RU2310688C1 - RECOMBINANT DNA ENCODING FUNCTIONALLY ACTIVE HYBRID PROTEIN OF D-AMINO ACID OXYDASE WITH CHITIN-COUPLING DOMAIN (DAOcbd), pVR1 RECOMBINANT PLASMID PROVIDING SYNTHESIS THEREOF IN Escherichia coli CELLS AND RECOMBINANT Escherichia coli STRAIN C 41 (DE3)/pVR1 AS PRODUCER OF DAOcbd - Google Patents

RECOMBINANT DNA ENCODING FUNCTIONALLY ACTIVE HYBRID PROTEIN OF D-AMINO ACID OXYDASE WITH CHITIN-COUPLING DOMAIN (DAOcbd), pVR1 RECOMBINANT PLASMID PROVIDING SYNTHESIS THEREOF IN Escherichia coli CELLS AND RECOMBINANT Escherichia coli STRAIN C 41 (DE3)/pVR1 AS PRODUCER OF DAOcbd Download PDF

Info

Publication number
RU2310688C1
RU2310688C1 RU2006108266/13A RU2006108266A RU2310688C1 RU 2310688 C1 RU2310688 C1 RU 2310688C1 RU 2006108266/13 A RU2006108266/13 A RU 2006108266/13A RU 2006108266 A RU2006108266 A RU 2006108266A RU 2310688 C1 RU2310688 C1 RU 2310688C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pvr1
recombinant
daocbd
escherichia coli
chitin
Prior art date
Application number
RU2006108266/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Александрович Редо (RU)
Вадим Александрович Редо
Михаил Анатольевич Эльдаров (RU)
Михаил Анатольевич Эльдаров
Светлана Анатольевна Хатунцева (RU)
Светлана Анатольевна Хатунцева
Александр Александрович Жгун (RU)
Александр Александрович Жгун
Орхан Ахмед оглы Зейналов (RU)
Орхан Ахмед оглы Зейналов
бин Константин Георгиевич Скр (RU)
Константин Георгиевич Скрябин
Original Assignee
Центр "Биоинженерия" Ран
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центр "Биоинженерия" Ран filed Critical Центр "Биоинженерия" Ран
Priority to RU2006108266/13A priority Critical patent/RU2310688C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2310688C1 publication Critical patent/RU2310688C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: biology, in particular gene engineering, microbiological industry, production of new lactam antibiotics.
SUBSTANCE: constructed is recombinant plasmid of pVR1 expression containing DNA fragment which encodes functionally active hybrid protein (DAOcbd), comprising D-amino acid oxydase of Trigonopsis variabilis BKM Y-2601 strain and chitin-coupling domain of A1 Bacillus circulans domain. As a result of transformation of E.coli strain with disclosed recombinant plasmid and selection of transformed clones new Escherichia coli strain C 41 (DE3)/pVR1 as producer of DAOcbd providing high yield of reconbinant enzyme is obtained. Said active DAO in combination with chitin-coupling domain enables purification of target protein wherein in purification process immobilized enzyme form is obtained.
EFFECT: improved method for purification of target proteins.
3 cl, 3 dwg, 2 tbl, 5 ex

Description

Настоящее изобретение относится к области биотехнологии, в частности к генетической инженерии, и может быть использовано в микробиологической промышленности при получении полусинтетических цефалоспориновых антибиотиков нового поколения. Предлагаются:The present invention relates to the field of biotechnology, in particular to genetic engineering, and can be used in the microbiological industry in the production of a new generation of semi-synthetic cephalosporin antibiotics. It is offered:

- рекомбинантная ДНК, кодирующая функционально активный гибридный белок (DAOcbd), который состоит из оксидазы D-аминокислот штамма Trigonopsis variabilis BKM Y-2601, слитой с хитинсвязывающим доменом хитиназы A1 Bacillus circulans;- recombinant DNA encoding a functionally active fusion protein (DAOcbd), which consists of the D-amino acid oxidase of the Trigonopsis variabilis strain BKM Y-2601 fused to the chitin-binding domain of chitinase A1 Bacillus circulans;

- рекомбинантная плазмида pVR1, содержащая рекомбинантную ДНК, кодирующую DAOcbd, и обеспечивающая высокий уровень экспрессии гибридного белка в клетках E.coli;- recombinant plasmid pVR1 containing recombinant DNA encoding DAOcbd, and providing a high level of expression of the hybrid protein in E. coli cells;

- рекомбинантный штамм E.coli C41(DE3)/pVR1 - продуцент гибридного белка DAOcbd.- recombinant E. coli strain C41 (DE3) / pVR1 - producer of the DAOcbd fusion protein.

Уровень техникиState of the art

Оксидазы D-аминокислот (d-Amino acid oxidase, DAO; EC 1.4.3.3.), выделенные из дрожжей Т.variabilis R.gracilis, - промышленные ферменты, широко используемые в составе биокатализаторов при производстве полусинтетических бета-лактамных антибиотиков нового поколения [1]. В связи с потребностью в наращивании объема производства этой широко применяемой ныне группы антибиотиков усовершенствование известных методов получения необходимых для их синтеза ферментов, в том числе с помощью технологий рекомбинантных ДНК, представляет несомненный практический интерес.D-amino acid oxidases (d-Amino acid oxidase, DAO; EC 1.4.3.3.), Isolated from T. variabilis R. gracilis yeast, are industrial enzymes widely used in biocatalysts in the production of new-generation semi-synthetic beta-lactam antibiotics [1 ]. Due to the need to increase the production volume of this widely used group of antibiotics, the improvement of known methods for producing enzymes necessary for their synthesis, including using recombinant DNA technologies, is of undoubted practical interest.

К настоящему времени известны рекомбинантные плазмидные ДНК, направляющие синтез функционально активных ферментов DAO Trigonopsis variabilis [2, 3], Rhodotorula gracilis [4, 5] в клетках бактерий [2-5] или дрожжей [6, 7]. Получение оксидаз D-аминокислот в гетерологичных бактериальных системах сопряжено с целым рядом трудностей. Во-первых, сверхпродукция DAO в клетке оказывает неблагоприятное воздействие на клетки обычных хозяйских штаммов бактерий, поскольку сопряжена с высвобождением токсичного соединения - перекиси водорода, а также приводит к подавлению синтеза клеточной стенки бактерий [3, 4]. Во-вторых, препараты рекомбинантной DAO, используемые для биотрансформации цефалоспориновых антибиотиков, не должны содержать примесей посторонних белков, в частности бета-лактамазы, что осложняет проблему выбора векторных конструкций для эксперессии белка и методов его очистки. В силу этого актуальной остается задача разработки новых систем экспрессии DAO и упрощения очистки фермента.To date, recombinant plasmid DNAs are known that direct the synthesis of functionally active enzymes DAO Trigonopsis variabilis [2, 3], Rhodotorula gracilis [4, 5] in bacterial cells [2-5] or yeast [6, 7]. Obtaining D-amino acid oxidases in heterologous bacterial systems is fraught with a number of difficulties. First, overproduction of DAO in a cell has an adverse effect on the cells of ordinary host bacterial strains, since it is associated with the release of a toxic compound, hydrogen peroxide, and also leads to a suppression of the synthesis of the bacterial cell wall [3, 4]. Secondly, recombinant DAO preparations used for biotransformation of cephalosporin antibiotics should not contain impurities of extraneous proteins, in particular beta-lactamase, which complicates the problem of choosing vector constructs for protein expression and methods for its purification. In view of this, the task of developing new DAO expression systems and simplifying enzyme purification remains relevant.

