса nifS. Липоевая кислота образуется из октановой кислоты и служит в качестве кофермента в энергетическом обмене, где она становится частью пируватдегидрогеназного комплекса и α-кетоглутарат-дегидрогеназного комплекса. Фолаты представляют собой группу веществ, которые являются производными фолевой кислоты, которая, в свою очередь, продуцируется из L-глутаминовой кислоты, п-аминобензойной кислоты и 6-метилптерина. Биосинтез фолевой кислоты и ее производных, начинающийся с метаболизма промежуточных соединений гуанозин-5'-трифосфата (GTP), L-глутаминовой кислоты и п-аминобензойной кислоты, был досконально изучен у некоторых микроорганизмов.The biosynthesis of biotin from the pimeloyl-CoA precursor molecule in microorganisms has been thoroughly studied and some genes responsible for this synthesis have been identified. It was found that many of the corresponding proteins are also involved in the synthesis of the Fe cluster and are members of nifS class proteins. Lipoic acid is formed from octanoic acid and serves as a coenzyme in energy metabolism, where it becomes part of the pyruvate dehydrogenase complex and α-ketoglutarate-dehydrogenase complex. Folates are a group of substances that are derivatives of folic acid, which, in turn, is produced from L-glutamic acid, p-aminobenzoic acid and 6-methylopterin. The biosynthesis of folic acid and its derivatives, starting with the metabolism of intermediate compounds of guanosine 5'-triphosphate (GTP), L-glutamic acid and p-aminobenzoic acid, has been thoroughly studied in some microorganisms.

Корриноиды (такие как кобаламины и особенно витамин B12) и порфирины принадлежат к группе химических соединений, характеризующихся наличием тетрапирроловой кольцевой системы. Биосинтез витамина B12 является достаточно сложным и еще недостаточно хорошо изучен, однако, в настоящее время известны многие ферменты и субстраты, участвующие в этом биосинтезе. Никотиновая кислота (никотинат) и никотинамид являются пиридиновыми производными, которые также называют «ниацином».Corrinoids (such as cobalamins and especially vitamin B 12 ) and porphyrins belong to the group of chemical compounds characterized by the presence of a tetrapyrrole ring system. The biosynthesis of vitamin B 12 is quite complex and not yet well studied, however, many enzymes and substrates involved in this biosynthesis are currently known. Nicotinic acid (nicotinate) and nicotinamide are pyridine derivatives, which are also called "niacin."

Ниацин является предшественником важных коферментов NAD (никотинамид-аденин-динуклеотид) и NADP (никотинамид-аденин-динуклеотидфосфат) и их восстановленных форм.Niacin is a precursor of the important coenzymes NAD (nicotinamide-adenine dinucleotide) and NADP (nicotinamide-adenine dinucleotide phosphate) and their reduced forms.

Крупномасштабное продуцирование этих соединений основано, главным образом, на бесклеточном химическом синтезе, хотя некоторые из этих химических соединений, таких как рибофлавин, витамин В6, пантотенат и биотин, были также продуцированы с помощью крупномасштабного культивирования микроорганизмов. Лишь витамин B12 продуцируется только путем ферментации, что обусловлено сложностью его синтеза. In vitro-методики требуют значительных расходов на материалы и много времени, а поэтому часто являются дорогостоящими.The large-scale production of these compounds is based mainly on cell-free chemical synthesis, although some of these chemical compounds, such as riboflavin, vitamin B 6 , pantothenate and biotin, have also been produced by large-scale cultivation of microorganisms. Only vitamin B 12 is produced only by fermentation, due to the complexity of its synthesis. In vitro methods require significant material costs and a lot of time, and therefore are often expensive.

С. Метаболизм пуринов, пиримидинов, нуклеозидов и нуклеотидов и их использование.C. Metabolism of purines, pyrimidines, nucleosides and nucleotides and their use.

Гены метаболизма пуринов и пиримидинов и их соответствующие белки являются главными мишенями для терапии опухолевых болезней и вирусных инфекций. Термин «пурин» или «пиримидин» означает азотистые основания, которые являются компонентами нуклеиновых кислот, коферментов и нуклеотидов. Термин «нуклеотид» включает основные структурные единицы молекул нуклеиновой кислоты, которые состоят из азотистого основания, сахара пентозы (в случае РНК, таким сахаром является рибоза; а в случае ДНК, таким сахаром является D-дезоксирибоза) и фосфорной кислоты. Термин «нуклеозид» включает молекулы, которые служат в качестве предшественников нуклеотидов, но которые не содержат молекулы фосфорной кислоты, имеющейся у нуклеотидов. Путем ингибирования биосинтеза этих молекул или их мобилизации с образованием молекул нуклеиновой кислоты можно ингибировать синтез РНК и ДНК; а путем ингибирования этой активности при направленной доставке к раковым клеткам, способность опухолевых клеток к делению и репликации может быть ингибирована. Кроме того, существуют нуклеотиды, которые не образуют молекул нуклеиновой кислоты, а вместо этого служат в качестве запасного энергетического источника (то есть, АМР) или в качестве коферментов (то есть, FAD и NAD).Purine and pyrimidine metabolism genes and their corresponding proteins are the main targets for the treatment of tumor diseases and viral infections. The term “purine” or “pyrimidine” means nitrogenous bases that are components of nucleic acids, coenzymes, and nucleotides. The term "nucleotide" includes the basic structural units of nucleic acid molecules, which consist of a nitrogenous base, pentose sugar (in the case of RNA, such sugar is ribose; and in the case of DNA, such sugar is D-deoxyribose) and phosphoric acid. The term “nucleoside” includes molecules that serve as nucleotide precursors but which do not contain the phosphoric acid molecule found in nucleotides. By inhibiting the biosynthesis of these molecules or their mobilization with the formation of nucleic acid molecules, one can inhibit the synthesis of RNA and DNA; and by inhibiting this activity in targeted delivery to cancer cells, the ability of tumor cells to divide and replicate can be inhibited. In addition, there are nucleotides that do not form nucleic acid molecules, but instead serve as a backup energy source (i.e., AMP) or as coenzymes (i.e., FAD and NAD).

В некоторых публикациях описано использование этих химических соединений в медицинских целях благодаря их влиянию на метаболизм пуринов и/или пиримидинов (например, Christopherson, R.I. & Lyons, S.D. (1990) «Potent inhibitors of de novo pyrimidine and purine biosynthesis as chemotherapeutic agents». Med. Res. Reviews 10: 505-548). Исследования ферментов, участвующих в метаболизме пуринов и пиримидинов, были направлены на разработку новых лекарственных средств, которые могут быть использованы, например, в качестве иммунодепрессантов или антипролифирирующих средств (Smith J.L., (1995) «Enzymes in nucleotide synthesis». Curr.Opin. Struct. Biol. 5: 752-757 (1995) Biochem. Soc. Transact. 23: 877-902). Однако, пуриновые и пиримидиновые основания, нуклеозиды и нуклеотиды имеют и другие применения, а именно, как промежуточные соединения в биосинтезе некоторых химических продуктов тонкого органического синтеза (например, тиамина, S-аденозилметионина, фолатов или рибофлавина), как энергоносители для данной клетки (например, АТР или GTP), и для получения самих химических соединений, обычно используемых в качестве ароматизирующих добавок (например, IMP или GMP) или для некоторых медицинских целей (см. например, Kuninaka A. (1996) Nucleotides and Related Compounds in Biotechnology, vol.6, Rehm et al., eds. VCH: Weinheim, p.561-612). Кроме того, ферменты, участвующие в метаболизме пуринов, пиримидинов, нуклеозидов или нуклеотидов, все больше служат в качестве мишеней, против которых, для защиты сельскохозяйственных культур, разрабатываются химические соединения, включая фунгициды, гербициды и инсектициды.Some publications describe the medical use of these chemical compounds because of their effect on the metabolism of purines and / or pyrimidines (eg, Christopherson, RI & Lyons, SD (1990) "Potent inhibitors of de novo pyrimidine and purine biosynthesis as chemotherapeutic agents." Med Res. Reviews 10: 505-548). Studies of enzymes involved in the metabolism of purines and pyrimidines have focused on the development of new drugs that can be used, for example, as immunosuppressants or antiproliferative agents (Smith JL, (1995) Enzymes in nucleotide synthesis. Curr.Opin. Struct Biol. 5: 752-757 (1995) Biochem. Soc. Transact. 23: 877-902). However, purine and pyrimidine bases, nucleosides and nucleotides have other uses, namely, as intermediate compounds in the biosynthesis of certain fine chemicals (e.g., thiamine, S-adenosylmethionine, folates or riboflavin), as energy carriers for a given cell (e.g. , ATP or GTP), and to obtain the chemical compounds themselves, usually used as flavoring agents (e.g. IMP or GMP) or for some medical purposes (see, for example, Kuninaka A. (1996) Nucleotides and Related Compounds in Biotechnology , vol. 6, Rehm et al., eds. VCH: Weinheim, p. 561-612). In addition, enzymes involved in the metabolism of purines, pyrimidines, nucleosides or nucleotides increasingly serve as targets against which, to protect crops, chemical compounds are being developed, including fungicides, herbicides and insecticides.

Метаболизм этих соединений в бактериях был охарактеризован (обзор см. например, Zaikin Н. & Dixon J.E. (1992) «de novo purine nucleotide biosynthesis», Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology, vol.42. Academic Press: p. 259-287; и Michal G. (1999) «Nucieotides and Nucleosides», Chapter 8, Biochemical pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, Wiley: New York). Метабозизм пуринов является объектом интенсивных исследований и имеет важное значение для нормального функционирования клетки. Нарушение метаболизма пуринов у высших животных может вызывать тяжелую болезнь, такую как подагра. Пуриновые нуклеотиды синтезируются из рибозо-5-фосфата в серии стадий через промежуточное соединение инозин-5'-фосфат (IMP), в результате чего продуцируются гуанозин-5'-монофосфат (GMP) или аденозин-5'-монофосфат (АМР), из которых легко образуются трифосфатные формы, используемые как нуклеотиды. Эти соединения также используются как энергозапасающие вещества, поскольку их деградация обеспечивает энергией множество различных биохимических процессов в клетке. Биосинтез пиримидинов протекает с образованием уридин-5'-монофосфата (UMP) из рибозо-5-фосфата. UMP, в свою очередь, превращается в цитидин-5'-трифосфат (СТР). Дезоксиформы всех этих нуклеотидов образуются в одностадийной реакции восстановления из дифосфатрибозной формы нуклеотида в дифосфатдезоксирибозную форму нуклеотида. После фосфорилирования, эти молекулы способны участвовать в синтезе ДНК.The metabolism of these compounds in bacteria has been characterized (for a review see, for example, Zaikin H. & Dixon JE (1992) "de novo purine nucleotide biosynthesis", Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology, vol. 42. Academic Press: p. 259- 287; and Michal G. (1999) Nucieotides and Nucleosides, Chapter 8, Biochemical pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, Wiley: New York). Purine metabolism is an object of intensive research and is important for the normal functioning of the cell. Impaired purine metabolism in higher animals can cause severe illness, such as gout. Purine nucleotides are synthesized from ribose-5-phosphate in a series of steps through the inosine-5'-phosphate intermediate compound (IMP), resulting in the production of guanosine-5'-monophosphate (GMP) or adenosine-5'-monophosphate (AMP), from which are easily formed triphosphate forms used as nucleotides. These compounds are also used as energy storage substances, since their degradation provides energy to many different biochemical processes in the cell. The biosynthesis of pyrimidines proceeds with the formation of uridine-5'-monophosphate (UMP) from ribose-5-phosphate. UMP, in turn, is converted to cytidine-5'-triphosphate (CTP). The deoxy forms of all these nucleotides are formed in a one-step reduction reaction from the diphosphatribose form of the nucleotide to the diphosphate deoxyribose form of the nucleotide. After phosphorylation, these molecules are able to participate in DNA synthesis.

D. Метаболизм трегалозы и ее использованиеD. Metabolism of trehalose and its use

Трегалоза состоит из двух глюкозных молекул, связанных друг с другом α,α-1,1-связью. Она широко используется в пищевой промышленности в качестве подсластителя, добавки для сушки или замораживания продуктов и в напитках. Однако, она также применяется в фармацевтике, косметике и биотехнологии (см, например, Nishimoto et al., (1998) патент США №5759610; Singer M.A. & Lindquist S. (1998) Trends Biotech. 16: 460-467; Paiva C.L.A. & Panek A.D. (1996) Biotech. Ann.Rev. 2: 293-314; и Shiosaka M. (1997) J. Japan 172: 97-102). Трегалоза продуцируется ферментами во многих микроорганизмах и обычно высвобождается в окружающую среду, из которой она может быть изолирована известными методами.Trehalose consists of two glucose molecules linked to each other by an α, α-1,1-bond. It is widely used in the food industry as a sweetener, an additive for drying or freezing foods, and in beverages. However, it is also used in pharmaceuticals, cosmetics, and biotechnology (see, for example, Nishimoto et al., (1998) US Pat. No. 5,759,610; Singer MA & Lindquist S. (1998) Trends Biotech. 16: 460-467; Paiva CLA & Panek AD (1996) Biotech. Ann. Rev. 2: 293-314; and Shiosaka M. (1997) J. Japan 172: 97-102). Trehalose is produced by enzymes in many microorganisms and is usually released into the environment from which it can be isolated by known methods.

II. Резистентность к разрушению химическими соединениями, к воздействию окружающей среды и к антибиотикам Продуцирование химических продуктов тонкого органического синтеза обычно осуществляют крупномасштабным культивированием бактерий, разработанных для продуцирования и секреции больших количеств указанных молекул. Однако, такой тип крупномасштабной ферментации подвергает микроорганизмы стрессовым нагрузкам различных типов. Такими стрессами являются воздействие окружающей среды и химические стрессы.II. Resistance to destruction by chemical compounds, to environmental influences and to antibiotics. The production of fine chemicals is usually carried out by large-scale cultivation of bacteria designed for the production and secretion of large quantities of these molecules. However, this type of large-scale fermentation exposes microorganisms to stress loads of various types. Such stresses are environmental exposure and chemical stresses.

А. Резистентность к воздействию окружающей средыA. Environmental Resistance

Примерами воздействия окружающей среды, с которым обычно сталкиваются при крупномасштабном ферментативном культивировании, являются механический стресс, тепловой шок, стресс, обусловленный недостатком кислорода, стресс, обусловленный присутствием кислородных радикалов, рН-стресс и осмотический стресс. Механизм перемешивания, используемый в большинстве реакторов для крупномасштабной ферментации для аэрации культуры, сопровождается выделением тепла, что приводит к повышению температуры культуры. Повышение температуры индуцирует хорошо охарактеризованный ответ в виде теплового шока, при котором экспрессируется ряд белков, которые не только способствуют выживанию бактерии в условиях высоких температур, но также и способствуют их выживанию в ответ на ряд других воздействий окружающей среды (см. Neidhardt, F.C., et al., eds. (1996) E.coli and Salmonella. ASM Press: Washington, D.C., p.1382-1399; Wosten M.M. (1998) FEMS Microbiology Reviews 22(3): 127-50; Bahl H. et al. (1995) FEMS Microbiology Reviews 17(3): 341-348; Zimmerman J.L., Cohill, P.R. (1991) New Biologist 3(7): 641-650; Samali A. & Orrenius, S. (1998) Cell. Stress Chaperones 3(4): 228-236, и ссылки, имеющиеся в каждой из цитируемых работ для каждого из этих случаев). Регуляция реакции теплового шока у бактерий облегчается специфическими сигма-факторами и другими клеточными регуляторами экспрессии генов (Hecker, M. Volker, U. (1998) Molecular Microbiology 29(5): 1129-1136). Одна из главных проблем, с которой сталкиваются клетки при воздействии на них высоких температур, заключается в том, что нарушается укладка белков; растущие белки имеют достаточное количество кинетической энергии в условиях высоких температур, в результате чего растущей полипептидной цепи трудно сохранять стабильную конформацию достаточно долго, чтобы правильно сложиться. Таким образом, белки, экспрессируемые во время реакции теплового шока, состоят из белков двух основных типов: шаперонов (белков, которые способствуют укладке или не-укладке других белков - см. например, Fink, A.L. (1999) Physiol. Rev. 79(2): 425-449) -, и протеаз, которые могут разрушать любые неправильно уложенные белки. Примерами шаперонов, экспрессируемых во время реакции теплового шока, являются GroEL и DNAK; а протеазами, которые, как известно, экспрессируются во время реакции теплового шока, являются Lon, FtsH и ClpB.Examples of environmental influences commonly encountered in large-scale enzymatic cultivation are mechanical stress, heat shock, stress due to oxygen deficiency, stress due to the presence of oxygen radicals, pH stress and osmotic stress. The mixing mechanism used in most large-scale fermentation reactors for aeration of the culture is accompanied by heat generation, which leads to an increase in the temperature of the culture. An increase in temperature induces a well-characterized response in the form of heat shock, in which a number of proteins are expressed that not only contribute to the survival of bacteria at high temperatures, but also contribute to their survival in response to a number of other environmental influences (see Neidhardt, FC, et al., eds. (1996) E. coli and Salmonella. ASM Press: Washington, DC, p. 1382-1399; Wosten MM (1998) FEMS Microbiology Reviews 22 (3): 127-50; Bahl H. et al. (1995) FEMS Microbiology Reviews 17 (3): 341-348; Zimmerman JL, Cohill, PR (1991) New Biologist 3 (7): 641-650; Samali A. & Orrenius, S. (1998) Cell. Stress Chaperones 3 (4): 228-236, and references in each of the cited Abot for each of these cases). The regulation of the heat shock reaction in bacteria is facilitated by specific sigma factors and other cellular regulators of gene expression (Hecker, M. Volker, U. (1998) Molecular Microbiology 29 (5): 1129-1136). One of the main problems that cells encounter when exposed to high temperatures is that protein folding is impaired; growing proteins have a sufficient amount of kinetic energy at high temperatures, as a result of which it is difficult for a growing polypeptide chain to maintain a stable conformation long enough to form correctly. Thus, the proteins expressed during the heat shock reaction are composed of two main types of proteins: chaperones (proteins that promote folding or non-folding of other proteins - see, for example, Fink, AL (1999) Physiol. Rev. 79 (2 ): 425-449) -, and proteases that can destroy any improperly laid proteins. Examples of chaperones expressed during a heat shock reaction are GroEL and DNAK; and the proteases that are known to be expressed during the heat shock reaction are Lon, FtsH, and ClpB.

Помимо тепла, стрессовые нагрузки могут вызывать и другие воздействия окружающей среды. Хотя процесс перемешивания в ферментере предназначается для введения кислорода в данную культуру, кислород может оставаться в ограниченных количествах, особенно, когда данная культура продолжает расти, и потребность в кислороде тем самым возрастает; недостаточная доставка кислорода вызывает другой стресс у микроорганизмов. Клетки в культарах ферментера также подвергаются ряду осмотических стрессов, особенно, когда к культуре добавляют питательные вещества, что приводит к высокой внеклеточной и низкой внутриклеточной концентрации этих молекул. Кроме того, большие количества нужных молекул, продуцируемых этими микроорганизмами при их культивировании, могут приводить к осмотическому стрессу в бактериях. И наконец, аэробный метаболизм, такой как метаболизм, происходящий в С. glutamicum, приводит к образованию двуокиси углерода, как побочного продукта, и секреция этой молекулы может подкислять культуральную среду, что обусловлено превращением этой молекулы в карбоновую кислоту. Таким образом, при культивировании, бактерии также часто подвергаются стрессу с достижением кислотного рН. Такое превращение может быть также благоприятным, в том случае, если в культуральной среде присутствуют высокие уровни основных молекул побочных продуктов, таких как аммоний, и в этом случае бактерии в культуре могут подвергаться стрессу с достижением основного рН.In addition to heat, stress can cause other environmental influences. Although the mixing process in the fermenter is intended to introduce oxygen into a given culture, oxygen may remain in limited quantities, especially when the culture continues to grow, and the oxygen demand thereby increases; insufficient oxygen delivery causes another stress in microorganisms. Cells in fermenter cultures are also subject to a number of osmotic stresses, especially when nutrients are added to the culture, resulting in high extracellular and low intracellular concentrations of these molecules. In addition, large quantities of the desired molecules produced by these microorganisms during their cultivation can lead to osmotic stress in bacteria. Finally, aerobic metabolism, such as the metabolism that occurs in C. glutamicum, leads to the formation of carbon dioxide as a by-product, and the secretion of this molecule can acidify the culture medium, which is caused by the conversion of this molecule to carboxylic acid. Thus, when cultured, bacteria are also often stressed to achieve an acidic pH. Such a conversion may also be beneficial if high levels of major by-product molecules such as ammonia are present in the culture medium, in which case bacteria in the culture can be stressed to achieve a basic pH.

Для борьбы против таких воздействий окружающей среды, бактерии имеют тонкие системы генов, которые экспрессируются под воздействием одного или нескольких стрессов, таких как вышеупомянутая система теплового шока. Гены, экспрессируемые в ответ на осмотический шок, например, кодируют белки, способные транспортировать или синтезировать соответствующие растворимые вещества, так, чтобы осмотическое поглощение или экспорт конкретной молекулы замедлялся до контролируемых уровней. Другими примерами индуцированных стрессом бактериальных белков являются белки, участвующие в биосинтезе трегалозы; ферменты, участвующие в ppGpp-метаболизме; белки, участвующие в трансдукции сигнала, а в частности, двухкомпонентные системы, которые являются чувствительными к осмотическому давлению; и факторы транскрипции, которые ответственны за ряд факторов стресса (например, RssB-аналоги и/или сигма-факторы). Специалистам известны и многие другие гены и их белковые продукты.To combat such environmental influences, bacteria have subtle gene systems that are expressed by one or more stresses, such as the aforementioned heat shock system. Genes expressed in response to osmotic shock, for example, encode proteins that can transport or synthesize the corresponding soluble substances, so that the osmotic absorption or export of a particular molecule slows down to controlled levels. Other examples of stress-induced bacterial proteins are those involved in trehalose biosynthesis; enzymes involved in ppGpp metabolism; proteins involved in signal transduction, and in particular, two-component systems that are sensitive to osmotic pressure; and transcription factors that are responsible for a number of stress factors (for example, RssB analogues and / or sigma factors). Many other genes and their protein products are known to those skilled in the art.

В. Резистентность к химическому стрессуB. Resistance to chemical stress

Помимо стрессов, возникающих под воздействием окружающей среды, клетки могут также подвергаться ряду химических стрессов. Эти стрессы могут быть разделены на две категории. К первой категории относятся природные побочные продукты метаболизма и других клеточных процессов, секретируемые данной клеткой в окружающую среду. Ко второй категории относятся химические вещества, присутствующие во внеклеточной среде и не являющиеся продуктами данной клетки. В основном, если клетки выделяют токсические побочные продукты из концентрированной внутриклеточной цитоплазмы в относительно гораздо более разведенную внеклеточную среду, то эти продукты распределяются так, что внеклеточные уровни возможного токсичного соединения являются достаточно низкими. Однако, крупномасштабное ферментативное культивирование бактерии - это не тот случай, поскольку многие бактерии растут в относительно небольшом пространстве и при таком высоком уровне метаболизма, что побочные продукты могут накапливаться в данной среде до почти токсических уровней. Примерами таких побочных продуктов являются двуокись углерода, металлические ионы и реакционноспособные виды кислорода, такие как перекись водорода. Эти соединения могут влиять на активность или структуру молекул клеточной поверхности, либо они могут снова проникать в клетку, где они способны серьезно повреждать белки и нуклеиновые кислоты. В окружающей среде могут обнаруживаться и некоторые другие химические вещества, вредные для нормального функционирования клеток. Так, например, ионы металлов, таких как ртуть, кадмий, никель или медь, часто обнаруживаются в водных источниках и могут иметь форму тесных комплексов с клеточными ферментами, которые препятствуют нормальному функционированию этих белков.In addition to environmental stresses, cells can also undergo a number of chemical stresses. These stresses can be divided into two categories. The first category includes natural by-products of metabolism and other cellular processes secreted by this cell into the environment. The second category includes chemicals that are present in the extracellular environment and are not products of this cell. Basically, if cells release toxic by-products from concentrated intracellular cytoplasm into a relatively much more diluted extracellular medium, then these products are distributed so that the extracellular levels of a possible toxic compound are quite low. However, large-scale enzymatic cultivation of bacteria is not the case, since many bacteria grow in a relatively small space and at such a high level of metabolism that by-products can accumulate in this environment to almost toxic levels. Examples of such by-products are carbon dioxide, metallic ions, and reactive oxygen species such as hydrogen peroxide. These compounds can affect the activity or structure of cell surface molecules, or they can again enter the cell, where they can seriously damage proteins and nucleic acids. Some other chemicals harmful to the normal functioning of cells can also be detected in the environment. For example, metal ions, such as mercury, cadmium, nickel or copper, are often found in water sources and can take the form of close complexes with cellular enzymes that interfere with the normal functioning of these proteins.

С. Резистентность к антибиотикамC. Antibiotic Resistance

Во внеклеточной среде могут также обнаруживаться бактерицидные белки или антибиотики, которые присутствуют в ней либо в результате их занесения исследователями, либо в виде природного продукта от другого организма, используемого для повышения преимущества при конкуренции. Микроорганизмы обладают несколькими известными механизмами для своей защиты против противомикробных химических соединений. Широко применяемыми способами удаления и дезинтоксикации антибиотиков являются деградация, модификация и экспорт соединений, токсических для данной клетки. Известно, что некоторые прокариоты имеют цитоплазматические «откачивающие насосы» и обнаруживают сходство с так называемыми белками «резистентности ко множеству лекарственных средств», имеющимися у высших эукариотов (Neyfakh, A.A. et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 4781-4785). Примерами таких белков являются emrAB от E.coli (Lomovskaya, О. & K.Lewis (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 8938-8942), ImrB от B.subtilis (Kumano M. et al (1997) Microbiology 143: 2775-2782), smr от S.aureus (Grinius, L.G. et al (1992) Piasmid 27: 119-129) или cmr от С. glutamicum (Kaidoh К. et al. (1997) Micro. Drug. Resist. 3: 345-350). Сам по себе микроорганизм С. glutamicum является непатогенным в отличие от некоторых других членов рода Corynebacterium, таких как С. diphtheriae или С. pseudotuberculosis. Известно, что некоторые патогенные коринебактерии имеют множественную резистентность к ряду антибиотиков, такие как C.jeikeium и С.urealyticum (Soriano, F. et al., (1995) Antimicrob. Agents Chemother. 39:208-214).Bactericidal proteins or antibiotics can also be found in the extracellular environment, which are present either as a result of their introduction by researchers, or as a natural product from another organism used to increase competitive advantage. Microorganisms have several known mechanisms for their protection against antimicrobial chemicals. Widely used methods for the removal and detoxification of antibiotics are the degradation, modification and export of compounds toxic to a given cell. It is known that some prokaryotes have cytoplasmic "evacuation pumps" and show similarities to the so-called "multidrug resistance" proteins found in higher eukaryotes (Neyfakh, AA et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88 : 4781-4785). Examples of such proteins are emrAB from E. coli (Lomovskaya, O. & K. Lewis (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 8938-8942), ImrB from B. subtilis (Kumano M. et al (1997 ) Microbiology 143: 2775-2782), smr from S.aureus (Grinius, LG et al (1992) Piasmid 27: 119-129) or cmr from C. glutamicum (Kaidoh K. et al. (1997) Micro. Drug. Resist. 3: 345-350). The microorganism C. glutamicum itself is non-pathogenic in contrast to some other members of the genus Corynebacterium, such as C. diphtheriae or C. pseudotuberculosis. It is known that some pathogenic corynebacteria have multiple resistance to several antibiotics, such as C. jeikeium and C. urealyticum (Soriano, F. et al., (1995) Antimicrob. Agents Chemother. 39: 208-214).

Линкозамиды известны как эффективные антибиотики против видов Corynebacterium (Soriano, F. et al., (1995) Antimicrob. Agents Chemother. 39: 208-214). Неожиданным результатом настоящего изобретения была идентификация гена, кодирующего белок резистентности к линкозамиду (в частности, белок резистентности к линкомицину). Белок LMRB, происходящий от С. glutamicum, обнаруживает 40%-ную гомологию с продуктом гена ImrB от В. subtilis (см. Genbank № доступа AL009126), вычисленную с использованием программы CLUSTALW версии 1.7 (Thompson, J.D., Higgins, D.G., Gibson, T.J. (1994) Nucl. Acids Res. 22: 4673-4680) с использованием стандартных параметров попарного сопоставления (PAIRWISE ALIGNMENT PARAMETERS: сопоставления медленные/точные: «штраф на пробел-пропуск» =10,0 и «штраф на пробел-удлинение» =0,10, весовая матрица белка =BLOSUM 30, весовая матрица ДНК =IUB, сопоставления быстрые/приблизительные: штраф на пробел =3, размер К-набора (слов) =1, № верхних диагоналей =5, размер окна =5, попарные сопоставления с переключением «медленно/быстро» = медленно. Параметры множественного сопоставления: «штраф на пробел-пропуск» =10/0 и «штраф на пробел-удлинение» =0,05, последовательности, расходящиеся с запаздыванием =40%, вес ДНК-транзиций =0,50, весовая матрица белка = серия BLOSUM, весовая матрица ДНК = IUB, негативная матрица использования = OFF).Lincosamides are known as effective antibiotics against Corynebacterium species (Soriano, F. et al., (1995) Antimicrob. Agents Chemother. 39: 208-214). An unexpected result of the present invention was the identification of a gene encoding a linkozamide resistance protein (in particular, lincomycin resistance protein). The LMRB protein originating from C. glutamicum shows 40% homology with the B. subtilis ImrB gene product (see Genbank accession no. AL009126) calculated using CLUSTALW version 1.7 (Thompson, JD, Higgins, DG, Gibson, TJ (1994) Nucl. Acids Res. 22: 4673-4680) using standard pairwise matching parameters (PAIRWISE ALIGNMENT PARAMETERS: slow / precise comparisons: “space-gap penalty” = 10.0 and “space-extension penalty” = 0.10, protein weight matrix = BLOSUM 30, DNA weight matrix = IUB, quick / approximate comparisons: space penalty = 3, size of K-set (words) = 1, number of upper d agonals = 5, window size = 5, pairwise comparisons with switching “slow / fast” = slow. Multiple matching parameters: “penalty for space-pass” = 10/0 and “fine for space-elongation” = 0.05, sequences , diverging with delay = 40%, weight of DNA transitions = 0.50, weight matrix of protein = BLOSUM series, weight matrix of DNA = IUB, negative usage matrix = OFF).

Воздействие окружающей среды, химический стресс и стресс под воздействием антибиотиков или других противомикробных веществ могут повлиять на поведение микроорганизмов в процессе их культивирования и на продуцирование нужного соединения из этих микроорганизмов. Так, например, осмотический стресс микроорганизма может вызывать неприемлемое или неприемлемо быстрое поглощение одного или более соединений, что, в конечном счете, приводит к повреждению или гибели клеток под действием осмотического шока. Аналогичным образом, химические соединения, присутствующие в данной культуре, которые либо были экзогенно добавлены (например, противомикробные соединения, предназначенные для удаления нежелательных микробов), либо были генерированы самими бактериями (например, побочные продукты, такие как тяжелые металлы или кислородные радикалы, или даже противомикробные соединения), могут приводить к ингибированию продуцирования химических продуктов тонкого органического синтеза или даже к гибели микроорганизма. Гены настоящего изобретения кодируют белки С. glutamicum, которые предупреждают повреждение или гибель клеток путем специфического противодействия источнику или действию стресса, вызываемого окружающей средой или химическим веществом.Environmental exposure, chemical stress, and stress under the influence of antibiotics or other antimicrobial substances can affect the behavior of microorganisms during their cultivation and the production of the desired compound from these microorganisms. For example, the osmotic stress of a microorganism can cause unacceptable or unacceptable rapid absorption of one or more compounds, which ultimately leads to damage or death of cells under the influence of osmotic shock. Similarly, chemical compounds present in a given culture that were either exogenously added (e.g. antimicrobial compounds designed to remove unwanted microbes) or were generated by the bacteria themselves (e.g. by-products such as heavy metals or oxygen radicals, or even antimicrobial compounds) can lead to inhibition of the production of fine chemicals or even to the death of a microorganism. The genes of the present invention encode C. glutamicum proteins that prevent cell damage or death by specifically counteracting the source or stress caused by the environment or a chemical.

III. Элементы и способы настоящего изобретенияIII. Elements and methods of the present invention

Настоящее изобретение основано, по крайней мере, частично, на обнаружении новых молекул, называемых здесь молекулами нуклеиновой кислоты и белка SRT, которые повышают способность С. glutamicum выживать в неблагоприятных условиях химического стресса или воздействия окружающей среды. В одном из вариантов осуществления изобретения, молекулы SRT функционируют так, что они сообщают микроорганизму С. qlutamicum резистентность к одному или нескольким стрессам, вызываемым воздействием окружающей среды или химических веществ. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, активность молекул SRT настоящего изобретения влияет на продуцирование нужного химического продукта тонкого органического синтеза этим микроорганизмом. В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения, молекулы SRT настоящего изобретения имеют модулированную активность, такую, что выход, продуцирование и/или эффективность продуцирования одного или нескольких химических продуктов тонкого органического синтеза из С. glutamlcum также являются модулированными.The present invention is based, at least in part, on the discovery of new molecules, called here nucleic acid molecules and SRT protein, that increase the ability of C. glutamicum to survive under adverse conditions of chemical stress or environmental exposure. In one embodiment of the invention, the SRT molecules function so that they give C. qlutamicum microorganism resistance to one or more stresses caused by exposure to the environment or chemicals. In a preferred embodiment of the invention, the activity of the SRT molecules of the present invention affects the production of the desired fine chemicals by this microorganism. In a particularly preferred embodiment, the SRT molecules of the present invention have modulated activity such that the yield, production and / or production efficiency of one or more fine chemicals from C. glutamlcum are also modulated.

Термин «белок SRT» или «полипептид SRT» включает белки, которые участвуют в сообщении резистентности С. glutamicum к одному или нескольким стрессам, вызываемым окружающей средой или химическим веществом. Примерами белков SRT являются белки, кодируемые генами SRT, представленными в Таблице 1 и нечетно пронумерованными SEQ ID Nos. Термины «ген SRT» или последовательность нуклеиновой кислоты SRT" означают нуклеотидные последовательности, кодирующие белок SRT и состоящие из кодирующей области, а также из соответствующих нетранслируемых 5'- и 3'-областей последовательности. Примерами генов SRT являются гены, представленные в Таблице 1. Термины «продуцирование» или «продуктивность» известны специалистам и означают концентрацию продукта ферментации (например, нужного химического продукта тонкого органического синтеза), полученную в данное время и в данном объеме ферментации (например, кг продукта в час на литр). Термин «эффективность продуцирования» означает время, необходимое для достижения конкретного уровня продуцирования (например, время, затрачиваемое данными клетками на достижение конкретной скорости выхода химических продуктов тонкого органического синтеза). Термин «выход» или выход «продукт/углерод» хорошо известен специалистам и включает эффективность превращения углеродного источника в продукт (то есть, химический продукт тонкого органического синтеза). Выход обычно выражают, например, в кг продукта на кг углеродного источника. При увеличении выхода или продуцирования указанного соединения, увеличивается количество изолированных молекул или используемых изолированных продуктов данного соединения в данном количестве культуры по отношению к данному количеству времени. Термины «биосинтез» или «путь биосинтеза» хорошо известны специалистам и означают клеточный синтез соединения, предпочтительно, органического соединения из промежуточных соединений, который может быть многостадийным и в высокой степени регулируемым процессом. Термины «деградация» или «путь деградации» хорошо известны специалистам и означают разрушение соединения, предпочтительно, органического соединения, в клетке с получением продуктов деградации (вообще говоря, более мелких или менее сложных молекул), которая может быть многостадийным и в высокой степени регулируемым процессом. Термин «метаболизм» хорошо известен специалистам и означает все биохимические реакции, протекающие в организме. Кроме того, метаболизм конкретного соединения (например, метаболизм аминокислоты, такой как глицин) включает все пути биосинтеза, модификации и деградации в данной клетке, относящиеся к этому соединению. Термины «резистентность» и «толерантность» известны специалистам и означают способность клетки не подвергаться воздействию химических веществ или условий окружающей среды, которые должны так или иначе приводить к нарушению нормального функционирования этих микроорганизмов. Термины «стресс» или «опасность» включают факторы, которые неблагоприятно влияют на нормальное функционирование клеток, таких как С. glutamicum. Примерами стрессов являются «химический стресс», при котором клетка подвергается воздействию одного или нескольких химических соединений, негативно влияющих на эту клетку, и «стресс под действием окружающей среды», при котором клетка подвергается воздействию условий окружающей среды, которые отличаются от тех условий, к которым адаптирована данная клетка. Химические стрессы могут вызываться либо природными побочными продуктами метаболизма, такими как, но не ограничивающимися ими, реакционноспособные виды кислорода или двуокись углерода, либо химическими соединениями, так или иначе присутствующими в окружающей среде, включая, но не ограничиваясь ими, ионы тяжелых металлов или бактерицидные белки, такие как антибиотики. Стрессами, вызываемыми воздействием окружающей среды, могут быть, но не ограничиваются ими, например, температуры, выходящие за пределы нормальных температур, присутствие субоптимальных количеств кислорода, осмотическое давление или крайние значения рН.The term “SRT protein” or “SRT polypeptide” includes proteins that are involved in communicating C. glutamicum resistance to one or more stresses caused by the environment or a chemical. Examples of SRT proteins are proteins encoded by the SRT genes shown in Table 1 and oddly numbered SEQ ID Nos. The terms “SRT gene” or “SRT nucleic acid sequence” means nucleotide sequences encoding an SRT protein and consisting of a coding region as well as corresponding untranslated 5 ′ and 3 ′ regions of a sequence. Examples of SRT genes are the genes shown in Table 1. The terms "production" or "productivity" are known to specialists and mean the concentration of the fermentation product (for example, the desired chemical product of fine organic synthesis), obtained at this time and in a given volume of fermentation and (for example, kg of product per hour per liter). The term "production efficiency" means the time required to achieve a specific level of production (for example, the time taken by these cells to achieve a specific output rate of chemical products of fine organic synthesis). The term "yield" or a product / carbon yield is well known to those skilled in the art and includes the efficiency of converting a carbon source into a product (that is, a fine organic chemical product). The yield is usually expressed, for example, in kg of product per kg of carbon source. With an increase in the yield or production of the specified compound, the number of isolated molecules or used isolated products of this compound in a given amount of culture increases with respect to a given amount of time. The terms “biosynthesis” or “biosynthesis pathway” are well known to those skilled in the art and mean cell synthesis of a compound, preferably an organic compound from intermediates, which can be a multi-step and highly controlled process. The terms “degradation” or “degradation pathway” are well known to those skilled in the art and mean the destruction of a compound, preferably an organic compound, in a cell to produce degradation products (generally speaking, smaller or less complex molecules), which can be a multi-stage and highly controlled process . The term "metabolism" is well known to specialists and means all biochemical reactions that occur in the body. In addition, the metabolism of a particular compound (for example, the metabolism of an amino acid such as glycine) includes all the pathways of biosynthesis, modification and degradation in a given cell related to that compound. The terms "resistance" and "tolerance" are known to specialists and mean the ability of cells to not be exposed to chemicals or environmental conditions, which should somehow lead to a disruption in the normal functioning of these microorganisms. The terms “stress” or “danger” include factors that adversely affect the normal functioning of cells, such as C. glutamicum. Examples of stress are “chemical stress”, in which a cell is exposed to one or more chemical compounds that adversely affect this cell, and “stress under the influence of the environment,” in which a cell is exposed to environmental conditions that differ from those to which this cell is adapted to. Chemical stresses can be caused either by natural metabolic by-products, such as, but not limited to, reactive oxygen species or carbon dioxide, or by chemical compounds that are somehow present in the environment, including, but not limited to, heavy metal ions or bactericidal proteins such as antibiotics. Environmental stresses can be, but are not limited to, for example, temperatures that go beyond normal temperatures, the presence of suboptimal amounts of oxygen, osmotic pressure, or extreme pH values.