Поскольку одним из наиболее эффективных способов очистки белка сегодня является аффинная хроматография [8], в последние годы получили широкое распространение методы экспрессии рекомбинантных белковых продуктов в форме гибридных белков, содержащих вспомогательный полипептид, специфически связывающийся с соединением, которое применяется в качестве лиганда при последующей очистке белка аффинной хроматографией. Получение рекомбинантных ферментов в форме гибридных белков является достаточно простым и эффективным методом, имеющим, однако, существенный недостаток, который заключается в том, что модификация первичной структуры ферментного белка при связывании его с вспомогательным компонентом может внести нежелательные изменения в его конформацию и соответственно привести к снижению или даже потере функциональной активности. В подобных ситуациях может быть предусмотрена возможность последующего расщепления гибридного белка (дополнительная стадия) на составляющие под действием химических или энзиматических агентов. Однако введение процедуры расщепления экспрессированного гибридного белка требует проведения последующей дополнительной очистки. В результате такие возможные преимущества способа, как простота и эффективность, по существу сводятся к нулю.Since one of the most effective methods of protein purification today is affinity chromatography [8], in recent years, methods for expressing recombinant protein products in the form of hybrid proteins containing an auxiliary polypeptide that specifically binds to a compound that is used as a ligand for subsequent protein purification have been widely used. affinity chromatography. Obtaining recombinant enzymes in the form of hybrid proteins is a fairly simple and effective method, however, having a significant drawback, which is that modification of the primary structure of the enzyme protein when it is bound to an auxiliary component can introduce undesirable changes in its conformation and, accordingly, lead to a decrease or even loss of functional activity. In such situations, it may be possible to subsequently cleave the fusion protein (additional step) into constituents by chemical or enzymatic agents. However, the introduction of a cleavage procedure for the expressed fusion protein requires subsequent further purification. As a result, such possible advantages of the method as simplicity and efficiency are essentially reduced to zero.

С учетом этих особенностей получения ферментов в виде гибридных белков более перспективным представляется поиск такой комбинации целевого и вспомогательного белка, в которой присутствие дополнительного компонента в препарате фермента не будет отрицательно сказываться на свойствах целевого продукта, а объединение предназначенного для очистки полипептида с интересующим белком, в свою очередь, не приведет к уменьшению его специфической связывающей активности. Кроме того, что при получении такого гибридного белка упрощается очистка целевого продукта и гарантируется полное сохранение его активности в составе слитого белка, при удачном выборе вспомогательного компонента рекомбинантные ферменты в форме такой гибридной конструкции оказываются полностью подготовленными к использованию в качестве иммобилизованного препарата, если это предусмотрено технологическим процессом.Given these features of obtaining enzymes in the form of hybrid proteins, it seems more promising to search for such a combination of the target and auxiliary protein in which the presence of an additional component in the enzyme preparation does not adversely affect the properties of the target product, and the combination of the polypeptide for purification with the protein of interest in its in turn, will not lead to a decrease in its specific binding activity. In addition, upon receipt of such a hybrid protein, the purification of the target product is simplified and its activity in the composition of the fusion protein is fully preserved, with a successful choice of an auxiliary component, recombinant enzymes in the form of such a hybrid design are fully prepared for use as an immobilized preparation, if this is provided for by the technological process.

Что касается оксидазы D-аминокислот, то попытки осуществить ее экспрессию в форме слитого белка по существу ограничиваются получением аналога, несущего 6 дополнительных N-концевых гистидиновых остатков, которые традиционно используются для последующей хроматографической очистки многих рекомбинантных белков. Однако известно, что полученный белок не отличался стабильностью и был склонен к агрегации и инактивации [9]. Поэтому в настоящем изобретении была поставлена задача конструирования гибридного белка, включающего оксидазу D-аминокислот, в котором стабильно сохранялась бы полная функциональная активность обеих его составляющих, а также разработки векторов и систем экспрессии для его получения.As for the D-amino acid oxidase, attempts to express it in the form of a fusion protein are essentially limited to obtaining an analogue carrying 6 additional N-terminal histidine residues, which are traditionally used for subsequent chromatographic purification of many recombinant proteins. However, it is known that the obtained protein was not stable and was prone to aggregation and inactivation [9]. Therefore, the present invention was tasked with constructing a hybrid protein comprising a D-amino acid oxidase in which the full functional activity of both its components would be stably preserved, as well as the development of expression vectors and expression systems for its production.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Решение задачи получения любого функционально активного гибридного белка включает следующие необходимые этапы:The solution to the problem of obtaining any functionally active hybrid protein includes the following necessary steps:

а) дизайн конструкции гена гибридного белка, предполагающий оптимальную с точки зрения сохранения функциональной активности комбинацию целевого и вспомогательного белка; б) получение и объединение с помощью методов рекомбинантных ДНК нуклеотидных последовательностей, кодирующих компоненты гибридного белка; в) выбор клеток-хозяев и создание векторных конструкций для экспрессии гибридного белка в избранной гетерологичной системе; г) оптимизация условий продукции и очистки гибридного белка.a) the design design of the gene of the hybrid protein, suggesting an optimal combination of the target and auxiliary protein from the point of view of maintaining functional activity; b) obtaining and combining, using recombinant DNA methods, nucleotide sequences encoding components of a fusion protein; c) selection of host cells and creation of vector constructs for expression of the hybrid protein in a selected heterologous system; d) optimization of the conditions of production and purification of the hybrid protein.

Поставленная цель получить функционально активный гибридный белок на основе DAO, пригодный для использования в качестве иммобилизованного препарата, была достигнута за счет того, чтоThe goal to obtain a functionally active hybrid protein based on DAO, suitable for use as an immobilized preparation, was achieved due to the fact that

1) сконструирована рекомбинантная ДНК, кодирующая гибридный белок (DAOcbd), в котором последовательность оксидазы D-аминокислот штамма Trigonopsis variabilis (TvDAO) слита с хитинсвязывающим доменом хитиназы А1 Bacillus circulans;1) a recombinant DNA encoding a fusion protein (DAOcbd) was constructed in which the D-amino acid sequence of the Trigonopsis variabilis strain (TvDAO) is fused to the chitin-binding domain of A1 of Bacillus circulans chitinase;

2) сконструирована рекомбинантная плазмида pVR1, содержащая рекомбинантную ДНК, кодирующую гибридный белок, и обеспечивающая синтез DAOcbd в клетках кишечной палочки с высоким выходом;2) a recombinant plasmid pVR1 was constructed, containing recombinant DNA encoding a fusion protein and providing DAOcbd synthesis in E. coli cells in high yield;

3) в результате трансформации экспрессирующей плазмидой pVR1 клеток штамма E.coli C41(DE3) получен рекомбинантный штамм Escherichia coli C41(DE3)/pVR1, характеризующийся высоким уровнем индуцируемого синтеза и стабильной продукцией гибридного белка DAOcbd.3) as a result of transformation of cells of E. coli strain C41 (DE3) by expressing plasmid pVR1, a recombinant Escherichia coli strain C41 (DE3) / pVR1 was obtained, characterized by a high level of inducible synthesis and stable production of the DAOcbd fusion protein.