В другом варианте осуществления изобретения, молекулы SRT способны модулировать продуцирование нужной молекулы, такой как химический продукт тонкого органического синтеза, в микроорганизме, таком как С. glutamicum. В соответствии с методами рекомбинантных ДНК, один или несколько белков SRT настоящего изобретения могут быть модифицированы так, чтобы их функция была модулированной. Изменение активности генов ответа, резистентности или толерантности к стрессу, заключающееся в повышении толерантности данной клетки к одному или нескольким стрессам, может улучшать способность данной клетки к росту и размножению в относительно стрессовых условиях при крупномасштабном культивировании в ферментере. Так, например, путем сверхэкспрессии или конструировании молекулы шаперона, индуцируемой тепловым шоком так, чтобы она имела оптимизированную активность, можно повысить способность данной бактерии к продуцированию правильно уложенных белков в температурных условиях, не являющихся оптимальными. При уменьшении количества белков с неправильной укладкой (а возможно и разрегулированных или нефункциональных), повышается способность данной клетки к нормальному функционированию в такой культуре, что, в свою очередь, приводит к увеличению ее жизнеспособности. Это общее увеличение числа клеток, обладающих большей жизнеспособностью и активностью в культуре, также должно приводить к увеличению выхода, продуцирования и/или эффективности продуцирования одного или нескольких нужных химических продуктов тонкого органического синтеза, что обусловлено, по крайней мере, относительно более высоким числом клеток, продуцирующих эти химические соединения в данной культуре.In another embodiment, SRT molecules are capable of modulating the production of the desired molecule, such as a fine chemicals in a microorganism, such as C. glutamicum. In accordance with recombinant DNA methods, one or more SRT proteins of the present invention can be modified so that their function is modulated. A change in the activity of response genes, resistance, or stress tolerance, which consists in increasing the tolerance of a given cell to one or more stresses, can improve the ability of a given cell to grow and reproduce under relatively stressful conditions under large-scale cultivation in a fermenter. For example, by overexpressing or constructing a chaperone molecule induced by heat shock so that it has optimized activity, it is possible to increase the ability of a given bacterium to produce properly laid proteins under temperature conditions that are not optimal. With a decrease in the number of proteins with improper folding (and possibly deregulated or non-functional), the ability of this cell to function normally in such a culture increases, which, in turn, leads to an increase in its viability. This overall increase in the number of cells with greater viability and activity in the culture should also lead to an increase in the yield, production and / or efficiency of the production of one or more desired chemicals of fine organic synthesis, which is due to at least a relatively higher number of cells, producing these chemical compounds in a given culture.

Изолированные последовательности нуклеиновых кислот настоящего изобретения содержатся в геноме штамма Corynebacterium glutamicum, имеющегося в Американской коллекции типовых культур под номером доступа АТСС 13032. Нуклеотидная последовательность изолированной ДНК SRT С. glutamicum и предсказанные аминокислотные последовательности белков SRT С. glutamicum показаны в Списке последовательностей нечетно пронумерованными SEQ ID NO: и четно пронумерованными SEQ ID NO, соответственно.Isolated nucleic acid sequences of the present invention are contained in the genome of the Corynebacterium glutamicum strain available in the American Type Culture Collection under accession number ATCC 13032. The nucleotide sequence of the isolated C. glutamicum SRT DNA and the predicted amino acid sequences of C. glutamicum SRT proteins are shown in the Sequence Listing of the oddly numbered SEQ IDs NO: and evenly numbered SEQ ID NO, respectively.

Были проведены компьютерные анализы, которые позволили классифицировать и/или идентифицировать эти нуклеотидные последовательности как последовательности, кодирующие белки химического стресса и стресса, вызванного окружающей средой, а также белки резистентности и толерантности.Computer analyzes were performed that allowed us to classify and / or identify these nucleotide sequences as sequences encoding proteins of chemical stress and environmental stress, as well as proteins of resistance and tolerance.

Настоящее изобретение также относится к белкам, имеющим аминокислотную последовательность, которая является, в основном, гомологичной аминокислотной последовательности настоящего изобретения (например, последовательности SEQ ID NO, имеющие четный номер в Списке последовательностей). Используемый здесь белок, имеющий аминокислотную последовательность, которая является, в основном, гомологичной выбранной аминокислотной последовательности, представляет собой белок, аминокислотная последовательность которого, по крайней мере, на 50% гомологична выбранной аминокислотной последовательности, т.е. всей выбранной аминокислотной последовательности. Белок, который имеет аминокислотную последовательность, в основном, гомологичную выбранной аминокислотной последовательности, может также представлять собой белок, аминокислотная последовательность которого, по крайней мере, примерно на 50-60%, а предпочтительно, по крайней мере, примерно на 60-70%, а более предпочтительно, по крайней мере, примерно на 70-80%, 80-90% или 90-95%, и наиболее предпочтительно, по крайней мере, примерно на 96%, 97%, 98%, 99% или более является гомологичной выбранной аминокислотной последовательности. Величины диапазонов и идентичностей, которые являются промежуточными для вышеуказанных величин (например, идентичность на 75-80%, идентичность на 85-87%, идентичность на 91-92%), также входят в объем настоящего изобретения. В настоящее изобретение, например, также входят величины диапазонов идентичностей, являющиеся комбинацией любых из вышеуказанных величин, указанных как верхний и/или нижний предел.The present invention also relates to proteins having an amino acid sequence that is substantially homologous to the amino acid sequence of the present invention (for example, SEQ ID NO sequences having an even number in the Sequence List). As used herein, a protein having an amino acid sequence that is substantially homologous to a selected amino acid sequence is a protein whose amino acid sequence is at least 50% homologous to the selected amino acid sequence, i.e. the entire selected amino acid sequence. A protein that has an amino acid sequence substantially homologous to the selected amino acid sequence may also be a protein whose amino acid sequence is at least about 50-60%, and preferably at least about 60-70%, and more preferably at least about 70-80%, 80-90%, or 90-95%, and most preferably at least about 96%, 97%, 98%, 99% or more, is homologous selected amino acid sequence. Values of ranges and identities that are intermediate between the above values (for example, 75-80% identity, 85-87% identity, 91-92% identity) are also included in the scope of the present invention. The present invention, for example, also includes values of ranges of identities that are a combination of any of the above values, indicated as an upper and / or lower limit.

Белки SRT или их биологически активные части или фрагменты настоящего изобретения могут сообщать резистентность или толерантность к одному или нескольким химическим стрессам или стрессам, вызываемым воздействием окружающей среды, либо они могут обладать одной или несколькими активностями, представленными в Таблице 1.SRT proteins or their biologically active parts or fragments of the present invention may exhibit resistance or tolerance to one or more chemical or environmental stresses, or they may have one or more of the activities shown in Table 1.

Различные аспекты настоящего изобретения будут более подробно изложены в следующих подразделах:Various aspects of the present invention will be described in more detail in the following subsections:

А. Изолированные молекулы нуклеиновой кислотыA. Isolated nucleic acid molecules

В одном из своих аспектов, настоящее изобретение относится к изолированным молекулам нуклеиновой кислоты, которые кодируют полипептиды SRT или его биологически активные части, а также к фрагментам нуклеиновой кислоты, достаточным для использования в качестве зондов для гибридизации или праймеров для идентификации или амплификации SRT-кодирующей нуклеиновой кислоты (например, SRT-ДНК). Используемый здесь термин «молекула нуклеиновой кислоты» включает ДНК-молекулы (например, кДНК или геномную ДНК) и РНК-молекулы (например, мРНК) и аналоги ДНК или РНК, генерированные с использованием нуклеотидных аналогов. Этот термин также охватывает нетранслируемую последовательность, расположенную у 3'- и 5'-концов кодирующей области гена: по крайней мере, примерно на расстоянии 100 нуклеотидов выше от 5'-конца кодирующей области и, по крайней мере, примерно на расстоянии 20 нуклеотидов ниже от 3'-конца кодирующей области гена. Молекула нуклеиновой кислоты может быть одноцепочечной или двухцепочечной, но предпочтительно, двухцепочечной ДНК. «Изолированной» молекулой нуклеиновой кислоты является молекула, которая отделена от других молекул нуклеиновой кислоты, присутствующих в природном источнике нуклеиновой кислоты. Предпочтительной «изолированной» нуклеиновой кислотой является молекула, не содержащая последовательности, которые обычно фланкируют нуклеиновую кислоту (то есть, последовательности, расположенные у 5' и 3'-концов нуклеиновой кислоты)в геномной ДНК данного организма, от которого происходит данная нуклеиновая кислота. Так, например, в различных вариантах осуществления изобретения, изолированная молекула нуклеиновой кислоты SRT может содержать нуклеотидные последовательности размером примерно менее, чем 5 т.п.н.-, 4 т.п.н.-, 3 т.п.н.-, 2 т.п.н.-, 1 т.п.н.-, 0,5 т.п.н.- или 0,1 т.п.н.-, которые обычно фланкируют молекулу нуклеиновой кислоты в геномной ДНК клетки, от которой происходит данная нуклеиновая кислота (например, клетка С. glutamicum}. Более того, «изолированная» молекула нуклеиновой кислоты, такая как молекула ДНК, может, в основном, не содержать другого клеточного материала или культуральной среды, если она была продуцирована рекомбинантными методами, или химических предшественников или других химических соединений, если она была продуцирована методами химического синтеза.In one of its aspects, the present invention relates to isolated nucleic acid molecules that encode SRT polypeptides or its biologically active parts, as well as nucleic acid fragments sufficient for use as hybridization probes or primers to identify or amplify an SRT-coding nucleic acid acids (e.g. SRT DNA). As used herein, the term “nucleic acid molecule” includes DNA molecules (eg, cDNA or genomic DNA) and RNA molecules (eg, mRNA) and DNA or RNA analogs generated using nucleotide analogs. This term also covers the untranslated sequence located at the 3 ′ and 5 ′ ends of the coding region of the gene: at least about 100 nucleotides higher from the 5 ′ end of the coding region and at least about 20 nucleotides lower from the 3'-end of the coding region of the gene. The nucleic acid molecule may be single-stranded or double-stranded, but preferably double-stranded DNA. An “isolated” nucleic acid molecule is a molecule that is separated from other nucleic acid molecules present in a natural source of nucleic acid. A preferred “isolated” nucleic acid is a molecule that does not contain sequences that typically flank the nucleic acid (that is, sequences located at the 5 ′ and 3 ′ ends of the nucleic acid) in the genomic DNA of the organism from which the nucleic acid is derived. So, for example, in various embodiments of the invention, an isolated SRT nucleic acid molecule may contain nucleotide sequences of a size of less than about 5 kb, 4 kb, 3 kb, , 2 kb, 1 kb, 0.5 kb, or 0.1 kb, which usually flank a nucleic acid molecule in genomic DNA the cell from which the nucleic acid originates (for example, C. glutamicum cell}. Moreover, an “isolated” nucleic acid molecule, such as a DNA molecule, may basically not contain another cellular mother la or culture medium if it has been produced by recombinant techniques, or chemical precursors or other chemicals, if it has been produced by chemical synthesis.

Молекула нуклеиновой кислоты настоящего изобретения, например, молекула нуклеиновой кислоты, имеющая нуклеотидную последовательность SEQ ID NO, имеющая нечетный номер в Списке последовательностей, или ее часть, может быть изолирована с применением стандартных методов молекулярной биологии и с использованием информации, приведенной в данном описании. Так, например, ДНК SRT С. glutamicum может быть изолирована из библиотеки С. glutamicum с использованием всех или одной из нечетно пронумерованных последовательностей SEQ ID NO: в Списке последовательностей в качестве зонда для гибридизации, и стандартной техники гибридизации (например, как описано Sambrook, J., Fritsh, E.F. & Maniatis Т., Molecular Cloning: A Laboratory manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989). Кроме того, молекула нуклеиновой кислоты, охватывающая всю или часть одной из последовательностей нуклеиновых кислот нуклеиновой кислоты настоящего изобретения (например, нечетно пронумерованных SEQ ID Nos), может быть изолирована с помощью полимеразной цепной реакции с использованием олигонуклеотидных праймеров, сконструированных на основе данной последовательности (например, молекула нуклеиновой кислоты, охватывающая всю или часть одной из последовательностей нуклеиновой кислоты настоящего изобретения (например, нечетно пронумерованных SEQ ID Nos: в Списке последовательностей), может быть изолирована с помощью полимеразной цепной реакции с использованием олигонуклеотидных праймеров, сконструированных на основе той же самой последовательности). Так, например, мРНК может быть изолирована из нормальных эндотелиальных клеток (например, гуанидиний-тиоизоцианатным методом экстракции Chirgwin et al. (1979) Biochemistry 18: 5294-5299, и ДНК может быть получена с использованием обратной транскриптазы (например, обратной транскриптазы вируса мышиного лейкоза Молони (MLV), поставляемого Gibco/BRL, Bethesda, MD, или обратной транскриптазы AMV, поставляемой Seikagaku America, Inc., St.Petersburg, FL). Синтетические олигонуклеотидные праймеры для полимеразной цепной реакции могут быть сконструированы на основе одной из нуклеотидных последовательностей, представленных в Списке последовательностей. Нуклеиновая кислота настоящего изобретения может быть амплифицирована с использованием кДНК, или альтернативно, геномной ДНК в качестве матрицы и соответствующих олигонуклеотидных праймеров в соответствии со стандартными методами ПЦР-амплификации. Амплифицированная таким образом нуклеиновая кислота может быть клонирована в соответствующий вектор и охарактеризована с помощью анализа ДНК-последовательности. Кроме того, олигонуклеотиды, соответствующие нуклеотидной последовательности SRT, могут быть получены стандартными методами синтеза, например, с использованием автоматического ДНК-синтезатора.The nucleic acid molecule of the present invention, for example, a nucleic acid molecule having the nucleotide sequence of SEQ ID NO, having an odd number in the Sequence List, or part thereof, can be isolated using standard molecular biology methods and using the information given in this description. For example, C. glutamicum SRT DNA can be isolated from a C. glutamicum library using all or one of the oddly numbered sequences of SEQ ID NO: in the List of Sequences as a probe for hybridization and standard hybridization techniques (e.g., as described by Sambrook, J., Fritsh, EF & Maniatis, T., Molecular Cloning: A Laboratory manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989). In addition, a nucleic acid molecule encompassing all or part of one of the nucleic acid nucleic acid sequences of the present invention (e.g., the oddly numbered SEQ ID Nos) can be isolated by polymerase chain reaction using oligonucleotide primers designed based on this sequence (e.g. , a nucleic acid molecule encompassing all or part of one of the nucleic acid sequences of the present invention (e.g., odd numbered (SEQ ID Nos: in the Sequence List), can be isolated by polymerase chain reaction using oligonucleotide primers designed on the basis of the same sequence). For example, mRNA can be isolated from normal endothelial cells (e.g., by guanidinium-thioisocyanate extraction method Chirgwin et al. (1979) Biochemistry 18: 5294-5299, and DNA can be obtained using reverse transcriptase (e.g., mouse transcriptase reverse transcriptase Moloney Leukemia (MLV), supplied by Gibco / BRL, Bethesda, MD, or AMV reverse transcriptase, supplied by Seikagaku America, Inc., St. Petersburg, FL) Synthetic oligonucleotide primers for the polymerase chain reaction can be designed based on one of the nucleotide sequences the nucleic acid of the present invention can be amplified using cDNA, or alternatively, genomic DNA as a template and corresponding oligonucleotide primers in accordance with standard PCR amplification methods. Thus amplified nucleic acid can be cloned into an appropriate vector and characterized by DNA sequence analysis. In addition, oligonucleotides corresponding to the nucleotide sequence of SRT can be obtained by standard methods of synthesis, for example, using an automatic DNA synthesizer.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, изолированная молекула нуклеиновой кислоты настоящего изобретения содержит одну из нуклеотидных последовательностей, представленных в Списке последовательностей. Последовательности нуклеиновых кислот настоящего изобретения, представленные в Списке последовательностей, соответствуют SRT-ДНК Corynebacterium glutamicum настоящего изобретения. Эта ДНК включает последовательности, кодирующие белки SRT (то есть, «кодирующую область», показанную в каждой нечетно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей), а также 5'-нетранслирумые последовательности и 3'-нетранслируемые последовательности, также указанные в каждой нечетно пронумерованной SEQ ID NO: в Списке последовательностей). Альтернативно, молекула нуклеиновой кислоты может содержать только кодирующую область любой из указанных последовательностей нуклеиновых кислот в Списке последовательностей.In a preferred embodiment of the invention, an isolated nucleic acid molecule of the present invention contains one of the nucleotide sequences shown in the Sequence Listing. The nucleic acid sequences of the present invention presented in the Sequence List correspond to the Corynebacterium glutamicum SRT DNA of the present invention. This DNA includes sequences encoding SRT proteins (that is, the "coding region" shown in each oddly numbered sequence of SEQ ID NO: in the Sequence List), as well as 5'-untranslated sequences and 3'-untranslated sequences, also indicated in each oddly numbered SEQ ID NO: in the Sequence List). Alternatively, the nucleic acid molecule may contain only the coding region of any of the indicated nucleic acid sequences in the Sequence Listing.

Следует отметить, что в целях настоящего изобретения, каждая из последовательностей нуклеиновых кислот и аминокислотных последовательностей, представленных в Списке последовательностей, имеет идентифицирующие номера RXA, RXN или RXS, имеющие обозначения «RXA», «RXN» или «RXS», после которых следуют 5 цифр (то есть, RXA01524, RXN00493 или RXS01027).It should be noted that for the purposes of the present invention, each of the nucleic acid and amino acid sequences represented in the Sequence List has identification numbers RXA, RXN or RXS, designated "RXA", "RXN" or "RXS" followed by 5 digits (i.e., RXA01524, RXN00493 or RXS01027).

Каждая из указанных последовательностей нуклеиновых кислот содержит вплоть до 3 частей: область, расположенную выше от 5'-конца, кодирующую область, и нижерасположенную область. Во избежание путаницы, каждая из этих трех областей идентифицируется по тем же самым обозначениям RXA, RXN или RXS. Кроме того, выражение «одна из нечетно пронумерованных последовательностей в Списке последовательностей» относится к любым последовательностям нуклеиновых кислот в Списке последовательностей, которые могут быть также идентифицированы по их отличающимся обозначениям RXA, RXN или RXS. Кодирующая область каждой из этих последовательностей транслируется в соответствующую аминокислотную последовательность, которая также представлена в Списке последовательностей как четно пронумерованная SEQ ID NO: и которая в этом списке следует непосредственно за соответствующей последовательностью нуклеиновой кислоты. Так, например, кодирующая область RXA01524 представлена в SEQ ID NO:1, а аминокислотная последовательность, которую она кодирует, представлена как SEQ ID NO:2. Последовательности молекул нуклеиновой кислоты настоящего изобретения идентифицируются по тем же самым обозначениям RXA, RXN или RXS, как и аминокислотные молекулы, которые они кодируют, так, чтобы они могли легко коррелировать. Так, например, аминокислотная последовательность, обозначенная RXA01524, представляет собой последовательность, транслированную с кодирующей области нуклеотидной последовательности молекулы нуклеиновой кислоты RXA01524; аминокислотная последовательность, обозначенная RXN00034, представляет собой последовательность, транслированную с кодирующей области нуклеотидной последовательности молекулы нуклеиновой кислоты RXN00034; а аминокислотная последовательность, обозначенная RXS00568, представляет собой последовательность, транслированную с кодирующей области нуклеотидной последовательности молекулы нуклеиновой кислоты RXS00568. Соответствие между нуклеотидными и аминокислотными последовательностями RXA, RXN и RXS настоящего изобретения и их SEQ ID №№ представлены в таблице 1.Each of these nucleic acid sequences contains up to 3 parts: the region located above the 5'-end, the coding region, and the downstream region. To avoid confusion, each of these three areas is identified by the same designation as RXA, RXN, or RXS. In addition, the expression “one of the oddly numbered sequences in the Sequence Listing” refers to any nucleic acid sequences in the Sequence Listing that can also be identified by their different designations RXA, RXN or RXS. The coding region of each of these sequences is translated into the corresponding amino acid sequence, which is also presented in the Sequence Listing as evenly numbered SEQ ID NO: and which immediately follows the corresponding nucleic acid sequence in this list. So, for example, the coding region of RXA01524 is represented in SEQ ID NO: 1, and the amino acid sequence that it encodes is represented as SEQ ID NO: 2. The nucleic acid molecule sequences of the present invention are identified by the same designation RXA, RXN or RXS as the amino acid molecules that they encode, so that they can be easily correlated. So, for example, the amino acid sequence designated RXA01524 is a sequence translated from the coding region of the nucleotide sequence of a nucleic acid molecule RXA01524; the amino acid sequence designated RXN00034 is a sequence translated from the coding region of the nucleotide sequence of a nucleic acid molecule RXN00034; and the amino acid sequence designated RXS00568 is a sequence translated from the coding region of the nucleotide sequence of the nucleic acid molecule RXS00568. The correspondence between the nucleotide and amino acid sequences of RXA, RXN and RXS of the present invention and their SEQ ID No. are presented in table 1.

Некоторые гены настоящего изобретения представляют собой «F-обозначенные гены». F-обозначенными генами являются гены, представленные в таблице 1, которые имеют букву «F», стоящую перед обозначениями RXA, RXN или RXS. Так, например, SEQ ID NO:7, обозначенная, как показано в таблице 1 «F RXA00498», представляет собой F-обозначенный ген, как и SEQ ID NO:25, 33 и 37 (обозначенные в таблице 1 как «F RXA01345», «F RXA02543» и «F RXA02282», соответственно).Some genes of the present invention are “F-designated genes”. F-designated genes are genes shown in Table 1 that have the letter “F” preceding the designations RXA, RXN, or RXS. So, for example, SEQ ID NO: 7, designated, as shown in Table 1, “F RXA00498”, is an F-designated gene, like SEQ ID NO: 25, 33 and 37 (indicated in Table 1 as “F RXA01345” , “F RXA02543” and “F RXA02282, respectively).

В одном из вариантов осуществления изобретения, молекулы нуклеиновой кислоты настоящего изобретения не включают последовательности в таблице 2. В случае гена dapD, последовательность для этого гена опубликована Wehrmann A., et al., (1998) J.Bacteriol. 180(12): 3159-3165. Однако, последовательность, полученная авторами настоящего изобретения, в основном, длиннее, чем опубликованная версия. Очевидно, что в основе опубликованной версии последовательности лежит неправильный старт-кодон, а поэтому эта последовательность представляет собой лишь фрагмент реальной кодирующей последовательности.In one embodiment, the nucleic acid molecules of the present invention do not include the sequences in Table 2. In the case of the dapD gene, the sequence for this gene is published by A. Wehrmann, et al., (1998) J. Bacteriol. 180 (12): 3159-3165. However, the sequence obtained by the authors of the present invention is generally longer than the published version. Obviously, the basis of the published version of the sequence is the wrong start codon, and therefore this sequence is only a fragment of the real coding sequence.

В другом варианте осуществления изобретения, изолированная молекула нуклеиновой кислоты настоящего изобретения включает молекулу нуклеиновой кислоты, которая является комплементарной одной из указанных нуклеотидных последовательностей настоящего изобретения (например, нечетно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей) или ее часть. Молекула нуклеиновой кислоты, которая является комплементарной одной из нуклеотидных последовательностей настоящего изобретения, представляет собой молекулу, которая является достаточно комплементарной одной из нуклеотидных последовательностей, представленных в Списке последовательностей (например, нечетно пронумерованной последовательности SEQ ID NO:), такая, что она может гибридизоваться с одной из нуклеотидных последовательностей настоящего изобретения, и тем самым образовывать стабильный дуплекс.In another embodiment, an isolated nucleic acid molecule of the present invention includes a nucleic acid molecule that is complementary to one of these nucleotide sequences of the present invention (e.g., the oddly numbered sequence SEQ ID NO: in the Sequence List) or part thereof. A nucleic acid molecule that is complementary to one of the nucleotide sequences of the present invention is a molecule that is sufficiently complementary to one of the nucleotide sequences shown in the Sequence List (for example, the oddly numbered sequence SEQ ID NO :), such that it can hybridize with one of the nucleotide sequences of the present invention, and thereby form a stable duplex.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения, изолированная молекула нуклеиновой кислоты настоящего изобретения включает нуклеотидную последовательность, которая, по крайней мере, примерно на 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59% или 60%, предпочтительно, по крайней мере, примерно на 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69% или 70%, более предпочтительно, по крайней мере, примерно, на 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79% или 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89% или 90%, или 91%, 92%, 93%, 94%, и даже более предпочтительно, по крайней мере, примерно на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более гомологична нуклеотидной последовательности настоящего изобретения (например, нечетно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей) или ее части. В объем настоящего изобретения также входят величины интервалов и идентичностей, которые являются промежуточными для вышеуказанных диапазонов (например, 70-90%-ная идентичность или 80-95%-ная идентичность). Так, например, в объем настоящего изобретения также входят интервалы значений идентичности с использованием комбинации любых вышеупомянутых значений, указанных как верхний и/или нижний предел. В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения, изолированная молекула нуклеиновой кислоты настоящего изобретения включает нуклеотидную последовательность, которая гибридизуется в жестких условиях с одной из нуклеотидных последовательностей настоящего изобретения или с ее частью.In another preferred embodiment of the invention, an isolated nucleic acid molecule of the present invention comprises a nucleotide sequence that is at least about 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59% or 60%, preferably at least about 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69% or 70%, more preferably at least about 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79% or 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85 %, 86%, 87%, 88%, 89% or 90%, or 91%, 92%, 93%, 94%, and even more preferably at least about 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or more homologous and the nucleotide sequence of the invention (e.g., odd numbered sequences of SEQ ID NO: in the Sequence Listing), or a portion thereof. The scope of the present invention also includes values of intervals and identities that are intermediate for the above ranges (for example, 70-90% identity or 80-95% identity). Thus, for example, the scope of the present invention also includes ranges of identity values using a combination of any of the above values, indicated as an upper and / or lower limit. In yet another preferred embodiment of the invention, an isolated nucleic acid molecule of the present invention includes a nucleotide sequence that hybridizes under stringent conditions with one or part of one of the nucleotide sequences of the present invention.

Кроме того, молекула нуклеиновой кислоты настоящего изобретения может включать лишь часть кодирующей области данной последовательности одной из нечетно пронумерованных последовательностей SEQ ID NO: в Списке последовательностей, например, фрагмент, который может быть использован в качестве зонда или праймера, или фрагмент, кодирующий биологически активную часть белка SRT. Нуклеотидные последовательности, определенные в результате клонирования генов SRT от С. glutamicum, позволяют генерировать зонды и праймеры, сконструированные для идентификации и/или клонирования SRT-гомологов в клетках других типов и организмах, а также SRT-гомологов от других Corynebacteria или родственных видов. Зонд/праймер обычно содержат в существенной степени очищенный олигонуклеотид. Этот олигонуклеотид обычно включает область нуклеотидной последовательности, которая гибридизуется в жестких условиях, по крайней мере, примерно с 12, предпочтительно, примерно с 25, более предпочтительно, примерно с 40, 50 или 75 расположенными подряд нуклеотидами смысловой цепи одной из нуклеотидных последовательностей настоящего изобретения (например, одной из нечетно пронумерованных последовательностей SEQ ID NO: в Списке последовательностей), антисмысловой последовательностью одной из этих последовательностей или с их природными мутантами. Праймеры, полученные на основе последовательности нуклеиновой кислоты настоящего изобретения, могут быть использованы в ПЦР-реакциях для клонирования SRT-гомологов. Зонды, полученные на основе нуклеотидных последовательностей SRT, могут быть использованы для детекции транскриптов или геномных последовательностей, кодирующих те же самые или гомологичные белки. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения, указанный зонд, кроме того, включает присоединенную к нему группу-метку, например, такой группой-меткой может быть радиоактивный изотоп, флуоресцентное соединение, фермент или кофактор фермента. Указанные зонды могут быть использованы как часть диагностического тест-набора для идентификации клеток, которые недостаточно экспрессируют белок SRT, например, путем измерения уровня SRT-кодирующей нуклеиновой кислоты в образце клетки, например, путем детекции уровней SRT-мРНК или определения, был ли ген SRT мутирован или делетирован.In addition, the nucleic acid molecule of the present invention may include only a portion of the coding region of a given sequence of one of the oddly numbered sequences of SEQ ID NO: in the List of Sequences, for example, a fragment that can be used as a probe or primer, or a fragment encoding a biologically active part SRT protein. The nucleotide sequences determined by cloning SRT genes from C. glutamicum allow the generation of probes and primers designed to identify and / or clone SRT homologs in cells of other types and organisms, as well as SRT homologs from other Corynebacteria or related species. The probe / primer usually contains a substantially purified oligonucleotide. This oligonucleotide typically includes a region of a nucleotide sequence that hybridizes under stringent conditions with at least about 12, preferably about 25, more preferably about 40, 50 or 75 consecutive nucleotides of the sense strand of one of the nucleotide sequences of the present invention ( for example, one of the oddly numbered sequences of SEQ ID NO: in the List of sequences), the antisense sequence of one of these sequences, or with their natural mutant E. Primers based on the nucleic acid sequence of the present invention can be used in PCR reactions for cloning SRT homologs. Probes based on SRT nucleotide sequences can be used to detect transcripts or genomic sequences encoding the same or homologous proteins. In preferred embodiments of the invention, said probe further includes an attached tag group, for example, such a tag group may be a radioactive isotope, a fluorescent compound, an enzyme, or an enzyme cofactor. These probes can be used as part of a diagnostic test kit to identify cells that do not sufficiently express the SRT protein, for example, by measuring the level of SRT-coding nucleic acid in a cell sample, for example, by detecting SRT-mRNA levels or determining whether the SRT gene was mutated or deleted.

В одном из вариантов осуществления изобретения, молекула нуклеиновой кислоты настоящего изобретения кодирует белок или его часть, которая включает аминокислотную последовательность, являющуюся достаточно гомологичной аминокислотной последовательности настоящего изобретения (например, четно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей), так, что указанный белок или его часть сохраняют способность сообщать С. glutamicum резистентность или толерантность к одному или более стрессам, вызываемым химическими соединениями или воздействием окружающей среды. Используемый здесь термин «достаточно гомологичный» относится к белкам или их частям, имеющим аминокислотные последовательности, которые включают минимальное число аминокислотных остатков (например, аминокислотный остаток, который имеет боковую цепь, аналогичную боковой цепи аминокислотного остатка в четно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей), идентичных или эквивалентных аминокислотной последовательности настоящего изобретения, так, что данный белок или его часть способны сообщать С. glutamicum резистентность к одному или нескольким стрессам, вызываемым химическими веществами или воздействием окружающей среды. Белки, являющиеся членами указанных путей метаболизма и описанные в настоящей заявке, способствуют увеличению резистентности или толерантности С. glutamicum к одному или более вредным факторам или стрессам, вызываемым химическими веществами или воздействием окружающей среды. Примеры такой активности также описаны в настоящей заявке. Таким образом, «функция белка SRT» заключается в сообщении С. glutamicum общей резистентности к окружающим ее элементам, которые могут неблагоприятно влиять на ее нормальный рост или функцию, и/или способствуют, прямо или опосредованно, увеличению выхода, продуцирования и/или эффективности продуцирования одного или нескольких химических продуктов тонкого органического синтеза. Примеры активностей белка SRT представлены в таблице 1.In one embodiment of the invention, the nucleic acid molecule of the present invention encodes a protein or part thereof, which includes an amino acid sequence that is sufficiently homologous to the amino acid sequence of the present invention (for example, the evenly numbered sequence SEQ ID NO: in the Sequence List), so that the protein or part thereof retains the ability to report C. glutamicum resistance or tolerance to one or more stresses caused by chemical compounds niyami or environmental exposure. As used herein, the term “sufficiently homologous” refers to proteins or parts thereof having amino acid sequences that include a minimum number of amino acid residues (eg, an amino acid residue that has a side chain similar to that of the amino acid residue in the evenly numbered sequence of SEQ ID NO: in the List sequences) identical or equivalent to the amino acid sequence of the present invention, so that the protein or part thereof is capable of reporting C. glutamicum res tentnost to one or more stresses caused by chemical or environmental exposure. Proteins that are members of these metabolic pathways and described in this application increase the resistance or tolerance of C. glutamicum to one or more harmful factors or stresses caused by chemicals or environmental influences. Examples of such activity are also described in this application. Thus, the "function of the SRT protein" is to impart C. glutamicum general resistance to its surrounding elements, which may adversely affect its normal growth or function, and / or contribute, directly or indirectly, to increase the yield, production and / or production efficiency one or more fine chemicals. Examples of SRT protein activities are presented in table 1.

В другом варианте осуществления изобретения, данный белок является, по крайней мере, примерно на 50-60%, предпочтительно, по крайней мере, примерно на 60-70%, более предпочтительно, по крайней мере, примерно на 70-80%, 80-90%, 90-95%, а наиболее предпочтительно, по крайней мере, примерно на 96%, 97%, 98%, 99% или более гомологичным всей аминокислотной последовательности настоящего изобретения (например, четно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей). Объем настоящего изобретения также включает величины интервалов и идентичностей, которые являются промежуточными для вышеуказанных диапазонов (например, 75-80%-ная идентичность или 85-87%-ная идентичность или 91-92%-ная идентичность). Так, например, в объем настоящего изобретения также входят интервалы значений идентичности с использованием комбинации любых вышеупомянутых значений, указанных как верхний и/или нижний предел.In another embodiment, the protein is at least about 50-60%, preferably at least about 60-70%, more preferably at least about 70-80%, 80- 90%, 90-95%, and most preferably at least about 96%, 97%, 98%, 99% or more homologous to the entire amino acid sequence of the present invention (for example, the evenly numbered sequence SEQ ID NO: in the Sequence List ) The scope of the present invention also includes values of intervals and identities that are intermediate for the above ranges (for example, 75-80% identity or 85-87% identity or 91-92% identity). Thus, for example, the scope of the present invention also includes ranges of identity values using a combination of any of the above values, indicated as an upper and / or lower limit.

Части белков, кодируемых молекулами нуклеиновой кислоты SRT настоящего изобретения, являются, предпочтительно, биологически активными частями одного из белков SRT. Используемый здесь термин "биологически активная часть белка SRT" означает часть, например, домен/мотив белка SRT, которая способна сообщать резистентность или толерантность к одному или более вредным факторам или стрессам, вызываемым химическими соединениями или воздействием окружающей среды, или обладает активностью, описанной в таблице 1. Для того чтобы определить, способен ли белок SRT или его биологически активная часть повышать резистентность или толерантность С. glutamicum к одному или более вредным факторам или стрессам, вызываемым химическими соединениями или воздействием окружающей среды, может быть проведен анализ на ферментативную активность. Методы осуществления таких анализов хорошо известны каждому специалисту и подробно описаны в Примере 8 описания изобретения.Parts of the proteins encoded by the SRT nucleic acid molecules of the present invention are preferably biologically active parts of one of the SRT proteins. As used herein, the “biologically active portion of the SRT protein” means a portion, for example, a domain / motif of an SRT protein that is capable of imparting resistance or tolerance to one or more harmful factors or stresses caused by chemical compounds or environmental exposure, or has the activity described in table 1. In order to determine whether the SRT protein or its biologically active part is able to increase the resistance or tolerance of C. glutamicum to one or more harmful factors or stresses caused by chemical Skim compounds or exposure to the environment can be analyzed for enzyme activity. Methods for carrying out such analyzes are well known to every person skilled in the art and are described in detail in Example 8 of the description of the invention.

Дополнительные фрагменты нуклеиновой кислоты, кодирующие биологически активные части белка SRT, могут быть получены путем изолирования части одной из аминокислотных последовательностей настоящего изобретения (например, четно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей), экспрессии кодируемой части белка или пептида SRT (например, путем рекомбинантной экспрессии in vitro) и оценки активности кодированной части белка или пептида SRT.Additional nucleic acid fragments encoding the biologically active portions of the SRT protein can be obtained by isolating a portion of one of the amino acid sequences of the present invention (e.g., the evenly numbered sequence SEQ ID NO: in the Sequence List), expressing the encoded portion of the protein or SRT peptide (e.g., by recombinant expression in vitro) and evaluating the activity of the encoded portion of an SRT protein or peptide.

Настоящее изобретение также относится к молекулам нуклеиновой кислоты, которые отличаются от одной из нуклеотидных последовательностей настоящего изобретения (например, нечетно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей) (или ее части), вследствие вырожденности генетического кода, а поэтому кодируют тот же самый белок SRT, который кодируется нуклеотидными последовательностями настоящего изобретения. В другом варианте осуществления изобретения, изолированная молекула нуклеиновой кислоты настоящего изобретения имеет нуклеотидную последовательность, кодирующую белок, имеющий аминокислотную последовательность, указанную в Списке последовательностей (например, четно пронумерованную последовательность SEQ ID NO:). В еще одном варианте осуществления изобретения, молекула нуклеиновой кислоты настоящего изобретения кодирует полноразмерный белок С. glutamicum, который, в основном, гомологичен аминокислотной последовательности настоящего изобретения (кодированной открытой рамкой считывания, указанной в нечетно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей).The present invention also relates to nucleic acid molecules that differ from one of the nucleotide sequences of the present invention (for example, the oddly numbered sequence SEQ ID NO: in the Sequence List) (or part thereof), due to the degeneracy of the genetic code, and therefore encode the same protein SRT, which is encoded by the nucleotide sequences of the present invention. In another embodiment, an isolated nucleic acid molecule of the present invention has a nucleotide sequence encoding a protein having the amino acid sequence indicated in the Sequence List (e.g., the evenly numbered sequence SEQ ID NO :). In yet another embodiment, the nucleic acid molecule of the present invention encodes a full-length C. glutamicum protein that is substantially homologous to the amino acid sequence of the present invention (encoded by the open reading frame indicated in the oddly numbered sequence of SEQ ID NO: in the Sequence List).

Для каждого специалиста очевидно, что в одном из вариантов осуществления изобретения, последовательности настоящего изобретения не должны включать известные последовательности, такие как последовательности, имеющиеся в Genbank, представленные в таблицах 2 или 4, которые были известны до появления настоящего изобретения. В одном из вариантов своего осуществления, настоящее изобретение относится к нуклеотидным и аминокислотным последовательностям, которые имеют большую длину, чем известная последовательность (например, последовательность, имеющаяся в Genbank) (или белок, кодированный такой последовательностью), представленная в таблице 2 или 4). Так, например, настоящее изобретение относится к нуклеотидной последовательности, которая больше и/или, по крайней мере, на 39% идентична нуклеотидной последовательности, обозначенной RXA00084 (SEQ ID NO:189), нуклеотидной последовательности, которая больше и/или, по крайней мере, на 56% идентична нуклеотидной последовательности, обозначенной RXA00605 (SEQ ID NO:11), и нуклеотидной последовательности, которая больше и/или, по крайней мере, на 50% идентична нуклеотидной последовательности, обозначенной RXA00886 (SEQ ID NO:39). Любой специалист может вычислить нижний предел процента идентичности для любой данной последовательности настоящего изобретения путем оценки GAP-вычисленных величин по шкале идентичности, представленных в Таблице 4 для каждого из трех наилучших совпадений для данной последовательности, и путем вычитания наибольшего GAP-вычисленного значения процента идентичности из 100 процентов. Для каждого специалиста также очевидно, что нуклеотидные и аминокислотные последовательности, имеющие процент идентичности, превышающий вычисленный таким образом нижний порог (например, по крайней мере, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59% или 60%, предпочтительно, по крайней мере, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69% или 70%, более предпочтительно, по крайней мере, примерно, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79% или 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89% или 90%, или 91%, 92%, 93%, 94%, и даже более предпочтительно, крайней мере, примерно 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более идентичны) также входят в объем настоящего изобретения.It will be apparent to one skilled in the art that in one embodiment of the invention, the sequences of the present invention should not include known sequences, such as those found in Genbank, shown in Tables 2 or 4, which were known prior to the invention. In one embodiment, the present invention relates to nucleotide and amino acid sequences that are longer than a known sequence (for example, the sequence available in Genbank) (or the protein encoded by such a sequence) shown in Table 2 or 4). So, for example, the present invention relates to a nucleotide sequence that is larger and / or at least 39% identical to the nucleotide sequence indicated by RXA00084 (SEQ ID NO: 189), a nucleotide sequence that is larger and / or at least , 56% identical to the nucleotide sequence designated RXA00605 (SEQ ID NO: 11), and a nucleotide sequence that is larger and / or at least 50% identical to the nucleotide sequence designated RXA00886 (SEQ ID NO: 39). Any person skilled in the art can calculate the lower limit of percent identity for any given sequence of the present invention by evaluating the GAP-calculated values on the identity scale presented in Table 4 for each of the three best matches for this sequence, and by subtracting the largest GAP-calculated value of percent identity from 100 percent. It is also apparent to each person skilled in the art that nucleotide and amino acid sequences having a percentage of identity greater than the lower threshold thus calculated (e.g., at least 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59% or 60%, preferably at least 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69% or 70%, more preferably at least about 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79% or 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85 %, 86%, 87%, 88%, 89% or 90%, or 91%, 92%, 93%, 94%, and even more preferably at least about 95%, 96%, 97%, 98% , 99% or more identical) are also included in the scope of this of the invention.

Помимо нуклеотидных последовательностей SRT С. glutamicum, представленных в Списке последовательностей как нечетно пронумерованные SEQ ID №№, для каждого специалиста очевидно, что в данной популяции (например, в популяции С. glutamicum) может иметь место полиморфизм ДНК-последовательностей, который приводит к изменениям в аминокислотных последовательностях белков SRT. Такой генетический полиморфизм в гене SRT может присутствовать у индивидуумов данной популяции вследствие природных модификаций. Используемые здесь термины «ген» и «рекомбинантный ген» означают молекулы нуклеиновой кислоты, содержащие открытую рамку считывания, кодирующую белок SRT, предпочтительно, белок SRT С. glutamicum. Такие природные вариации могут быть, в основном, результатом 1-5%-ной вариации нуклеотидной последовательности гена SRT. Любые из таких вариаций нуклеотидной последовательности, приводящих к полиморфизму в SRT, который является следствием природных вариаций, а поэтому не приводят к изменению функциональной активности белков SRT, входят в объем настоящего изобретения.In addition to the nucleotide sequences of C. glutamicum SRTs presented in the Sequence Listing as oddly numbered SEQ ID NO #, it is obvious for every person that polymorphism of DNA sequences can occur in this population (for example, in C. glutamicum population), which leads to changes in the amino acid sequences of SRT proteins. Such genetic polymorphism in the SRT gene may be present in individuals of a given population due to natural modifications. As used herein, the terms “gene” and “recombinant gene” mean nucleic acid molecules containing an open reading frame encoding an SRT protein, preferably C. glutamicum SRT protein. Such natural variations may be mainly the result of a 1-5% variation in the nucleotide sequence of the SRT gene. Any of such variations in the nucleotide sequence leading to polymorphism in SRT, which is a consequence of natural variations, and therefore does not lead to a change in the functional activity of SRT proteins, are included in the scope of the present invention.

Молекулы нуклеиновой кислоты, соответствующие природным вариантам и не происходящим от С. glutamicum-гомологам SRT-ДНК С. glutamicum настоящего изобретения, могут быть выделены исходя из их гомологии с нуклеиновой кислотой SRT С. qlutamicum, рассматриваемой в данной заявке, с использованием ДНК С. glutamicum или ее части, в качестве зонда для гибридизации в соответствии со стандартными методами гибридизации в жестких условиях гибридизации. В соответствии с этим, в другом варианте осуществления изобретения, изолированная молекула нуклеиновой кислоты настоящего изобретения имеет длину, по крайней мере, в 15 нуклеотидов и гибридизуется в жестких условиях с молекулой нуклеиновой кислоты, содержащей нуклеотидную последовательность, представленную нечетно пронумерованной последовательностью SEQ ID NO: в Списке последовательностей. В других вариантах осуществления изобретения, данная нуклеиновая кислота имеет длину, по крайней мере, в 30, 50, 100, 250 или более нуклеотидов. Используемый здесь термин «гибридизируется в жестких условиях» относится к гибридизации и промывке в описанных условиях, при которых нуклеотидные последовательности, имеющие, по крайней мере, 60%-ную гомологию, обычно продолжают гибридизоваться друг с другом. Данные условия должны быть, предпочтительно, такими, чтобы эти последовательности, имеющие гомологию, по крайней мере, примерно на 65%, более предпочтительно, по крайней мере, примерно на 70%, и даже более предпочтительно, по крайней мере, примерно, на 75% или более, в основном, продолжают гибридизоваться друг с другом. Такие жесткие условия известны каждому специалисту и их описание можно найти у Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, N.Y. (1989), 6.3.1.-6.3.6. Предпочтительным неограничивающим примером гибридизации в жестких условиях является гибридизация в 6х хлориде натрия/цитрате натрия (SSC) примерно при 45°С с последующей одной или несколькими промывками в 0,2×SSC, 0,1% ДСН при 55-65°С. При этом, предпочтительно, чтобы изолированная молекула нуклеиновой кислоты настоящего изобретения, которая гибридизуется в жестких условиях с нуклеотидной последовательностью настоящего изобретения, соответствовала природной молекуле нуклеиновой кислоты. Используемый здесь термин «природная» молекула нуклеиновой кислоты относится к РНК- или ДНК-молекуле, имеющей нуклеотидную последовательность, встречающуюся в природе (например, кодирующую природный белок). В одном из вариантов осуществления изобретения, данная нуклеиновая кислота кодирует природный белок SRT С. glutamicum.Nucleic acid molecules corresponding to naturally occurring variants and not derived from C. glutamicum homologues of the C. glutamicum SRT DNA of the present invention can be isolated based on their homology with the C. qlutamicum SRT nucleic acid described herein using C. glutamicum or parts thereof, as a probe for hybridization in accordance with standard hybridization methods under stringent hybridization conditions. Accordingly, in another embodiment, the isolated nucleic acid molecule of the present invention has a length of at least 15 nucleotides and hybridizes under stringent conditions to a nucleic acid molecule containing the nucleotide sequence represented by the oddly numbered sequence SEQ ID NO: in List of sequences. In other embodiments, the nucleic acid is at least 30, 50, 100, 250, or more nucleotides in length. As used herein, the term “hybridizes under stringent conditions” refers to hybridization and washing under the described conditions under which nucleotide sequences having at least 60% homology typically continue to hybridize to each other. These conditions should preferably be such that these sequences having a homology of at least about 65%, more preferably at least about 70%, and even more preferably at least about 75 % or more, mainly continue to hybridize with each other. Such stringent conditions are known to those skilled in the art and can be found in Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, N.Y. (1989), 6.3.1.-6.3.6. A preferred non-limiting example of hybridization under stringent conditions is hybridization in 6x sodium chloride / sodium citrate (SSC) at about 45 ° C followed by one or more washes in 0.2 × SSC, 0.1% SDS at 55-65 ° C. In this case, it is preferable that the isolated nucleic acid molecule of the present invention, which hybridizes under stringent conditions with the nucleotide sequence of the present invention, corresponds to a natural nucleic acid molecule. As used herein, the term “natural” nucleic acid molecule refers to an RNA or DNA molecule having a nucleotide sequence found in nature (eg, encoding a natural protein). In one embodiment, the nucleic acid encodes a native C. glutamicum SRT protein.

Помимо природных вариантов последовательности SRT, которые могут присутствовать в данной популяции, для каждого специалиста также очевидно, что в нуклеотидную последовательность настоящего изобретения могут быть внесены изменения путем мутации, которые, тем самым, приводят к изменениям в аминокислотной последовательности кодированного белка SRT, не влияя, при этом, на функциональную способность данного белка SRT. Так, например, в нуклеотидной последовательности настоящего изобретения могут быть сделаны замены нуклеотидов, приводящие к заменам в «не существенных» аминокислотных остатках. «Не существенным» аминокислотным остатком является аминокислотный остаток, который может быть заменен в последовательности дикого типа одного из белков SRT (например, в четно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей) без изменения активности указанного белка SRT, тогда как «существенным» аминокислотным остатком является аминокислотный остаток, который необходим для осуществления активности белка SRT. Однако, имеются и другие аминокислотные остатки (например, остатки, которые не являются консервативными или являются лишь полуконсервативными в домене, обладающем SRT-активностыо), которые могут не играть главной роли в активности белка, а поэтому они, вероятно, могут быть заменены без изменения активности SRT.In addition to the naturally occurring variants of the SRT sequence that may be present in a given population, it is also apparent to one skilled in the art that changes may be made to the nucleotide sequence of the present invention by mutation, which thereby leads to changes in the amino acid sequence of the encoded SRT protein without affecting, at the same time, on the functional ability of this SRT protein. Thus, for example, nucleotide substitutions can be made in the nucleotide sequence of the present invention, resulting in substitutions in “non-essential” amino acid residues. A “non-essential” amino acid residue is an amino acid residue that can be replaced in the wild-type sequence of one of the SRT proteins (for example, in the evenly numbered sequence of SEQ ID NO: in the Sequence List) without changing the activity of said SRT protein, while the “essential” amino acid the residue is the amino acid residue that is necessary for the activity of the SRT protein. However, there are other amino acid residues (for example, residues that are not conserved or are only semi-conserved in a domain with SRT activity) that may not play a major role in protein activity, and therefore, they can probably be replaced without change SRT activity.

В соответствии с этим, в другом аспекте своего осуществления, настоящее изобретение относится к молекулам нуклеиновой кислоты, кодирующим белки SRT, которые содержат изменения в аминокислотных остатках, не имеющих важного значения для SRT-активности. Аминокислотная последовательность такого белка SRT отличается от аминокислотной последовательности из указанной четно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей, но еще сохраняет, по крайней мере, одну из описанных здесь активностей SRT. В одном из вариантов осуществления изобретения, изолированная молекула нуклеиновой кислоты имеет нуклеотидную последовательность, кодирующую белок, где этот белок включает аминокислотную последовательность, которая, по крайней мере, примерно на 50% гомологична аминокислотной последовательности настоящего изобретения, способна повышать резистентность или толерантность к одному или более вредным факторам или стрессам, вызываемым воздействием окружающей среды или химическими веществами, или имеет одну или более активностей, представленных в таблице 1. Предпочтительно, чтобы белок, кодируемый указанной молекулой нуклеиновой кислоты. был, по крайней мере, примерно на 50-60% гомологичен аминокислотной последовательности одной из нечетно пронумерованных последовательностей в Списке последовательностей, более предпочтительно, по крайней мере, примерно на 60-70%, гомологичен одной из этих последовательностей, более предпочтительно, по крайней мере, примерно на 70-80%, 80-90%, 90-95% гомологичен одной из этих последовательностей, а наиболее предпочтительно, по крайней мере, примерно на 96%, 97%, 98% или 99% гомологичен одной из аминокислотных последовательностей настоящего изобретения.Accordingly, in another aspect of its implementation, the present invention relates to nucleic acid molecules encoding SRT proteins that contain changes in amino acid residues that are not important for SRT activity. The amino acid sequence of such an SRT protein is different from the amino acid sequence of the indicated evenly numbered sequence of SEQ ID NO: in the Sequence List, but still retains at least one of the SRT activities described herein. In one embodiment, an isolated nucleic acid molecule has a nucleotide sequence encoding a protein, where the protein comprises an amino acid sequence that is at least about 50% homologous to the amino acid sequence of the present invention, capable of increasing resistance or tolerance to one or more harmful factors or stresses caused by environmental exposure or chemicals, or has one or more activities, represents listed in table 1. Preferably, the protein encoded by the specified nucleic acid molecule. was at least about 50-60% homologous to the amino acid sequence of one of the oddly numbered sequences in the List of sequences, more preferably at least about 60-70%, homologous to one of these sequences, more preferably at least about 70-80%, 80-90%, 90-95% homologous to one of these sequences, and most preferably at least about 96%, 97%, 98% or 99% homologous to one of the amino acid sequences of the present inventions.

Для определения процента гомологии двух аминокислотных последовательностей (например, одной из аминокислотных последовательностей настоящего изобретения и его мутанта) или двух нуклеиновых кислот, последовательности выстраивают для их оптимального сравнения (например, в данную последовательность одного белка или нуклеиновой кислоты могут быть введены пробелы для оптимального сопоставления ее первичной последовательности с последовательностью другого белка или нуклеиновой кислоты). Затем сравнивают аминокислотные остатки или нуклеотиды в соответствующих положениях аминокислот или нуклеотидов. Если положение в одной последовательности (например, одной из аминокислотных последовательностей настоящего изобретения) занято тем же самым аминокислотным остатком или нуклеотидом, присутствующим в соответствующем положении другой последовательности (например, мутантной формы аминокислотной последовательности), то эти молекулы являются гомологичными в этом положении (то есть, используемый здесь термин "гомология" аминокислот или нуклеиновых кислот эквивалентен термину "идентичность" аминокислот или нуклеиновых кислот). Процент гомологии между этими двумя последовательностями зависит от числа идентичных положений, общих для данных последовательностей (то есть, % гомологии = число (#) идентичных положений/число всех (#) положений ×100).To determine the percent homology of two amino acid sequences (for example, one of the amino acid sequences of the present invention and its mutant) or two nucleic acids, the sequences are arranged for their optimal comparison (for example, spaces can be introduced into a given sequence of a single protein or nucleic acid to optimally match it primary sequence with the sequence of another protein or nucleic acid). Then compare amino acid residues or nucleotides at the corresponding positions of amino acids or nucleotides. If a position in one sequence (e.g., one of the amino acid sequences of the present invention) is occupied by the same amino acid residue or nucleotide present in the corresponding position of another sequence (e.g., a mutant form of the amino acid sequence), then these molecules are homologous in this position (i.e. , as used herein, the term “homology” of amino acids or nucleic acids is equivalent to the term “identity” of amino acids or nucleic acids). The percentage of homology between the two sequences depends on the number of identical positions common to these sequences (i.e.,% homology = number (#) of identical positions / number of all (#) positions × 100).

Изолированная молекула нуклеиновой кислоты, кодирующая белок SRT, гомологичный последовательности белка настоящего изобретения (например, четно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей), может быть создана путем введения одной или нескольких нуклеотидных замен, добавлений или делеций в нуклеотидную последовательность настоящего изобретения, так, чтобы в кодированный белок были введены одна или несколько аминокислотных замен, добавлений или делеций. Мутации могут быть введены в одну из нуклеотидных последовательностей настоящего изобретения стандартными методами, такими как сайт-направленный мутагенез и ПЦР-опосредованный мутагенез. Замены консервативных аминокислот, предпочтительно, осуществляют в одном или нескольких предполагаемых «не существенных» остатках аминокислот. «Замена консервативных аминокислот» означает замену присутствующего аминокислотного остатка аминокислотным остатком, имеющим аналогичную боковую цепь. Семейство аминокислотных остатков, имеющих аналогичную боковую цепь, известно специалистам. Такие семейства включают аминокислоты с основными боковыми цепями (например, лизин, аргинин, гистидин), с кислотными боковыми цепями (например, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота), с незаряженными полярными боковыми цепями (например, глицин, аспарагин, глутамин, серин, треонин, тирозин, цистеин), с неполярными боковыми цепями (например, аланин, валин, лейцин, изолейцин, пролин, фенилаланин, метионин, триптофан), с бета-разветвленными боковыми цепями (например, треонин, валин, изолейцин) и ароматическими боковыми цепями (например, тирозин, фенилаланин, триптофан, гистидин). Таким образом, предполагаемый не существенный аминокислотный остаток в белке SRT, предпочтительно, заменяют другим аминокислотным остатком из семейства с той же самой боковой цепью. Альтернативно, в другом варианте осуществления изобретения, мутации могут быть введены произвольным образом во всю SRT-кодирующую последовательность или ее часть, например, путем насыщающего мутагенеза, и полученные мутанты могут быть скринированы на SRT-активность, описанную в данной заявке для идентификации мутантов, которые сохраняют SRT-активность. После мутагенеза нуклеотидной последовательности, являющейся одной из нечетно пронумерованных последовательностей SEQ ID NOs в Списке последовательностей), кодированный белок может быть рекомбинантно экспрессирован и активность этого белка может быть определена с использованием описанных здесь анализов (см. Пример 8 в Разделе «Иллюстрации примерами»).An isolated nucleic acid molecule encoding an SRT protein homologous to the protein sequence of the present invention (e.g., the evenly numbered sequence SEQ ID NO: in the List of Sequences) can be created by introducing one or more nucleotide substitutions, additions or deletions to the nucleotide sequence of the present invention, so so that one or more amino acid substitutions, additions or deletions are introduced into the encoded protein. Mutations can be introduced into one of the nucleotide sequences of the present invention by standard methods, such as site-directed mutagenesis and PCR-mediated mutagenesis. Conservative amino acid substitutions are preferably carried out in one or more of the alleged “non-essential” amino acid residues. “Conservative amino acid substitution” means replacing a present amino acid residue with an amino acid residue having a similar side chain. A family of amino acid residues having a similar side chain is known to those skilled in the art. Such families include amino acids with basic side chains (e.g., lysine, arginine, histidine), with acidic side chains (e.g., aspartic acid, glutamic acid), with uncharged polar side chains (e.g., glycine, asparagine, glutamine, serine, threonine, tyrosine, cysteine), with non-polar side chains (e.g. alanine, valine, leucine, isoleucine, proline, phenylalanine, methionine, tryptophan), with beta-branched side chains (e.g. threonine, valine, isoleucine) and aromatic side chains (e.g. tyros in, phenylalanine, tryptophan, histidine). Thus, the putative non-essential amino acid residue in the SRT protein is preferably replaced by another amino acid residue from the family with the same side chain. Alternatively, in another embodiment of the invention, mutations can be arbitrarily introduced into the entire SRT coding sequence or part thereof, for example, by saturating mutagenesis, and the resulting mutants can be screened for the SRT activity described in this application to identify mutants that retain SRT activity. After mutagenesis of the nucleotide sequence, which is one of the oddly numbered sequences of SEQ ID NOs in the Sequence List), the encoded protein can be recombinantly expressed and the activity of this protein can be determined using the assays described here (see Example 8 in the “Illustrative Examples” section).

Помимо молекул нуклеиновой кислоты, кодирующих белки SRT, описанных выше, в другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к изолированным молекулам нуклеиновой кислоты, которые являются антисмысловыми. «Антисмысловая» нуклеиновая кислота включает нуклеотидную последовательность, комплементарную "смысловой" нуклеиновой кислоте, кодирующей белок, например, комплементарную кодирующей цепи двухцепочечной молекулы ДНК или комплементарную мРНК-последовательности. В соответствии с этим, антисмысловая нуклеиновая кислота может быть связана со смысловой нуклеиновой кислотой водородной связью. Антисмысловая нуклеиновая кислота может быть комплементарна всей SRT-кодирующей цепи, либо только ее части. В одном из вариантов осуществления изобретения, антисмысловая молекула нуклеиновой кислоты представляет собой молекулу, которая является антисмысловой по отношению к «кодирующей области» данной кодирующей цепи нуклеотидной последовательности, кодирующей белок SRT. Термин «кодирующая область» означает область нуклеотидной последовательности, содержащую кодоны, которые транслируются с образованием аминокислотных остатков (например, полная кодирующая область SEQ ID NO:120 (RXA00600), включает нуклеотиды 1-1098). В другом варианте осуществления изобретения, антисмысловая молекула нуклеиновой кислоты представляет собой молекулу, которая является антисмысловой по отношению к «некодирующей области» данной кодирующей цепи нуклеотидной последовательности, кодирующей SRT. Термин «некодирующая область» означает 5'- и 3'-последовательности, фланкирующие кодирующую область, которая не транслируется в аминокислоты (то есть, называемые также 5'- и 3'-нетранслируемыми областями).In addition to the nucleic acid molecules encoding the SRT proteins described above, in another aspect, the present invention relates to isolated nucleic acid molecules that are antisense. An “antisense” nucleic acid includes a nucleotide sequence complementary to a “sense” nucleic acid encoding a protein, for example, a complementary coding strand to a double-stranded DNA molecule or a complementary mRNA sequence. Accordingly, the antisense nucleic acid may be linked to the sense nucleic acid by a hydrogen bond. The antisense nucleic acid may be complementary to the entire SRT coding chain, or only part of it. In one embodiment, an antisense nucleic acid molecule is a molecule that is antisense with respect to the “coding region” of a given coding strand of a nucleotide sequence encoding an SRT protein. The term "coding region" means a region of a nucleotide sequence containing codons that translate to form amino acid residues (for example, the complete coding region of SEQ ID NO: 120 (RXA00600) includes nucleotides 1-1098). In another embodiment, an antisense nucleic acid molecule is a molecule that is antisense with respect to the “non-coding region” of a given coding strand of a nucleotide sequence encoding an SRT. The term "non-coding region" means 5'- and 3'-sequences flanking the coding region, which is not translated into amino acids (that is, also called 5'- and 3'-non-translated regions).

Учитывая, что SRT-кодирующие последовательности кодирующей цепи, описанные в настоящей заявке (например, последовательности, представленные нечетно пронумерованными последовательностями SEQ ID NOs в Списке последовательностей), антисмысловые нуклеиновые кислоты настоящего изобретения могут быть сконструированы в соответствии с правилами спаривания оснований Уотсона и Крика. Антисмысловая молекула нуклеиновой кислоты может быть комплементарна всей кодирующей области SRT-мРНК, но более предпочтительно, чтобы эта молекула представляла собой олигонуклеотид, который является антисмысловым только по отношению к части, кодирующей или некодирующей области SRT-мРНК. Так, например, антисмысловой олигонуклеотид может быть комплементарен области, окружающей сайт инициации трансляции SRT-мРНК. Антисмысловой олигонуклеотид может, например, иметь длину приблизительно в 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 или 50 нуклеотидов. Антисмысловая нуклеиновая кислота настоящего изобретения может быть сконструирована путем химического синтеза или реакций ферментативного лигирования в соответствии с известными процедурами. Так, например, антисмысловая нуклеиновая кислота (например, антисмысловой олигонуклеотид) может быть химически синтезирована с использованием природных нуклеотидов или различным образом модифицированных нуклеотидов, сконструированных для повышения биологической стабильности данных молекул или для повышения физической стабильности дуплекса, образованного между антисмысловой и смысловой нуклеиновыми кислотами, например, могут быть использованы производные фосфоротиоата и нуклеотиды, замещенные акридином. Примерами модифицированных нуклеотидов, которые могут быть использованы для генерирования данной антисмысловой нуклеиновой кислоты, являются 5-фторурацил, 5-бромурацил, 5-хлорурацил, 5-иодурацил, гипоксантин, ксантин, 4-ацетилцитозин, 5-(карбоксигидроксилметил)урацил, 5-карбоксиметиламинометил-2-тиоуридин, 5-карбоксиметиламинометилурацил, дигидроурацил, бета-D-галактозилхинозин, инозин, N6-изопентениладенин, 1-метилгуанин, 1-метилинозин, 2,2-диметилгуанин, 2-метиладенин, 2-метилгуанин, 3-метилцитозин, 5-метилцитозин, N6-аденин, 7-метилгуанин, 5-метиламинометилурацил, 5-метоксиаминометил-2-тиоурацил, бета-D-маннозилхинозин, 5'-метоксикарбоксиметилурацил, 5-метоксиурацил, 2-метилтио-N6-изопентениладенин, урацил-5-оксиуксусная кислота (v), вибутоксозин, псевдоурацил, квеозин, 2-тиоцитозин, 5-метил-2-тиоурацил, 2-тиоурацил, 4-тиоурацил, 5-метилурацил, метиловый эфир урацил-5-оксиуксусной кислоты, урацил-5-оксиуксусная кислота (v), 5-метил-2-тиоурацил, 3-(3-амино-3-N-2-карбоксипропил)урацил, (acp3)w и 2,6-диаминопурин. Альтернативно, указанная антисмысловая нуклеиновая кислота может быть продуцирована биологически с использованием экспрессирующего вектора, в котором была субклонирована нуклеиновая кислота в антисмысловой ориентации (т.е., РНК, транскрибированная со вставленной нуклеиновой кислоты, будет иметь антисмысловую ориентацию по отношению к представляющей интерес целевой нуклеиновой кислоте, дополнительно описанной в нижеследующем подразделе).Given that the SRT coding sequences of the coding chain described herein (e.g., sequences represented by the oddly numbered SEQ ID NOs sequences in the Sequence List), the antisense nucleic acids of the present invention can be constructed in accordance with Watson and Crick base pairing rules. The antisense nucleic acid molecule may be complementary to the entire coding region of the SRT mRNA, but it is more preferable that the molecule is an oligonucleotide that is antisense only with respect to the part encoding or non-coding for the SRT mRNA. So, for example, an antisense oligonucleotide can be complementary to the region surrounding the SRT mRNA translation initiation site. An antisense oligonucleotide may, for example, have a length of approximately 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, or 50 nucleotides. The antisense nucleic acid of the present invention can be constructed by chemical synthesis or enzymatic ligation reactions in accordance with known procedures. So, for example, an antisense nucleic acid (for example, an antisense oligonucleotide) can be chemically synthesized using natural nucleotides or variously modified nucleotides designed to increase the biological stability of these molecules or to increase the physical stability of a duplex formed between antisense and sense nucleic acids, for example derivatives of phosphorothioate and nucleotides substituted with acridine can be used. Examples of modified nucleotides that can be used to generate this antisense nucleic acid are 5-fluorouracil, 5-bromouracil, 5-chlororacil, 5-iodouracil, hypoxanthine, xanthine, 4-acetylcytosine, 5- (carboxyhydroxylmethyl) uracilethyl, 5-carb -2-thiouridine, 5-carboxymethylaminomethyluracil, dihydrouracil, beta-D-galactosylquinosine, inosine, N6-isopentenyladenine, 1-methylguanine, 1-methylinosine, 2,2-dimethylguanine, 2-methyladenine, 2-methylguanine, 3-methylguanine, 3 -methylcytosine, N6-adenine, 7-methylguanine, 5-methyl aminomethyluracil, 5-methoxyaminomethyl-2-thiouracil, beta-D-mannosylquinosine, 5'-methoxycarboxymethyluracil, 5-methoxyuracil, 2-methylthio-N6-isopentenyladenine, uracil-5-hydroxyacetic acid (v), pseudo-acetic acid, vibine, pseudo-acetic acid, vibration -thiocytosine, 5-methyl-2-thiouracil, 2-thiouracil, 4-thiouracil, 5-methyluracil, uracil-5-hydroxyacetic acid methyl ester, uracil-5-hydroxyacetic acid (v), 5-methyl-2-thiouracil, 3- (3-amino-3-N-2-carboxypropyl) uracil, (acp3) w and 2,6-diaminopurine. Alternatively, said antisense nucleic acid may be biologically produced using an expression vector in which the nucleic acid has been subcloned in an antisense orientation (i.e., RNA transcribed from the inserted nucleic acid will have an antisense orientation with respect to the target nucleic acid of interest further described in the following subsection).

Антисмысловые молекулы нуклеиновой кислоты настоящего изобретения обычно вводят в клетку или генерируют in situ так, чтобы они гибридизировались или связывались с клеточной мРНК и/или геномной ДНК, кодирующей белок SRT, в целях ингибирования экспрессии данного белка, например, путем ингибирования транскрипции и/или трансляции. Такая гибридизация может происходить благодаря соответствующей комплементарности нуклеотидов с образованием стабильного дуплекса или, например, в случае антисмысловой молекулы нуклеиновой кислоты, которая связывается с ДНК-дуплексами, посредством специфических взаимодействий в главной бороздке двойной спирали. Эта антисмысловая молекула может быть модифицирована так, чтобы она специфически связывалась с рецептором или антигеном, экспрессированным на поверхности выбранной клетки, например, путем связывания антисмысловой молекулы нуклеиновой кислоты с пептидом или антителом, который(ое) связывается с рецептором или антигеном клеточной поверхности. Указанная антисмысловая молекула нуклеиновой кислоты может быть также доставлена в клетки с использованием векторов, описанных в настоящей заявке. Для достижения достаточных внутриклеточных концентраций антисмысловых молекул, предпочтительными являются векторные конструкции, в которых антисмысловая молекула нуклеиновой кислоты находится под контролем сильного прокариотического, вирусного или эукариотического промотора.The antisense nucleic acid molecules of the present invention are typically introduced into a cell or generated in situ so that they hybridize or bind to cellular mRNA and / or genomic DNA encoding an SRT protein in order to inhibit expression of the protein, for example, by inhibiting transcription and / or translation . Such hybridization can occur due to the corresponding complementarity of nucleotides with the formation of a stable duplex, or, for example, in the case of an antisense nucleic acid molecule that binds to DNA duplexes, through specific interactions in the main groove of the double helix. This antisense molecule can be modified so that it specifically binds to a receptor or antigen expressed on the surface of a selected cell, for example, by binding an antisense nucleic acid molecule to a peptide or antibody that binds to a cell surface receptor or antigen. Said antisense nucleic acid molecule can also be delivered to cells using the vectors described in this application. To achieve sufficient intracellular concentrations of antisense molecules, vector constructs in which the antisense nucleic acid molecule is controlled by a strong prokaryotic, viral, or eukaryotic promoter are preferred.

В еще одном варианте осуществления изобретения, антисмысловой молекулой нуклеиновой кислоты настоящего изобретения является α-аномерная молекула нуклеиновой кислоты, α-аномерная молекула нуклеиновой кислоты образует специфические двухцепочечные гибриды с комплементарными РНК, в которых в отличие от обычных β-единиц, цепи расположены параллельно друг другу (Gaultier et al. (1987) Nucl. Acids Res. 15: 6625-6641). Эта антисмыловая молекула нуклеиновой кислоты может также включать 2'-о-метилрибонуклеотид (Inoue et al. (1987) Nucleic. Acids Res. 15: 6131-6148) или химерный РНК-ДНК-аналог (Inoue et al. (1987) FEBS Lett. 215: 327-330).In yet another embodiment, the antisense nucleic acid molecule of the present invention is an α-anomeric nucleic acid molecule, an α-anomeric nucleic acid molecule forms specific double-stranded hybrids with complementary RNAs, in which, unlike ordinary β-units, the chains are parallel to each other (Gaultier et al. (1987) Nucl. Acids Res. 15: 6625-6641). This antisense nucleic acid molecule may also include a 2'-o-methylribonucleotide (Inoue et al. (1987) Nucleic. Acids Res. 15: 6131-6148) or a chimeric RNA DNA analogue (Inoue et al. (1987) FEBS Lett 215: 327-330).

В другом варианте осуществления изобретения, антисмысловой молекулой нуклеиновой кислоты является рибозим. Рибозимы представляют собой каталитические РНК-молекулы с рибонуклеазной активностью, которые способны расщеплять одноцепочечную нуклеиновую кислоту, такую как мРНК и с которыми они имеют комплементарную область. Таким образом, рибозимы (например, рибозимы с молоткообразной головкой (описанные Haselhoff & Gerlach (1988) Nature 334:585-591)) могут быть использованы для каталитического расщепления SRT-мРНК-транскриптов в целях ингибирования трансляции SRT-мРНК. Рибозим, обладающий специфичностью к SRT-кодирующей нуклеиновой кислоте, может быть сконструирован на основе нуклеотидной последовательности SRT-кДНК, описанной в настоящей заявке (то есть, SEQ ID NO:119 (RXA00600)). Так, например, может быть сконструировано производное РНК IVS Tetrahymena L-19, в котором нуклеотидная последовательность активного центра комплементарна нуклеотидной последовательности, расщепляемой в SRT-кодирующей мРНК. См, например, Cech et al., патент США №4987071 и Cech et al., патент США №5116742. Альтернативно, SRT-мРНК может быть использован для отбора каталитической РНК, обладающей специфической рибонуклеазной активностью, из пула РНК-молекул. См., например, Bartel, D. & Szostak, J.W. (1993) Science 261: 1411-1418.In another embodiment, the antisense nucleic acid molecule is a ribozyme. Ribozymes are catalytic RNA molecules with ribonuclease activity that are capable of cleaving a single-stranded nucleic acid, such as mRNA, and with which they have a complementary region. Thus, ribozymes (e.g., hammerhead ribozymes (described by Haselhoff & Gerlach (1988) Nature 334: 585-591)) can be used to catalyze the cleavage of SRT mRNA transcripts to inhibit the translation of SRT mRNA. A ribozyme specific for the SRT coding nucleic acid can be constructed based on the nucleotide sequence of the SRT cDNA described herein (i.e., SEQ ID NO: 119 (RXA00600)). Thus, for example, an IVS Tetrahymena L-19 RNA derivative can be constructed in which the nucleotide sequence of the active center is complementary to the nucleotide sequence cleaved in the SRT-coding mRNA. See, for example, Cech et al., US Pat. No. 4,987,071 and Cech et al., US Pat. No. 5,116,742. Alternatively, SRT mRNA can be used to select catalytic RNA having specific ribonuclease activity from a pool of RNA molecules. See, for example, Bartel, D. & Szostak, J.W. (1993) Science 261: 1411-1418.

Альтернативно, экспрессия гена SRT может быть ингибирована путем направленной доставки нуклеотидных последовательностей, комплементарных регуляторной области нуклеотидной последовательности SRT (например, промотору и/или энхансеру для гена SRT) с образованием спиральных структур из трех нитей, которые препятствуют транскрипции гена SRT в клетках-мишенях. В общих чертах, см., Helene, С (1991) Anticancer Drug Des. 6(6): 569-84; Helene, С. et al. (1992) Ann. N.Y. Acad.Sci. 660: 27-36; и Maher, L.J. (1992) Bioassays 14 (12): 807-15.Alternatively, the expression of the SRT gene can be inhibited by targeted delivery of nucleotide sequences complementary to the regulatory region of the SRT nucleotide sequence (e.g., promoter and / or enhancer for the SRT gene) with the formation of three-strand helical structures that inhibit transcription of the SRT gene in target cells. In general terms, see Helene, C (1991) Anticancer Drug Des. 6 (6): 569-84; Helene, C. et al. (1992) Ann. N.Y. Acad.Sci. 660: 27-36; and Maher, L.J. (1992) Bioassays 14 (12): 807-15.