Выбор хитинсвязывающего домена хитиназы A1 Bacillus circulans (CBD) в качестве вспомогательного полипептида был обусловлен рядом причин: а) применяемый в этом случае для очистки хитин представляет собой природное соединение, а также является более дешевым по сравнению со многими другими носителем для аффинной хроматографии; б) система фермент-CBD-хитин, как правило, повышает стабильность белкового препарата (фермент, иммобилизованный на хитиновом носителе через хитинсвязывающий домен может быть использован многократно); в) во многих известных нам случаях использования хитинсвязывающих доменов в комбинации с активными белками они не оказывали неблагоприятного воздействия на энзиматическую активность. Поскольку последнее обстоятельство не было очевидным применительно к конкретному ферменту (DAO), уровень ферментативной активности DAO после объединения с хитинсвязывающим доменом был предварительно определен экспериментальным путем, в результате чего была подтверждена правильность сделанного выбора.The choice of the chitin-binding domain of chitinase A1 Bacillus circulans (CBD) as an auxiliary polypeptide was determined by a number of reasons: a) the chitin used in this case for purification is a natural compound and is also cheaper than many other affinity chromatography carriers; b) the enzyme-CBD-chitin system, as a rule, increases the stability of the protein preparation (an enzyme immobilized on a chitin carrier through a chitin-binding domain can be used repeatedly); c) in many cases of the use of chitin-binding domains known to us in combination with active proteins, they did not adversely affect the enzymatic activity. Since the latter circumstance was not obvious in relation to a specific enzyme (DAO), the level of enzymatic activity of DAO after combining with a chitin-binding domain was previously determined experimentally, as a result of which the correctness of the choice was confirmed.

Нуклеотидную последовательность, кодирующую хитинсвязывающий домен хитиназы A1 Bacillus circulans (SEQ ID №12), получили из коммерческой плазмиды pTYB-4.The nucleotide sequence encoding the chitin-binding domain of Bacillus circulans A1 chitinase (SEQ ID NO: 12) was obtained from the commercial plasmid pTYB-4.

Полная кодирующая последовательность гена TvDAO (SEQ ID №6) была получена нами из штамма Trigonopsis variabilis BKM Y-2601 путем ПЦР-амплификации области гена DAO с применением праймеров tv1 (SEQ ID №1) и tv2 (SEQ ID2), специфичных по отношению к его N- и С-концевым участкам, и последующего удаления из полученной последовательности интрона с помощью ПЦР с праймерами tv3 (SEQ ID №4) и tv5 (SEQ ID №5).The complete coding sequence of the TvDAO gene (SEQ ID No. 6) was obtained by us from the Trigonopsis variabilis BKM Y-2601 strain by PCR amplification of the DAO gene region using primers tv1 (SEQ ID No. 1) and tv2 (SEQ ID2) specific for its N- and C-terminal regions, and subsequent removal of the intron from the obtained sequence using PCR with primers tv3 (SEQ ID No. 4) and tv5 (SEQ ID No. 5).

Для получения последовательности, кодирующей гибридный белок, сначала был сконструирован промежуточный вектор pETcbd (фиг.1), представляющий собой коммерческий вектор рЕТ23а (Novagen), содержащий в области полилинкера кодирующую последовательность хитинсвязывающего домена (cbd), в который затем по сайтам рестрикции NcoI и XhoI была встроена последовательность (SEQ ID №6), кодирующая TvDAO, с образованием плазмиды pETDAOcbd (фиг.2), включающей полную последовательность гибридного гена (SEQ ID №13) для белка TvDAOcbdTo obtain a sequence encoding a fusion protein, the intermediate vector pETcbd (Fig. 1) was first constructed, which is a commercial vector pET23a (Novagen) containing, in the region of the polylinker, the coding sequence of the chitin binding domain (cbd), into which it then follows the restriction sites NcoI and XhoI a sequence was inserted (SEQ ID No. 6) encoding TvDAO to form the plasmid pETDAOcbd (FIG. 2) including the complete hybrid gene sequence (SEQ ID No. 13) for the TvDAOcbd protein

Рекомбинантная плазмида pVR1, предназначенная для экспрессии TvDAOcbd, была получена путем субклонирования полной последовательности гибридного гена (SEQ ID №13) из вектора pETDAOcbd в сконструированную нами промежуточную плазмиду pET-TetI, представляющую собой вектор рЕТ21 (Novagen), в котором ген устойчивости к ампициллину заменен геном устойчивости к тетрациклину.The recombinant plasmid pVR1, designed for the expression of TvDAOcbd, was obtained by subcloning the complete sequence of the hybrid gene (SEQ ID No. 13) from the vector pETDAOcbd into our constructed intermediate plasmid pET-TetI, which is the pET21 vector (Novagen), in which the ampicillin resistance gene is replaced tetracycline resistance genome.

Путем трансформации клеток штамма Escherichia coli C41(DE3) [10] сконструированной плазмидой pVR1, отбора и культивирования клонов трансформантов с высоким уровнем синтеза функционально-активного гибридного белка получен рекомбинантный штамм C41(DE3)/pVR1 - продуцент гибридного белка, состоящего из TvDAO, слитой с хитинсвязывающим доменом хитиназы A1 Bacillus circulans. Синтез TvDAOcbd в полученном рекомбинантном штамме осуществляется при культивировании на обычных селективных средах с добавлением индуктора изопропил-D-тиогалактозида (ИПТГ) или лактозы. Уровень синтеза TvDAOcbd в штамме C41(DE3)/pVR1 составляет около 100 мг/л при титре культуры 1×109 кл/мл, а удельная активность фермента в составе полученного гибрида - 85 ед/мг белка.By transforming cells of the Escherichia coli strain C41 (DE3) [10] with the constructed plasmid pVR1, selecting and culturing transformant clones with a high level of synthesis of a functionally active hybrid protein, the recombinant strain C41 (DE3) / pVR1, a producer of a hybrid protein consisting of TvDAO, was fused with the chitin-binding domain of chitinase A1 Bacillus circulans. The synthesis of TvDAOcbd in the resulting recombinant strain is carried out by cultivation on conventional selective media with the addition of an isopropyl-D-thiogalactoside inducer (IPTG) or lactose. The level of TvDAOcbd synthesis in strain C41 (DE3) / pVR1 is about 100 mg / l with a culture titer of 1 × 10 9 cells / ml, and the specific activity of the enzyme in the resulting hybrid is 85 units / mg protein.

Таким образом, настоящее изобретение включает три объекта.Thus, the present invention includes three objects.

Первый объект - рекомбинантная ДНК, которая кодирует гибридный белок (DAOcbd), состоящий из оксидазы D-аминокислот Trigonopsis variabilis и хитинсвязывающего домена хитиназы A1 Bacillus circulans, и характеризуется нуклеотидной последовательностью SEQ ID №13.The first object is recombinant DNA, which encodes a hybrid protein (DAOcbd), consisting of Trigonopsis variabilis D-amino acid oxidase and Bacillus circulans chitin-binding domain A1, and is characterized by the nucleotide sequence of SEQ ID No. 13.

Второй объект - рекомбинантная плазмида pVR1, обеспечивающая синтез гибридного белка TvDAOcbd в клетках Escherichia coli и состоящая из фрагмента ДНК с последовательностью SEQ ID №13, кодирующей названный гибридный белок, и NdeI/XhoI фрагмента плазмиды pET-TetI, полученной путем замены гена бета-лактамазы в векторе рЕТ23 геном устойчивости к тетрациклину (TetR) в обратной ориентации.The second object is the recombinant plasmid pVR1, which provides the synthesis of the TvDAOcbd fusion protein in Escherichia coli cells and consists of a DNA fragment with the sequence SEQ ID No. 13 encoding the fusion protein and an NdeI / XhoI fragment of the plasmid pET-TetI obtained by replacing the beta-lactamase gene in the vector pET23, the tetracycline resistance gene (TetR) in the reverse orientation.