В. Рекомбинантные экспрессирующие векторы и клетки-хозяева.B. Recombinant expression vectors and host cells.

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к векторам, предпочтительно, к экспрессирующим векторам, содержащим нуклеиновую кислоту, кодирующую белок SRT (или его часть). Используемый здесь термин «вектор» означает молекулу нуклеиновой кислоты, способную транспортировать другую нуклеиновую кислоту, которая была к нему присоединена. Одним типом вектора является «плазмида», которая представляет собой кольцевую двухцепочечную ДНК-петлю, в которую могут быть встроены дополнительные ДНК-сегменты. Другим типом вектора является вирусный вектор, где в данный вирусный геном могут быть встроены дополнительные ДНК-сегменты. Некоторые векторы способны к автономной репликации в клетке-хозяине, в которую они были введены (например, бактериальные векторы, имеющие бактериальный сайт инициации репликации и эписомные векторы млекопитающих). Другие векторы (например, не-эписомные векторы млекопитающих), при их введении в клетку-хозяина, интегрируются в геном этой клетки-хозяина и тем самым реплицируются вместе с геномом хозяина. Кроме того, некоторые векторы способны регулировать экспрессию генов, которые были функционально встроены в них. Такие векторы в данном описании называются «экспрессирующими векторами». В основном, экспрессирующие векторы, используемые в технологии рекомбинантных ДНК, часто присутствуют в форме плазмид. В настоящем описании термины «плазмида» и «вектор» являются взаимозаменяемыми, поскольку плазмида представляет собой наиболее часто используемую форму вектора. Однако, настоящее изобретение включает и другие формы экспрессирующих векторов, таких как вирусные векторы (например, дефектные по репликации ретровирусы, аденовирусы и аденоассоциированные вирусы), которые имеют эквивалентные функции.In another aspect, the present invention relates to vectors, preferably, expression vectors containing nucleic acid encoding an SRT protein (or part thereof). As used herein, the term “vector” means a nucleic acid molecule capable of transporting another nucleic acid that has been attached to it. One type of vector is a “plasmid," which is a circular double-stranded DNA loop into which additional DNA segments can be inserted. Another type of vector is a viral vector, where additional DNA segments can be inserted into a given viral genome. Some vectors are capable of autonomous replication in the host cell into which they were introduced (for example, bacterial vectors having a bacterial replication origin and episomal mammalian vectors). Other vectors (for example, non-episomal mammalian vectors), when introduced into the host cell, are integrated into the genome of this host cell and are thereby replicated along with the host genome. In addition, some vectors are able to regulate the expression of genes that have been functionally integrated into them. Such vectors are referred to herein as “expression vectors”. In general, expression vectors used in recombinant DNA technology are often present in the form of plasmids. As used herein, the terms “plasmid” and “vector” are used interchangeably because the plasmid is the most commonly used form of the vector. However, the present invention also includes other forms of expression vectors, such as viral vectors (e.g., replication defective retroviruses, adenoviruses and adeno-associated viruses) that have equivalent functions.

Рекомбинантные экспрессирующие векторы настоящего изобретения содержат нуклеиновую кислоту настоящего изобретения в форме, подходящей для экспрессии нуклеиновой кислоты в клетке-хозяине, что означает, что указанные рекомбинантные экспрессирующие векторы включают одну или более регуляторных последовательностей, которые были выбраны исходя из клеток-хозяев, используемых для экспрессии, и которые были функционально присоединены к экспрессируемой последовательности нуклеиновой кислоты. В указанном рекомбинантном экспрессирующем векторе, «функционально присоединенная» последовательность означает, что желаемая нуклеотидная последовательность присоединена к регуляторной(ым) последовательности(ям) так, чтобы происходила экспрессия данной нуклеотидной последовательности (например, в системе in vitro-транскрипции/трансляции или в клетке-хозяине после введения этого вектора в данную клетку-хозяина). Термин «регуляторная последовательность» включает промоторы, энхансеры и другие элементы, контролирующие экспрессию (например, сигналы полиаденилирования). Такие регуляторные последовательности описаны, например, у Goeddel; Gen Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990). Регуляторными последовательностями являются такие последовательности, которые ответственны за конститутивную экспрессию нуклеотидных последовательностей в клетках-хозяевах многих типов и которые ответственны за экспрессию нуклеотидной последовательности только в определенных клетках-хозяевах. Предпочтительными регуляторными последовательностями являются, например, промоторы, такие как cos-, tac-, trp-, tet-, trp-tet-, Ipp-, lac-, lpp-lac-, lacIq-, T7-, T5-, T3-, gal-, trc-, ara-, SP6-, arny, SPO2, λ-pR- или λ-РL, которые, предпочтительно, используются в бактериях. Дополнительными регуляторными последовательностями являются, например, промоторы, происходящие от дрожжей и грибов, такие как ADC1, MFα, AC, P60, CYC1, GAPDH, TEF, rp28, ADH, промоторы, происходящие от растений, такие как CAMV/35S, SSU, OCS, lib4, usp, STLS1, В33, nos или убихитиновые или фазеолиновые промоторы. Могут быть также использованы и искусственные промоторы. Для каждого специалиста очевидно, что конструирование экспрессирующего вектора может зависеть от таких факторов, как выбор клетки-хозяина, которую трансформируют и уровень экспрессии желаемого белка и т.п. Экспрессирующие векторы настоящего изобретения могут быть введены в клетки-хозяева с продуцированием белков или пептидов, включая гибридные белки или пептиды, кодируемые нуклеиновыми кислотами, описанными в настоящей заявке (например, белки SRT, мутантные формы белков SRT, гибридные белки и т.п.).The recombinant expression vectors of the present invention contain the nucleic acid of the present invention in a form suitable for expression of a nucleic acid in a host cell, which means that these recombinant expression vectors include one or more regulatory sequences that have been selected based on the host cells used for expression , and which were functionally attached to the expressed nucleic acid sequence. In said recombinant expression vector, a “functionally linked” sequence means that the desired nucleotide sequence is attached to the regulatory sequence (s) such that the nucleotide sequence is expressed (for example, in an in vitro transcription / translation system or in a cell- after introduction of this vector into a given host cell). The term "regulatory sequence" includes promoters, enhancers and other elements that control expression (for example, polyadenylation signals). Such regulatory sequences are described, for example, in Goeddel; Gen Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990). Regulatory sequences are those that are responsible for the constitutive expression of nucleotide sequences in many types of host cells and which are responsible for the expression of the nucleotide sequence only in certain host cells. Preferred regulatory sequences are, for example, promoters such as cos-, tac-, trp-, tet-, trp-tet-, Ipp-, lac-, lpp-lac-, lacI q -, T7-, T5-, T3 -, gal-, trc-, ara-, SP6-, arny, SPO2, λ-p R - or λ-P L , which are preferably used in bacteria. Additional regulatory sequences are, for example, promoters derived from yeast and fungi, such as ADC1, MFα, AC, P60, CYC1, GAPDH, TEF, rp28, ADH, plant derived promoters, such as CAMV / 35S, SSU, OCS , lib4, usp, STLS1, B33, nos, or ubiquitin or phaseolin promoters. Artificial promoters may also be used. It is obvious to each person skilled in the art that the construction of an expression vector may depend on factors such as the choice of a host cell that is transformed and the level of expression of the desired protein, etc. The expression vectors of the present invention can be introduced into host cells to produce proteins or peptides, including fusion proteins or peptides encoded by the nucleic acids described herein (e.g., SRT proteins, mutant forms of SRT proteins, fusion proteins, etc.) .

Рекомбинантные экспрессирующие векторы настоящего изобретения могут быть сконструированы для экспрессии белков SRT в прокариотических или эукариотических клетках. Так, например, гены SRT могут экспрессироваться в бактериальных клетках, таких как С. glutamicum, клетках насекомых (с использованием бакуловирусных экспрессирующих векторов), клетках дрожжей и других грибов (см. Romanes, М.А. et al. (1992) «Foreign gene expression in yeast: a review». Yeast 8: 423-488; van den Hondel, C.A.M.J.J. et al. (1991) «Heterologous gene expression in filamentous fungi»: More Gene Manipulations in Fungi, J.W.Bennet & L.L. Lasure, eds., p.396-428: Academic Press: San Diego; and van den Hondel, C.A.M.J.J. & Punt, P.J. (1991) «Gene transfer systems and vector development for filamentous fungi: Applied Molecular Genetics of Fungi», Peberdy, J.F. et al., eds., p.1-28, Cambridge University Press: Cambridge), клетках водорослей и многоклеточных растений (см. Schmidt R. & Willmitzer L. (1988) High efficiency Agrobacterium tumefaciens - mediated transformation of Arabidopsis thaliana leaf and cotyledon explants" Plant Cell Rep: 583-586) или клетках млекопитающих. Подходящие клетки-хозяева более подробно обсуждаются в работе Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990). Альтернативно, указанный рекомбинантный экспрессирующий вектор может быть транскрибирован и транслирован in vitro, например, с использованием промоторных регуляторных последовательностей Т7 и полимеразы Т7.Recombinant expression vectors of the present invention can be designed to express SRT proteins in prokaryotic or eukaryotic cells. For example, SRT genes can be expressed in bacterial cells such as C. glutamicum, insect cells (using baculovirus expression vectors), yeast and other fungal cells (see Romanes, MA et al. (1992) “Foreign gene expression in yeast: a review. ”Yeast 8: 423-488; van den Hondel, CAMJJ et al. (1991)“ Heterologous gene expression in filamentous fungi ”: More Gene Manipulations in Fungi, JW Bennet & LL Lasure, eds. , p. 396-428: Academic Press: San Diego; and van den Hondel, CAMJJ & Punt, PJ (1991) "Gene transfer systems and vector development for filamentous fungi: Applied Molecular Genetics of Fungi", Peberdy, JF et al. , eds., p.1-28, Cambridge University Press: Cambridge), algal cells and multicellular plants (see Schmidt R. & Willmitzer L. (1988) High efficiency Agrobacterium tumefaciens - mediated transformation of Arabidopsis thaliana leaf and cotyledon explants "Plant Cell Rep: 583-586) or mammalian cells. Suitable host cells are discussed in more detail in Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990). Alternatively, the indicated recombinant expression vector can be transcribed and translated in vitro, for example, using the T7 promoter regulatory sequences and T7 polymerase.

Экспрессию белков в прокариотах, в большинстве случаев, осуществляют с использованием векторов, содержащих конститутивные или индуцибельные промоторы, ответственные за экспрессию гибридных или негибридных белков. Гибридные векторы добавляют ряд аминокислот к белку, кодируемому в этом векторе, обычно к амино-концу данного рекомбинантного белка. Такие гибридные векторы обычно используются для трех целей: 1) для увеличения экспрессии рекомбинантного белка; 2) для увеличения растворимости рекомбинантного белка и 3) для облегчения очистки рекомбинантного белка благодаря его действию в качестве лиганда при аффинной очистке. Часто, сайт протеолитического расщепления вводят в гибридные экспрессирующие векторы на стыке между гибридной частью и рекомбинантным белком, что позволяет отделить данный рекомбинантный белок от гибридной части после очистки данного гибридного белка. Такими ферментами и их когнатными последовательностями распознавания являются фактор Ха, тромбин и энтерокиназа.The expression of proteins in prokaryotes, in most cases, is carried out using vectors containing constitutive or inducible promoters responsible for the expression of hybrid or non-hybrid proteins. Hybrid vectors add a number of amino acids to the protein encoded in this vector, usually to the amino terminus of a given recombinant protein. Such hybrid vectors are typically used for three purposes: 1) to increase the expression of a recombinant protein; 2) to increase the solubility of the recombinant protein; and 3) to facilitate the purification of the recombinant protein due to its action as a ligand in affinity purification. Often, the proteolytic cleavage site is introduced into the hybrid expression vectors at the junction between the fusion moiety and the recombinant protein, which allows the recombinant protein to be separated from the fusion moiety after purification of the fusion protein. Such enzymes and their cognate recognition sequences are factor Xa, thrombin and enterokinase.

Типичными векторами для экспрессии гибридных молекул являются pGEX (Pharmacia Biotech Inc.; Smith, D.B. & Johnson, K.S. (1988) Gene 67: 31-40), pMAL (New England Biolabs, Beverly, MA) и pRIT5 (Pharmacia Piscataway, NJ), которые присоединяют глутатион-S-трансферазу (GST), связывающийся с мальтозой Е белок, или белок А, соответственно, к целевому рекомбинантному белку. В одном из вариантов осуществления изобретения, кодирующую последовательность белка SRT клонируют в экспрессирующий вектор pGEX для создания вектора, кодирующего гибридный белок, включающий, начиная от N-конца до С-конца, «GST-сайт расщепления тромбином-белок X». Этот гибридный белок может быть очищен с помощью аффинной хроматографии на глутатион-агарозной смоле. Рекомбинантный белок SRT, не присоединенный к GST, может быть выделен путем расщепления гибридного белка тромбином.Typical vectors for expressing hybrid molecules are pGEX (Pharmacia Biotech Inc .; Smith, DB & Johnson, KS (1988) Gene 67: 31-40), pMAL (New England Biolabs, Beverly, MA) and pRIT5 (Pharmacia Piscataway, NJ) which attach glutathione S-transferase (GST), binding to maltose E protein, or protein A, respectively, to the target recombinant protein. In one embodiment, the SRT protein coding sequence is cloned into a pGEX expression vector to create a vector encoding a fusion protein, comprising, from the N-terminus to the C-terminus, a “GST thrombin-protein X cleavage site”. This fusion protein can be purified by glutathione agarose affinity chromatography. A recombinant SRT protein that is not attached to GST can be isolated by cleaving the fusion protein with thrombin.

Примерами подходящих индуцибельных негибридных экспрессирующих векторов E.coli являются pTrc (Amann et al.,(1988) Gene 69: 301-315) pLG338, pACYC184, pBR322, pUC18, pUC19, Ркс30, pRep4, pHS1, pHS2, pPLc236, pMBL24, pLG200, pUR290, pIN-III113-B1, λgt11, pBdCl и Pet11d (Studier et al., Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San. Diego,-California (1990) 60-89; и Pouwels et al., eds. (1985) Cloning Vectors, Elsevier: New York IBSN 0444904018). Экспрессия гена-мишени из вектора pTrc основана на транскрипции с помощью РНК-полимеразы хозяина с trp-lac-гибридного промотора. Экспрессия гена-мишени из вектора рЕТ 11d основана на транскрипции с Т7 gn10-lac-гибридного промотора, опосредуемой коэкспрессированной вирусной РНК-полимеразой (Т7 gnl). Эта вирусная полимераза обеспечивается штаммами-хозяевами BL21(DE3) или HMS174(DE3) от присутствующего профага λ, содержащего ген gnl T7 под транскрипционным контролем промотора lacUV5. Для трансформации других видов бактерий, могут быть отобраны соответствующие векторы. Так, например, известно, что плазмиды pIJ101, pIJ364, pIJ702 и pIJ361 могут быть использованы для трансформации стрептомицетов, а плазмиды pUB110, pC194 или pBD214 являются подходящими для трансформации видов Bacillus. Некоторыми плазмидами, используемыми для переноса генетической информации в Corynebacterium, являются рНМ1519, pBLl, pSA77 или pAJ667 (Pouwels et al., eds. (1985) Cloning Vectors, Elsevier: New York IBSN 0444904018).Examples of suitable inducible non-hybrid E. coli expression vectors are pTrc (Amann et al., (1988) Gene 69: 301-315) pLG338, pACYC184, pBR322, pUC18, pUC19, Px30, pRep4, pHS1, pHS2, pPLc236, pMBL24, pMBL24, , pUR290, pIN-III113-B1, λgt11, pBdCl and Pet11d (Studier et al., Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San. Diego, California (1990) 60-89; and Pouwels et al. , eds. (1985) Cloning Vectors, Elsevier: New York IBSN 0444904018). The expression of the target gene from the pTrc vector is based on transcription using host RNA polymerase from the trp-lac hybrid promoter. The expression of the target gene from the pET 11d vector is based on transcription from the T7 gn10-lac hybrid promoter mediated by coexpressed viral RNA polymerase (T7 gnl). This viral polymerase is provided by the host strains BL21 (DE3) or HMS174 (DE3) from the present prophage λ containing the T7 gnl gene under the transcriptional control of the lacUV5 promoter. To transform other types of bacteria, appropriate vectors can be selected. For example, it is known that plasmids pIJ101, pIJ364, pIJ702 and pIJ361 can be used to transform streptomycetes, and plasmids pUB110, pC194 or pBD214 are suitable for transformation of Bacillus species. Some plasmids used to transfer genetic information to Corynebacterium are pHM1519, pBLl, pSA77 or pAJ667 (Pouwels et al., Eds. (1985) Cloning Vectors, Elsevier: New York IBSN 0444904018).

Одна из стратегий для максимизации экспрессии рекомбинантного белка заключается в экспрессии белка в бактерии-хозяине с нарушенной способностью к протеолитическому расщеплению рекомбинантного белка (Gottesman, S., Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, California (1990) 119-128). Другая стратегия заключается в изменении последовательности нуклеиновой кислоты, встраиваемой в экспрессирующий вектор, так, чтобы отдельные кодоны для каждой аминокислоты представляли собой кодоны, предпочтительно используемые в данной бактерии, выбранной для экспрессии, такой как С. glutamicum (Wada et al., (1992) Nucleic. Acids Res. 20:2111-2118). Такое изменение последовательностей нуклеиновых кислот настоящего изобретения может быть осуществлено стандартными методами синтеза ДНК.One strategy for maximizing the expression of a recombinant protein is to express the protein in a host bacterium with impaired proteolytic cleavage of the recombinant protein (Gottesman, S., Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, California (1990) 119 -128). Another strategy is to change the nucleic acid sequence inserted into the expression vector so that the individual codons for each amino acid are codons, preferably used in the bacterium selected for expression, such as C. glutamicum (Wada et al., (1992) Nucleic. Acids Res. 20: 2111-2118). Such a change in the nucleic acid sequences of the present invention can be carried out by standard DNA synthesis methods.

В другом варианте осуществления изобретения, вектором, экспрессирующим белок SRT, является дрожжевой экспрессирующий вектор. Примерами векторов для экспрессии в дрожжах S. cerevisiae являются pYepSecl (Baldari et al., (1987) Embo J. 6: 229-234), 2μ, pAGI, Yep6, Yepl3, pEMBLYe23, pMFa (Kurjan & Herskowitz, (1982) Cell 30: 933-943), pJRY88 (Schultz et al., (1987) Gene 54:113-123) и pYES2 (Invitrogen Corporation, San Diego, CA). Векторами и методами для конструирования векторов, подходящих для использования в других грибах, таких как гифомицеты, являются векторы и методы, подробно описанные в работах van den Hondel, C.A.M.J.J. & Punt, P.J. (1991) «Gene transfer systems and vector development for filamentous fungi, Applied Molecular Genetics of Fungi», J.F. Peberdy, et al., eds., p.1-28, Cambridge University Press: Cambridge and Pouwels et al., eds. (1985) Cloning Vectors. Elsevier: New York (IBSN 0444904018).In another embodiment, the SRT protein expressing vector is a yeast expression vector. Examples of vectors for expression in S. cerevisiae yeast are pYepSecl (Baldari et al., (1987) Embo J. 6: 229-234), 2μ, pAGI, Yep6, Yepl3, pEMBLYe23, pMFa (Kurjan & Herskowitz, (1982) Cell 30: 933-943), pJRY88 (Schultz et al., (1987) Gene 54: 113-123) and pYES2 (Invitrogen Corporation, San Diego, CA). Vectors and methods for constructing vectors suitable for use in other fungi, such as hyphomycetes, are vectors and methods described in detail by van den Hondel, C.A.M.J.J. & Punt, P.J. (1991) "Gene transfer systems and vector development for filamentous fungi, Applied Molecular Genetics of Fungi", J.F. Peberdy, et al., Eds., P. 1-28, Cambridge University Press: Cambridge and Pouwels et al., Eds. (1985) Cloning Vectors. Elsevier: New York (IBSN 0444904018).

Альтернативно, белки SRT настоящего изобретения могут быть экспрессированы в клетках насекомых с использованием бакуловирусных экспрессирующих векторов. Бакуловирусными векторами, подходящими для экспрессии белков в культивированных клетках насекомых (например, клетки Sf9), являются векторы серии рАс (Smith et al. (1983) Mol. Cell. Biol. 3:2156-2165) и векторы серии pVL (Lucklow & Summers (1989) Virology 170: 31-39).Alternatively, the SRT proteins of the present invention can be expressed in insect cells using baculovirus expression vectors. Baculovirus vectors suitable for expression of proteins in cultured insect cells (e.g., Sf9 cells) are pAC series vectors (Smith et al. (1983) Mol. Cell. Biol. 3: 2156-2165) and pVL series vectors (Lucklow & Summers (1989) Virology 170: 31-39).

В другом варианте осуществления изобретения, белки SRT настоящего изобретения могут быть экспрессированы в клетках одноклеточных растений (таких как водоросли) или в клетках высших растений (например, в сперматофитах, таких как культурные растения). Примерами растительных экспрессирующих векторов являются векторы, подробно описанные в работах Becker, D. Kemper, E., Schell, J. & Masterson, R. (1992) «New plant binary vectors with selectable markers located proximal to the left border». Plant Mol. Biol. 20:1195-1197; и Bevan M.W. (1984) «Binary Agrobacterium vectors for plant transformation», Nucl. Acid. Res. 12:8711-8721 и включают pLGV23, pGHlac+, pBIN19, pAK2004 и pDH51 (Pouwels et al., eds. (1985) Cloning Vectors. Elsevier: New York IBSN 0444904018).In another embodiment of the invention, the SRT proteins of the present invention can be expressed in cells of unicellular plants (such as algae) or in cells of higher plants (for example, spermatophytes, such as cultivated plants). Examples of plant expression vectors are vectors described in detail by Becker, D. Kemper, E., Schell, J. & Masterson, R. (1992) "New plant binary vectors with selectable markers located proximal to the left border". Plant Mol. Biol. 20: 1195-1197; and Bevan M.W. (1984) "Binary Agrobacterium vectors for plant transformation", Nucl. Acid Res. 12: 8711-8721 and include pLGV23, pGHlac +, pBIN19, pAK2004 and pDH51 (Pouwels et al., Eds. (1985) Cloning Vectors. Elsevier: New York IBSN 0444904018).

В еще одном варианте осуществления изобретения, нуклеиновую кислоту настоящего изобретения экспрессируют в клетках млекопитающих с использованием экспрессирующего вектора, происходящего от млекопитающего. Примерами экспрессирующих векторов млекопитающих являются pCDM8 (Seed, В. (1987) Nature 329-840) и pMT2PC (Kaufman et al.(1987) EMBO J. 6: 187-195). При использовании в клетках млекопитающих, функции, регулируемые экспрессирующим вектором, в большинстве случаев обеспечиваются вирусными регуляторными элементами. Так, например, обычно используемые промоторы происходят от полиомавируса, аденовируса 2, цитомегаловируса и обезьяньего вируса SV40. Другие подходящие экспрессирующие системы для прокариотических и эукариотических клеток описаны в главах 16 и 17 Sambrook, J., Fritsh, E.F. & Maniatis Т., Molecular Cloning: A Laboratory manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989.In yet another embodiment, the nucleic acid of the present invention is expressed in mammalian cells using an expression vector derived from a mammal. Examples of mammalian expression vectors are pCDM8 (Seed, B. (1987) Nature 329-840) and pMT2PC (Kaufman et al. (1987) EMBO J. 6: 187-195). When used in mammalian cells, functions regulated by the expression vector are in most cases provided by viral regulatory elements. So, for example, commonly used promoters come from poliomavirus, adenovirus 2, cytomegalovirus and monkey virus SV40. Other suitable expression systems for prokaryotic and eukaryotic cells are described in chapters 16 and 17 of Sambrook, J., Fritsh, E.F. & Maniatis T., Molecular Cloning: A Laboratory manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989.

В другом варианте осуществления изобретения, рекомбинантный экспрессирующий вектор млекопитающего обладает способностью направлять экспрессию нуклеиновой кислоты предпочтительно в клетках данного конкретного типа (например, для экспрессии нуклеиновой кислоты используется тканеспецифические регуляторные элементы). Такие тканеспецифические регуляторные элементы известны специалистам. Не ограничивающими примерами подходящих тканеспецифических промоторов являются альбуминовый промотор (печень-специфический; Pinkert et al., (1987) Genes Dev. 1: 268-277), лимфоид-специфические промоторы (Calame & Eaton (1988) Adv. Immunol, 43: 235-275), а в частности, промоторы Т-клеточных рецепторов (Winoto & Baltimore (1989) EMBO J. 8: 728-733) и иммуноглобулины (Banerji et al., (1983) Cell 33: 729-740; Queen & Baltimore (1983) Cell 33: 741-748), нейрон-специфические промоторы (например, нейрофиламентный промотор Вугпе & Ruddle (1989) PNAS 86: 5473-5477), промоторы, специфические для поджелудочной железы (Edlund et al., (1985) Science 230: 912-916), и промоторы, специфичные для молочных желез млекопитающих (например, промотор молочной сыворотки; патент США №4873316 и публикация европейской заявки №264166). В объем настоящего изобретения также входят стадиеспецифические регулируемые промоторы, например, промоторы мышиного hox (Kessel & Gruss (1990) Science 249: 374-379) и α-фетопротеиновый промотор (Campes & Tilghman (1989) Genes Dev. 3: 537-546).In another embodiment of the invention, the recombinant mammalian expression vector has the ability to direct nucleic acid expression preferably in cells of this particular type (for example, tissue-specific regulatory elements are used to express the nucleic acid). Such tissue-specific regulatory elements are known in the art. Non-limiting examples of suitable tissue-specific promoters are the albumin promoter (liver-specific; Pinkert et al., (1987) Genes Dev. 1: 268-277), the lymphoid-specific promoters (Calame & Eaton (1988) Adv. Immunol, 43: 235 -275), and in particular, promoters of T-cell receptors (Winoto & Baltimore (1989) EMBO J. 8: 728-733) and immunoglobulins (Banerji et al., (1983) Cell 33: 729-740; Queen & Baltimore (1983) Cell 33: 741-748), neuron-specific promoters (e.g. Wugpe & Ruddle neurofilament promoter (1989) PNAS 86: 5473-5477), pancreatic specific promoters (Edlund et al., (1985) Science 230: 912-916), and promoters, specific mammalian mammary glands (for example, a whey promoter; US patent No. 4873316 and publication of European application No. 264166). Also included within the scope of the present invention are stage-specific regulated promoters, for example, mouse hox promoters (Kessel & Gruss (1990) Science 249: 374-379) and the α-fetoprotein promoter (Campes & Tilghman (1989) Genes Dev. 3: 537-546) .

Настоящее изобретение также относится к рекомбинантному экспрессирующему вектору, содержащему ДНК-молекулу настоящего изобретения, клонированную в данный экспрессирующий вектор в антисмысловой ориентации. То есть, ДНК-молекула функционально присоединена к регуляторной последовательности так, чтобы обеспечивалась экспрессия (путем транскрипции этой ДНК-молекулы) РНК-молекулы, которая является антисмысловой по отношению к SRT-мРНК. Могут быть выбраны регуляторные последовательности, функционально присоединенные к нуклеиновой кислоте, клонированной в антисмысловой ориентации, которые регулируют непрерывную экспрессию антисмысловой РНК-молекулы в клетках различных типов, например, могут быть выбраны вирусные промоторы и/или энхансеры или регуляторные последовательности, которые регулируют конститутивную тканеспецифическую или клеточноспецифическую экспрессию антисмысловой РНК. Антисмысловой экспрессирующий вектор может присутствовать в форме рекомбинантной плазмиды, фагмиды или аттенюированного вируса, в которых антисмысловые нуклеиновые кислоты продуцируются под контролем высокоэффективной регуляторной области, активность которой может быть определена типом клеток, в которые вводится данный вектор. Обсуждение регуляции экспрессии генов с использованием антисмысловых генов можно найти у Weintraub, Н. et al., Antisence RNA as a molecular tool for genetic analysis, Rewiews - Trends in Genetics., Vol. 1(1) 1986.The present invention also relates to a recombinant expression vector containing the DNA molecule of the present invention, cloned into the expression vector in antisense orientation. That is, the DNA molecule is functionally attached to the regulatory sequence so that the expression (by transcription of this DNA molecule) of the RNA molecule is provided that is antisense to SRT mRNA. Regulatory sequences functionally linked to an antisense cloned nucleic acid can be selected that regulate the continuous expression of antisense RNA molecules in various cell types, for example, viral promoters and / or enhancers or regulatory sequences that regulate constitutive tissue-specific or cell-specific expression of antisense RNA. The antisense expression vector may be in the form of a recombinant plasmid, phagemid or attenuated virus in which antisense nucleic acids are produced under the control of a highly efficient regulatory region, the activity of which can be determined by the type of cells into which the vector is introduced. A discussion of the regulation of gene expression using antisense genes can be found in Weintraub, H. et al., Antisence RNA as a molecular tool for genetic analysis, Rewiews - Trends in Genetics., Vol. 1 (1) 1986.

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к клеткам-хозяевам, в которые был введен рекомбинантный экспрессирующий вектор настоящего изобретения. Термины «клетка-хозяин» и «рекомбинантная клетка-хозяин» в настоящем описании являются взаимозаменяемыми. Следует отметить, что эти термины относятся не только к конкретно рассматриваемой клетке, но также и к их потомству или их потенциальному потомству. Поскольку некоторые модификации могут присутствовать в последующих поколениях вследствие либо мутации, либо влияния окружающей среды, то такое потомство в действительности может не быть идентичным потомству родительских клеток, но, тем не менее, оно также входит в объем данного используемого здесь термина.In another aspect, the present invention relates to host cells into which a recombinant expression vector of the present invention has been introduced. The terms “host cell” and “recombinant host cell” are used interchangeably herein. It should be noted that these terms refer not only to the particular cell in question, but also to their offspring or their potential offspring. Since some modifications may be present in subsequent generations due to either a mutation or environmental influences, such progeny may not actually be identical to the progeny of the parent cells, but, nevertheless, it is also included in the scope of the term used here.

Клетка-хозяин может представлять собой либо прокариотическую, либо эукариотическую клетку. Так, например, белок SRT может быть экспрессирован в бактериальных клетках, таких как С. glutamicum, в клетках насекомых, в клетках дрожжей или млекопитающих (таких как клетки яичника китайского хомячка (СНО) или клетки COS). Другие подходящие клетки-хозяева известны специалистам. Микроорганизмы, родственные Corynebacterium glutamicum, которые могут быть с успехом использованы в качестве клеток-хозяев для экспрессии молекул нуклеиновой кислоты и белка настоящего изобретения, представлены в таблице 3.A host cell can be either a prokaryotic or eukaryotic cell. For example, SRT protein can be expressed in bacterial cells, such as C. glutamicum, in insect cells, in yeast or mammalian cells (such as Chinese hamster ovary (CHO) cells or COS cells). Other suitable host cells are known in the art. Microorganisms related to Corynebacterium glutamicum, which can be successfully used as host cells for expression of the nucleic acid molecules and the protein of the present invention, are presented in table 3.

Векторная ДНК может быть введена в прокариотические или эукариотические клетки стандартными методами трансформации или трансфекции. Используемые здесь термины «трансформация» и «трансфекция» относятся к ряду хорошо известных методов введения чужеродной нуклеиновой кислоты (например, линейной ДНК или РНК (например, линеаризованного вектора или генной конструкции без вектора) или нуклеиновой кислоты в форме вектора (например, плазмиды, фага, фазмиды, фагмиды, транспозона или другой ДНК)) в клетку-хозяина, включая ко-приципатацию фосфатом кальция или хлоридом кальция, трансфекцию, опосредованную DEAE-декстраном, липофекцию или электропорацию. Подходящие методы трансформации или трансфекции клеток-хозяев можно найти у Sambrook et al.,(1989). Molecular Cloning: A Laboratory manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989 и в других лабораторных руководствах.Vector DNA can be introduced into prokaryotic or eukaryotic cells by standard methods of transformation or transfection. As used herein, the terms “transformation” and “transfection” refer to a number of well-known methods for introducing foreign nucleic acid (eg, linear DNA or RNA (eg, a linearized vector or gene construct without a vector) or nucleic acid in the form of a vector (eg, plasmid, phage , phasemids, phagemids, transposon or other DNA)) into the host cell, including co-precipitation with calcium phosphate or calcium chloride, transfection mediated by DEAE-dextran, lipofection or electroporation. Suitable methods for transforming or transfecting host cells can be found in Sambrook et al., (1989). Molecular Cloning: A Laboratory manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989 and other laboratory manuals.

Известно, что для стабильной трансфекции клеток-млекопитающих, в зависимости от используемого экспрессирующего вектора и метода трансфекции, лишь небольшая часть клеток способна интегрировать в свой геном чужеродную ДНК. Для идентификации и отбора клеток с интегрированной ДНК, ген, кодирующий селективный маркер (например, ген резистентности к антибиотикам), обычно вводят в клетки-хозяева вместе с желаемым геном. Предпочтительными селективными маркерами являются маркеры, которые сообщают резистентность к лекарственным средствам, таким как G418, гигромицин и метотрексат. Нуклеиновая кислота, кодирующая селективный маркер, может быть введена в клетку-хозяина с помощью того же самого вектора, который кодирует белок SRT, либо она может быть введена с помощью отдельного вектора. Клетки, стабильно трансфецированные введенной нуклеиновой кислотой, могут быть идентифицированы путем отбора в присутствии данного лекарственного средства (например, клетки, в которые был введен селективный маркерный ген, будут выживать, а другие клетки погибнут).It is known that for stable transfection of mammalian cells, depending on the expression vector used and the transfection method, only a small part of the cells is able to integrate foreign DNA into their genome. To identify and select cells with integrated DNA, a gene encoding a selectable marker (e.g., an antibiotic resistance gene) is usually introduced into the host cells along with the desired gene. Preferred selective markers are markers that report resistance to drugs such as G418, hygromycin and methotrexate. A nucleic acid encoding a selectable marker can be introduced into the host cell using the same vector that encodes the SRT protein, or it can be introduced using a separate vector. Cells stably transfected with the introduced nucleic acid can be identified by selection in the presence of the drug (for example, cells into which the selective marker gene has been introduced will survive and other cells will die).

Для создания гомологичного рекомбинантного микроорганизма, получают вектор, содержащий, по крайней мере, часть гена SRT, в котором были осуществлены делеция, добавление или замена в целях его модификации, например, функционального разрушения гена SRT. Таким геном SRT, предпочтительно, является ген SRT Corynebacterium glutamicum, но им может быть гомологичный ген, происходящий от родственной бактерии или даже от млекопитающего, дрожжей или насекомого. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, вектор конструируют так, чтобы после гомологичной рекомбинации эндогенный ген SRT был функционально разрушен (т.е., чтобы он больше не кодировал функциональный белок, и такой вектор называется также «нокаут»-вектором). Альтернативно, данный вектор может быть сконструирован так, чтобы после гомологичной рекомбинации эндогенный ген SRT был мутирован или как-либо иначе модифицирован, но при этом кодировал функциональный белок (например, вышерасположенная регуляторная область может быть модифицирована с изменением экспрессии эндогенного белка SRT). В векторе для гомологичной рекомбинации, модифицированная часть гена SRT фланкируется с его 5'- и 3'-концов дополнительной нуклеиновой кислотой гена SRT, в результате чего происходит гомологичная рекомбинация между экзогенным геном SRT, содержащимся в данном векторе, и эндогенным геном SRT в микроорганизме. Дополнительная фланкирующая нуклеиновая кислота SRT имеет достаточную длину для успешной гомологичной рекомбинации с эндогенным геном. Обычно, в вектор включены несколько тысяч пар оснований фланкирующей ДНК (с 5'- и 3'-концов) (описание векторов для гомологичной рекомбинации см., например, Thomas K.R. & Capecchi M.R. (1987) Cell 51: 503). Данный вектор вводят в микроорганизм (например, путем электропорации), и клетки, в которых введенный ген SRT подвергается гомологичной рекомбинации с эндогенным геном SRT, отбирают известными методами.To create a homologous recombinant microorganism, a vector is obtained containing at least a portion of the SRT gene in which a deletion, addition or substitution has been made in order to modify it, for example, functional destruction of the SRT gene. Such an SRT gene is preferably the Corynebacterium glutamicum SRT gene, but it may be a homologous gene derived from a related bacterium or even from a mammal, yeast or insect. In a preferred embodiment of the invention, the vector is designed so that after homologous recombination, the endogenous SRT gene is functionally destroyed (that is, so that it no longer encodes a functional protein, and such a vector is also called a knockout vector). Alternatively, this vector can be designed so that after homologous recombination, the endogenous SRT gene is mutated or otherwise modified, but encodes a functional protein (for example, the upstream regulatory region can be modified with a change in the expression of the endogenous SRT protein). In a vector for homologous recombination, a modified portion of the SRT gene is flanked at its 5 ′ and 3 ′ ends by the additional nucleic acid of the SRT gene, resulting in homologous recombination between the exogenous SRT gene contained in this vector and the endogenous SRT gene in the microorganism. The additional flanking nucleic acid SRT is of sufficient length for successful homologous recombination with the endogenous gene. Typically, several thousand base pairs of flanking DNA (from the 5 ′ and 3 ′ ends) are included in the vector (for a description of the vectors for homologous recombination, see, for example, Thomas K.R. & Capecchi M.R. (1987) Cell 51: 503). This vector is introduced into the microorganism (for example, by electroporation), and cells in which the introduced SRT gene undergoes homologous recombination with the endogenous SRT gene are selected by known methods.

В другом варианте осуществления изобретения могут быть продуцированы рекомбинантные микроорганизмы, которые содержат выбранные системы, позволяющие осуществлять регулируемую экспрессию введенного гена. Так, например, включение гена SRT в вектор под контролем lac-оперона способствует экспрессии гена SRT лишь в присутствии IPTG. Такие регуляторные системы хорошо известны специалистам.In another embodiment of the invention, recombinant microorganisms can be produced that contain selected systems that allow for controlled expression of the introduced gene. For example, the inclusion of the SRT gene in a vector under the control of the lac operon promotes the expression of the SRT gene only in the presence of IPTG. Such regulatory systems are well known in the art.

В другом варианте осуществления изобретения, эндогенный ген SRT в клетке-хозяине разрушают (например, путем гомологичной рекомбинации или другими генетическими средствами, известными специалистам) так, чтобы не происходила экспрессия его белкового продукта. В другом варианте осуществления изобретения, эндогенный или введенный ген SRT в клетке-хозяине был модифицирован посредством одной или нескольких точковых мутаций, делеций или инверсий, но при этом, он еще кодировал функциональный белок SRT. В еще одном варианте осуществления изобретения, одна или несколько регуляторных областей (например, промотор, репрессор или индуктор) гена SRT в микроорганизме были модифицированы (например, посредством делеций, усечения, инверсии или точковой мутации) для модуляции экспрессии гена SRT. Для каждого специалиста очевидно, что клетки-хозяева, содержащие более одной модификации описанного гена и белка SRT, могут быть легко продуцированы способами настоящего изобретения и входят в объем настоящего изобретения.In another embodiment, the endogenous SRT gene in the host cell is destroyed (for example, by homologous recombination or other genetic means known to those skilled in the art) so that expression of its protein product does not occur. In another embodiment, the endogenous or introduced SRT gene in the host cell has been modified by one or more point mutations, deletions or inversions, but it still encodes a functional SRT protein. In yet another embodiment, one or more regulatory regions (e.g., a promoter, repressor, or inducer) of an SRT gene in a microorganism has been modified (e.g., by deletion, truncation, inversion, or point mutation) to modulate SRT gene expression. It will be apparent to any person skilled in the art that host cells containing more than one modification of the described gene and SRT protein can be easily produced by the methods of the present invention and are within the scope of the present invention.

Клетка-хозяин настоящего изобретения, такая как прокариотическая или эукариотическая клетка-хозяин в культуре, может быть использована для продуцирования (т.е., экспрессии) белка SRT. В соответствии с этим, настоящее изобретение, кроме того, относится к способам продуцирования белков SRT с использованием клеток-хозяев настоящего изобретения. В одном варианте осуществления изобретения, этот способ предусматривает культивирование клетки-хозяина настоящего изобретения (в которую был введен рекомбинантный экспрессирующий вектор, кодирующий белок SRT, или в геном которой был введен ген, кодирующий белок SRT дикого типа или модифицированный белок SRT) в подходящей среде до тех пор, пока не будет продуцирован белок SRT. В другом варианте осуществления изобретения, указанный способ, кроме того, предусматривает выделение белков SRT из данной среды или из клетки-хозяина.A host cell of the present invention, such as a prokaryotic or eukaryotic host cell in culture, can be used to produce (i.e., express) an SRT protein. Accordingly, the present invention further relates to methods for producing SRT proteins using host cells of the present invention. In one embodiment, the method comprises culturing a host cell of the present invention (into which a recombinant expression vector encoding an SRT protein has been introduced, or into a genome of which a gene encoding a wild-type SRT protein or a modified SRT protein has been introduced) in a suitable medium until until the SRT protein is produced. In another embodiment, the method further comprises isolating SRT proteins from the medium or from the host cell.

С. Выделение белков SRTC. Isolation of SRT Proteins

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к изолированным белкам SRT и к их биологически активным частям. «Изолированный» или «очищенный» белок или его биологически активная часть, в основном, не содержат клеточный материал при продуцировании методами рекомбинантных ДНК, либо химических предшественников или других химических соединений при химическом синтезе. Выражение "в основном, не содержит клеточного материала" относится к препаратам белка SRT, в которых данный белок был отделен от клеточных компонентов клетки, в которой он был продуцирован естественным или рекомбинантным способом. В одном из вариантов осуществления изобретения, выражение «в основном, не содержит клеточного материала» относится к препаратам белка SRT, содержащим примерно менее, чем 30% (сухой массы) белка, не являющегося SRT (также называемого «примесным белком»), более предпочтительно, примерно менее, чем 20% белка, не являющегося SRT, еще более предпочтительно, примерно менее, чем 10% белка, не являющегося SRT, a наиболее предпочтительно, примерно менее, чем 5% белка, не являющегося SRT. Если белок SRT или его биологически активная часть были продуцированы рекомбинантным методом, то предпочтительно, чтобы они также не содержали культуральную среду, то есть, культуральная среда составляет примерно менее, чем 20%, более предпочтительно, примерно менее, чем 10%, а наиболее предпочтительно, примерно менее, чем 5% по объему препарата белка. Выражение «в основном, не содержит химических предшественников или других соединений» относится к препаратам белка SRT, в которых данный белок был отделен от химических предшественников или других соединений, которые участвовали в синтезе данного белка. В одном из вариантов осуществления изобретения, выражение «в основном, не содержит химических предшественников или других соединений» относится к препаратам белка SRT, содержащим примерно менее, чем 30% (сухой массы) химических предшественников или химических соединений, не являющихся белком SRT, более предпочтительно, примерно менее, чем 20% химических предшественников или химических соединений, не являющихся белком SRT, еще более предпочтительно, примерно менее, чем 10% химических предшественников или химических соединений, не являющихся белком SRT, а наиболее предпочтительно, примерно менее, чем 5% химических предшественников или химических соединений, не являющихся белком SRT. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения, изолированные белки или их биологически активные части не содержат примесные белки от того же самого организма, от которого происходит данный белок SRT. Обычно, указанные белки продуцируются посредством рекомбинантной экспрессии, например, белка SRT С. glutamicum в таком микроорганизме, как С. glutamicum.In another aspect, the present invention relates to isolated SRT proteins and their biologically active parts. An “isolated” or “purified” protein or its biologically active part mainly does not contain cellular material when produced by recombinant DNA methods, or chemical precursors or other chemical compounds in chemical synthesis. The expression “substantially free of cellular material” refers to preparations of the SRT protein in which the protein has been separated from the cellular components of the cell in which it was produced naturally or recombinantly. In one embodiment, the expression “substantially free of cellular material” refers to formulations of an SRT protein containing about less than 30% (dry weight) of a non-SRT protein (also called an “impurity protein”), more preferably about less than 20% of a non-SRT protein, even more preferably about less than 10% of a non-SRT protein, and most preferably about less than 5% of a non-SRT protein. If the SRT protein or its biologically active part was produced by the recombinant method, it is preferable that they also do not contain the culture medium, that is, the culture medium is approximately less than 20%, more preferably approximately less than 10%, and most preferably , approximately less than 5% by volume of the protein preparation. The expression "basically does not contain chemical precursors or other compounds" refers to preparations of the SRT protein in which the protein was separated from chemical precursors or other compounds that were involved in the synthesis of this protein. In one embodiment, the expression “substantially free of chemical precursors or other compounds” refers to SRT protein formulations containing about less than 30% (dry weight) of chemical precursors or non-SRT chemical compounds, more preferably about less than 20% of chemical precursors or non-protein chemical compounds of SRT, even more preferably, less than about 10% of chemical precursors or non-protein chemical compounds ohm SRT, and most preferably less than about 5% chemical precursors or chemicals other than the protein SRT. In preferred embodiments of the invention, the isolated proteins or their biologically active parts do not contain impurity proteins from the same organism from which the given SRT protein is derived. Typically, these proteins are produced by recombinant expression of, for example, C. glutamicum SRT protein in a microorganism such as C. glutamicum.

Изолированный белок SRT настоящего изобретения или его часть могут сообщать резистентность или толерантность к одному или более вредным факторам или стрессам, вызываемым химическими веществами или воздействием окружающей среды, и обладает одной или более активностями, указанными в таблице 1. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения, белок или его часть включает аминокислотную последовательность, которая значительно гомологична аминокислотной последовательности настоящего изобретения (например, четно пронумерованную последовательность SEQ ID NO: в Списке последовательностей), такую, что данный белок или его часть сохраняют способность опосредовать данную резистентность или толерантность к одному или более вредным факторам или стрессам, вызываемым химическими соединениями или воздействием окружающей среды. Указанная часть белка является, предпочтительно, биологически активной частью, описанной в настоящей заявке. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, белок SRT имеет аминокислотную последовательность, кодируемую нуклеиновой кислотой, представленной четно пронумерованной последовательностью SEQ ID NO: в Списке последовательностей. В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения, белок SRT имеет аминокислотную последовательность, кодируемую нуклеиновой кислотой, которая, например, гибридизуется в жестких условиях с одной из нуклеотидных последовательностей настоящего изобретения (например, с нечетно пронумерованной последовательностью SEQ ID NO: в Списке последовательностей). В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения, данный белок SRT имеет аминокислотную последовательность, кодированную нуклеотидной последовательностью, которая, по крайней мере, примерно на 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59% или 60%, предпочтительно, по крайней мере, примерно на 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69% или 70%, более предпочтительно, по крайней мере, примерно на 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79% или 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89% или 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, и даже более предпочтительно, по крайней мере, примерно на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более гомологична одной из нуклеотидных последовательностей настоящего изобретения или их части. Объем настоящего изобретения также включает интервалы и величины идентичностей, которые являются промежуточными для вышеуказанных диапазонов (например, 70-90%-ная идентичность или 80-95%-ная идентичность). Так, например, в объем настоящего изобретения также входят интервалы значений идентичности с использованием комбинации любых из вышеупомянутых значений, указанных как верхний и/или нижний пределы. В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения, белки SRT настоящего изобретения также обладают, по крайней мере, одной из SRT-активностей, описанных в настоящей заявке. Так, например, предпочтительный белок SRT настоящего изобретения включает аминокислотную последовательность, кодируемую нуклеотидной последовательностью, которая гибридизуется, например, гибридизуется в жестких условиях, с нуклеотидной последовательностью настоящего изобретения, и которая повышает резистентность или толерантность С. glutamicum к одному или нескольким вредным факторам или стрессам, вызываемым воздействием окружающей среды или химических веществ, или которая обладает одной или более активностями, указанными в таблице 1.An isolated SRT protein of the present invention or part thereof may impart resistance or tolerance to one or more harmful factors or stresses caused by chemicals or environmental influences, and has one or more activities indicated in Table 1. In preferred embodiments of the invention, the protein or part of it includes an amino acid sequence that is significantly homologous to the amino acid sequence of the present invention (e.g., evenly numbered sequence SEQ ID NO: in the Sequence List), such that the protein or part thereof retains the ability to mediate this resistance or tolerance to one or more harmful factors or stresses caused by chemical compounds or environmental exposure. The specified portion of the protein is, preferably, the biologically active part described in this application. In another preferred embodiment, the SRT protein has an amino acid sequence encoded by a nucleic acid represented by the evenly numbered sequence SEQ ID NO: in the Sequence Listing. In another preferred embodiment, the SRT protein has an amino acid sequence encoded by a nucleic acid that, for example, hybridizes under stringent conditions to one of the nucleotide sequences of the present invention (e.g., the oddly numbered sequence SEQ ID NO: in the Sequence List). In another preferred embodiment, the SRT protein has an amino acid sequence encoded by a nucleotide sequence that is at least about 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57% , 58%, 59% or 60%, preferably at least about 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69% or 70%, more preferably at least about 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79% or 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85 %, 86%, 87%, 88%, 89% or 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, and even more preferably at least about 95%, 96%, 97%, 98 %, 99% or more is homologous to one and nucleotide sequences of the invention or parts thereof. The scope of the present invention also includes ranges and values of identities that are intermediate between the above ranges (for example, 70-90% identity or 80-95% identity). Thus, for example, the scope of the present invention also includes ranges of identity values using a combination of any of the above values indicated as upper and / or lower limits. In yet another preferred embodiment of the invention, the SRT proteins of the present invention also have at least one of the SRT activities described in this application. For example, a preferred SRT protein of the present invention includes an amino acid sequence encoded by a nucleotide sequence that hybridizes, for example, hybridizes under stringent conditions, with the nucleotide sequence of the present invention, and which increases the resistance or tolerance of C. glutamicum to one or more harmful factors or stresses caused by exposure to the environment or chemicals, or which has one or more activities listed in table 1.

В других вариантах осуществления изобретения, белок SRT, в основном, гомологичен аминокислотной последовательности настоящего изобретения (например, четно пронумерованной последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей) и сохраняет функциональную активность белка, в котором одна из аминокислотных последовательностей настоящего изобретения уже отличается по своей аминокислотной последовательности вследствие природного изменения или мутагенеза, как подробно описано выше в подразделе I. В соответствии с этим, в другом варианте осуществления изобретения, белок SRT представляет собой белок, содержащий аминокислотную последовательность, которая по крайней мере, примерно на 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59% или 60%, предпочтительно, по крайней мере, примерно на 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69% или 70%, более предпочтительно, по крайней мере, примерно на 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79% или 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89% или 90%, или 91%, 92%, 93%, 94%, и даже более предпочтительно, по крайней мере, примерно на 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более гомологична всей аминокислотной последовательности настоящего изобретения, и которая имеет, по крайней мере, одну из вышеописанных активностей SRT. Объем настоящего изобретения также включает интервалы и величины идентичностей, которые являются промежуточными для вышеуказанных диапазонов (например, 70-90%-ная идентичность или 80-95%-ная идентичность). Так, например, в объем настоящего изобретения также входят интервалы значений идентичности с использованием комбинации любых из вышеупомянутых значений, указанных как верхний и/или нижний пределы. В другом своем варианте, настоящее изобретение относится к полноразмерному белку С. qlutamicum, который является, в основном, гомологичным всей аминокислотной последовательности настоящего изобретения.In other embodiments, the SRT protein is substantially homologous to the amino acid sequence of the present invention (for example, the evenly numbered sequence SEQ ID NO: in the Sequence List) and retains the functional activity of the protein in which one of the amino acid sequences of the present invention is already different in amino acid sequences due to natural change or mutagenesis, as described in detail above in subsection I. Accordingly, in another embodiment, o of the invention, an SRT protein is a protein containing an amino acid sequence that is at least about 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, or 60%, preferably at least about 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69% or 70%, more preferably at least about 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79% or 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87% , 88%, 89% or 90%, or 91%, 92%, 93%, 94%, and even more preferably at least about 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or more homologous to the entire amino acid sequence of the present invention, and to Thoraya has at least one of the above activities SRT. The scope of the present invention also includes ranges and values of identities that are intermediate between the above ranges (for example, 70-90% identity or 80-95% identity). Thus, for example, the scope of the present invention also includes ranges of identity values using a combination of any of the above values indicated as upper and / or lower limits. In another embodiment, the present invention relates to a full-sized protein of C. qlutamicum, which is essentially homologous to the entire amino acid sequence of the present invention.

Биологически активные части белка SRT включают пептиды, содержащие аминокислотные последовательности, происходящие от аминокислотной последовательности белка SRT, например, аминокислотной последовательности SEQ ID NO, имеющей четный номер в Списке последовательностей или аминокислотной последовательности белка, гомологичной белку SRT, которая включает меньшее количество аминокислот, чем полноразмерный белок SRT, или полноразмерный белок, который является гомологичным белку SRT и обладает, по крайней мере, одной из активностей белка SRT. Обычно, биологически активные части (пептиды, например, пептиды, длина которых составляет 5, 10, 15, 20, 30, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 50, 100 или более аминокислот) включают домен или мотив, имеющий, по крайней мере, одну из активностей белка SRT. Кроме того, другие биологически активные части, в которых были делетированы другие области данного белка, могут быть получены методами рекомбинантных ДНК и оценены на одну или несколько активностей, описанных в настоящей заявке. Предпочтительно, чтобы биологически активные части белка SRT включали один или несколько выбранных доменов/мотивов или их частей, обладающих биологической активностью.The biologically active portions of the SRT protein include peptides containing amino acid sequences derived from the amino acid sequence of the SRT protein, for example, the amino acid sequence of SEQ ID NO having an even number in the List of sequences or the amino acid sequence of a protein homologous to the SRT protein, which contains fewer amino acids than full length SRT protein, or a full-sized protein that is homologous to the SRT protein and has at least one of the activities of the SRT protein. Typically, biologically active parts (peptides, for example, peptides that are 5, 10, 15, 20, 30, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 50, 100, or more amino acids in length) include a domain or motif having at least one of the activities of the SRT protein. In addition, other biologically active parts in which other regions of this protein have been deleted can be obtained by recombinant DNA methods and evaluated for one or more of the activities described in this application. Preferably, the biologically active parts of the SRT protein include one or more selected domains / motifs or parts thereof having biological activity.

Белки SRT, предпочтительно, продуцируют методами рекомбинантных ДНК. Так, например, молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую данный белок, клонируют в экспрессирующий вектор (как описано выше), этот экспрессирующий вектор вводят в клетку-хозяина (как описано выше), и белок SRT экспрессируется в данной клетке-хозяине. Затем белок SRT может быть выделен из клеток в соответствии с подходящей схемой очистки стандартными методами очистки белков. В качестве альтернативы рекомбинантной экспрессии, белок, полипептид или пептид SRT могут быть синтезированы стандартным методом химического пептидного синтеза. Кроме того, нативный белок SRT может быть выделен из клеток (например, эндотелиальных клеток), например, с использованием антитела против SRT, которое может быть продуцировано стандартными методами с использованием белка SRT настоящего изобретения или его фрагмента.SRT proteins are preferably produced by recombinant DNA methods. So, for example, a nucleic acid molecule encoding a given protein is cloned into an expression vector (as described above), this expression vector is introduced into the host cell (as described above), and the SRT protein is expressed in this host cell. The SRT protein can then be isolated from cells in accordance with a suitable purification scheme using standard protein purification methods. As an alternative to recombinant expression, the SRT protein, polypeptide or peptide can be synthesized by a standard chemical peptide synthesis method. In addition, a native SRT protein can be isolated from cells (eg, endothelial cells), for example, using an anti-SRT antibody, which can be produced by standard methods using the SRT protein of the present invention or a fragment thereof.

Настоящее изобретение также относится к химерным или гибридным белкам SRT. Используемый здесь термин «химерный белок» или «гибридный белок» SRT означает полипептид SRT, функционально присоединенный к не-SRT-полипептиду. Термин «полипептид SRT» означает полипептид, имеющий аминокислотную последовательность, соответствующую SRT, а термин «не-SRT-полипептид» означает полипептид, имеющий аминокислотную последовательность, соответствующую белку, который, в основном, не является гомологичным белку SRT, например, белку, который отличается от белка SRT и который происходит от того же самого или другого организма. Что касается гибридного белка, то термин «функционально присоединенный» означает, что полипептид SRT и не-SRT-полипептид присоединены друг к другу с сохранением рамки считывания. Указанный не-SRT-полипетид может быть присоединен к N-концу или к С-концу полипептида SRT. Так, например, в одном из вариантов осуществления изобретения, гибридным белком является гибридный белок GST-SRT, в котором последовательности SRT присоединены к С-концу последовательностей GST. Такие гибридные белки могут облегчать очистку рекомбинантных белков SRT. В другом варианте осуществления изобретения, указанным гибридным белком является белок SRT, содержащий гетерологичную сигнальную последовательность в его N-конце. В некоторых клетках-хозяевах (например, в клетках-хозяевах млекопитающих), экспрессия и/или секреция белка SRT может быть увеличена с использованием гетерологичной сигнальной последовательности.The present invention also relates to chimeric or hybrid SRT proteins. As used herein, the term “chimeric protein” or “fusion protein” of SRT means an SRT polypeptide operably linked to a non-SRT polypeptide. The term "SRT polypeptide" means a polypeptide having an amino acid sequence corresponding to SRT, and the term "non-SRT polypeptide" means a polypeptide having an amino acid sequence corresponding to a protein that is generally not homologous to an SRT protein, for example, a protein that different from SRT protein and which comes from the same or different organism. As for the fusion protein, the term “operably linked” means that the SRT polypeptide and non-SRT polypeptide are attached to each other while maintaining a reading frame. Said non-SRT polypeptide may be attached to the N-terminus or to the C-terminus of the SRT polypeptide. For example, in one embodiment, the fusion protein is a GST-SRT fusion protein in which SRT sequences are attached to the C-terminus of the GST sequences. Such fusion proteins may facilitate the purification of recombinant SRT proteins. In another embodiment, the fusion protein is an SRT protein containing a heterologous signal sequence at its N-terminus. In some host cells (e.g., mammalian host cells), the expression and / or secretion of the SRT protein can be increased using a heterologous signal sequence.

Химерный или гибридный белок SRT настоящего изобретения, предпочтительно, продуцируют стандартными методами рекомбинантных ДНК. Так, например, ДНК-фрагменты, кодирующие другие полипептидные последовательности, лигируют с сохранением рамки считывания стандартными методами, например, путем использования затупленных или липких концов для лигирования, расщепления рестриктазами для получения соответствующих концов, достраивания липких концов, если это необходимо, обработки щелочной фосфатазой во избежание нежелательного присоединения, и ферментативного лигирования. В другом варианте осуществления изобретения, гибридный ген может быть синтезирован стандартными методами, включая использование автоматических ДНК-синтезаторов. Альтернативно, ПЦР-амплификация генных фрагментов может быть осуществлена с использованием якорных праймеров, которые образуют комплементарные выступающие участки между двумя последовательно расположенными генными фрагментами, которые могут быть затем подвергнуты отжигу и повторной амплификации для генерирования химерной генной последовательности (см, например, Current Protocols in Molecular Biology, eds. Ausubel et al., John Wiley & Sons, 1992). Кроме того, многие экспрессирующие векторы являются коммерчески доступными и уже кодируют часть гибрида (например, GST-полипептид).The chimeric or hybrid SRT protein of the present invention is preferably produced by standard recombinant DNA methods. So, for example, DNA fragments encoding other polypeptide sequences are ligated while maintaining the reading frame by standard methods, for example, by using blunt or sticky ends for ligation, cleavage with restrictase enzymes to obtain the corresponding ends, building up sticky ends, if necessary, treatment with alkaline phosphatase to avoid undesired attachment, and enzymatic ligation. In another embodiment of the invention, the hybrid gene can be synthesized by standard methods, including the use of automatic DNA synthesizers. Alternatively, PCR amplification of gene fragments can be carried out using anchor primers that form complementary protruding regions between two consecutive gene fragments, which can then be annealed and re-amplified to generate a chimeric gene sequence (see, for example, Current Protocols in Molecular Biology, eds. Ausubel et al., John Wiley & Sons, 1992). In addition, many expression vectors are commercially available and already encode part of the hybrid (e.g., GST polypeptide).

SRT-кодирующая нуклеиновая кислота может быть клонирована в указанный экспрессирующий вектор, так, чтобы данная часть гибрида была присоединена к белку SRT с сохранением рамки считывания.An SRT-coding nucleic acid may be cloned into said expression vector so that this portion of the hybrid is attached to the SRT protein while maintaining the reading frame.

Гомологичные белки SRT могут быть генерированы путем мутагенеза, например, посредством отдельной точковой мутации или усечения белка SRT. Используемый здесь термин «гомолог» означает вариантную форму белка SRT, которая действует как агонист или антагонист активности белка SRT. Агонист белка SRT может, в основном, сохранять те же самые активности, или подсерию, биологических активностей белка SRT. Антагонист белка SRT может ингибировать одну или несколько активностей природной формы белка SRT, например, путем конкурентного связывания с ниже- или вышерасположенным членом SRT-системы, которая включает белок SRT. Так, например, белок SRT С. glutamicum и его гомологи настоящего изобретения могут повышать толерантность или резистентность С. glutamicum к одному или более стрессам, вызываемым химическими веществами или воздействием окружающей среды.Homologous SRT proteins can be generated by mutagenesis, for example, by a single point mutation or truncation of the SRT protein. As used herein, the term “homologue” means a variant form of the SRT protein that acts as an agonist or antagonist of the activity of the SRT protein. An SRT protein agonist can basically retain the same activities, or sub-series, of the biological activities of the SRT protein. An SRT protein antagonist can inhibit one or more activities of the naturally occurring form of the SRT protein, for example, by competitively binding to a lower or upstream member of the SRT system that includes the SRT protein. So, for example, C. glutamicum SRT protein and its homologues of the present invention can increase the tolerance or resistance of C. glutamicum to one or more stresses caused by chemicals or environmental influences.

В альтернативном варианте осуществления изобретения, гомологи белка SRT могут быть идентифицированы путем скрининга комбинаторных библиотек мутантов, например, усеченных мутантов белка SRT, на агонистическую или антагонистическую активность белка SRT. В одном из вариантов осуществления изобретения, библиотеку разнообразных вариантов SRT генерируют путем комбинаторного мутагенеза на уровне нуклеиновой кислоты, где эти разнообразные варианты кодируются библиотекой разнообразных генов. Библиотека разнообразных вариантов SRT может быть создана, например, путем ферментативного лигирования смеси синтетических олигонуклеотидов в генные последовательности, так, чтобы вырожденная серия потенциальных SRT-последовательностей экспрессировалась как отдельные полипептиды, или альтернативно, как серия более крупных гибридных белков (например, для фагового отображения), содержащая серию последовательностей SRT. Существует ряд методов, которые могут быть использованы для продуцирования библиотек потенциальных SRT-гомологов из вырожденной олигонуклеотидной последовательности. Химический синтез вырожденной генной последовательности может быть осуществлен на автоматическом ДНК-синтезаторе, а затем этот синтетический ген лигируют в соответствующий экспрессирующий вектор. Использование вырожденной серии генов позволяет получить, в одной смеси, все последовательности, кодирующие желательную серию потенциальных SRT-последовательностей. Методы синтеза вырожденных олигонуклеотидов известны специалистам (см., например, Narang S.A. (1983) Tetrahedron 39: 3; Itakura et al. (1984) Annu. Rev. Biochem. 53: 323; Itakura et al. (1984) Science 198: 1056; Ike et al. (1983) Nucleic. Acid. Res. 11: 477.In an alternative embodiment of the invention, SRT protein homologues can be identified by screening combinatorial libraries of mutants, for example, truncated mutants of the SRT protein, for agonistic or antagonistic activity of the SRT protein. In one embodiment of the invention, a library of diverse SRT variants is generated by combinatorial mutagenesis at the nucleic acid level, where these diverse variants are encoded by a library of diverse genes. A library of diverse SRT variants can be created, for example, by enzymatically ligating a mixture of synthetic oligonucleotides into gene sequences so that a degenerate series of potential SRT sequences is expressed as separate polypeptides, or alternatively, as a series of larger fusion proteins (e.g. for phage display) containing a series of SRT sequences. There are a number of methods that can be used to produce libraries of potential SRT homologues from a degenerate oligonucleotide sequence. Chemical synthesis of a degenerate gene sequence can be carried out on an automatic DNA synthesizer, and then this synthetic gene is ligated into the corresponding expression vector. Using a degenerate series of genes makes it possible to obtain, in a single mixture, all sequences encoding the desired series of potential SRT sequences. Methods for the synthesis of degenerate oligonucleotides are known in the art (see, for example, Narang SA (1983) Tetrahedron 39: 3; Itakura et al. (1984) Annu. Rev. Biochem. 53: 323; Itakura et al. (1984) Science 198: 1056 ; Ike et al. (1983) Nucleic. Acid. Res. 11: 477.

Кроме того, библиотеки фрагментов кодирующего белка SRT могут быть использованы для генерирования разнообразных популяций фрагментов SRT в целях скрининга и последующего отбора гомологов белка SRT. В одном из вариантов осуществления изобретения, библиотека фрагментов кодирующей последовательности может быть создана путем обработки двухцепочечного ПЦР-фрагмента SRT-кодирующей последовательности нуклеазой в условиях, при которых происходит ник-разрыв примерно один раз на молекулу, денатурации двухцепочечной ДНК, ренатурации ДНК с образованием двухцепочечной ДНК, которая может включать смысловые/антисмысловые пары от различных продуктов ник-разрыва, удаления одноцепочечных частей из вновь образованных дуплексов путем обработки нуклеазой S1 и лигирования полученной библиотеки фрагментов в экспрессирующий вектор. Этим методом может быть получена библиотека экспрессируемых последовательностей, которая кодирует N-концевой, С-концевой и внутренние фрагменты белка SRT различных размеров.In addition, libraries of fragments of the SRT coding protein can be used to generate diverse populations of SRT fragments for screening and subsequent selection of homologues of the SRT protein. In one embodiment of the invention, a library of fragments of the coding sequence can be created by processing a double-stranded PCR fragment of the SRT coding sequence with nuclease under conditions under which nick-break occurs approximately once per molecule, denaturation of double-stranded DNA, renaturation of DNA to form double-stranded DNA , which may include semantic / antisense pairs from various nick-gap products, removing single-stranded parts from newly formed duplexes by processing S1 nuclease and ligation of the resulting fragment library into an expression vector. Using this method, a library of expressed sequences can be obtained that encodes the N-terminal, C-terminal and internal fragments of the SRT protein of various sizes.

Специалистам известны несколько методов скрининга генных продуктов комбинаторных библиотек, изготовленных посредством точковых мутаций или усечения, и скрининга кДНК-библиотек на присутствие генных продуктов, обладающих выбранными свойствами. Такие методы могут быть адаптированы для быстрого скрининга генных библиотек, генерированных путем комбинаторного мутагенеза SRT-гомологов. Наиболее широко используемые методы, которые являются подходящими для высокопроизводительного анализа, применяемого для скрининга больших библиотек генов, обычно предусматривают клонирование генной библиотеки в реплицируемые экспрессирующие векторы, трансформацию соответствующих клеток полученной библиотекой векторов и экспрессию комбинаторных генов в условиях, при которых детекция нужной активности облегчает выделение вектора, кодирующего данный ген, продукт которого был детектирован. Рекурсивный комбинированный мутагенез (REM) - новый метод, который увеличивает частоту функциональных мутантов в данных библиотеках, может быть использован в комбинации с скринирующими анализами для идентификации SRT-гомологов (Arkin & Yourvan (1992) PNAS 89: 7811-7815; Delgrave et al. (1993) Protein Engineering 6(3): 327-331).Several methods are known to those skilled in the art for screening gene products of combinatorial libraries made by point mutations or truncation, and screening cDNA libraries for the presence of gene products with selected properties. Such methods can be adapted for rapid screening of gene libraries generated by combinatorial mutagenesis of SRT homologs. The most widely used methods, which are suitable for high-throughput analysis used to screen large gene libraries, usually involve cloning the gene library into replicable expression vectors, transforming the corresponding cells with the obtained vector library, and expressing combinatorial genes under conditions in which detection of the desired activity facilitates vector isolation encoding a given gene whose product has been detected. Recursive combined mutagenesis (REM), a new method that increases the frequency of functional mutants in these libraries, can be used in combination with screening assays to identify SRT homologs (Arkin & Yourvan (1992) PNAS 89: 7811-7815; Delgrave et al. (1993) Protein Engineering 6 (3): 327-331).

В другом варианте осуществления изобретения, для анализа библиотеки разнообразных SRT могут быть использованы клеточные анализы с применением методов, хорошо известных специалистам.In another embodiment, cell assays may be used to analyze a variety of SRT libraries using methods well known in the art.

D. Применения и способы настоящего изобретенияD. Applications and methods of the present invention

Молекулы нуклеиновой кислоты, белки, гомологи белка, гибридные белки, праймеры, векторы и клетки-хозяева могут быть использованы в одном или более из следующих методов: идентификации С. glutamicum и родственных организмов; картирования геномов организмов, родственных С. glutamicum; идентификации и локализации желаемых последовательностей С. glutamicum; эволюционные исследования; определения областей белка SRT, необходимых для его активности; модуляции активности белка SRT; модуляции активности SRT-пути и модуляции продуцирования клетками желаемого соединения, такого как химический продукт тонкого органического синтеза.Nucleic acid molecules, proteins, protein homologs, fusion proteins, primers, vectors and host cells can be used in one or more of the following methods: identification of C. glutamicum and related organisms; mapping of the genomes of organisms related to C. glutamicum; identification and localization of the desired C. glutamicum sequences; evolutionary research; determining areas of the SRT protein necessary for its activity; modulating SRT protein activity; modulating SRT pathway activity; and modulating cell production of a desired compound, such as a fine chemicals.

Молекулы нуклеиновой кислоты SRT настоящего изобретения имеют различные применения. Во-первых, они могут быть использованы для идентификации микроорганизма Corynebacterium glutamicum или близкородственного микроорганизма. Кроме того, они могут быть использованы для идентификации присутствия С. glutamicum или близкородственного микроорганизма в смешанной популяции микроорганизмов. Настоящее изобретение относится к нуклеотидным последовательностям ряда генов С. glutamicum; причем, путем зондирования экстрагированной геномной ДНК культуры отдельной или смешанной популяции микроорганизмов в жестких условиях зондом в области гена С. glutamicum, который является уникальным для этого организма, можно обнаружить присутствие указанного микроорганизма.The SRT nucleic acid molecules of the present invention have various uses. First, they can be used to identify the microorganism Corynebacterium glutamicum or a closely related microorganism. In addition, they can be used to identify the presence of C. glutamicum or a closely related microorganism in a mixed population of microorganisms. The present invention relates to the nucleotide sequences of a number of C. glutamicum genes; moreover, by probing the extracted genomic DNA culture of an individual or mixed population of microorganisms under stringent conditions with a probe in the region of the C. glutamicum gene, which is unique to this organism, one can detect the presence of this microorganism.

Хотя Corynebacterium glutamicum сам по себе является непатогенным, однако, он является родственным патогенному виду, такому как Corynebacterium diphtheriae. Corynebacterium diphtheriae является возбудителем дифтерии, быстро развивающегося, острого инфекционного заболевания с повышенной температурой, которое является как локальной, так и системной патологией. При этом заболевании, локальные поражения развиваются в верхних дыхательных путях и вызывают некротические поражения в эпителиальных клетках; указанные бациллы секретируют токсин, который распространяется через эти поражения на дистальные чувствительные ткани организма. Дегенеративные изменения, вызываемые ингибированием синтеза белка в тканях, которыми являются сердце, мышцы, ткани периферической нервной системы, надпочечники, почки, печень и селезенка, превращают это заболевание в системную патологию. Случаи заболевания дифтерией очень распространены во многих частях мира, включая Африку, Азию, Восточную Европу и ныне независимые государства бывшего Советского Союза. В настоящее время, начиная с 1990 г., эпидемия дифтерии в двух последних указанных регионах привела к гибели, по крайней мере, 5000 человек.Although Corynebacterium glutamicum itself is non-pathogenic, however, it is akin to a pathogenic species such as Corynebacterium diphtheriae. Corynebacterium diphtheriae is the causative agent of diphtheria, a rapidly developing, acute infectious disease with fever, which is both a local and systemic pathology. With this disease, local lesions develop in the upper respiratory tract and cause necrotic lesions in the epithelial cells; these bacilli secrete a toxin that spreads through these lesions to the distal sensitive tissues of the body. Degenerative changes caused by inhibition of protein synthesis in tissues, such as the heart, muscles, tissues of the peripheral nervous system, adrenal glands, kidneys, liver and spleen, turn this disease into a systemic pathology. Cases of diphtheria are very common in many parts of the world, including Africa, Asia, Eastern Europe and the now independent states of the former Soviet Union. Currently, since 1990, the diphtheria epidemic in the last two indicated regions has resulted in the deaths of at least 5,000 people.

В одном из вариантов своего осуществления, настоящее изобретение относится к способу идентификации присутствия или активности Corynebacterium diphtheriae у данного индивидуума. Этот способ предусматривает обнаружение одной или более нуклеотидных или аминокислотных последовательностей настоящего изобретения (например, последовательностей, представленных как четно или нечетно, соответственно, пронумерованные последовательности SEQ ID NO: в Списке последовательностей) у данного индивидумма, и тем самым, обнаружение присутствия или активности Corynebacterium diphtheriae у данного индивидуума. С. glutamicum и С. diphtheriae являются родственными бактериями, и многие молекулы нуклеиновой кислоты и белка в С. glutamicum являются гомологичными нуклеиновой кислоте и белку С. diphtheriae, а поэтому они могут быть использованы для обнаружения С. diphtheriae у индивидуума.In one embodiment, the present invention relates to a method for identifying the presence or activity of Corynebacterium diphtheriae in a given individual. This method involves the detection of one or more nucleotide or amino acid sequences of the present invention (for example, sequences represented as odd or even, respectively, numbered sequences of SEQ ID NO: in the Sequence List) of a given individual, and thereby detecting the presence or activity of Corynebacterium diphtheriae in this individual. C. glutamicum and C. diphtheriae are related bacteria, and many nucleic acid and protein molecules in C. glutamicum are homologous to the nucleic acid and C. diphtheriae protein, and therefore can be used to detect C. diphtheriae in an individual.

Молекулы нуклеиновой кислоты и белка настоящего изобретения могут также служить в качестве маркеров для специфических областей данного генома. Это имеет важное значение не только для картирования генома, но также и для функциональных исследований белков С. glutamicum. Так, например, для идентификации области данного генома, с которой связывается ДНК-связывающий белок С. glutamicum, геном С. glutamicum должен быть гидролизован, а фрагменты инкубированы с ДНК-связывающим белком. Те фрагменты, которые связываются с этим белком, могут быть дополнительно зондированы молекулами нуклеиновых кислот настоящего изобретения, предпочтительно, легко детектируемыми метками; при этом, связывание такой молекулы нуклеиновой кислоты с данным фрагментом генома позволяет определить локализацию данного фрагмента на карте генома С. qlutamicum, и при многократном проведении такого зондирования с использованием различных ферментов, облегчает быструю идентификацию нуклеотидной последовательности, с которой связывается данный белок. Кроме того, молекулы нуклеиновых кислот настоящего изобретения могут быть достаточно гомологичными последовательностям родственных видов, так, что эти молекулы нуклеиновых кислот могут служить в качестве маркеров для построения геномной карты для родственных бактерий, таких как Brevibacterium lactofermentum.The nucleic acid and protein molecules of the present invention can also serve as markers for specific regions of a given genome. This is important not only for genome mapping, but also for functional studies of C. glutamicum proteins. So, for example, to identify the region of a given genome to which C. glutamicum DNA-binding protein binds, the C. glutamicum genome must be hydrolyzed, and fragments incubated with the DNA-binding protein. Those fragments that bind to this protein can be further probed with the nucleic acid molecules of the present invention, preferably with easily detectable labels; at the same time, the binding of such a nucleic acid molecule to a given fragment of the genome makes it possible to determine the localization of this fragment on the map of the C. qlutamicum genome, and when such probing is carried out repeatedly using various enzymes, it facilitates the rapid identification of the nucleotide sequence to which this protein binds. In addition, the nucleic acid molecules of the present invention can be sufficiently homologous to sequences of related species, such that these nucleic acid molecules can serve as markers for constructing a genomic map for related bacteria, such as Brevibacterium lactofermentum.