Третий объект - рекомбинантный штамм Escherichia coli C41(DE3)/pVR1 - продуцент функционально активного гибридного белка TvDAOcbd.The third object, a recombinant strain of Escherichia coli C41 (DE3) / pVR1, is a producer of the functionally active TvDAOcbd fusion protein.

Краткое описание фигур.A brief description of the figures.

Фиг.1 - Физическая и генетическая карты вектора pETcbd. Обозначены положения индикаторных сайтов рестрикции, участки промотора и терминатора РНК-полимеразы фага Т7 (T7-promoter и Т7), область начала репликации (f1 origin), ген устойчивости к ампициллину (Bla Amp), ген CBD, участок, кодирующий гексогистидиновый таг (HIS tag).Figure 1 - Physical and genetic maps of the vector pETcbd. The positions of the indicator restriction sites, the regions of the promoter and terminator of RNA polymerase of phage T7 (T7-promoter and T7), the region of origin of replication (f1 origin), the resistance gene for ampicillin (Bla Amp), the CBD gene, the site encoding the hexohistidine tag (HIS) are indicated tag).

Фиг.2 - Физическая и генетическая карты вектора pETDAOcbd. Обозначено положение гена DAOcbd, остальные обозначения, как на Фиг.1.Figure 2 - Physical and genetic maps of the vector pETDAOcbd. The position of the DAOcbd gene is indicated, the remaining designations are as in Fig. 1.

Фиг.3 - Физическая и генетическая карты вектора pVR1. Обозначено положение гена устойчивости к тетрациклину (TetR), остальные обозначения, как на Фиг.1.Figure 3 - Physical and genetic maps of the vector pVR1. The position of the tetracycline resistance gene (TetR) is indicated, the remaining designations are as in FIG. 1.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

При осуществлении изобретения, помимо методов, подробно раскрытых в нижеследующих примерах, использовали хорошо известные специалистам методики, описанные в руководствах по молекулярной биологии и генетической инженерии [11, 12].In the implementation of the invention, in addition to the methods described in detail in the following examples, the methods well-known to those skilled in the art described in the manuals of molecular biology and genetic engineering were used [11, 12].

Пример 1. ПЦР-амплификация последовательности гена DAO Trigonopsis variabilis.Example 1. PCR amplification of the DAO Trigonopsis variabilis gene sequence.

Первичная структура гена DAO Trigonopsis variabilis и его мРНК известны (номер доступа в GenBank Z80895). Это обстоятельство позволяет спроектировать «прямой» и «обратный» праймеры для ПЦР-амплификации требуемой области гена. В данном случае в качестве праймеров использовались следующие олигонуклеотиды:The primary structure of the DAO gene of Trigonopsis variabilis and its mRNA is known (access number in GenBank Z80895). This circumstance allows us to design the “forward” and “reverse” primers for PCR amplification of the desired gene region. In this case, the following oligonucleotides were used as primers:

5'-TGATAGGCAAATCCGTGCTC_-3' «прямой» tv1-праймер (SEQ ID №1) и5'-TGATAGGCAAATCCGTGCTC_-3 '"direct" tv1 primer (SEQ ID No. 1) and

5'-GTAAACACGTCGCAGTCGTC-3' «обратный» tv2-праймер(SEQ ID №2).5'-GTAAACACGTCGCAGTCGTC-3 '"reverse" tv2 primer (SEQ ID No. 2).

Геномную ДНК Trigonopsis variabilis BKM Y-2601, выделенную традиционными методами, денатурируют путем нагревания при 100°С в течение 5 минут, помещают в лед и подвергают 30 циклам ПЦР.The genomic DNA of Trigonopsis variabilis BKM Y-2601, isolated by traditional methods, is denatured by heating at 100 ° C for 5 minutes, placed on ice and subjected to 30 PCR cycles.

Смесь для ПЦР (50 мкл):Mix for PCR (50 μl):

5 мкл 10-кратного Taq-SE ПЦР-буфера (Сибэнзим);5 μl of 10-fold Taq-SE PCR buffer (Sibenzyme);

5 мкл геномной ДНК (200 нг/мкл);5 μl of genomic DNA (200 ng / μl);

5 мкл 3 мкМ праймера tv1;5 μl of 3 μM tv1 primer;

5 мкл 3 мкМ праймера tv2;5 μl of 3 μM tv2 primer;

5 мкл 2,5 мМ dNTP каждого вида;5 μl of 2.5 mm dNTP of each type;

25 мкл деионизованной воды;25 μl of deionized water;

1 мкл Taq-SE полимеразы (5 ед/мкл, Сибэнзим).1 μl Taq-SE polymerase (5 u / μl, Sibenzyme).

Условия проведения ПЦР: 94°, 5' (денатурация), 94°, 30"; 50°, 30"; 72°, 1' (амплификация).Conditions for PCR: 94 °, 5 '(denaturation), 94 °, 30 "; 50 °, 30"; 72 °, 1 '(amplification).

После амплификации 5 мкл ПЦР смеси анализируют электрофорезом в 1% агарозном геле и выявляют гомогенный фрагмент размером около 1 тпн. Фрагмент выделяют из геля с помощью набора Wizard PCR Preps Kit и подвергают автоматическому секвенированию с использованием праймеров tv1, tv2. Его последовательность представлена здесь как SEQ ID №3.After amplification, 5 μl of PCR mixture was analyzed by electrophoresis in 1% agarose gel and a homogeneous fragment of about 1 kb was detected. The fragment was isolated from the gel using the Wizard PCR Preps Kit and subjected to automatic sequencing using tv1, tv2 primers. Its sequence is presented here as SEQ ID No. 3.

Далее из полученного фрагмента ДНК удаляют интрон, для чего его подвергают повторной ПЦР-амплификации с праймерами tv5 (SEQ ID №4) и tv3 (SEQ ID №5).Next, the intron is removed from the obtained DNA fragment, for which it is subjected to repeated PCR amplification with primers tv5 (SEQ ID No. 4) and tv3 (SEQ ID No. 5).

Использованные праймеры ограничивают фрагмент гена DAO, включающий начало 2-го экзона, расположенного в положении +125 последовательности SEQ ID №3, и терминаторный кодон TAG, расположенный в положении +1170 той же последовательности, и добавляют к этой последовательности инициаторный кодон трансляции ATG и участок, кодирующий 8 аминокислот 1-го экзона. Праймеры несут также сайты для рестриктаз NcoI и XhoI, отсутствующие в кодирующей последовательности гена DAO. 1 нг полученного на первом этапе ПЦР-фрагмента подвергают 25 циклам ПЦР-амплификации с праймерами tv5/tv3. Из агарозного геля выделяют фрагмент размером около 1 тпн и секвенируют. Нуклеотидная последовательность данного фрагмента представлена в SEQ ID №6.The primers used limit the DAO gene fragment, which includes the beginning of the 2nd exon located at position +125 of SEQ ID NO: 3 and the TAG termination codon located at position +1170 of the same sequence, and the ATG translation initiation codon and region are added to this sequence encoding 8 amino acids of the 1st exon. The primers also carry restriction enzyme sites NcoI and XhoI, which are absent in the coding sequence of the DAO gene. 1 ng of the PCR fragment obtained in the first step is subjected to 25 cycles of PCR amplification with tv5 / tv3 primers. A fragment of about 1 kb is isolated from the agarose gel and sequenced. The nucleotide sequence of this fragment is presented in SEQ ID No. 6.

Пример 2. Получение последовательности ДНК, кодирующей гибридный белок, и содержащего ее вектора экспрессии pVR1.Example 2. Obtaining a DNA sequence encoding a fusion protein, and containing its expression vector pVR1.

Ген гибридного белка DAOcbd получали путем объединения фрагментов, кодирующих отдельные домены белка, в составе одной плазмидной конструкции.The DAOcbd fusion protein gene was obtained by combining fragments encoding individual protein domains in a single plasmid construct.

2.1. Конструирование промежуточной плазмиды pETcbd.2.1. Construction of the intermediate plasmid pETcbd.

Сначала получали плазмиду, несущую CBD-домен хитиназы A1 B.circulans под контролем промотора фага Т7 вектора рЕТ23а. В качестве источника последовательности CBD домена использовали плазмиду pTYB4 (New England Biolabs). С помощью праймеров CBD_F (SEQ ID №8) и CBD_R (SEQ ID №9) на матрице плазмиды pTYB4 с использованием Pfu-полимеразы получали уникальный ПЦР фрагмент размером 0,2 т.п.н., который выделяли из агарозного геля. 100 нг полученного фрагмента гидролизовали 5 единицами рестриктаз NdeI и BamHI (Fermentas) и лигировали с гидролизованным NdeI/BamHI вектором рЕТ23а с помощью Т4 ДНК лигазы.First, a plasmid was obtained bearing the CBD domain of B.circulans chitinase A1 under the control of the T7 phage promoter of pET23a vector. Plasmid pTYB4 (New England Biolabs) was used as the source of the CBD domain sequence. Using primers CBD_F (SEQ ID No. 8) and CBD_R (SEQ ID No. 9) on a pTYB4 plasmid matrix using Pfu polymerase, a unique 0.2 kb PCR fragment was obtained that was isolated from an agarose gel. 100 ng of the obtained fragment was hydrolyzed with 5 units of restriction enzymes NdeI and BamHI (Fermentas) and ligated with hydrolyzed NdeI / BamHI vector pET23a using T4 DNA ligase.

Полученной лигазной смесью трансформировали компетентные клетки штамма Escherichia coli XL1-Blue. Из полученных ампициллин-устойчивых трансформантов выделяли плазмидную ДНК, отбирали «положительные» клоны методом ПЦР-скрининга с праймерами CBD_R и T7prom (SEQ ID №10) и детектировали образование ПЦР-продукта размером 268 п.н.The competent ligase mixture was transformed with competent cells of the Escherichia coli strain XL1-Blue. Plasmid DNA was isolated from the obtained ampicillin-resistant transformants, “positive” clones were selected by PCR screening with primers CBD_R and T7prom (SEQ ID No. 10), and the formation of a 268 bp PCR product was detected.

Несколько «положительных» клонов проверяли секвенированием с использованием праймеров T7prom и T7term (SEQ ID №11) и отбирали клон с инсерцией CBD-кодирующего фрагмента (SEQ ID №12), не содержащий неспецифических мутаций. Плазмида, содержащаяся в клетках отобранного клона, была обозначена как pETcbd (Фиг1).Several “positive” clones were checked by sequencing using T7prom and T7term primers (SEQ ID No. 11) and a clone with the insertion of a CBD coding fragment (SEQ ID No. 12) containing no non-specific mutations was selected. The plasmid contained in the cells of the selected clone was designated as pETcbd (Figure 1).

2.2. Получение плазмиды pETDAOcbd.2.2. Obtaining the plasmid pETDAOcbd.

В вектор pETcbd по сайтам рестрикции NcoI/XhoI встраивали фрагмент ДНК с геном TvDAO(SEQ ID №6). Селекцию нужных клонов проводили с помощью рестриктного анализа препаратов плазмидной ДНК по образованию фрагментов размером 1266 и 3586 п.н. при гидролизе NdeI+XhoI. Один из отобранных векторов с молекулярной массой 4852 п.н. обозначили как pETDAOcbd и использовали в дальнейшей работе. Вставку гена гибридного белка в полученном векторе секвенировали с праймеров Т7 prom, T7term, CBD_F и CBD_R для подтверждения идентичности полученной последовательности гена гибридного белка ожидаемой (SEQ ID №13).A DNA fragment with the TvDAO gene (SEQ ID No. 6) was inserted into the pETcbd vector at the NcoI / XhoI restriction sites. The selection of the desired clones was carried out using restriction analysis of plasmid DNA preparations to form fragments of 1266 and 3586 bp in size. upon hydrolysis of NdeI + XhoI. One of the selected vectors with a molecular weight of 4852 bp designated as pETDAOcbd and used in further work. The insertion of the hybrid protein gene in the resulting vector was sequenced from T7 prom, T7term, CBD_F and CBD_R primers to confirm the identity of the obtained hybrid protein gene sequence expected (SEQ ID No. 13).

2.3. Конструирование промежуточного вектора pET-TetR.2.3. Construction of the intermediate vector pET-TetR.

В плазмиде рЕТ23 заменяли ген устойчивости к ампициллину геном устойчивости к тетрациклину. «Вставку», несущую ген устойчивости к тетрациклину, получали из плазмиды pKRP12[13]. Для этого 2 мкг плазмидной ДНК гидролизовали рестриктазой PstI и выделяли из агарозного геля фрагмент размером 1200 п.н. Полученный фрагмент лигировали с гидролизованной по сайту PstI плазмидой рЕТ23 в реакционной смеси, содержавшей 1 мкл раствора рестрицированного вектора с концентрацией 20 нг/мкл, 1 мкл раствора фрагмента с концентрацией 50 нг/мкл, 2 мкл 5-кратного лигазного буфера (Gibco-BRL), 5 мкл воды и 1 мкл Т4 ДНК лигазы (1 ед/мкл, Сибэнзим). Смесь инкубировали в течение 14 часов при 12°С, затем прогревали 15 мин при 65°С, охлаждали во льду и 5 мкл смеси использовали для трансформации компетентных клеток штамма Escherichia coli JM109 [14]. Отбирали тетрациклин-устойчивые клоны, чувствительные к ампициллину. Дополнительную селекцию нужных клонов проводили с помощью рестриктного анализа препаратов плазмидной ДНК (по образованию фрагментов размером 1873, 2132, 2721 п.н. при гидролизе EcoRI+PstI). В отобранных клонах определяли «ориентацию» вставки маркера Tetr путем одновременной обработки рестриктазами ClaI+XhoI. Образование фрагментов размером 1,7 тпн и 5 тпн свидетельствует о «прямой» ориентации вставки маркера Tetr, а фрагментов размером 2,7 тпн и 4 тпн - об «обратной». Плазмида с «прямой» ориентацией маркера была обозначена как pET-TetF, а плазмида с «обратной» ориентацией - как pET-TetR. В дальнейшей работе использовали вектор pET-TetR.In plasmid pET23, the ampicillin resistance gene was replaced by the tetracycline resistance gene. An “insert” carrying the tetracycline resistance gene was obtained from plasmid pKRP12 [13]. For this, 2 μg of plasmid DNA was hydrolyzed with restriction enzyme PstI and a 1200 bp fragment was isolated from agarose gel. The resulting fragment was ligated with the PETI site hydrolyzed plasmid pET23 in a reaction mixture containing 1 μl of a solution of a restricted vector with a concentration of 20 ng / μl, 1 μl of a solution of a fragment with a concentration of 50 ng / μl, 2 μl of a 5-fold ligase buffer (Gibco-BRL) 5 μl of water and 1 μl of T4 DNA ligase (1 unit / μl, Sibenzyme). The mixture was incubated for 14 hours at 12 ° C, then heated for 15 min at 65 ° C, cooled in ice, and 5 μl of the mixture was used to transform competent cells of the Escherichia coli strain JM109 [14]. Tetracycline resistant ampicillin sensitive clones were selected. Additional selection of the desired clones was carried out using restriction analysis of plasmid DNA preparations (by the formation of fragments of 1873, 2132, 2721 bp in size during EcoRI + PstI hydrolysis). In the selected clones, the “orientation” of the Tet r marker insert was determined by simultaneous treatment with restriction enzymes ClaI + XhoI. The formation of 1.7 TPN and 5 TPN fragments indicates a “direct” orientation of the Tet r marker insert, and 2.7 TPN and 4 TPN fragments indicate a “reverse” orientation. A plasmid with a “direct” marker orientation was designated as pET-TetF, and a plasmid with a “reverse” orientation was designated as pET-TetR. In further work, the vector pET-TetR was used.