Молекулы нуклеиновых кислот SRT настоящего изобретения могут быть также использованы для исследований эволюции и структуры белка. Процессы резистентности, в которых участвуют молекулы настоящего изобретения, используются клетками широкого ряда; и путем сравнения последовательностей молекул нуклеиновых кислот настоящего изобретения с последовательностями, кодирующими аналогичные ферменты от других организмов, может быть оценено эволюционное сходство этих организмов. Аналогичным образом, такое сравнение позволяет определить, какие области данной последовательности являются консервативными, а какие нет, поможет определить те области данного белка, которые являются главными для функционирования данного фермента. Этот способ определения имеет важное значение для биотехнологических исследований белков и может указывать на то, что данный белок может оказаться толерантным в отношении мутагенеза без потери своей функции.The SRT nucleic acid molecules of the present invention can also be used to study the evolution and structure of the protein. The resistance processes in which the molecules of the present invention are involved are used by a wide variety of cells; and by comparing the sequences of the nucleic acid molecules of the present invention with sequences encoding similar enzymes from other organisms, the evolutionary similarity of these organisms can be estimated. Similarly, such a comparison makes it possible to determine which regions of a given sequence are conservative and which are not; it will help to determine those regions of a given protein that are essential for the functioning of this enzyme. This method of determination is important for biotechnological studies of proteins and may indicate that this protein may be tolerant of mutagenesis without losing its function.

Гены настоящего изобретения, например, ген, кодирующий LMRB (SEQ ID NO:1), или другой ген настоящего изобретения, кодирующий резистентность или толерантность к стрессам, вызываемым химическими соединениями или воздействием окружающей среды (например, резистентность к одному или более антибиотикам), может быть использован в качестве генетических маркеров для генетической трансформации (например, для переноса дополнительных генов или для разрушения предсуществующих генов) микроорганизма, такого как С. glutamicum или другого бактериального вида. Использование этих молекул нуклеиновой кислоты, которые были включены в данный трансгенный кластер (например, в плазмиду, фаг, фазмиду, фагмиду, транспозон или другой элемент нуклеиновой кислоты), позволяет проводить эффективный отбор микроорганизмов на основании признака, который позволяет данному микроорганизму выживать в условиях вредной или токсичной для него окружающей среды (например, в присутствии противомикробного соединения). Благодаря использованию одного или нескольких генов настоящего изобретения в качестве генетических маркеров можно повысить скорость и простоту конструирования и выделения тех микроорганизмов, которые имеют желаемые трансформированные признаки (например, продуцирование модулированных химических продуктов тонкого органического синтеза). Хотя использование генов настоящего изобретения для отбора трансформированных С. glutamicum и родственных бактерий является предпочтительным, однако, как описано в настоящей заявке, могут быть использованы гомологи (например, гомологи от других микроорганизмов), аллельные варианты или фрагменты гена, сохраняющие желаемую активность. Кроме того, для модуляции транскрипции данного гена, 5' и 3'-регуляторные элементы генов настоящего изобретения могут быть модифицированы как описано выше (например, путем замещения, инсерции, делеции или замены нуклеотидов более желательным генетическим элементом). Так, например, может быть применен вариант LMRB, в котором нуклеотидная последовательность в области от -1 до -200, расположенная с 5'-конца по отношению к старт-кодону, была модифицирована в целях модуляции (предпочтительно, повышения уровня) транскрипции и/или трансляции LMRB, а также могут быть применены конструкции, в которых ген настоящего изобретения (например, ген LMRB (SEQ ID NO:1) функционально присоединен к одному или нескольким регуляторным сигналам (например, к последовательностям, связывающимся с индуктором или репрессором), и которые могут быть использованы для модуляции экспрессии гена. Аналогичным образом могут быть использованы несколько копий гена настоящего изобретения (функциональных или инактивированных).The genes of the present invention, for example, the gene encoding LMRB (SEQ ID NO: 1), or another gene of the present invention, encoding resistance or tolerance to stress caused by chemical compounds or environmental exposure (for example, resistance to one or more antibiotics), be used as genetic markers for genetic transformation (for example, to transfer additional genes or to destroy pre-existing genes) of a microorganism such as C. glutamicum or another bacterial species. The use of these nucleic acid molecules that were included in this transgenic cluster (for example, in a plasmid, phage, phasmid, phagemid, transposon or other nucleic acid element) allows for the efficient selection of microorganisms on the basis of the trait that allows this microorganism to survive in harmful conditions or a toxic environment for it (for example, in the presence of an antimicrobial compound). By using one or more of the genes of the present invention as genetic markers, it is possible to increase the speed and ease of constructing and isolating those microorganisms that have the desired transformed traits (for example, the production of modulated chemical products of fine organic synthesis). Although the use of the genes of the present invention for the selection of transformed C. glutamicum and related bacteria is preferred, however, as described herein, homologs (e.g., homologs from other microorganisms), allelic variants or gene fragments that retain the desired activity can be used. In addition, to modulate the transcription of a given gene, the 5 ′ and 3 ′ regulatory elements of the genes of the present invention can be modified as described above (for example, by substitution, insertion, deletion or replacement of nucleotides with a more desirable genetic element). So, for example, an LMRB variant can be applied in which the nucleotide sequence in the region from -1 to -200 located at the 5'-end with respect to the start codon has been modified to modulate (preferably, increase the level) transcription and / or LMRB translations, and constructs can also be applied in which the gene of the present invention (e.g., the LMRB gene (SEQ ID NO: 1) is operably linked to one or more regulatory signals (e.g., sequences that bind to an inducer or repressor), and who can b be used to modulate gene expression. Likewise may be used the present invention, multiple copies of the gene (or functional inactivated).

Другим применением генов настоящего изобретения (например, гена, кодирующего LMRB (SEQ ID NO:1) или другой ген резистентности к лекарственному средству или антибиотику) является разработка новых антибиотиков, которые обладают активностью, направленной против Corynebacteria и/или других бактерий. Так, например, ген настоящего изобретения может быть экспрессирован (или сверхэкспрессирован) в подходящем хозяине для генерирования микроорганизма с повышенной резистентностью к одному или нескольким лекарственным средствам или антибиотикам (в случае LMRB, в частности, линкозамидам, а особенно к линкомицину). Резистентный хозяин этого типа может быть затем использован для скрининга на химические соединения с бактериостатической и/или бактерицидной активностью, такие как новые соединения-антибиотики. Гены настоящего изобретения (например, ген LMRB) могут быть, в частности, использованы для идентификации новых антибиотиков, активность которых направлена против тех микроорганизмов, которые уже обладают резистентностью к стандартным антибиотикам.Another use of the genes of the present invention (for example, a gene encoding LMRB (SEQ ID NO: 1) or another drug or antibiotic resistance gene) is the development of new antibiotics that have activity against Corynebacteria and / or other bacteria. For example, the gene of the present invention can be expressed (or overexpressed) in a suitable host to generate a microorganism with increased resistance to one or more drugs or antibiotics (in the case of LMRB, in particular, lincosamides, and especially lincomycin). A resistant host of this type can then be used for screening for chemical compounds with bacteriostatic and / or bactericidal activity, such as new antibiotic compounds. The genes of the present invention (for example, the LMRB gene) can, in particular, be used to identify new antibiotics whose activity is directed against those microorganisms that already have resistance to standard antibiotics.

Настоящее изобретение относится к способам скрининга молекул, которые модулируют активность белка SRT либо путем взаимодействия с самим белком или с его субстратом или партнером белка SRT по связыванию, либо путем модуляции транскрипции или трансляции молекулы нуклеиновой кислоты SRT настоящего изобретения. В указанных способах, микроорганизм, экспрессирующий один или несколько белков SRT настоящего изобретения, подвергают контакту с одним или несколькими тестируемыми соединениями, и оценивают действие каждого тестируемого соединения на активность или уровень экспрессии белка SRT.The present invention relates to methods for screening molecules that modulate the activity of an SRT protein either by interacting with the protein itself or with its substrate or binding partner of the SRT protein, or by modulating the transcription or translation of the SRT nucleic acid molecule of the present invention. In these methods, a microorganism expressing one or more SRT proteins of the present invention is contacted with one or more test compounds, and the effect of each test compound on the activity or expression level of the SRT protein is evaluated.

Манипуляции с молекулами нуклеиновой кислоты SRT могут приводить к продуцированию белков SRT, функционально отличающихся от белков SRT дикого типа. Эти белки могут иметь повышенную эффективность или активность и могут присутствовать в клетке в большем количестве, чем это обычно имеет место, либо они могут иметь пониженную эффективность или активность. Целью таких манипуляций является увеличение жизнеспособности и активности клетки при воздействии на эту клетку химических стрессов и вредного воздействия окружающей среды, которыми обычно сопровождается крупномасштабное ферментативное культивирование. Таким образом, при увеличении активности или числа копий протеазы, регулируемой тепловым шоком, может быть увеличена способность данной клетки разрушать неправильно уложенные белки, которые могут так или иначе мешать нормальному функционированию клетки (например, в результате сохранения связывания с субстратами или кофакторами, несмотря на то, что этот белок не обладает соответствующей активностью по отношению к этим молекулам). То же самое относится к сверхэкспрессии или оптимизации активности одной или нескольких молекул шаперона, индуцированной тепловым или холодовым шоком. Эти белки способствуют правильной укладке растущих полипептидных цепей, и поэтому их повышенная активность или их присутствие должны способствовать увеличению процента правильно уложенных белков в данной клетке, что, в свою очередь, должно увеличивать общую метаболическую эффективность и жизнеспособность этих клеток в культуре. Сверхэкспрессия или оптимизация молекул-переносчиков, активированных осмотическим шоком, должна приводить к повышенной способности части клеток к поддержанию внутриклеточного гомеостаза, и тем самым, к увеличению своей жизнеспособности в культуре. Аналогичным образом, сверхпродуцирование или увеличение активности посредством мутагенеза белков, сообщающих клеткам резистентность к химическими стрессам различных типов (либо путем выведения вредных химических веществ из данной клетки, либо путем модификации этих химических веществ для снижения уровня вредных веществ), должно повышать приспособленность данного микроорганизма к условиям окружающей среды, содержащей вредные вещества (то есть, при крупномасштабном ферментативном культивировании), и тем самым оно может способствовать выживанию относительно большого числа клеток в такой культуре. Общим эффектом всех указанных стратегий мутагенеза является увеличение количества соединений, продуцирующих химические продукты тонкого органического синтеза в данной культуре, и тем самым, увеличение выхода, продуцирования и/или эффективности продуцирования одного или нескольких желаемых химических продуктов тонкого органического синтеза из данной культуры.Manipulation of SRT nucleic acid molecules can lead to the production of SRT proteins functionally different from wild-type SRT proteins. These proteins may have increased efficiency or activity and may be present in the cell in a greater amount than is usually the case, or they may have reduced efficiency or activity. The purpose of such manipulations is to increase the viability and activity of a cell when exposed to chemical stresses and harmful environmental influences, which usually accompany large-scale enzymatic cultivation. Thus, with an increase in the activity or number of copies of a protease regulated by heat shock, the ability of a given cell to destroy improperly laid proteins that may interfere with the normal functioning of the cell in one way or another (for example, as a result of maintaining binding to substrates or cofactors, despite that this protein does not have corresponding activity with respect to these molecules). The same applies to overexpression or optimization of the activity of one or more chaperone molecules induced by heat or cold shock. These proteins contribute to the proper folding of growing polypeptide chains, and therefore their increased activity or their presence should contribute to an increase in the percentage of correctly laid proteins in a given cell, which, in turn, should increase the overall metabolic efficiency and viability of these cells in culture. Overexpression or optimization of carrier molecules activated by osmotic shock should lead to an increased ability of some cells to maintain intracellular homeostasis, and thereby increase their viability in culture. Similarly, overproduction or increased activity through mutagenesis of proteins that impart resistance to various types of chemical stresses to cells (either by removing harmful chemicals from a given cell, or by modifying these chemicals to reduce the level of harmful substances) should increase the adaptability of the given microorganism to conditions environment containing harmful substances (that is, with large-scale enzymatic cultivation), and thus it can contribute s survival of a relatively large number of cells in a culture. A common effect of all these mutagenesis strategies is to increase the number of compounds producing fine chemicals in a given culture, and thereby increase the yield, production and / or efficiency of producing one or more desired fine chemicals from a given culture.

Вышеприведенный перечень стратегий мутагенеза для белков SRT в целях повышения выходов желаемого соединения не ограничивается этими стратегиями; и варианты этих стратегий мутагенеза будут очевидны для каждого специалиста. Благодаря механизмам этих стратегий мутагенеза, молекулы нуклеиновой кислоты и белка настоящего изобретения могут быть использованы для генерирования С. glutamicum или родственных штаммов бактерий, экспрессирующих мутантные молекулы нуклеиновой кислоты и белка SRT, в целях улучшения выхода, продуцирования и/или эффективности продуцирования нужного соединения. Нужное соединение может представлять собой любой природный продукт С. glutamicum, которым являются конечные продукты пути биосинтеза и промежуточные соединения природных путей метаболизма, а также молекулы, которые обычно не участвуют в метаболизме С. glutamicum, но которые продуцируются штаммом С. glutamicum настоящего изобретения.The above list of mutagenesis strategies for SRT proteins in order to increase the yields of the desired compound is not limited to these strategies; and options for these mutagenesis strategies will be apparent to every person skilled in the art. Thanks to the mechanisms of these mutagenesis strategies, the nucleic acid and protein molecules of the present invention can be used to generate C. glutamicum or related bacterial strains expressing mutant nucleic acid and SRT proteins in order to improve the yield, production and / or production efficiency of the desired compound. The desired compound can be any natural product of C. glutamicum, which is the end products of the biosynthesis pathway and intermediate compounds of the natural metabolic pathways, as well as molecules that are not usually involved in the metabolism of C. glutamicum, but which are produced by the C. glutamicum strain of the present invention.

Настоящее изобретение, кроме того, проиллюстрировано нижеследующими примерами, которые не должны рассматриваться как его ограничение. Содержание всех работ, патентных заявок, патентов, опубликованных патентных заявок, таблиц и списка последовательностей, цитируемых в настоящей заявке, вводится в настоящее описание посредством ссылки.The present invention is further illustrated by the following examples, which should not be construed as limiting it. The contents of all works, patent applications, patents, published patent applications, tables, and the list of sequences cited in this application are hereby incorporated by reference.

ИЛЛЮСТРАЦИЯ ПРИМЕРАМИILLUSTRATION BY EXAMPLES

Пример 1: Получение полной геномной ДНК Corynebacterium glutamicum ATCC 13032Example 1: Obtaining the full genomic DNA of Corynebacterium glutamicum ATCC 13032

Культуру Corynebacterium glutamicum (ATCC 13032) выращивали в течение ночи при 30°С при интенсивном встряхивании в среде BHI (Difco). Эти клетки собирали путем центрифугирования, супернатант отбрасывали и клетки ресуспендировали в 5 мл буфера-1 (5% исходного объема культуры; все указанные объемы были вычислены для 100 мл объема культуры). Состав буфера-1: 140,34 г/л сахарозы, 2,46 г/л MgSO4×7 Н2О, 10 мл/л раствора КН2РО4 (100 г/л, доведенного до рН 6,7 путем добавления КОН), 50 мл/л концентрата М12 (10 г/л (NH4)2SO4, 1 г/л NaCl, 2 г/л MgSO4×7 Н2О, 0,2 г/л CaCl2, 0,5 г/л дрожжевого экстракта (Difco), 10 мл/л смеси микроэлементов (200 мг/л FeSO4×Н2О, 10 мг/л ZnSO4×7 Н2О, 3 мг/л MnCl2×4 H2O, 30 мг/л Н3ВО3, 20 мг/л CoCl2×6 H2O, 1 мг/л NiCl2×6 H2O, 3 мг/л Na2MoO4×2 Н2О), 500 мг/л комплексобразующего агента (EDTA или лимонной кислоты), 100 мл/л смеси витаминов (0,2 мг/л биотина, 0,2 мг/л фолиевой кислоты, 20 мг/л п-аминобензойной кислоты, 20 мг/л рибофлавина, 40 мг/л пантотената кальция, 140 мг/л никотиновой кислоты, 40 мг/л гидрохлорида пиридоксола, 200 мг/л миоинозита). Затем к суспензии добавляли лизоцим до конечной концентрации 2,5 мг/мл. После инкубирования приблизительно в течение 4 ч при 37°С, клеточные стенки были разрушены и полученные протопласты собирали путем центрифугирования. Осадок один раз промывали 5 мл буфера-1 и один раз 5 мл ТЕ-буфера (10 мМ Трис-HCl, 1 мМ EDTA, pH 8). Затем осадок ресуспендировали в 4 мл ТЕ-буфера и добавляли 0,5 мл раствора ДСН (10%) и 0,5 мл раствора NaCI (5M). После добавления протеиназы К до конечной концентрации 200 мкг/мл, суспензию инкубировали прибл. в течение 18 ч при 37°С. ДНК очищали путем экстракции фенолом, фенолом-хлороформом-изоамиловым спиртом и хлороформом-изоамиловым спиртом с использованием стандартных процедур. Затем, ДНК осаждали путем добавления 1/50 объема ЗМ ацетата натрия и 2 объемов этанола, после чего инкубировали в течение 30 минут при -20°С и центрифугировали в течение 30 минут при 12000 об/мин в высокоскоростной центрифуге с использованием ротора SS34 (Sorvall). Затем, ДНК растворяли в 1 мл ТЕ-буфера, содержащего 20 мкг/мл РНКазы А и диализовали при 4°С против 1000 мл ТЕ-буфера, по крайней мере, в течение 3 часов. В течение этого времени, буфер меняли 3 раза. К аликвотам 0,4 мл диализованного раствора ДНК добавляли 0,4 мл 2М LiCl и 0,8 мл этанола. После инкубирования в течение 30 минут при -20°С, ДНК собирали путем центрифугирования (13000 об/мин, Biofuge Fresco, Heraeus, Hanau, Germany). Осажденную ДНК растворяли в ТЕ-буфере. ДНК, полученная в результате проведения этой процедуры, может быть использована для любых целей, включая Саузерн-блоттинг или конструирование геномных библиотек.A culture of Corynebacterium glutamicum (ATCC 13032) was grown overnight at 30 ° C. with vigorous shaking in BHI medium (Difco). These cells were harvested by centrifugation, the supernatant was discarded, and the cells were resuspended in 5 ml of buffer-1 (5% of the original culture volume; all indicated volumes were calculated for 100 ml of culture volume). The composition of buffer-1: 140.34 g / l of sucrose, 2.46 g / l of MgSO 4 × 7 H 2 O, 10 ml / l of a solution of KH 2 PO 4 (100 g / l, adjusted to pH 6.7 by adding KOH), 50 ml / l of M12 concentrate (10 g / l (NH 4 ) 2 SO 4 , 1 g / l NaCl, 2 g / l MgSO 4 × 7 Н 2 О, 0.2 g / l CaCl 2 , 0 , 5 g / l of yeast extract (Difco), 10 ml / l of a mixture of trace elements (200 mg / l FeSO 4 × H 2 O, 10 mg / l ZnSO 4 × 7 H 2 O, 3 mg / l MnCl 2 × 4 H 2 O, 30 mg / L H 3 VO 3 , 20 mg / L CoCl 2 × 6 H 2 O, 1 mg / L NiCl 2 × 6 H 2 O, 3 mg / L Na 2 MoO 4 × 2 Н 2 О) , 500 mg / l of complexing agent (EDTA or citric acid), 100 ml / l of a mixture of vitamins (0.2 mg / l of biotin, 0.2 mg / l of folic acid, 20 mg / l of p-aminobenzoic acid, 20 mg / l riboflavin, 40 mg / l calcium antotenate, 140 mg / l nicotinic acid, 40 mg / l pyridoxol hydrochloride, 200 mg / l myoinositol) Then lysozyme was added to the suspension to a final concentration of 2.5 mg / ml After incubation for approximately 4 hours at 37 ° C. , cell walls were destroyed and the resulting protoplasts were collected by centrifugation. The precipitate was washed once with 5 ml of buffer-1 and once with 5 ml of TE-buffer (10 mm Tris-HCl, 1 mm EDTA, pH 8). Then, the precipitate was resuspended in 4 ml of TE buffer and 0.5 ml of SDS solution (10%) and 0.5 ml of NaCI solution (5M) were added. After proteinase K was added to a final concentration of 200 μg / ml, the suspension was incubated for approx. for 18 hours at 37 ° C. DNA was purified by extraction with phenol, phenol-chloroform-isoamyl alcohol and chloroform-isoamyl alcohol using standard procedures. Then, DNA was precipitated by adding 1/50 volume of 3M sodium acetate and 2 volumes of ethanol, after which they were incubated for 30 minutes at -20 ° C and centrifuged for 30 minutes at 12,000 rpm in a high speed centrifuge using an SS34 rotor (Sorvall ) Then, the DNA was dissolved in 1 ml of TE buffer containing 20 μg / ml RNase A and dialyzed at 4 ° C. against 1000 ml of TE buffer for at least 3 hours. During this time, the buffer was changed 3 times. Aliquots of 0.4 ml of dialyzed DNA solution were added with 0.4 ml of 2M LiCl and 0.8 ml of ethanol. After incubation for 30 minutes at -20 ° C, DNA was collected by centrifugation (13000 rpm, Biofuge Fresco, Heraeus, Hanau, Germany). Precipitated DNA was dissolved in TE buffer. DNA obtained from this procedure can be used for any purpose, including southern blotting or the construction of genomic libraries.

Пример 2: Конструирование геномных библиотек Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 в Esherichia coliExample 2: Construction of genomic libraries of Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 in Esherichia coli

С использованием ДНК, полученной как описано в Примере 1, библиотеки космид и плазмид были сконструированы с помощью известных и хорошо разработанных методов (см. например, Sambrook J. et al.,(1989), «Molecular Cloning: A Laboratory Manual», Cold Spring Harbor Laboratory Press, Ausubel F.M. et al. (1994) "Current Protocols in Molecular Biology", John Wiley & Sons).Using DNA obtained as described in Example 1, cosmid and plasmid libraries were constructed using well-known and well-developed methods (see, for example, Sambrook J. et al., (1989), Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Ausubel FM et al. (1994) "Current Protocols in Molecular Biology", John Wiley & Sons).

Может быть использована любая плазмида или космида. В частности, были использованы плазмиды pBR322 (Sutcliffe J.G. (1979) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75: 3737-3741); pACYC177 (Change & Cohen (1978) J.Bacteriol. 134:1141-1156), плазмиды серии pBS (pBSSK+, pBSSK- и другие; Stratagene, LaJolla, USA) или космиды, такие как SuperCosl (Stratagene, LaJolla, USA) или Lorist6 (Gibson, T.J., Rosenthal A. & Waterson, R.H. (1987) Gene 53: 283-286. Библиотеки генов, в частности, для использования в С. glutamicum, могут быть сконструированы с использованием плазмиды pSL109 (Lee, H.S. & A.J.Sinskey (1994) J. Microbiol. Biotechnol. 4:256-263).Any plasmid or cosmid can be used. In particular, pBR322 plasmids were used (Sutcliffe J.G. (1979) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75: 3737-3741); pACYC177 (Change & Cohen (1978) J. Bacteriol. 134: 1141-1156), pBS series plasmids (pBSSK +, pBSSK- and others; Stratagene, LaJolla, USA) or cosmids such as SuperCosl (Stratagene, LaJolla, USA) or Lorist6 (Gibson, TJ, Rosenthal A. & Waterson, RH (1987) Gene 53: 283-286. Gene libraries, in particular for use in C. glutamicum, can be constructed using plasmid pSL109 (Lee, HS & AJSinskey (1994) J. Microbiol. Biotechnol. 4: 256-263).

Пример 3: ДНК-секвенирование и компьютерный функциональный анализExample 3: DNA sequencing and computer functional analysis

Геномные библиотеки, описанные в Примере 2, были использованы для секвенирования ДНК в соответствии со стандартными методами, в частности, методом обрыва цепи с использованием секвенаторов АВ1377 (см., например, Fleischman, R.D. et al.(1995) «Whole-genome Random Sequencing and Assembly of Haemophilus Influenzae Rd.», Science, 269: 496-512). Были использованы секвенирующие праймеры со следующими нуклеотидными последовательностями 5'-GGAAACAGTATGACCATG-3' или 5'-GTAAAACGACGGCCAGT-3'.The genomic libraries described in Example 2 were used for DNA sequencing in accordance with standard methods, in particular, chain termination using AB1377 sequencers (see, for example, Fleischman, RD et al. (1995) “Whole-genome Random Sequencing and Assembly of Haemophilus Influenzae Rd. ”, Science, 269: 496-512). Sequencing primers with the following nucleotide sequences of 5'-GGAAACAGTATGACCATG-3 'or 5'-GTAAAACGACGGCCAGT-3' were used.

Пример 4: Мутагенез in vivoExample 4: In vivo Mutagenesis

In vivo-мутагенез Corynebacterium glutamicum может быть осуществлен путем переноса плазмизной ДНК (или другого вектора) из E.coli или других микроорганизмов (например, Bacillus spp. или дрожжей, таких как Saccharomyces cerevisiae), у которых была нарушена способность к сохранению целостности своей генетической информации. Обычные штаммы-мутанты имеют мутации в генах системы репарации ДНК (например, mutHLS, mutD, mutT, и т.п. см. Rupp, W.D. (1996), DNA repair mechanisms, in: Escherichia coli and Salmonella, p.2277-2294, ASM: Washington). Эти штаммы хорошо известны каждому специалисту. Использование таких штаммов проиллюстрировано, например, Greener, A. & Callahan, M (1994) Strategies 7: 32-34.In vivo mutagenesis of Corynebacterium glutamicum can be carried out by transferring plasmid DNA (or another vector) from E. coli or other microorganisms (e.g. Bacillus spp. Or yeast, such as Saccharomyces cerevisiae), which have impaired the ability to maintain the integrity of their genetic information. Conventional mutant strains have mutations in the genes of the DNA repair system (e.g. mutHLS, mutD, mutT, etc. see Rupp, WD (1996), DNA repair mechanisms, in: Escherichia coli and Salmonella, p.2277-2294 , ASM: Washington). These strains are well known to every specialist. The use of such strains is illustrated, for example, by Greener, A. & Callahan, M (1994) Strategies 7: 32-34.

Пример 5: Перенос ДНК от Escherichia coli в Corynebacterium glutamicumExample 5: DNA Transfer from Escherichia coli to Corynebacterium glutamicum

Некоторые виды Corynebacterium и Brevibacterium содержат эндогенные плазмиды (как, например, рНМ1519 или pBLl), которые автономно реплицируются (см., например, обзор Martin, J.F. et al., (1987) Biotechnology, 5:137-146). Челночные векторы для Escherichia coli и Corynebacterium glutamicum могут быть легко сконструированы с использованием стандартных векторов для E.coli (Sambrook J. et al.,(1989). Molecular Cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Ausubel F.M. et al. (1994) «Current Protocols in Molecular Biology», John Wiley & Sons), в которые были добавлены сайт инициации репликации и подходящий маркер от Corynebacterium glutamicum. Указанные сайты инициации репликации, предпочтительно, берутся из эндогенных плазмид, выделенных из видов Corynebacterium и Brevibacterium. Конкретными используемыми маркерами трансформации для этих видов являются гены резистентности к канамицину (такие как гены, происходящие от транспозонов Тn5 или Тn903) или к хлорамфениколу (Winnacker, E.L. (1987) «From Genes to Clones - Introduction to Gene Technology», VCH, Weinheim). В литературе приводятся многочисленные примеры конструирования челночных векторов широкого ряда, которые реплицируются как в E.coli, так и в С. glutamicum и которые могут быть использованы для многих целей, включая сверхэкспрессию генов (см., например, Yoshihama et al., (1985) J.Bacteriol. 162: 591-597; Martin, J.F. et al., (1987) Biotechnology, 5: 137-146 и Eikmanns, B.J. et al. (1991) Gene, 102:93-98).Some species of Corynebacterium and Brevibacterium contain endogenous plasmids (such as pHM1519 or pBLl) that autonomously replicate (see, for example, review by Martin, J.F. et al., (1987) Biotechnology, 5: 137-146). Shuttle vectors for Escherichia coli and Corynebacterium glutamicum can be easily constructed using standard vectors for E. coli (Sambrook J. et al., (1989). Molecular Cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Ausubel FM et al. (1994) Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons) to which a replication initiation site and a suitable marker from Corynebacterium glutamicum have been added. Said replication initiation sites are preferably taken from endogenous plasmids isolated from Corynebacterium and Brevibacterium species. The specific transformation markers used for these species are kanamycin resistance genes (such as genes derived from transposons Tn5 or Tn903) or chloramphenicol (Winnacker, EL (1987) From Genes to Clones - Introduction to Gene Technology, VCH, Weinheim) . The literature provides numerous examples of the construction of a wide variety of shuttle vectors that replicate in both E. coli and C. glutamicum and which can be used for many purposes, including overexpression of genes (see, for example, Yoshihama et al., (1985 ) J. Bacteriol. 162: 591-597; Martin, JF et al., (1987) Biotechnology, 5: 137-146 and Eikmanns, BJ et al. (1991) Gene, 102: 93-98).

С использованием стандартных методов можно клонировать желаемый ген в любом из вышеописанных челночных векторов и вводить такой гибридный вектор в штаммы Corynebacterium glutamicum. Трансформация С. glutamicum может быть осуществлена путем трансформации протопластов (Kastsumata, R. et al.(1984), J. Bacteriol. 159: 306-311), электропорации (Liebl, Е. et al., (1989) FEMS Microbiol. Letters, 53: 399-303), а в случаях, когда используются специальные векторы, эта трансформация может быть также осуществлена путем конъюгирования (как описано, например, Schafer, A. et al.(1990) J. Bacteriol. 172: 1663-1666). Челночные векторы для С. glutamicum могут быть также перенесены в E.coli путем получения плазмидной ДНК из С. glutamicum (стандартными хорошо известными методами) и трансформации их в E.coli. Такая стадия трансформации может быть осуществлена стандартными методами, но, предпочтительно, использовать Mcr-дефицитный штамм E.coli, такой как NM522 (Gough & Murray (1983) J.Mol.Biol. 166: 1-19).Using standard methods, you can clone the desired gene in any of the shuttle vectors described above and introduce such a hybrid vector into Corynebacterium glutamicum strains. Transformation of C. glutamicum can be accomplished by transformation of protoplasts (Kastsumata, R. et al. (1984), J. Bacteriol. 159: 306-311), electroporation (Liebl, E. et al., (1989) FEMS Microbiol. Letters 53: 399-303), and in cases where special vectors are used, this transformation can also be carried out by conjugation (as described, for example, Schafer, A. et al. (1990) J. Bacteriol. 172: 1663-1666 ) Shuttle vectors for C. glutamicum can also be transferred to E. coli by obtaining plasmid DNA from C. glutamicum (standard well-known methods) and transforming them into E. coli. Such a transformation step can be carried out by standard methods, but it is preferable to use a Mcr-deficient strain of E. coli, such as NM522 (Gough & Murray (1983) J. Mol. Biol. 166: 1-19).

Гены могут быть сверхэкспрессированы в штаммах С. glutamicum с использованием плазмид, которые содержат pCGl (патент США №4617267) или его фрагменты, и необязательно ген резистентности к канамицину от TN903 (Grindley, N.D. & Joyce, С.М. (1980) Proc.Natl. Acad. Sci., USA, 77(12): 7176-7180). Кроме того, гены могут быть сверхэкспрессированы в штаммах С. glutamicum с использованием плазмиды pSL109 (Lee, H.-S. & A.J.Sinskey (1994) J. Microbiol. Biotechnol. 4: 256-263).Genes can be overexpressed in C. glutamicum strains using plasmids that contain pCGl (US Pat. No. 4,617,267) or fragments thereof, and optionally a kanamycin resistance gene from TN903 (Grindley, ND & Joyce, C.M. (1980) Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 77 (12): 7176-7180). In addition, genes can be overexpressed in C. glutamicum strains using the plasmid pSL109 (Lee, H.-S. & A.J.Sinskey (1994) J. Microbiol. Biotechnol. 4: 256-263).

Помимо использования репликативных плазмид, сверхэкспрессия генов может быть также достигнута путем их интеграции в геном. Геномная интеграция в С. glutamicum или другие виды Corynebacterium или Brevibacterium может быть осуществлена хорошо известными методами, такими как гомологичная рекомбинация с геномной(ыми) областью(ями), интеграция, опосредованная рестриктазами (REMI) (см., например, патент DE 19823834) или путем использования транспозонов. Может быть также осуществлена модуляция активности желаемого гена путем модификации регуляторных областей (например, промотора, репрессора и/или энхансера), путем модификации, инсерции или делеции последовательностей с использованием сайт-направленных методов (таких как гомологичная рекомбинация) или методов, основанных на случайных событиях (таких как транспозонный мутагенез или REMI). Нуклеотидные последовательности, которые функционируют как терминаторы транскрипции, могут быть также встроены со стороны 3'-конца по отношению к кодирующей области одного или несколько генов настоящего изобретения; и такие терминаторы хорошо известны специалистам и описаны, например, у Winnacker, E.L. (1987) "From Genes to Clones - Introduction to Gene Technology, VCH, Weinheim.In addition to using replicative plasmids, overexpression of genes can also be achieved by integrating them into the genome. Genomic integration into C. glutamicum or other species of Corynebacterium or Brevibacterium can be accomplished by well-known methods, such as homologous recombination with genomic region (s), restriction enzyme mediated integration (REMI) (see, for example, DE 19823834) or by using transposons. Modulation of the activity of a desired gene can also be accomplished by modifying regulatory regions (e.g., promoter, repressor and / or enhancer), by modifying, insertion or deletion of sequences using site-directed methods (such as homologous recombination) or random-event-based methods (such as transposon mutagenesis or REMI). Nucleotide sequences that function as transcription terminators can also be inserted at the 3 ′ end with respect to the coding region of one or more genes of the present invention; and such terminators are well known in the art and are described, for example, by Winnacker, E.L. (1987) "From Genes to Clones - Introduction to Gene Technology, VCH, Weinheim.

Пример 6: Оценка экспрессии мутантного белкаExample 6: Assessment of Expression of Mutant Protein

Оценку активности мутированного белка в трансформированной клетке-хозяине проводят исходя из того факта, что этот мутантный белок экспресиируется так же и в таком же количестве, как и белок дикого типа. Метод, используемый для определения уровня транскрипции данного мутантного гена (индикатора количества мРНК, необходимого для трансляции с образованием генного продукта), предусматривает проведение Нозерн-блот-анализа (см. например, Ausubel et al., (1988) Current Protocols in Molecular Biology, Wiley; New York), в котором праймер, сконструированный для связывания желаемого гена, метят детектируемой меткой (обычно радиоактивной или хемилюминесцентной), так, чтобы при экстракции суммарной РНК из культуры данного микроорганизма, ее электрофорезе на геле, переносе на стабильную матрицу и инкубировании с этим зондом, связывание и количество связывающегося зонда указывало на присутствие, а также на количество мРНК данного гена. Эта информация указывает на степень транскрипции данного мутантного гена. Суммарная клеточная РНК может быть получена из Corynebacterium glutamicum несколькими методами, хорошо известными специалистам, такими как методы, описанные Bormann, E.R. et al.,(1992) Mol. Microbiol. 6: 317-326.Assessment of the activity of a mutated protein in a transformed host cell is based on the fact that this mutant protein is expressed in the same amount as the wild-type protein. The method used to determine the level of transcription of this mutant gene (an indicator of the amount of mRNA required for translation to form a gene product) involves Northern blot analysis (see, for example, Ausubel et al., (1988) Current Protocols in Molecular Biology, Wiley; New York), in which a primer designed to bind the desired gene is labeled with a detectable label (usually radioactive or chemiluminescent), so that when extracting total RNA from the culture of a given microorganism, its gel electrophoresis, transfer to a stable When the matrix was incubated and incubated with this probe, the binding and amount of the binding probe indicated the presence, as well as the amount of mRNA of this gene. This information indicates the degree of transcription of this mutant gene. Total cellular RNA can be obtained from Corynebacterium glutamicum by several methods well known in the art, such as those described by Bormann, E.R. et al., (1992) Mol. Microbiol. 6: 317-326.

Для определения присутствия или относительного количества белка, транслированного из этой мРНК, могут быть использованы стандартные методы, такие как Вестерн-блот-анализ (см. например, Ausubel et al., (1988) Current Protocols in Molecular Biology, Wiley; New York). В этом способе суммарные клеточные белки экстрагируют, разделяют посредством гель-электрофореза, переносят на матрицу, такую как нитроцеллюлоза, и инкубируют с зондом, таким как антитело, которое специфически связывается с нужным белком. Этот зонд обычно метят хемилюминесцентной или колориметрической меткой, которая может быть легко детектирована. Присутствие и количество наблюдаемой метки указывает на присутствие и количество желаемого мутантного белка в данной клетке.Standard methods such as Western blot analysis can be used to determine the presence or relative amount of protein translated from this mRNA (see, e.g., Ausubel et al., (1988) Current Protocols in Molecular Biology, Wiley; New York) . In this method, total cellular proteins are extracted, separated by gel electrophoresis, transferred to a matrix, such as nitrocellulose, and incubated with a probe, such as an antibody that specifically binds to the desired protein. This probe is usually labeled with a chemiluminescent or colorimetric label, which can be easily detected. The presence and amount of the observed label indicates the presence and amount of the desired mutant protein in a given cell.