2.4. Получение вектора экспрессии pVR1.2.4. Obtaining the expression vector pVR1.

Для получения вектора экспрессии гибридного белка DAOcbd из плазмиды pETDAOcbd выделяли фрагмент NdeI/XhoI размером 1200 пн и встраивали его в гидролизованный рестиктазами NdeI/XhoI вектор pET-TetR. Полученную плазмиду обозначили как pVR1 (фиг.3).To obtain the expression vector for the DAOcbd fusion protein from the plasmid pETDAOcbd, a 1200 bp NdeI / XhoI fragment was isolated and inserted into the NETI / XhoI restriction enzyme-digested pET-TetR vector. The resulting plasmid was designated as pVR1 (FIG. 3).

Пример 3. Получение рекомбинантного штамма - продуцента гибридного белка TvDAO cbd.Example 3. Obtaining a recombinant strain producing a hybrid protein TvDAO cbd.

Полученной рекомбинантной плазмидой pVR1 трансформировали штамм E.coli C41(DE3) [10]. Выбор данного штамма в качестве реципиента был сделан по результатам предварительно проведенного анализа, в котором сравнивалась продуктивность штаммов Е.coli BL21(DE3) [F-, ompT, hsdSB (rВ-, mВ-), dcm, gal,

Figure 00000002
(DE3)], BL21(DE3)/plysS [15] и C41(DE3). Штамм C41(DE3) является производным от BL21(DE3) и несет дополнительную мутацию, снижающую уровень транскрипции с Т7 промотора и улучшающую сопряжение между транскрипцией и трансляцией целевых генов, находящихся под контролем Т7 промотора [10, 16].The obtained recombinant plasmid pVR1 transformed the E. coli strain C41 (DE3) [10]. The choice of this strain as a recipient was made according to the results of a preliminary analysis, which compared the productivity of strains of E. coli BL21 (DE3) [F-, ompT, hsdS B (r B- , m B- ), dcm, gal,
Figure 00000002
(DE3)], BL21 (DE3) / plysS [15] and C41 (DE3). Strain C41 (DE3) is a derivative of BL21 (DE3) and carries an additional mutation that reduces the level of transcription from the T7 promoter and improves the conjugation between transcription and translation of target genes controlled by the T7 promoter [10, 16].

Отдельные клоны трансформантов выращивали в 50 мл среды при температуре 30°С и пониженной аэрации, оптимальной для продукции DAO [17]. После достижения культурой плотности 1,6 ОЕ (А600) вносили индуктор ИПТГ до конечной концентрации 1 мМ и продолжали инкубацию еще 18 часов. В конце культивирования определяли параметры роста культуры и активности фермента в бактериальных клетках, как описано ранее [17]. Для получения грубого экстракта осадок клеток разрушали ультразвуком с периодическим охлаждением во льду (4 раза по 30 сек с интервалом 1 мин) и отделяли клеточный дебрис центрифугированием (13000 об/мин, 10 мин).Separate clones of transformants were grown in 50 ml of medium at a temperature of 30 ° С and low aeration, optimal for DAO production [17]. After the culture reached a density of 1.6 OE (A 600 ), the IPTG inducer was introduced to a final concentration of 1 mM and incubation continued for another 18 hours. At the end of cultivation, the growth parameters of the culture and enzyme activity in bacterial cells were determined, as described previously [17]. To obtain a coarse extract, the cell pellet was destroyed by ultrasound with periodic cooling in ice (4 times for 30 sec with an interval of 1 min) and the cell debris was separated by centrifugation (13000 rpm, 10 min).

50 мкл полученного осветленного лизата инкубировали с 250 мкл 10 мМ D-аланина в 50 mM фосфатном буфере, рН 8,0, в течение 15 или 30 мин, реакцию останавливали добавлением 100 мкл насыщенного раствора 2,4-динитрофенилгидразина в 2N HCl и через 5 мин к раствору добавляли 300 мкл 3М NaOH и 2,5 мл дистиллированной воды. После инкубации в течение 10 мин при комнатной температуре измеряли поглощение раствора при 550 нм, которое сравнивали с калибровочной кривой, построенной с использованием стандартных концентраций пировиноградной кислоты. Удельную активность выражали в единицах фермента (мкмоли субстрата в 1 мин при 25°С) на мг общего белка осветленного экстракта. Содержание общего белка определяли по методу Брэдфорда [11].50 μl of the resulting clarified lysate were incubated with 250 μl of 10 mM D-alanine in 50 mM phosphate buffer, pH 8.0, for 15 or 30 minutes, the reaction was stopped by adding 100 μl of a saturated solution of 2,4-dinitrophenylhydrazine in 2N HCl and after 5 min to the solution was added 300 μl of 3M NaOH and 2.5 ml of distilled water. After incubation for 10 min at room temperature, the absorbance of the solution was measured at 550 nm, which was compared with a calibration curve constructed using standard concentrations of pyruvic acid. The specific activity was expressed in units of the enzyme (μmol of the substrate for 1 min at 25 ° C) per mg of total protein of the clarified extract. The total protein content was determined by the Bradford method [11].

На основании полученных данных был отобран клон (№6), отличающийся лучшим накоплением биомассы и наиболее высоким выходом функционально активного фермента (Таблица 1), который был обозначен C41(DE3)/pVR1 и использован для получения рекомбинантного штамма.Based on the data obtained, a clone (No. 6) was selected, characterized by the best biomass accumulation and the highest yield of functionally active enzyme (Table 1), which was designated C41 (DE3) / pVR1 and used to obtain the recombinant strain.