Пример 7: Рост генетически модифицированной Corynebacterium glutamicum - среды и условия культивированияExample 7: Growth of genetically modified Corynebacterium glutamicum - medium and cultivation conditions

Генетически модифицированную бактерию Corynebacterium культивировали в синтетических или природных культуральных средах. Существует ряд различных хорошо известных и легко доступных культуральных сред для Corynebacterium (Lieb et al. (1989) Appl. Microbiol. Biotechnol., 32:205-210; von der Osten et al. (1998) Biotechnology Letters, 11:11-16; патент DE 4120867; Liebl (1992) «The Genus Corynebacterium: The Procaryotes», Volume II, Balows, A. et al., eds. Springer-Verlag). Эти среды состоят из одного или нескольких источников углерода, источников азота, неорганических солей, витаминов и микроэлементов. Предпочтительными источниками углерода являются сахара, такие как моно-, ди- или полисахариды. Так, например, превосходными источниками углерода являются глюкоза, фруктоза, манноза, галактоза, рибоза, сорбоза, рибулоза, лактоза, мальтоза, сахароза, раффиноза, крахмал или целлюлоза. Доставка сахара в эти среды может также осуществляться с помощью комплексных соединений, таких как меласса или другие побочные продукты, образованные в результате рафинирования сахара. Эти соединения могут быть также предпочтительными для доставки смесей различных источников углерода. Другими возможными источниками углерода являются спирты и органические кислоты, такие как метанол, этанол, уксусная кислота или молочная кислота. Источниками азота обычно являются органические или неорганические соединения азота или материалы, содержащие эти соединения. Примерами источников азота являются газообразный аммиак или аммиачные соли, такие как NH4Cl или (NH4)2SO4, NH4OH, нитраты, мочевина, аминокислоты или комплексные источники азота, такие как кукурузный экстракт, соевая мука, соевый белок, дрожжевой экстракт, мясной экстракт и др. Соединениями неорганических солей, которые могут быть включены в эти среды, являются хлориды, фосфаты или сульфаты кальция, магния, натрия, кобальта, молибдена, калия, марганца, цинка, меди и железа. Хелатообразующие соединения могут быть добавлены в данную среду для поддержания ионов металлов в растворе. Особенно ценными хелатообразующими соединениями являются дигидроксифенолы, такие как катехин или протокатехуат, или органические кислоты, такие как лимонная кислота. Эта среда также обычно содержит другие факторы роста, такие как витамины или стимуляторы роста, примерами которых являются биотин, рибофлавин, тиамин, фолиевая кислота, никотиновая кислота, пантотенат и пиридоксин. Факторы роста и соли часто происходят от компонентов комплексных сред, таких как дрожжевой экстракт, мелассы, кукурузный экстракт и другие. Точный состав соединений в средах в высокой степени зависит от данного конкретного эксперимента и определяется отдельно для каждого конкретного случая. Информацию относительно оптимизации сред можно найти в руководстве «Applied. Microbiol. Physiology», A Practical Approach (eds., P.M.Rhodes, P.F.Stanbury, IRL Press (1997) pp.53-73, ISBN 0 199635773). Культуральные среды могут быть также закуплены у коммерческих поставщиков, например, стандартная среда 1 (Merck) или BHI (экстракт из ядер зерна, DIFCO) или т.п.Genetically modified bacteria, Corynebacterium, were cultured in synthetic or natural culture media. There are a number of different well-known and readily available culture media for Corynebacterium (Lieb et al. (1989) Appl. Microbiol. Biotechnol. 32: 205-210; von der Osten et al. (1998) Biotechnology Letters 11: 11-16 ; patent DE 4120867; Liebl (1992) "The Genus Corynebacterium: The Procaryotes", Volume II, Balows, A. et al., eds. Springer-Verlag). These media consist of one or more carbon sources, nitrogen sources, inorganic salts, vitamins, and trace elements. Preferred carbon sources are sugars, such as mono-, di- or polysaccharides. For example, glucose, fructose, mannose, galactose, ribose, sorbose, ribulose, lactose, maltose, sucrose, raffinose, starch or cellulose are excellent carbon sources. Sugar can also be delivered to these media via complex compounds, such as molasses or other by-products from sugar refining. These compounds may also be preferred for the delivery of mixtures of various carbon sources. Other possible carbon sources are alcohols and organic acids such as methanol, ethanol, acetic acid or lactic acid. Sources of nitrogen are usually organic or inorganic nitrogen compounds or materials containing these compounds. Examples of nitrogen sources are gaseous ammonia or ammonia salts, such as NH 4 Cl or (NH 4 ) 2 SO 4 , NH 4 OH, nitrates, urea, amino acids or complex nitrogen sources, such as corn extract, soy flour, soy protein, yeast extract, meat extract, etc. Compounds of inorganic salts that can be included in these environments are chlorides, phosphates or sulfates of calcium, magnesium, sodium, cobalt, molybdenum, potassium, manganese, zinc, copper and iron. Chelating compounds can be added to this medium to maintain metal ions in solution. Particularly valuable chelating compounds are dihydroxyphenols, such as catechin or protocatechuate, or organic acids, such as citric acid. This medium also typically contains other growth factors, such as vitamins or growth stimulants, examples of which are biotin, riboflavin, thiamine, folic acid, nicotinic acid, pantothenate and pyridoxine. Growth factors and salts often come from components of complex media, such as yeast extract, molasses, corn extract and others. The exact composition of the compounds in the media is highly dependent on this particular experiment and is determined separately for each specific case. Information on optimizing environments can be found in the Applied. Microbiol. Physiology ”, A Practical Approach (eds., PMRhodes, PF Stanbury, IRL Press (1997) pp. 53-73, ISBN 0 199635773). Culture media can also be purchased from commercial suppliers, for example, standard medium 1 (Merck) or BHI (kernel extract, DIFCO) or the like.

Все компоненты сред стерилизуют, либо путем нагревания (20 минут при 1,5 бар и 121°С), либо путем стерильной фильтрации. Эти компоненты могут быть стерилизованы вместе, либо, если это необходимо, отдельно. Все компоненты сред могут присутствовать в начале культивирования, либо они могут, но необязательно, добавляться непрерывно или периодически.All media components are sterilized either by heating (20 minutes at 1.5 bar and 121 ° C) or by sterile filtration. These components can be sterilized together, or, if necessary, separately. All media components may be present at the beginning of cultivation, or they may, but not necessarily, be added continuously or periodically.

Условия культивирования определяют отдельно для каждого эксперимента. Температура должна составлять в пределах от 15°С до 45°С. Эта температура может быть постоянной, либо она может меняться в процессе эксперимента. рН этой среды должен составлять в пределах от 5 до 8,5, а предпочтительно, примерно 7,0, и может поддерживаться путем добавления в данную среду буферов. Примером буфера, используемого для этих целей, является калийфосфатный буфер. Альтернативно или одновременно могут быть использованы синтетические буферы, такие как MOPS, HEPES, ACES и другие. В процессе культивирования может также поддерживаться постоянный рН культуры путем добавления NaOH или NH4OH. Если используются компоненты комплексной среды, такой как дрожжевой экстракт, то необходимость в дополнительных буферах может быть уменьшена благодаря тому, что многие комплексные соединения имеют высокую буферную емкость. Если для культивирования микроорганизмов используется ферментер, то рН может также регулироваться добавлением газообразного аммиака.Cultivation conditions are determined separately for each experiment. The temperature should be between 15 ° C and 45 ° C. This temperature may be constant, or it may vary during the experiment. The pH of this medium should be in the range of 5 to 8.5, and preferably about 7.0, and can be maintained by adding buffers to the medium. An example of a buffer used for these purposes is potassium phosphate buffer. Alternatively or simultaneously, synthetic buffers such as MOPS, HEPES, ACES and others can be used. During the cultivation process, a constant pH of the culture can also be maintained by adding NaOH or NH 4 OH. If components of a complex medium are used, such as yeast extract, the need for additional buffers can be reduced due to the fact that many complex compounds have a high buffer capacity. If a fermenter is used for the cultivation of microorganisms, the pH can also be adjusted by adding gaseous ammonia.

Время инкубирования обычно составляет от нескольких часов до нескольких дней. Это время выбирают так, чтобы в данном бульоне накапливалось максимальное количество продукта. Описанные здесь эксперименты по культивированию могут быть осуществлены в ряде сосудов, таких как микротитрационные планшеты, стеклянные пробирки, стеклянные колбы или стеклянные или металлические ферментеры различных размеров. Для скрининга большого числа клонов, микроорганизмы следует культивировать в микротитрационных планшетах, в стеклянных пробирках или в колбах-шейкерах, либо с перегородками, либо без них. Предпочтительно, используют 100 мл-колбы-шейкеры, наполненные на 10% (по объему) требуемой культуральной средой. Эти колбы должны встряхиваться на роторном шейкере (амплитуда 25 мм) со скоростью в пределах 100-300 об/мин. Потери от выпаривания могут быть уменьшены путем поддержания влажной атмосферы; альтернативно, должна быть осуществлена математическая коррекция потерь от выпаривания.The incubation time is usually from several hours to several days. This time is chosen so that the maximum amount of product is accumulated in this broth. The culture experiments described herein can be carried out in a number of vessels, such as microtiter plates, glass tubes, glass flasks, or glass or metal fermenters of various sizes. For screening a large number of clones, microorganisms should be cultured in microtiter plates, in glass tubes or in shaker flasks, either with or without septa. Preferably, 100 ml flask-shakers are used, filled with 10% (by volume) of the desired culture medium. These flasks should be shaken on a rotary shaker (amplitude 25 mm) at a speed in the range of 100-300 rpm. Evaporation losses can be reduced by maintaining a humid atmosphere; alternatively, mathematical correction of evaporation losses should be carried out.

При тестированиии генетически модифицированных клонов должен быть также протестирован немодифицированный контрольный клон или контрольный клон, содержащий основную плазмиду без каких-либо вставок. Среду инокулируют до ОП600=0,5-1,5 с использованием клеток, выращенных на планшетах с агаром, таких как планшеты СМ (10 г/л глюкозы, 2,5 г/л NaCl, 2 г/л мочевины, 10 г/л полипептона, 5 г/л дрожжевого экстракта, 5 г/л мясного экстракта, 22 г/л агара, рН 6,8 с 2М NaOH), которые инкубируют при 30°С. Инокуляцию данной среды осуществляют либо путем введения солевой суспензии клеток С. glutamicum из планшетов СМ, либо путем добавления жидкой предварительной культуры данной бактерии.When testing genetically modified clones, an unmodified control clone or control clone containing the main plasmid without any insertion should also be tested. The medium is inoculated to OD 600 = 0.5-1.5 using cells grown on agar plates, such as CM plates (10 g / l glucose, 2.5 g / l NaCl, 2 g / l urea, 10 g / l polypeptone, 5 g / l yeast extract, 5 g / l meat extract, 22 g / l agar, pH 6.8 with 2M NaOH), which are incubated at 30 ° C. Inoculation of this medium is carried out either by introducing a salt suspension of C. glutamicum cells from CM plates, or by adding a liquid pre-culture of this bacterium.

Пример 8 - In vitro-анализ функции мутантных белковExample 8 - In Vitro Analysis of the Function of Mutant Proteins

Определение активностей и кинетических параметров ферментов является хорошо известной процедурой. Эксперименты по определению активности любого данного модифицированного фермента должны быть специально адаптированы для специфической активности фермента дикого типа, что может быть легко осуществлено любым специалистом. Общее описание ферментов, а также конкретные детали, касающиеся структур, кинетики, принципов, методов, применений и примеров определения многих ферментативных активностей, можно найти, например, в следующих работах: Dixon, M. & Webb, E.C. (1979) Enzymes. Longmans: London; Fersht (1985) Enzyme Structure and Mechanism. Freeman: New York; Walsh (1979) Enzymatic Reaction Mechanisms. Freeman: San Francisco; Price N.C. Stevens, L. (1982) Fundamentals of Enzymology. Oxford Univ. Press: Oxford; Boyer, P.D. ed. (1983) The Enzymes, 3rd ed. Academic Press: New York; Bisswanger H. (1994) Enzymkinetik, 2nd ed. VCH: Weinheim (ISBN 3527300325); Bergmeyer, H.U., Bergmeyer, J. Graβl, M., eds. (1983-1986) Methods of Enzymatic Analysis, 3rd ed. vol.I-XII, Verlag Chemie: Weinheim; and Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (1987) vol.A9, «Enzymes» VCH: Weinheim, p.352-363.Determining the activities and kinetic parameters of enzymes is a well-known procedure. The experiments to determine the activity of any given modified enzyme must be specifically adapted for the specific activity of the wild-type enzyme, which can be easily carried out by any specialist. A general description of enzymes, as well as specific details regarding structures, kinetics, principles, methods, applications and examples of the determination of many enzymatic activities, can be found, for example, in the following works: Dixon, M. & Webb, EC (1979) Enzymes. Longmans: London; Fersht (1985) Enzyme Structure and Mechanism. Freeman: New York; Walsh (1979) Enzymatic Reaction Mechanisms. Freeman: San Francisco; Price NC Stevens, L. (1982) Fundamentals of Enzymology. Oxford Univ. Press: Oxford; Boyer, PD ed. (1983) The Enzymes, 3 rd ed. Academic Press: New York; Bisswanger H. (1994) Enzymkinetik, 2 nd ed. VCH: Weinheim (ISBN 3527300325); Bergmeyer, HU, Bergmeyer, J. Graβl, M., eds. (1983-1986) Methods of Enzymatic Analysis, 3 rd ed. vol. I-XII, Verlag Chemie: Weinheim; and Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (1987) vol. A9, Enzymes VCH: Weinheim, p. 352-363.

Активность белков, связывающихся с ДНК, может быть определена несколькими хорошо разработанными методами, такими как анализы на сдвиг полосы ДНК (так называемые анализы на замедление подвижности в геле). Действие таких белков на экспрессию других молекул может быть измерено с помощью анализов на присутствие репортерного гена (такого как анализ, описанный в работе Kolmar H. et al. (1995) EMBO J. 14: 3895-3904 и в цитируемых там работах). Системы тестирования с использованием репортерного гена хорошо известны и разработаны для их применения как для прокариотических, так и для эукариотических клеток с использованием ферментов, таких как бета-галактозидаза, флуоресцентный белок, излучающий в зеленом диапазоне света, и некоторые другие ферменты.The activity of DNA-binding proteins can be determined by several well-developed methods, such as DNA strip shift assays (so-called gel motility retardation assays). The effect of such proteins on the expression of other molecules can be measured by assays for the presence of a reporter gene (such as the one described by Kolmar H. et al. (1995) EMBO J. 14: 3895-3904 and the references therein). Testing systems using the reporter gene are well known and designed for their use in both prokaryotic and eukaryotic cells using enzymes such as beta-galactosidase, a fluorescent protein emitting in the green range of light, and some other enzymes.

Определение активности мембрано-транспортных белков может быть осуществлено известными методами, описанными Gennis, R.B. (1989) «Pores, Channels and Transporters», Biomembranes, Molecular Structure and Function, Springer: Heidelberg, p.85-137; 199-234 и 270-322.Determination of the activity of membrane transport proteins can be carried out by known methods described by Gennis, R.B. (1989) Pores, Channels and Transporters, Biomembranes, Molecular Structure and Function, Springer: Heidelberg, p. 85-137; 199-234 and 270-322.

Пример 9: Анализ влияния мутантного белка на продуцирование желаемого продуктаExample 9: Analysis of the effect of mutant protein on the production of the desired product

Действие генетической модификации в С. glutamicum на продуцирование желаемого соединения (такого как аминокислота) может быть оценено путем культивирования модифицированного микроорганизма в подходящих условиях (таких как описаны выше) и анализа среды и/или клеточного компонента на повышенное продуцирование желаемого продукта (то есть, аминокислоту). Такие методы анализа хорошо известны любому специалисту и ими являются спектроскопия, тонкослойная хроматография, методы окрашивания различных типов, ферментные и микробиологические методы и аналитическая хроматография, такая как высокоэффективная жидкостная хроматография (см., например, Ullmann, Encyclopedia of Industrial Chemistry (1987) vol.A2, p.89-90 and p.443-613, VCH: Weinheim, (1985); Fallon A. et al. (1987) «Applications of HPLC in Biochemistry»: Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology, vol. 17; Rehm et al. (1993) Biotechnology, vol.3, Chapter III: «Product recovery and purification», page 469-714, VCH: Weinheim; Belter, P.A. et al. (1988) Bioseparations: downstream processing for biotechnology, John Wiley and Sons; Kennedy J.F. & Cabral J.M.S. (1992) Recovery processes for biological materials, John Wiley & Sons; Shaiewitz, J.A. & Henry, J.D. (1988) Biochemical separations, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. B3, Chapter 11, page 1-27, VCH: Weinheim & Dechow, F.J. (1989) Separation and purification techniques in biotechnology, Noyes Publications).The effect of genetic modification in C. glutamicum on the production of the desired compound (such as an amino acid) can be evaluated by culturing the modified microorganism under suitable conditions (such as those described above) and analyzing the medium and / or cellular component for increased production of the desired product (i.e., amino acid ) Such methods of analysis are well known to any person skilled in the art and include spectroscopy, thin layer chromatography, various types of staining methods, enzyme and microbiological methods, and analytical chromatography such as high performance liquid chromatography (see, for example, Ullmann, Encyclopedia of Industrial Chemistry (1987) vol. A2, p. 89-90 and p. 433-613, VCH: Weinheim, (1985); Fallon A. et al. (1987) “Applications of HPLC in Biochemistry”: Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology, vol. 17 ; Rehm et al. (1993) Biotechnology, vol. 3, Chapter III: “Product recovery and purification”, page 469-714, VCH: Weinheim; Belter, PA et al. (1988) Bioseparations: downstream processing for biotechnology, John Wiley a nd Sons; Kennedy JF & Cabral JMS (1992) Recovery processes for biological materials, John Wiley &Sons; Shaiewitz, JA & Henry, JD (1988) Biochemical separations, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. B3, Chapter 11, page 1 -27, VCH: Weinheim & Dechow, FJ (1989) Separation and purification techniques in biotechnology, Noyes Publications).

Помимо оценки конечного продукта ферментации можно также проанализировать другие компоненты путей метаболизма, используемых для продуцирования желаемого соединения, такого как промежуточные соединения и побочные продукты, в целях определения полного выхода, уровня и/или эффективности продуцирования данного соединения. Методами анализа являются измерения уровней питательных веществ в данной среде (например, сахаров, углеводородов, источников азота, фосфатов и других ионов), измерения состава и роста биомассы, анализ продуцирования общих метаболитов биосинтетических путей и измерение газов, продуцируемых во время ферментации. Стандартные методы для этих измерений описаны в Applied. Microbiol. Physiology, A Practical Approach, P.M. Rhodes & P.F. Stanbury, eds., IRL Press p. 103-129, 131-163 and 165-192 (ISBN 0 199635773) и в цитируемых там работах.In addition to evaluating the final fermentation product, you can also analyze other components of the metabolic pathways used to produce the desired compound, such as intermediates and by-products, in order to determine the total yield, level and / or production efficiency of this compound. Methods of analysis are measuring levels of nutrients in a given environment (e.g. sugars, hydrocarbons, nitrogen sources, phosphates and other ions), measuring the composition and growth of biomass, analyzing the production of common metabolites of biosynthetic pathways, and measuring the gases produced during fermentation. Standard methods for these measurements are described in Applied. Microbiol. Physiology, A Practical Approach, P.M. Rhodes & P.F. Stanbury, eds., IRL Press p. 103-129, 131-163 and 165-192 (ISBN 0 199635773) and in the works cited there.

Пример 10: Очистка желаемого продукта из культуры С. glutamicumExample 10: Purification of the desired product from a culture of C. glutamicum

Выделение желаемого продукта из клеток С. glutamicum или супернатанта вышеописанной культуры может быть осуществлено различными методами, хорошо известными специалистам. Если желаемый продукт не секретируется из клеток, то эти клетки могут быть собраны из культуры путем центрифугирования на малой скорости, а затем они могут быть лизированы стандартными методами, такими как механическое разрушение или обработка ультразвуком. Клеточный дебрис удаляют путем центрифугирования, а фракцию супернатанта, содержащую растворимые белки, оставляют для последующего выделения желаемого соединения. Если данный продукт секретируется из клеток С. glutamicum, то эти клетки удаляют из культуры путем центрифугирования на малой скорости, а фракцию супернатанта оставляют для последующей очистки.Isolation of the desired product from C. glutamicum cells or the supernatant of the culture described above can be carried out by various methods well known in the art. If the desired product is not secreted from the cells, then these cells can be harvested from the culture by centrifugation at low speed, and then they can be lysed by standard methods such as mechanical disruption or sonication. Cell debris is removed by centrifugation, and the supernatant fraction containing soluble proteins is left for subsequent isolation of the desired compound. If this product is secreted from C. glutamicum cells, then these cells are removed from the culture by centrifugation at low speed, and the supernatant fraction is left for subsequent purification.

Фракцию супернатанта, полученную в любом методе очистки, подвергают хроматографии с использованием подходящей смолы, где либо желаемая молекула удерживается на хроматографической смоле, тогда как многие примеси в образце не удерживаются, либо где примеси удерживаются на данной смоле, а образец - нет. Такие стадии хроматографии могут быть повторены, если это необходимо, с использованием той же самой или других хроматографических смол. Любой специалист может самостоятельно выбрать смолы для хроматографии и их наиболее эффективное применение для очистки конкретной молекулы. Очищенный продукт может быть концентрирован путем фильтрации или ультрафильтрации и помещен на хранение при температуре, при которой этой продукт является максимально стабильным.The supernatant fraction obtained by any purification method is subjected to chromatography using a suitable resin, where either the desired molecule is retained on a chromatographic resin, while many impurities are not retained in the sample, or where impurities are retained on this resin and the sample is not. Such chromatography steps may be repeated, if necessary, using the same or other chromatographic resins. Any specialist can independently select resins for chromatography and their most effective application for the purification of a particular molecule. The purified product can be concentrated by filtration or ultrafiltration and stored at a temperature at which this product is as stable as possible.

Существует широкий ряд методов очистки, известных специалистам, и эти методы не ограничиваются вышеуказанным методом. Такие методы очистки описаны, например. Bailey, J.E. & Ollis, D.F. Biochemical Engineering Fundamentals, McGraw-Hill: New York (1986).There are a wide range of cleaning methods known to those skilled in the art, and these methods are not limited to the above method. Such cleaning methods are described, for example. Bailey, J.E. & Ollis, D.F. Biochemical Engineering Fundamentals, McGraw-Hill: New York (1986).

Идентичность и чистота выделенных соединений может быть оценена стандартными методами. Такими методами является высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), спектроскопические методы, методы окрашивания, тонкослойная хроматография, NIRS, ферментативный анализ или микробиологические методы. Описание этих методов анализа см. Patek et al. (1994), Appl. Environ. Microbiol. 60: 133-140; Malakhova et al. (1996) Biotekhnologiya 11: 27-32; и Schmidt et al., (1998) Bioprocess Engineer. 19: 67-70. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (1996) vol.A27, VCH: Weinheim, p.89-90, p.521-540, p.540-547, p.559-566, p.575-581 и р.581-587; Michal G. (1999) Biochemical pathway: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, John Wiley & Sons; Fallon A. et al. (1987) «Applications of HPLC in Biochemistry»: Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology, vol. 17.The identity and purity of the isolated compounds can be evaluated by standard methods. Such methods are high performance liquid chromatography (HPLC), spectroscopic methods, staining methods, thin layer chromatography, NIRS, enzymatic analysis or microbiological methods. For a description of these assay methods, see Patek et al. (1994), Appl. Environ. Microbiol. 60: 133-140; Malakhova et al. (1996) Biotekhnologiya 11: 27-32; and Schmidt et al., (1998) Bioprocess Engineer. 19: 67-70. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (1996) vol. A27, VCH: Weinheim, p.89-90, p.521-540, p.540-547, p.559-566, p.575-581 and p.581- 587; Michal G. (1999) Biochemical pathway: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, John Wiley &Sons; Fallon A. et al. (1987) "Applications of HPLC in Biochemistry": Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology, vol. 17.

Пример 11: Клонирование гена Corynebacterium qlutamicum, кодирующего резистентность к линкомицину, методом с использованием репортерного гена А. Идентификация гена, кодирующего белок LMRBExample 11: Cloning of the Corynebacterium qlutamicum gene encoding lincomycin resistance using the reporter gene A. Identification of the gene encoding the LMRB protein

Плазмиду pSL 130 конструировали путем лигирования промоторной области асеВ (расеВ) С. glutamicum (Kirn H.J. et al. (1997) J. Microbiol. Biotechnol. 7: 287-292) в полининкер гибридного вектора pRS415 с Iac-опероном, у которого отсутствует промотор (Simon, R.W. et al.(1987) Gene 53: 85-96). Плазмиду pSL145 конструировали путем встраивания полученной области paceB-lac в клонирующий вектор рАСУС184 Е.coli. DH5αF' E.coli трансформировали pSL145 и полученный штамм использовали в качестве хозяина для скрининга геномной библиотеки С. glutamicum (в pSL109).Plasmid pSL 130 was constructed by ligation of the ACeB (racec) promoter region of C. glutamicum (Kirn HJ et al. (1997) J. Microbiol. Biotechnol. 7: 287-292) into the polyninker of the pRS415 hybrid vector with an Iac operon that lacks a promoter (Simon, RW et al. (1987) Gene 53: 85-96). Plasmid pSL145 was constructed by inserting the resulting paceB-lac region into the E. coli pACC184 cloning vector. E. coli DH5αF 'was transformed with pSL145 and the resulting strain was used as a host for screening the C. glutamicum genomic library (in pSL109).

Трансформанты скринировали путем культивирования на агаровой среде, содержащей 5-бром-4-хлор-3-индолил-бета-D-галактопиранозид (X-Gal). Белую колонию, содержащую ДНК, влияющую на экспрессию lacZ, отбирали для последующего анализа. Было обнаружено, что этот клон содержит фрагмент размером 4 т.п.н. из библиотеки генов. Субклоны конструировали в pSL109 и идентифицировали субклон, который сохранял фенотип белых бактерий на чашке с X-Gal. Было обнаружено, что этот субклон содержит BamHI-XhoI-фрагмент размером 2,6 т.п.н. (плазмида pSL149-5). Этот фрагмент секвенировали и идентифицировали как ген, кодирующий мембранный белок (ген LMRB).Transformants were screened by cultivation on agar medium containing 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-beta-D-galactopyranoside (X-Gal). A white colony containing DNA affecting lacZ expression was selected for subsequent analysis. This clone was found to contain a 4 kbp fragment. from the gene library. Subclones were constructed in pSL109 and a subclone was identified that retained the white bacteria phenotype on an X-Gal plate. This subclone was found to contain a 2.6 kb BamHI-XhoI fragment. (plasmid pSL149-5). This fragment was sequenced and identified as a gene encoding a membrane protein (LMRB gene).

1442 нуклеотидов кодирующей последовательности гена LMRB кодируют полипептид из 481 аминокислотных остатков с высоким процентным содержанием гидрофобных аминокислот. Поиск в Genbank позволил установить, что белок LMRB на 40% идентичен белковому продукту гена ImrB от Bacillus subtilis (Genbank Accession AL009126, TREMBL Accession P94422), как было определено с использованием анализа CLUSTAL W (с использованием стандартных параметров).1442 nucleotides of the coding sequence of the LMRB gene encode a polypeptide of 481 amino acid residues with a high percentage of hydrophobic amino acids. A Genbank search found that the LMRB protein is 40% identical to the protein product of the Bacillus subtilis ImrB gene (Genbank Accession AL009126, TREMBL Accession P94422), as determined using the CLUSTAL W assay (using standard parameters).

Белок LMRB содержит мотив последовательности 158-А-Р-А-L-G-P-T-L-S-G-167 (SEQ ID N0:301), который подобен известному консенсусному мотиву белка резистентности ко множественным лекарственным средствам G-X-X-X-G-P-X-X-G-G (SEQ ID NO:302) Paulsen I.Т., & Skurray R.A. (1993) Gene 124: 1-11). Поэтому белок LMRB был классифицирован как белок резистентности к лекарственному средству.The LMRB protein contains the sequence motif 158-A-P-A-LGPTLSG-167 (SEQ ID N0: 301), which is similar to the well-known consensus motif of the multidrug resistance protein GXXXGPXXGG (SEQ ID NO: 302) Paulsen I.T., & Skurray RA (1993) Gene 124: 1-11). Therefore, the LMRB protein has been classified as a drug resistance protein.

В. In vivo-анализ функции ImrBB. In vivo analysis of ImrB function

Ген ImrB был сверхэкспрессирован в С. glutamicum ASO19E12 (Kim H.J. et al. (1997) J. Microbiol. Biotechnol. 7: 287-292) с использованием плазмиды pSL149-5, описанной выше.The ImrB gene was overexpressed in C. glutamicum ASO19E12 (Kim H.J. et al. (1997) J. Microbiol. Biotechnol. 7: 287-292) using the plasmid pSL149-5 described above.

Разрушение гена LMRB осуществляли с использованием вектора PsL18-lmrB. Этот вектор конструировали следующим образом: внутренний фрагмент гена LMRB амплифицировали с помощью ПЦР в стандартных условиях с использованием праймеров 5'-CTCCAGGATTGCTCCGAAGG-3' (SEQ ID NO:303) и 5'-CACAGTGGTTGACCACTGGC-3' (SEQ ID NO:304). Полученный ПЦР-продукт обрабатывали ДНК-полимеразой Т7 и полинуклеотид-киназой Т7 и клонировали в SmaI-сайт плазмиды pSL18 (Kim Y.H. & H.-S. Lee. (1996) J.Microbiol. Biotechnol. 6: 315-320). Разрушение гена LMRB в С. glutamicum ASО19E12 осуществляли путем конъюгирования как описано ранее (Schwarzer & Punler (1991) Bio/Technology 9: 84-87).The destruction of the LMRB gene was carried out using the vector PsL18-lmrB. This vector was constructed as follows: the internal fragment of the LMRB gene was amplified by PCR under standard conditions using primers 5′-CTCCAGGATTGCTCCGAAGG-3 ′ (SEQ ID NO: 303) and 5′-CACAGTGGTTGACCACTGGC-3 ′ (SEQ ID NO: 304). The resulting PCR product was treated with T7 DNA polymerase and T7 polynucleotide kinase and cloned into the SmaI site of pSL18 plasmid (Kim Y.H. & H.- S. Lee. (1996) J. Microbiol. Biotechnol. 6: 315-320). The destruction of the LMRB gene in C. glutamicum ASO19E12 was carried out by conjugation as previously described (Schwarzer & Punler (1991) Bio / Technology 9: 84-87).

Клетки С. glutamicum, трансформированные pSL149-5, обнаруживали такую же, как и нетрасформированные клетки, резистентность к эритромицину, пенициллину G, тетрациклину, хлорамфениколу, спектиномицину, налидиксиновой кислоте, гентамицину, стрептомицину, этидийбромиду, карбонилцианид-м-хлорфенилгидразону (СССР) и додецилсульфату натрия. Однако, при этом, наблюдались значительные различия в резистентности трансформированных и нетрасформированных клеток к линкомицину.C. glutamicum cells transformed with pSL149-5 showed the same as non-transformed cells, resistance to erythromycin, penicillin G, tetracycline, chloramphenicol, spectinomycin, nalidixic acid, gentamicin, streptomycin, USSR ethidium bromidebromide bromide sodium dodecyl sulfate. However, significant differences were observed in the resistance of transformed and non-transformed cells to lincomycin.

Было обнаружено, что клетки С. glutamicum, сверхэкспрессирующие LMRB, способны расти в присутствии 20 мкг/мл линкомицина. В противоположность этому, клетки, которые не экспрессируют избыточного LMRB (или клетки, несущие разрушение гена LMRB), не способны расти на среде с агаром, содержащим 5 мкг/мл линкомицина. Этот эффект был явно заметным в жидкой культуре. Сверхэкспрессия LMRB приводила к 9-кратному увеличению резистентности (по сравнению с диким типом) к линкомицину, а разрушение гена LMRB приводило к снижению резистентности (28% от дикого типа) к этому антибиотику.C. glutamicum cells overexpressing LMRB were found to grow in the presence of 20 μg / ml lincomycin. In contrast, cells that do not express excess LMRB (or cells that carry the destruction of the LMRB gene) are not able to grow on agar medium containing 5 μg / ml lincomycin. This effect was clearly noticeable in liquid culture. Overexpression of LMRB led to a 9-fold increase in resistance (compared with wild type) to lincomycin, and the destruction of the LMRB gene led to a decrease in resistance (28% of wild type) to this antibiotic.

Пример 12: Анализ последовательностей генов настоящего изобретенияExample 12: Analysis of the gene sequences of the present invention

Сравнение последовательностей и определение процента гомологии между двумя последовательностями являются хорошо известными методами, и они могут быть осуществлены с использованием математического алгоритма, такого как алгоритм Karlin & Altschul (1990) Proc.Natl. Acad. Sci., USA, 87: 2264-68, модифицированный как описано Karlin & Altschul (1993) Proc.Natl. Acad. Sci., USA, 90: 5873-77. Такой алгоритм вводят в программы NBLAST и XBLAST (версия 2.0) Altschul et al. (1990) J.Mol.Biol. 215: 403-10. Поиск нуклеотидов BLAST может быть осуществлен с использованием программы NBLAST, оценка =100, длина слова =12 для получения нуклеотидных последовательностей, гомологичных молекулам нуклеиновой кислоты SRT настоящего изобретения. Поиск белков BLAST может быть осуществлен с использованием программы XBLAST, оценка =50, длина слова =3 для получения аминокислотных последовательностей, гомологичных молекулам белка SRT настоящего изобретения. Для получения первичных последовательностей с «пробелами» в целях их сопоставления, может быть использована программа «Gapped BLAST», описанная Altschul et al. (1997) Nucleic. Acids Res. 25(17): 3389-3402. При использовании программ BLAST и Gapped BLAST, каждому специалисту известно, каким образом можно оптимизировать параметры данной программы (например, XBLAST и NBLAST) для анализа специфической последовательности.Comparison of sequences and determination of percent homology between two sequences are well known methods, and they can be carried out using a mathematical algorithm such as Karlin & Altschul (1990) Proc.Natl. Acad. Sci., USA, 87: 2264-68, modified as described by Karlin & Altschul (1993) Proc.Natl. Acad. Sci., USA, 90: 5873-77. Such an algorithm is introduced into the NBLAST and XBLAST programs (version 2.0) by Altschul et al. (1990) J. Mol. Biol. 215: 403-10. BLAST nucleotide searches can be performed using the NBLAST program, score = 100, word length = 12 to obtain nucleotide sequences homologous to the SRT nucleic acid molecules of the present invention. BLAST protein searches can be performed using the XBLAST program, score = 50, word length = 3 to obtain amino acid sequences homologous to the SRT protein molecules of the present invention. To obtain primary sequences with “gaps” in order to compare them, the “Gapped BLAST” program described by Altschul et al. Can be used. (1997) Nucleic. Acids Res. 25 (17): 3389-3402. When using the BLAST and Gapped BLAST programs, every specialist knows how to optimize the parameters of this program (for example, XBLAST and NBLAST) to analyze a specific sequence.

Другим примером математического алгоритма, используемого для сравнения последовательностей, является алгоритм Meyers & Miller (1988) Comput.Appi.Biosci. 4: 11-17). Такой алгоритм вводят в программу ALIGN (версия 2.0), которая является частью программного пакета для сопоставления последовательности GCG. При использовании программы ALIGN для сравнения аминокислотных последовательностей, может быть использована таблица весовых остатков РАМ120, штрафа за длину пробела =12 и штрафа за пробел =4. Специалистам известны и другие алгоритмы для анализа последовательностей, и ими являются ADVANCE и ADAM, описанные Torelli & Robotti (1994) Comput. Appl. Biosci. 10: 3-5, и FASTA, описанный Pearson & Lipmann (1988) P.N.A.S. 85: 2444-8.Another example of a mathematical algorithm used to compare sequences is the Meyers & Miller (1988) Comput.Appi.Biosci algorithm. 4: 11-17). Such an algorithm is introduced into the ALIGN program (version 2.0), which is part of the software package for matching the GCG sequence. When using the ALIGN program for comparing amino acid sequences, a table of weight residues PAM120, a penalty for a space length = 12, and a penalty for a space = 4 can be used. Other algorithms for sequence analysis are known to those skilled in the art, and these are ADVANCE and ADAM described by Torelli & Robotti (1994) Comput. Appl. Biosci. 10: 3-5, and FASTA described by Pearson & Lipmann (1988) P.N.A.S. 85: 2444-8.

Процент гомологии между двумя аминокислотными последовательностями может быть также определен с использованием программы GAP, имеющейся в программном пакете GCG (доступном на сайте http:/www.gcg.com), с использованием либо матрицы Blosum 62, либо матрицы РАМ250, и веса пробела 12, 10, 8, 6 или 4, и веса длины 2, 3 или 4. Процент гомологии между двумя нуклеотидными последовательностями может быть определен с использованием программы GAP в программном пакете GCG с использованием стандартных параметров, таких как вес пробела =50, а вес длины =3.The percent homology between two amino acid sequences can also be determined using the GAP program available in the GCG software package (available at http://www.gcg.com), using either the Blosum 62 matrix or the PAM250 matrix, and a gap weight of 12, 10, 8, 6, or 4, and weights of length 2, 3, or 4. The percent homology between two nucleotide sequences can be determined using the GAP program in the GCG software package using standard parameters such as space weight = 50 and length weight = 3.

Сравнительные анализы генных последовательностей настоящего изобретения с последовательностями, присутствующими в Genbank, осуществляли с использованием хорошо известных методов (см., например, Bexevanis & Ouellette, eds., (1998) Bioinformatics: A Practic Guide to the Analysis of Genes and Proteins. John Wiley & Sons; New York). Генные последовательности настоящего изобретения сравнивали с генами, имеющимися в Genbank, в три стадии. В первой стадии осуществляли анализ BLASTN (например, анализ для локального сравнения) для сравнения каждой последовательности настоящего изобретения с нуклеотидными последовательностями, присутствующими в Genbank, и 500 наилучших совпадений оставляли для последующего анализа. Для этих лучших 500 совпадений проводили последующий поиск с использованием FASTA (например, комбинированный анализ для локального и глобального сопоставления первичных последовательностей, в котором сопоставлялись ограниченные области последовательностей). Затем, каждую генную последовательность настоящего изобретения подвергали глобальному сравнению с каждым из наилучших трех совпадений в FASTA с использованием программы GAP в программном пакете GCG (с использованием стандартных параметров). Для получения правильных результатов, длины последовательностей, полученных из Genbank, корректировали на длину запрашиваемых последовательностей хорошо известными способами. Результаты этих анализов представлены в Таблице 4. Полученные данные являются идентичными данным, которые были бы получены, если бы (глобальный) анализ GAP был отдельно осуществлен для каждого из генов настоящего изобретения по сравнению с каждым из генов, имеющимся в Genbank, но для этого потребовалось бы значительно меньше компьютерного времени, чем для (глобального) анализа с обширной базой данных GAP. Последовательности настоящего изобретения, для каждой из которых не проведено сопоставление выше значения отсечки, можно определить в Таблице 4 по отсутствию информации. Кроме того, следует учесть, что проценты гомологии, полученные в результате сопоставления с использованием GAP и представленные в Таблице 4 под заголовком «% гомологии (GAP)», даны в Европейском формате нумерации, где «,» представляет запятую в десятичном числе. Так, например, значение «40,345» в этом столбце означает «40,345%».Comparative analyzes of gene sequences of the present invention with sequences present in Genbank were performed using well-known methods (see, for example, Bexevanis & Ouellette, eds., (1998) Bioinformatics: A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins. John Wiley &Sons; New York). The gene sequences of the present invention were compared with genes available in Genbank in three stages. In a first step, a BLASTN assay (eg, an assay for local comparison) was performed to compare each sequence of the present invention with the nucleotide sequences present in Genbank, and 500 best matches were left for subsequent analysis. For these top 500 matches, a subsequent search was performed using FASTA (for example, a combined analysis for local and global comparison of primary sequences, in which limited regions of sequences were compared). Then, each gene sequence of the present invention was subjected to global comparison with each of the best three matches in FASTA using the GAP program in the GCG software package (using standard parameters). To obtain the correct results, the lengths of the sequences obtained from Genbank were adjusted to the length of the requested sequences by well known methods. The results of these analyzes are presented in Table 4. The data obtained are identical to the data that would have been obtained if the (global) GAP analysis had been carried out separately for each of the genes of the present invention compared to each of the genes available in Genbank, but this would require much less computer time than for (global) analysis with an extensive GAP database. The sequences of the present invention, for each of which a comparison is not made above the cutoff value, can be determined in Table 4 by the lack of information. In addition, it should be noted that the percent homology obtained by comparison using GAP and presented in Table 4 under the heading “% homology (GAP)” are given in the European numbering format, where “,” represents the decimal point comma. So, for example, the value “40.345” in this column means “40.345%”.

Пример 13: Конструирование и операции с микроматрицами с ДНКExample 13: Construction and operations with microarrays with DNA

Последовательности настоящего изобретения могут быть также использованы для конструирования и применения микроматриц ДНК (конструирование, методика и использования ДНК-матриц хорошо известны специалистам и описаны, например, Schena М. et al. (1995) Science 270: 467-470; Wodicka L. et al. (1997) Nature Biotechnology 15: 1359-1367; DeSaizieu A. et al. (1998) Nature Biotechnology 16: 45-48; и DeRisi J.L. et al. (1997) Science 278: 680-686).The sequences of the present invention can also be used for the construction and use of DNA microarrays (the construction, methodology and use of DNA templates are well known in the art and are described, for example, by Schena M. et al. (1995) Science 270: 467-470; Wodicka L. et al. (1997) Nature Biotechnology 15: 1359-1367; DeSaizieu A. et al. (1998) Nature Biotechnology 16: 45-48; and DeRisi JL et al. (1997) Science 278: 680-686).

Микроматрицы с ДНК представляют собой твердые или гибкие носители, состоящие из нитроцеллюлозы, найлона, стекла, силикона или других материалов. Молекулы нуклеиновой кислоты могут быть присоединены к данной поверхности в определенном порядке. После соответствующего мечения, другие нуклеиновые кислоты или смеси нуклеиновых кислот могут быть гибридизованы с иммобилизованными молекулами нуклеиновой кислоты, а указанная метка может быть использована для мониторинга и измерения интенсивностей отдельных сигналов гибридизованных молекул в определенных областях. Эта методика позволяет одновременно определить относительное или абсолютное количество всех или отдельно выбранных нуклеиновых кислот в используемом образце нуклеиновой кислоты или смеси нуклеиновых кислот. Следовательно, микроматрицы с ДНК позволяют проводить параллельный анализ экспрессии множества (вплоть до 6800 или более) нуклеиновых кислот (см. например, Schena М. (1996) Bioassays 18(5): 427-431).Microarrays with DNA are solid or flexible carriers consisting of nitrocellulose, nylon, glass, silicone or other materials. Nucleic acid molecules can be attached to a given surface in a specific order. After appropriate labeling, other nucleic acids or mixtures of nucleic acids can be hybridized with immobilized nucleic acid molecules, and this label can be used to monitor and measure the intensities of individual signals of hybridized molecules in certain areas. This technique allows you to simultaneously determine the relative or absolute amount of all or separately selected nucleic acids in the used nucleic acid sample or mixture of nucleic acids. Therefore, DNA microarrays allow parallel analysis of the expression of multiple (up to 6800 or more) nucleic acids (see, for example, Schena M. (1996) Bioassays 18 (5): 427-431).

Последовательности настоящего изобретения могут быть использованы для конструирования олигонуклеотидных праймеров, способных амплифицировать определенные области одного или нескольких генов С. glutamicum путем реакции амплификации нуклеиновых кислот, такой как полимеразная цепная реакция. Выбор и конструирование 5'-или 3'-олигонуклеотидных праймеров или их соответствующих линкеров позволяет осуществлять ковалентное связывание полученных ПЦР-продуктов с поверхностью среды-носителя, описанной выше (а также описанной, например, Schena М. et al. (1995) Science 270:467-470).The sequences of the present invention can be used to construct oligonucleotide primers capable of amplifying specific regions of one or more C. glutamicum genes by a nucleic acid amplification reaction, such as a polymerase chain reaction. The selection and construction of 5'- or 3'-oligonucleotide primers or their corresponding linkers allows covalent binding of the obtained PCR products to the surface of the carrier medium described above (as well as described, for example, Schena M. et al. (1995) Science 270 : 467-470).

Микроматрицы с нуклеиновыми кислотами могут быть также сконструированы путем in situ олигонуклеотидного синтеза, описанного Wodicka L. et al. (1997) Nature Biotechnology 15:1359-1367. При использовании фотолитографических методов, точно определенные области данной матрицы подвергают световому облучению. Защитные группы, которые были фотолобильными, активировались и присоединяли нуклеотиды, тогда как области, которые были защищены от светового облучения, не подвергались какой-либо модификации. Последовательные циклы защиты от света и активации светом позволяют осуществлять синтез различных олигонуклеотидов в определенных положениях. Конкретные небольшие области генов настоящего изобретения могут быть синтезированы на микроматрицах посредством твердофазного олигонуклеотидного синтеза.Nucleic acid microarrays can also be constructed by in situ oligonucleotide synthesis described by Wodicka L. et al. (1997) Nature Biotechnology 15: 1359-1367. When using photolithographic methods, precisely defined areas of this matrix are subjected to light irradiation. Protective groups that were photolobed were activated and attached nucleotides, while the areas that were protected from light exposure did not undergo any modification. Successive cycles of light protection and light activation allow the synthesis of various oligonucleotides in certain positions. Specific small regions of the genes of the present invention can be synthesized on microarrays via solid-phase oligonucleotide synthesis.

Молекулы нуклеиновой кислоты настоящего изобретения, присутствующие в образце или в смеси нуклеотидов, могут быть гибридизованы с указанными микроматрицами. Эти молекулы нуклеиновой кислоты могут быть помечены стандартными методами. Для этого, молекулы нуклеиновой кислоты (например, молекулы мРНК или молекулы ДНК) метят путем введения меченых изотопов или флуоресцентно меченных нуклеотидов, например, во время обратной транскрипции или синтеза ДНК. Гибридизация меченых нуклеиновых кислот с микроматрицами описана, например, Schena М. et al. (1995) см. выше; Wodicka L. et al. (1997) см. выше; и DeSaizieu A. et al. (1998) (см.выше). Детекция и определение количества гибридизованных молекул связаны со специфической введенной меткой. Радиоактивные метки могут быть детектированы, например, как описано Schena М. et al. (1995) (см.выше), а флуоресцентные метки могут быть детектированы, например, как описано Shalon et al. (1996) Genome Research 6: 639-645.The nucleic acid molecules of the present invention, present in the sample or in a mixture of nucleotides, can be hybridized with these microarrays. These nucleic acid molecules can be labeled by standard methods. For this, nucleic acid molecules (e.g., mRNA molecules or DNA molecules) are labeled by introducing labeled isotopes or fluorescently labeled nucleotides, for example, during reverse transcription or DNA synthesis. Hybridization of labeled nucleic acids with microarrays is described, for example, by Schena M. et al. (1995) see above; Wodicka L. et al. (1997) see above; and DeSaizieu A. et al. (1998) (see above). Detection and quantification of hybridized molecules are associated with a specific label introduced. Radioactive labels can be detected, for example, as described by Schena M. et al. (1995) (see above), and fluorescence labels can be detected, for example, as described by Shalon et al. (1996) Genome Research 6: 639-645.

Применение последовательностей настоящего изобретения в технологии с использованием микроматриц ДНК, описанных выше, позволяет проводить сравнительные анализы различных штаммов С. glutamicum или других коринебактерий. Так, например, исследования различий между штаммами исходя из профилей отдельных транскриптов и идентификация генов, которые являются важными с точки зрения специфических и/или желаемых свойств штаммов, таких как патогенность, продуктивность и толерантность к стрессам, могут быть облегчены путем применения методики с использованием матриц нуклеиновых кислот. Благодаря методике с использованием матриц нуклеиновых кислот можно также проводить сравнительные анализы профиля экспрессии генов настоящего изобретения в процессе реакции ферментации.The use of the sequences of the present invention in the technology using DNA microarrays described above allows comparative analyzes of various strains of C. glutamicum or other corynebacteria. For example, studies of differences between strains based on the profiles of individual transcripts and identification of genes that are important in terms of the specific and / or desired properties of the strains, such as pathogenicity, productivity and stress tolerance, can be facilitated by applying a matrix technique nucleic acids. Thanks to the technique using nucleic acid matrices, it is also possible to carry out comparative analyzes of the gene expression profile of the present invention during the fermentation reaction.

Пример 14: Анализ динамики клеточных популяций белков (протеомиков)Example 14: Analysis of the dynamics of cell populations of proteins (proteomics)

Гены, композиции и способы настоящего изобретения могут быть применены для исследования взаимодействий и динамики популяций белков, называемых «протеомиками». Популяциями этих представляющих интерес белков являются, но не ограничиваются ими, общая популяция белков С. glutamicum (например, в сравнении с популяциями белков других микроорганизмов), популяция белков, которые являются активными в специфических окружающих условиях или в условиях метаболизма (например, в процессе ферментации, при высокой или низкой температуре или при высоком или низком рН) или популяция белков, которые являются активными в процессе специфических фаз роста и развития.The genes, compositions and methods of the present invention can be used to study the interactions and dynamics of populations of proteins called “proteomics”. The populations of these proteins of interest are, but are not limited to, a general population of C. glutamicum proteins (e.g., compared to populations of proteins of other microorganisms), a population of proteins that are active under specific environmental or metabolic conditions (e.g., during fermentation , at high or low temperature or at high or low pH) or a population of proteins that are active in the process of specific phases of growth and development.

Популяции белков могут быть проанализированы различными хорошо известными методами, такими как гель-электрофорез. Клеточные белки могут быть получены, например, путем лизиса или экстракции, и могут быть отделены друг от друга рядом электрофоретических методов. Электрофорез в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (ДСН-ПААГ) разделяет белки, главным образом, по их молекулярной массе. Изоэлектрическое фокусирование в геле (ИЭФ-ПААГ) разделяет белки по их изо-электрической точке (что позволяет выявить не только данную аминокислотную последовательность, но также и посттрансляционные модификации данного белка). Другим, более предпочтительным методом анализа белков является последовательная комбинация как ИЭФ-ПААГ, так и ДСН-ПААГ, известная как двумерный электрофорез в геле (описанный, например, Hermann et al. (1998) Electrophoresis 19:3217-3221; Fountoulakis et al. (1998) Electrophoresis 19: 1193-1202; Langen et al. (1997) Electrophoresis 18: 1184-1192; Antelmann et al. (1997) Electrophoresis 18: 1451-1463). Для разделения белков могут быть также использованы и другие методы разделения, такие как электрофорез в капиллярном геле; и такие методы хорошо известны специалистам.Protein populations can be analyzed by various well-known methods, such as gel electrophoresis. Cellular proteins can be obtained, for example, by lysis or extraction, and can be separated from each other by a number of electrophoretic methods. Polyacrylamide gel electrophoresis with sodium dodecyl sulfate (SDS-PAGE) separates proteins mainly by their molecular weight. Isoelectric focusing in a gel (IEF-PAGE) separates proteins according to their isoelectric point (which makes it possible to identify not only this amino acid sequence, but also post-translational modifications of this protein). Another, more preferred method of protein analysis is the sequential combination of both IEF-PAGE and SDS-PAGE, known as two-dimensional gel electrophoresis (described, for example, Hermann et al. (1998) Electrophoresis 19: 3217-3221; Fountoulakis et al. (1998) Electrophoresis 19: 1193-1202; Langen et al. (1997) Electrophoresis 18: 1184-1192; Antelmann et al. (1997) Electrophoresis 18: 1451-1463). Other methods of separation can also be used to separate proteins, such as capillary gel electrophoresis; and such methods are well known in the art.

Белки, разделенные с помощью этой методики, могут быть визуализированы стандартными методами, такими как окрашивание или мечение. Подходящие красители известны специалистам и ими являются кумасси бриллиантовый голубой, серебряный краситель или флуоресцентные красители, такие как рубиновый краситель (Sypro Ruby) (Molecular Probes). Включение радиоактивно меченных аминокислот или других предшественников белков (например, 35S-метионина, 35S-цистеина, 14С-меченых аминокислот, 15N-аминокислот, 15NO3 или 15NH4+ или 13С-меченых аминокислот) в среду С. glutamicum позволяет проводить мечение белков, происходящих от этих клеток, перед их разделением. Аналогично, могут быть использованы флуоресцентные метки. Указанные меченые белки могут быть экстрагированы, выделены и разделены ранее описанными методами.Proteins separated using this technique can be visualized using standard methods such as staining or labeling. Suitable dyes are known to those skilled in the art and are Coomassie brilliant blue, silver dye, or fluorescent dyes such as Ruby dye (Sypro Ruby) (Molecular Probes). The inclusion of radioactively labeled amino acids or other protein precursors (e.g., 35 S-methionine, 35 S-cysteine, 14 C-labeled amino acids, 15 N-amino acids, 15 NO 3 or 15 NH 4 + or 13 C-labeled amino acids) in medium C glutamicum allows the labeling of proteins derived from these cells before separation. Similarly, fluorescent labels can be used. These labeled proteins can be extracted, isolated and separated by previously described methods.

Белки, визуализированные этими методами, могут быть, кроме того, проанализированы путем определения количества используемого красителя или метки. Количество данного белка может быть определено количественно, например, оптическими методами, и может быть проведено сравнение с количеством других белков в том же самом геле или в других гелях. Сравнение белков на гелях может быть проведено, например, с помощью оптического сравнения, путем спектроскопии, визуализирующего сканирования и анализа гелей, либо с использованием фотографических пленок и экранов. Такие методы хорошо известны специалистам.Proteins visualized by these methods can also be analyzed by determining the amount of dye or label used. The amount of a given protein can be quantified, for example, by optical methods, and a comparison can be made with the amount of other proteins in the same gel or in other gels. Comparison of proteins on gels can be carried out, for example, using optical comparison, by spectroscopy, visualizing scanning and analysis of gels, or using photographic films and screens. Such methods are well known in the art.

Для определения идентичности любого данного белка может быть использовано прямое секвенирование или другие стандартные методы. Так, например, можно использовать секвенирование N- и/или С-концевых аминокислот (например, деградация по Эдману) или масс-спектрометрию (в частности, методы MALDI или ESI (см. например, Langen et al. (1997) Electrophoresis 18: 1184-1192)). В соответствии с этими методами, полученные в настоящей заявке последовательности белков могут быть использованы для идентификации белков С. glutamicum.Direct sequencing or other standard methods can be used to determine the identity of any given protein. For example, sequencing of N- and / or C-terminal amino acids (e.g., Edman degradation) or mass spectrometry (in particular, MALDI or ESI methods (see, e.g., Langen et al. (1997) Electrophoresis 18: 1184-1192)). In accordance with these methods, the protein sequences obtained in this application can be used to identify C. glutamicum proteins.

Данные, полученные этими способами, могут быть использованы для сравнения характера присутствия, активности или модификации белков в различных образцах при различных биологических условиях (например, в различных микроорганизмах, в определенный период времени ферментации, в определенных условиях среды или в различных биотопах и т.п.). Данные, полученные в результате проведения таких экспериментов, отдельно или в комбинации с другими методами, могут быть использованы для различных целей, например, для сравнения поведения различных организмов в данной (например, метаболической) ситуации, для повышения продуктивности штаммов, которые продуцируют химические продукты тонкого органического синтеза, или для повышения эффективности продуцирования химических продуктов тонкого органического синтеза.The data obtained by these methods can be used to compare the nature of the presence, activity or modification of proteins in various samples under various biological conditions (for example, in various microorganisms, at a certain period of time of fermentation, in certain environmental conditions or in different biotopes, etc. .). The data obtained as a result of such experiments, separately or in combination with other methods, can be used for various purposes, for example, to compare the behavior of different organisms in a given (for example, metabolic) situation, to increase the productivity of strains that produce thin chemical products organic synthesis, or to increase the efficiency of the production of chemical products of fine organic synthesis.

ЭквивалентыEquivalents

Многие эквиваленты конкретных вариантов осуществления изобретения, описанных в данной заявке, являются очевидными или могут быть получены каждым специалистом путем рутинного экспериментирования. Такие эквиваленты входят в объем нижеследующей формулы изобретения.Many equivalents of the specific embodiments of the invention described in this application are obvious or can be obtained by each specialist by routine experimentation. Such equivalents are included in the scope of the following claims.

Claims (43)

1. Выделенная молекула нуклеиновой кислоты Corynebacterium glutamicum, содержащая нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:1 или комплементарную ей последовательность, где указанная молекула кодирует полипептид, обладающий активностью белка резистентности к линкомицину.1. An isolated Corynebacterium glutamicum nucleic acid molecule containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a sequence complementary to it, wherein said molecule encodes a polypeptide having lincomycin resistance protein activity. 2. Выделенная молекула нуклеиновой кислоты, которая кодирует полипептид, содержащий аминокислотную последовательность SEQ ID NO:2 и обладающий активностью белка резистентности к линкомицину, или комплементарная ей последовательность.2. An isolated nucleic acid molecule that encodes a polypeptide containing the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and having the activity of lincomycin resistance protein, or a sequence complementary to it. 3. Выделенная молекула нуклеиновой кислоты, которая кодирует природный аллельный вариант полипептида, содержащий аминокислотную последовательность SEQ ID NO:2 и обладающий активностью белка резистентности к линкомицину, или комплементарная ей последовательность.3. An isolated nucleic acid molecule that encodes a natural allelic variant of a polypeptide containing the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and having the activity of lincomycin resistance protein, or a sequence complementary to it. 4. Выделенная молекула нуклеиновой кислоты, содержащая нуклеотидную последовательность, которая по меньшей мере на 50% идентична полноразмерной нуклеотидной последовательности SEQ ID NO:1, или комплементарной ей последовательности, где указанная молекула нуклеиновой кислоты кодирует полипептид, обладающий активностью белка резистентности к линкомицину.4. An isolated nucleic acid molecule containing a nucleotide sequence that is at least 50% identical to the full-length nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, or a sequence complementary to it, wherein said nucleic acid molecule encodes a polypeptide having lincomycin resistance protein activity. 5. Выделенная молекула нуклеиновой кислоты, содержащая по меньшей мере 15 последовательно расположенных нуклеотидов нуклеотидной последовательности SEQ ID NO:1 или комплементарной ей последовательности, где указанная молекула нуклеиновой кислоты кодирует пептид, обладающий активностью белка резистентности к линкомицину.5. An isolated nucleic acid molecule containing at least 15 consecutive nucleotides of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a sequence complementary to it, wherein said nucleic acid molecule encodes a peptide having lincomycin resistance protein activity. 6. Выделенная молекула нуклеиновой кислоты, которая в жестких условиях гибридизуется с молекулой нуклеиновой кислоты по любому из пп.1-5.6. The selected nucleic acid molecule, which under stringent conditions, hybridizes with the nucleic acid molecule according to any one of claims 1 to 5. 7. Выделенная молекула нуклеиновой кислоты, содержащая молекулу нуклеиновой кислоты по любому из пп.1-6 и нуклеотидную последовательность, кодирующую гетерологичный полипептид.7. The selected nucleic acid molecule containing the nucleic acid molecule according to any one of claims 1 to 6 and a nucleotide sequence encoding a heterologous polypeptide. 8. Рекомбинантный вектор экспрессии, содержащий молекулу нуклеиновой кислоты по любому из пп.1-7 и одну или несколько регуляторных последовательностей.8. A recombinant expression vector comprising a nucleic acid molecule according to any one of claims 1 to 7 and one or more regulatory sequences. 9. Рекомбинантный вектор по п.8, который является плазмидой.9. The recombinant vector of claim 8, which is a plasmid. 10. Способ получения рекомбинантной клетки-хозяина, предусматривающий трансфецирование клетки-хозяина рекомбинантным вектором по п.8 или 9.10. A method of obtaining a recombinant host cell, comprising transfecting the host cell with the recombinant vector of claim 8 or 9. 11. Способ по п.10, где указанная клетка является микроорганизмом.11. The method of claim 10, wherein said cell is a microorganism. 12. Способ по п.11, где указанная клетка принадлежит роду Corynebacterium или Brevibacterium.12. The method according to claim 11, where the specified cell belongs to the genus Corynebacterium or Brevibacterium. 13. Способ по п.10, где экспрессия указанной молекулы нуклеиновой кислоты приводит к модуляции продукции аминокислоты.13. The method of claim 10, where the expression of the indicated nucleic acid molecule modulates the production of amino acids. 14. Способ по п.13, где указанная аминокислота является протеиногенной или непротеиногенной аминокислотой.14. The method according to item 13, where the specified amino acid is a proteinogenic or non-proteinogenic amino acid. 15. Способ получения рекомбинантной клетки-хозяина, предусматривающий трансфецирование клетки-хозяина молекулой нуклеиновой кислоты, содержащей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:1, где молекула нуклеиновой кислоты имеет одну или несколько модификаций нуклеиновой кислоты по сравнению с последовательностью, представленной в SEQ ID NO:1, и где молекула нуклеиновой кислоты кодирует полипептид, обладающий активностью белка резистентности к линкомицину.15. A method of obtaining a recombinant host cell, comprising transfecting the host cell with a nucleic acid molecule containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, where the nucleic acid molecule has one or more modifications of the nucleic acid compared to the sequence shown in SEQ ID NO: 1 , and where the nucleic acid molecule encodes a polypeptide having the activity of lincomycin resistance protein. 16. Способ получения рекомбинантной клетки-хозяина, предусматривающий трансфецирование клетки-хозяина молекулой нуклеиновой кислоты, содержащей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:1, где регуляторная область молекулы нуклеиновой кислоты модифицирована относительно регуляторной области этой молекулы дикого типа и где молекула нуклеиновой кислоты кодирует полипептид, обладающий активностью белка резистентности к линкомицину.16. A method of producing a recombinant host cell, comprising transfecting the host cell with a nucleic acid molecule containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, where the regulatory region of the nucleic acid molecule is modified relative to the regulatory region of this wild-type molecule and where the nucleic acid molecule encodes a polypeptide having lincomycin resistance protein activity. 17. Способ получения полипептида, предусматривающий культивирование рекомбинантной клетки-хозяина, трансфецированной вектором по п.8 в подходящей культуральной среде с получением полипептида, обладающего активностью белка резистентности к линкомицину.17. A method for producing a polypeptide comprising culturing a recombinant host cell transfected with the vector of claim 8 in a suitable culture medium to produce a polypeptide having lincomycin resistance protein activity. 18. Выделенный полипептид, содержащий аминокислотную последовательность SEQ ID NO:2, где указанный полипептид обладает активностью белка резистентности к линкомицину.18. The selected polypeptide containing the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, where the specified polypeptide has the activity of protein resistance to lincomycin. 19. Выделенный полипептид, содержащий природный аллельный вариант полипептида, содержащий указанную аминокислотную последовательность SEQ ID NO:2, где указанный природный аллельный вариант обладает активностью белка резистентности к линкомицину.19. The selected polypeptide containing a natural allelic variant of the polypeptide containing the indicated amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, where the specified natural allelic variant has the activity of lincomycin resistance protein. 20. Выделенный полипептид, который кодируется молекулой нуклеиновой кислоты, содержащей нуклеотидную последовательность, которая по меньшей мере на 50% идентична полноразмерной последовательности нуклеиновой кислоты SEQ ID NO:1, где указанный полипептид обладает активностью белка резистентности к линкомицину.20. An isolated polypeptide that is encoded by a nucleic acid molecule containing a nucleotide sequence that is at least 50% identical to the full-length nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 1, wherein said polypeptide has lincomycin resistance protein activity. 21. Выделенный полипептид, содержащий аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 50% идентична всей аминокислотной последовательности SEQ ID NO:2, где указанный полипептид обладает активностью белка резистентности к линкомицину.21. An isolated polypeptide comprising an amino acid sequence that is at least 50% identical to the entire amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, wherein said polypeptide has lincomycin resistance protein activity. 22. Выделенный полипептид, содержащий фрагмент аминокислотной последовательности SEQ ID NO:2, где указанный фрагмент сохраняет активность белка резистентности к линкомицину.22. The selected polypeptide containing a fragment of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, where the specified fragment retains the activity of the protein resistance to lincomycin. 23. Выделенный полипептид, кодируемый молекулой нуклеиновой кислоты, содержащей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:1, где указанный пептид обладает активностью белка резистентности к линкомицину.23. The selected polypeptide encoded by a nucleic acid molecule containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, where the specified peptide has the activity of protein resistance to lincomycin. 24. Выделенный полипептид по любому из пп.18-23, дополнительно содержащий гетерологичные аминокислотные последовательности.24. An isolated polypeptide according to any one of claims 18-23, further comprising heterologous amino acid sequences. 25. Способ получения аминокислоты, предусматривающий культивирование рекомбинантной клетки-хозяина, трансфецированной вектором по п.8, при котором продуцируется аминокислота.25. A method for producing an amino acid, comprising culturing a recombinant host cell transfected with the vector of claim 8, wherein the amino acid is produced. 26. Способ по п.25, где указанный способ дополнительно предусматривает стадию выделения аминокислоты из указанной культуры.26. The method according A.25, where the specified method further comprises the step of isolating the amino acid from the specified culture. 27. Способ по п.25, где указанная клетка принадлежит роду Corynebacterium или Brevibacterium.27. The method according A.25, where the specified cell belongs to the genus Corynebacterium or Brevibacterium. 28. Способ по п.25, где указанная клетка выбрана из группы, включающей Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium herculis, Corynebacterium lilium, Corynebacterium acetoacidophilum, Corynebacterium acetoglutamicum, Corynebacterium acetophilum, Corynebacterium ammoniagenes, Corynebacterium fujiokense, Corynebacterium nitrilophilus, Brevibacterium ammoniagenes, Brevibacterium butanicum, Brevibacterium divaricatum, Brevibacterium flavum, Brevibacterium healii, Brevibacterium ketoglutamicum, Brevibacterium ketosoreductum, Brevibacterium lactofermentum, Brevibacterium linens, Brevibacterium paraffinolyticum и штаммы, представленные в таблице 3.28. The method of claim 25, wherein said cell is selected from the group consisting of Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium herculis, Corynebacterium lilium, Corynebacterium acetoacidophilum, Corynebacterium acetoglutamicum, Corynebacterium acetophilum, Corynebacterium ammoniagenes, Corynebacterium fujiokense, Corynebacterium nitrilophilus, Brevibacterium ammoniagenes, Brevibacterium butanicum, Brevibacterium divaricatum, Brevibacterium flavum, Brevibacterium healii, Brevibacterium ketoglutamicum, Brevibacterium ketosoreductum, Brevibacterium lactofermentum, Brevibacterium linens, Brevibacterium paraffinolyticum and the strains shown in table 3. 29. Способ по п.25, где экспрессия молекулы нуклеиновой кислоты из указанного вектора приводит к модуляции продукции аминокислоты.29. The method according A.25, where the expression of a nucleic acid molecule from the specified vector leads to modulation of the production of amino acids. 30. Способ по п.25, где указанная аминокислота является протеиногенной или непротеиногенной аминокислотой.30. The method according A.25, where the specified amino acid is a proteinogenic or non-proteinogenic amino acid. 31. Способ по п.25, где указанная аминокислота выбрана из группы, включающей лизин, глутамат, глутамин, аланин, аспартат, глицин, серин, треонин, метионин, цистеин, валин, лейцин, изолейцин, аргинин, пролин, гистидин, тирозин, фенилаланин и триптофан.31. The method according A.25, where the specified amino acid is selected from the group comprising lysine, glutamate, glutamine, alanine, aspartate, glycine, serine, threonine, methionine, cysteine, valine, leucine, isoleucine, arginine, proline, histidine, tyrosine, phenylalanine and tryptophan. 32. Способ получения аминокислоты, предусматривающий культивирование клетки, геномная ДНК которой была изменена введением нуклеиновой кислоты по любому из пп.1-7.32. A method of producing an amino acid comprising culturing a cell whose genomic DNA has been altered by introducing a nucleic acid according to any one of claims 1 to 7. 33. Способ диагностики Corynebacterium diphtheriae у пациента, предусматривающий определение по меньшей мере одной молекулы нуклеиновой кислоты по пп.1-5 или по меньшей мере одной молекулы полипептида по пп.18-23, то есть диагностика или определение активности Corynebacterium diphtheriae у пациента.33. A method for diagnosing Corynebacterium diphtheriae in a patient, comprising determining at least one nucleic acid molecule according to claims 1-5 or at least one polypeptide molecule according to claims 18-23, that is, diagnosing or determining the activity of Corynebacterium diphtheriae in a patient. 34. Выделенная молекула нуклеиновой кислоты, состоящая из фрагмента по меньшей мере из 15 последовательно расположенных нуклеотидов нуклеотидной последовательности SEQ ID NO:1, или комплементарная ей последовательность, где указанная молекула нуклеиновой кислоты может использоваться в качестве праймера.34. An isolated nucleic acid molecule consisting of a fragment of at least 15 nucleotides of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, or a sequence complementary to it, wherein said nucleic acid molecule can be used as a primer. 35. Выделенная молекула нуклеиновой кислоты, состоящая из фрагмента по меньшей мере из 15 последовательно расположенных нуклеотидов нуклеотидной последовательности SEQ ID NO:1, или комплементарная ей последовательность, где указанная молекула нуклеиновой кислоты может использоваться в качестве зонда.35. An isolated nucleic acid molecule consisting of a fragment of at least 15 nucleotides of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, or a sequence complementary to it, wherein said nucleic acid molecule can be used as a probe. 36. Выделенная молекула нуклеиновой кислоты, состоящая из фрагмента по меньшей мере из 15 последовательно расположенных нуклеотидов нуклеотидной последовательности SEQ ID NO:1, или комплементарная ей последовательность, где указанная молекула нуклеиновой кислоты может использоваться в качестве антисмысловой молекулы.36. An isolated nucleic acid molecule consisting of a fragment of at least 15 nucleotides of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a sequence complementary to it, wherein said nucleic acid molecule can be used as an antisense molecule. Приоритет по пунктам:Priority on points: 25.06.1999 по пп.1-36;06/25/1999 according to claims 1-36; 01.07.1999 по пп.1-36;07/01/1999 according to claims 1-36; 08.07.1999 по пп.1-36;07/08/1999 according to claims 1-36; 09.07.1999 по пп.1-36;07/09/1999 according to claims 1-36; 14.07.1999 по пп.1-36;07/14/1999 according to claims 1-36; 27.08.1999 по пп.1-36;08/27/1999 according to claims 1-36; 31.08.1999 по пп.1-36.08/31/1999 according to claims 1-36.
RU2002101730/13A 1999-06-25 2000-06-23 Genes of corynebacterium glutamicum encoding resistance and tolerance proteins to stress RU2303635C2 (en)

Applications Claiming Priority (22)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14103199P 1999-06-25 1999-06-25
US60/141,031 1999-06-25
US14269299P 1999-07-01 1999-07-01
US19930429.7 1999-07-01
US60/142,692 1999-07-01
DE19930429.7 1999-07-01
DE19931541.8 1999-07-08
DE19931541 1999-07-08
DE19931457 1999-07-08
DE19931413.6 1999-07-08
DE19931457.8 1999-07-08
DE19932209 1999-07-09
DE19932230.9 1999-07-09
DE19932209.0 1999-07-09
DE19932914.1 1999-07-14
US15121499P 1999-08-27 1999-08-27
DE60/151,214 1999-08-27
DE19940764.9 1999-08-27
US19940764.9 1999-08-27
US60/151,214 1999-08-27
DE19941382 1999-08-31
DE19941382.7 1999-08-31

Related Child Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005120527/13A Division RU2005120527A (en) 1999-06-25 2005-07-01 CORYNEBACTERIUM GLUTAMICUM GENES ENCODING PROTEINS OF RESISTANCE AND TOLERANCE TO STRESS
RU2007110850/13A Division RU2007110850A (en) 1999-06-25 2007-03-23 Corynebacterium glutamicum genes encoding proteins of resistance and tolerance to stress
RU2007110848/13A Division RU2007110848A (en) 1999-06-25 2007-03-23 Corynebacterium glutamicum genes encoding proteins of resistance and tolerance to stress

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002101730A RU2002101730A (en) 2003-08-10
RU2303635C2 true RU2303635C2 (en) 2007-07-27

Family

ID=37760945

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002101730/13A RU2303635C2 (en) 1999-06-25 2000-06-23 Genes of corynebacterium glutamicum encoding resistance and tolerance proteins to stress
RU2005120527/13A RU2005120527A (en) 1999-06-25 2005-07-01 CORYNEBACTERIUM GLUTAMICUM GENES ENCODING PROTEINS OF RESISTANCE AND TOLERANCE TO STRESS
RU2007110848/13A RU2007110848A (en) 1999-06-25 2007-03-23 Corynebacterium glutamicum genes encoding proteins of resistance and tolerance to stress
RU2007110850/13A RU2007110850A (en) 1999-06-25 2007-03-23 Corynebacterium glutamicum genes encoding proteins of resistance and tolerance to stress

Family Applications After (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005120527/13A RU2005120527A (en) 1999-06-25 2005-07-01 CORYNEBACTERIUM GLUTAMICUM GENES ENCODING PROTEINS OF RESISTANCE AND TOLERANCE TO STRESS
RU2007110848/13A RU2007110848A (en) 1999-06-25 2007-03-23 Corynebacterium glutamicum genes encoding proteins of resistance and tolerance to stress
RU2007110850/13A RU2007110850A (en) 1999-06-25 2007-03-23 Corynebacterium glutamicum genes encoding proteins of resistance and tolerance to stress

Country Status (1)

Country Link
RU (4) RU2303635C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PETER H. et al. Corynebacterium glutamicum is equipped with four secondary carriers for compatible solutes: identification, sequencing, and characterization of the proline/ectoine uptake system, ProP, and the ectoine/proline/glycine betaine carrier, EctP. J Bacteriol. 1998 Nov; 180(22): 6005-12. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007110848A (en) 2008-09-27
RU2007110850A (en) 2008-09-27
RU2005120527A (en) 2007-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1257649B1 (en) Corynebacterium glutamicum genes encoding metabolic pathway proteins
KR100834986B1 (en) Corynebacterium glutamicum genes encoding stress, resistance and tolerance proteins
KR20030002294A (en) Corynebacterium glutamicum genes encoding proteins involved in carbon metabolism and energy production
KR100834985B1 (en) Corynebacterium Glutamicum Genes Encoding Proteins Involved in Homeostasis and Adaptation
KR101012231B1 (en) Corynebacterium Glutamicum Genes Encoding Metabolic Pathway Proteins
JP2006271389A (en) Corynebacterium glutamicum gene encoding protein involved in homeostasis and membrane transport
JP2007236393A (en) Corynebacterium glutamicum genes encoding phosphoenolpyruvate: sugar phosphotransferase system proteins
US7393675B2 (en) Corynebacterium glutamicum genes encoding proteins involved in carbon metabolism and energy production
RU2321634C2 (en) Corynebacterium glutamicum genes encoding proteins taking part in carbon metabolism and energy production
RU2303635C2 (en) Genes of corynebacterium glutamicum encoding resistance and tolerance proteins to stress
RU2304616C2 (en) Corynebacterium clutamicum genes encoding proteins participating in homeostasis and adaptation
RU2312145C2 (en) Corynebacterium glutamicum genes encoding proteins involved in membrane synthesis and membrane transport
EP1661987A1 (en) Corynebacterium glutamicum gene encoding phosphoenolpyruvate carboxykinase

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20081118

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

Effective date: 20110624