Таблица 1Table 1 Параметры роста культуры и активности оксидазы у отдельных трансформантов штамма C41(DE3) плазмидой pVR1Growth parameters of culture and oxidase activity in individual transformants of strain C41 (DE3) with plasmid pVR1 Индивидуальные клоныIndividual Clones Рост культуры, А600Culture Growth, A600 Активность DAO, ед/мг белкаDAO activity, units / mg protein Выход DAO, ед/млYield DAO, units / ml №1No. 1 5,45,4 15fifteen 11eleven №2Number 2 4,84.8 11eleven 99 №3Number 3 5,05,0 1212 1010 №4Number 4 5,85.8 1717 15fifteen №5Number 5 5,15.1 1616 18eighteen №6Number 6 6,76.7 20twenty 2121

Пример 4. Характеристика рекомбинантного штамма E.coli C41(DE3)/pVR1Example 4. Characterization of the recombinant E. coli strain C41 (DE3) / pVR1

Морфологические признаки: Клетки имеют продолговатую палочковидную форму, при делении не почкуются.Morphological signs: Cells have an elongated rod-shaped shape, do not bud when dividing.

Культуральные признаки:Cultural traits:

Клетки хорошо растут на обычно используемых питательных средах. Время генерации около 60 мин в жидкой LB-среде. На 2-2,5% питательном агаре "Difco" образуются круглые, гладкие, желтоватые колонии с ровными краями. При выращивании на жидких LB- и YT-средах образуется интенсивная ровная мутность.Cells grow well on commonly used culture media. The generation time is about 60 minutes in a liquid LB medium. On 2-2.5% nutrient agar "Difco" round, smooth, yellowish colonies with smooth edges are formed. When grown on liquid LB and YT media, intense even turbidity forms.

Физиолого-биохимические признаки:Physiological and biochemical signs:

Оптимальная температура культивирования - от 25 до 30°С, оптимум рН - 7,6. Источником азота служат органические соединения (в виде триптона, дрожжевого экстракта).The optimum cultivation temperature is from 25 to 30 ° C, the optimum pH is 7.6. The source of nitrogen is organic compounds (in the form of tryptone, yeast extract).

Уровень синтеза DAOcbd (по данным определения активности в образцах биомассы штамма-продуцента) составляет около 100 мг/л при титре культуры 1×109 кл/мл.The DAOcbd synthesis level (according to the activity determination in the biomass samples of the producer strain) is about 100 mg / L with a culture titer of 1 × 10 9 cells / ml.

Пример 5. Очистка гибридного белка и анализ активности иммобилизованной на хитиновом носителе TvDAOcbd.Example 5. Purification of the hybrid protein and analysis of the activity of TvDAOcbd immobilized on a chitin carrier.

Полученную биомассу рекомбинантного штамма (5 г) суспендировали в 20 мл буфера А, содержащего 100 мМ фосфат натрия, рН 7,5, 5 мМ 2-меркаптоэтанол, 2 мМ ЕДТА, 0,3% цетилтриметил аммоний бромид (СТАВ), и разрушали ультразвуковой дезинтеграцией. Супернатант собирали, дебрис промывали буфером А и отбрасывали.The resulting recombinant strain biomass (5 g) was suspended in 20 ml of buffer A containing 100 mM sodium phosphate, pH 7.5, 5 mM 2-mercaptoethanol, 2 mM EDTA, 0.3% cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB), and was destroyed by ultrasound disintegration. The supernatant was collected, debris was washed with buffer A and discarded.

Балластные белки из супернатанта осаждали сульфатом аммония (30% насыщения), рекомбинантную DAOcbd из супернатанта осаждали сульфатом аммония (60% насыщения). Осадок растворяли в 10 мл буфера Б (10 мМ пирофосфат натрия, рН 8, 5 мМ 2-меркаптоэтанол, 2 мМ ЕДТА, 10% глицерин, 300 мМ NaCl) и наносили на колонку с хитиновыми гранулами (2×5 cm). Колонку промывали буфером Б до исчезновения поглощения на A280, отбирали аликвоту сорбента и использовали для определения активности оксидазы (α-кетокислотный метод) и общего белка. Этапы очистки и иммобилизации отражены в Таблице 2.Ballast proteins from the supernatant were precipitated with ammonium sulfate (30% saturation), recombinant DAOcbd from the supernatant was precipitated with ammonium sulfate (60% saturation). The precipitate was dissolved in 10 ml of buffer B (10 mm sodium pyrophosphate, pH 8, 5 mm 2-mercaptoethanol, 2 mm EDTA, 10% glycerol, 300 mm NaCl) and applied to a column with chitin granules (2 × 5 cm). The column was washed with buffer B until absorption disappeared on A 280 , an aliquot of the sorbent was taken and used to determine oxidase activity (α-keto acid method) and total protein. The stages of purification and immobilization are shown in Table 2.

Таблица 2table 2 Очистка и иммобилизация DAOcbdPurification and immobilization of DAOcbd Этап очисткиCleaning stage Общий белок (мг)Total protein (mg) Активность оксидазы (мкмоль/мин)The activity of oxidase (μmol / min) Выход, %Exit, % Степень очистки (раз)The degree of purification (times) Общая
(Е)
Total
(E)
Удельная (Е/мг)Specific (E / mg)
Бесклеточный экстрактCell-free extract 905905 1629016290 18eighteen 100one hundred 1one Сульфат-аммонийный осадок (60%)Ammonium sulphate precipitate (60%) 325325 1303013030 4040 8080 2,22.2 Иммобилизация на хитиновом сорбентеChitin Sorbent Immobilization 125125 1059010590 8585 6565 4,74.7 Примечание: в опыт взято 10 г влажной биомассы E.coliNote: 10 g of wet E.coli biomass were taken in the experiment.

Определенная нами удельная активность гибридного белка DAOcbd в иммобилизованном состоянии составляет 85 ед/мг белка, что по существу соответствует известным из литературы показателям удельной активности (95 ед/мг) не иммобилизованной рекомбинантной DAO, экспрессированной в Е.coli в виде простого (не гибридного) белка [3, 7]. Это позволяет сделать вывод, что созданная конструкция химерного белка является функционально активной и в полной мере сохраняющей свойства обоих входящих в нее компонентов. Получение активной DAO в предложенной комбинации с хитинсвязывающим доменом существенно облегчает очистку целевого белка, причем в результате проведения процесса очистки образуется иммобилизованная форма фермента, пригодная как для непосредственного использования в технологическом процессе, так и для последующей «пришивки» к другим носителям, в частности для дополнительного повышения стабильности и долговечности ферментного препарата.The specific activity of the DAOcbd fusion protein determined by us in the immobilized state is 85 u / mg protein, which essentially corresponds to the literature on the specific activity (95 u / mg) of the non-immobilized recombinant DAO expressed in E. coli as a simple (not hybrid) protein [3, 7]. This allows us to conclude that the created design of the chimeric protein is functionally active and fully preserves the properties of both its constituent components. The preparation of an active DAO in the proposed combination with a chitin-binding domain significantly facilitates the purification of the target protein, and as a result of the purification process, an immobilized form of the enzyme is formed, suitable both for direct use in the technological process and for subsequent “sewing” to other carriers, in particular for additional increase the stability and durability of the enzyme preparation.

Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000003
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

Claims (3)

1. Рекомбинантная ДНК, которая кодирует функционально активный гибридный белок (DAOcbd), состоящий из оксидазы D-аминокислот Trigonopsis variabilis и хитинсвязывающего домена хитиназы A1 Bacillus circulans, и характеризуется нуклеотидной последовательностью SEQ ID №13.1. Recombinant DNA that encodes a functionally active fusion protein (DAOcbd), consisting of D-amino acid oxidase Trigonopsis variabilis and the chitin-binding domain of chitinase A1 Bacillus circulans, and is characterized by the nucleotide sequence of SEQ ID No. 13. 2. Рекомбинантная плазмида pVR1, обеспечивающая синтез гибридного белка TvDAOcbd в клетках Escherichia coli и состоящая из фрагмента ДНК, представляющего собой рекомбинантную ДНК по п.1 (SEQ ID №13), кодирующую названный гибридный белок, и NdeI/XhoI фрагмента плазмиды pET-TetR, полученной путем замены гена бета-лактамазы в векторе рЕТ23 геном устойчивости к тетрациклину (Tetr) в обратной ориентации.2. Recombinant plasmid pVR1, providing synthesis of the TvDAOcbd fusion protein in Escherichia coli cells and consisting of the DNA fragment representing the recombinant DNA according to claim 1 (SEQ ID No. 13) encoding the fusion protein and the NdeI / XhoI fragment of the pET-TetR plasmid obtained by replacing the beta-lactamase gene in the pET23 vector with the tetracycline resistance gene (Tet r ) in the reverse orientation. 3. Рекомбинантный штамм Escherichia coli C41(DE3)/pVR1-продуцент функционально активного гибридного белка TvDAOcbd.3. Recombinant strain of Escherichia coli C41 (DE3) / pVR1-producer of a functionally active hybrid protein TvDAOcbd.
RU2006108266/13A 2006-03-17 2006-03-17 RECOMBINANT DNA ENCODING FUNCTIONALLY ACTIVE HYBRID PROTEIN OF D-AMINO ACID OXYDASE WITH CHITIN-COUPLING DOMAIN (DAOcbd), pVR1 RECOMBINANT PLASMID PROVIDING SYNTHESIS THEREOF IN Escherichia coli CELLS AND RECOMBINANT Escherichia coli STRAIN C 41 (DE3)/pVR1 AS PRODUCER OF DAOcbd RU2310688C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006108266/13A RU2310688C1 (en) 2006-03-17 2006-03-17 RECOMBINANT DNA ENCODING FUNCTIONALLY ACTIVE HYBRID PROTEIN OF D-AMINO ACID OXYDASE WITH CHITIN-COUPLING DOMAIN (DAOcbd), pVR1 RECOMBINANT PLASMID PROVIDING SYNTHESIS THEREOF IN Escherichia coli CELLS AND RECOMBINANT Escherichia coli STRAIN C 41 (DE3)/pVR1 AS PRODUCER OF DAOcbd

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006108266/13A RU2310688C1 (en) 2006-03-17 2006-03-17 RECOMBINANT DNA ENCODING FUNCTIONALLY ACTIVE HYBRID PROTEIN OF D-AMINO ACID OXYDASE WITH CHITIN-COUPLING DOMAIN (DAOcbd), pVR1 RECOMBINANT PLASMID PROVIDING SYNTHESIS THEREOF IN Escherichia coli CELLS AND RECOMBINANT Escherichia coli STRAIN C 41 (DE3)/pVR1 AS PRODUCER OF DAOcbd

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2310688C1 true RU2310688C1 (en) 2007-11-20

Family

ID=38959414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006108266/13A RU2310688C1 (en) 2006-03-17 2006-03-17 RECOMBINANT DNA ENCODING FUNCTIONALLY ACTIVE HYBRID PROTEIN OF D-AMINO ACID OXYDASE WITH CHITIN-COUPLING DOMAIN (DAOcbd), pVR1 RECOMBINANT PLASMID PROVIDING SYNTHESIS THEREOF IN Escherichia coli CELLS AND RECOMBINANT Escherichia coli STRAIN C 41 (DE3)/pVR1 AS PRODUCER OF DAOcbd

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2310688C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108707591A (en) * 2018-06-07 2018-10-26 东阳市人民医院 A kind of preparation and purification method and its application of DAO albumen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIN ET AL., Enzyme Microb. Technol., 2000, v.27, p.482-491. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108707591A (en) * 2018-06-07 2018-10-26 东阳市人民医院 A kind of preparation and purification method and its application of DAO albumen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109825484B (en) Zearalenone hydrolase ZHD101 mutant and method for hydrolyzing zearalenone by using mutant
KR100312456B1 (en) Gene Derived from Pseudomonas fluorescens Which Promotes the Secretion of Foreign Protein in Microorganism
CN113862233B (en) Method for improving acid stability of glucose oxidase, mutant Q241E/R499E, gene and application
AU5248698A (en) Mutant penicillin g acylases
JP2005198655A (en) Cephalosporin c acylase
CN111172142B (en) Cephalosporin C acylase mutant with high thermal stability
CA2045839C (en) Cloned n-methylhydantoinase
RU2310688C1 (en) RECOMBINANT DNA ENCODING FUNCTIONALLY ACTIVE HYBRID PROTEIN OF D-AMINO ACID OXYDASE WITH CHITIN-COUPLING DOMAIN (DAOcbd), pVR1 RECOMBINANT PLASMID PROVIDING SYNTHESIS THEREOF IN Escherichia coli CELLS AND RECOMBINANT Escherichia coli STRAIN C 41 (DE3)/pVR1 AS PRODUCER OF DAOcbd
RU2388826C2 (en) RECOMBINANT DNA, WHICH CODES FUNCTIONALLY ACTIVE HYBRID PROTEIN GL7ACA-ACYLASE WITH CHITIN-BINDING DOMAIN (BrdGL7ACA-cbd) AND RECOMBINANT PLASMID pSVH0108, PROVIDING FOR ITS SYNTHESIS IN CELLS Escherichia coli, RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli BL21(DE3)/pSVH0108-PRODUCER BrdGL7ACA-cbd
JP4118689B2 (en) D-hydantoinase from Ochrobactrum anthropi
JP5210530B2 (en) RrhJ1I restriction / modification enzyme and its gene
JP2008005734A (en) Alkaline phosphatase
US5869309A (en) Cephalosporin esterase gene from Rhodosporidium toruloides
CN113528497B (en) Use of FBA8 gene or FBA8 protein for preparing reagent with transphosphorylation activity and/or proteolytic activity
RU2310687C1 (en) pETTvDAO2 RECOMBINANT PLASMID PROVIDING SYNTHESIS OF YEAST Trigonopsis variabilis D-AMINO ACID OXYDASE (DAO) IN Escherichia coli CELLS AND RECOMBINANT Escherichia coli STRAIN C41(DE3)/pETTvDAO2 AS PRODUCER OF DAO
US20230265409A1 (en) Polypeptide having cephalosporin c acylase activity and use thereof
RU2300566C2 (en) RECOMBINANT PLASMID pSVH0106 PROVIDING SYNTHESIS OF Gl7ACA ACYLASE IN Escherichia coli CELLS, RECOMBINANT STRAIN OF Escherichia coli BL21(DE3)/pSVH0106 AS PRODUCER OF Gl7ACA ACYLASE
JP4120964B2 (en) Serum acetyltransferase derived from extreme thermophile, gene encoding the same, and method for enzymatic synthesis of L-cysteine
JP5626263B2 (en) RrhJ1I modifying enzyme and gene thereof
CN112779238A (en) DNA polymerase mixture for hepatitis C virus detection
CN113073107A (en) Mannase gene AbMan5, recombinant expression plasmid, recombinant expression strain, mannase and application thereof
JP2003038195A (en) Method of obtaining useful protein from fusion protein
JP2002371096A (en) Method for selectively cutting fusion protein
JP2003038171A (en) Method for obtaining useful protein from fused protein
JP2003024060A (en) Method for obtaining useful protein from fusion protein

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160318

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170117

PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20190801

PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200318