RU2413767C1 - Thermostable dna-ligase from archaea of genus acidilobus - Google Patents

Thermostable dna-ligase from archaea of genus acidilobus Download PDF

Info

Publication number
RU2413767C1
RU2413767C1 RU2009138187/10A RU2009138187A RU2413767C1 RU 2413767 C1 RU2413767 C1 RU 2413767C1 RU 2009138187/10 A RU2009138187/10 A RU 2009138187/10A RU 2009138187 A RU2009138187 A RU 2009138187A RU 2413767 C1 RU2413767 C1 RU 2413767C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dna
ligase
acidilobus
ligac1904
activity
Prior art date
Application number
RU2009138187/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Анатольевич Смагин (RU)
Владимир Анатольевич Смагин
Андрей Владимирович Марданов (RU)
Андрей Владимирович Марданов
Мария Игоревна Прокофьева (RU)
Мария Игоревна Прокофьева
Елизавета Александровна Бонч-Осмоловская (RU)
Елизавета Александровна Бонч-Осмоловская
Николай Викторович Равин (RU)
Николай Викторович Равин
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Центр "Биоинженерия" РАН
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации
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 Учреждение Российской академии наук Центр "Биоинженерия" РАН, Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации filed Critical Учреждение Российской академии наук Центр "Биоинженерия" РАН
Priority to RU2009138187/10A priority Critical patent/RU2413767C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2413767C1 publication Critical patent/RU2413767C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention represents recombinant thermostable DNA-ligase Acidilobus sp 1904, demonstrating ligase activity in presence of magnesium ions, in the range of pH values from 6.8 to 7.4, sodium chloride concentrations from 0 to 100 mM. DNA-ligase consists of 607 amino acids and has weigh 68 kDa, determined by method of electrophoresis in polyacryl gel and has amino acid sequence SEQ ID N0:2. Invention also relates to DNA, coding DNA-ligase Acidilobus sp 1904, and method of obtaining said ligase.
EFFECT: invention makes it possible to extend assortment of DNA-ligases.
3 cl, 4 dwg, 6 ex

Description

Область примененияApplication area

Изобретение относится к области молекулярной диагностики и генетической инженерии и касается термостабильных ферментов с активностью ДНК-лигаз. Предлагается новая ДНК-лигаза из архей рода Acidilobus и способ ее выделения.The invention relates to the field of molecular diagnostics and genetic engineering and relates to thermostable enzymes with DNA ligase activity. A new DNA ligase from archaea of the genus Acidilobus and a method for its isolation are proposed.

АктуальностьRelevance

Ферменты-биокатализаторы широко используются в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства и медицины. Одним из наиболее быстрорастущих рынков является производство ферментов для молекулярно-биологических исследований в самых различных областях деятельности, от медицины до криминалистики. В качестве примера можно привести термофильные ДНК-полимеразы, используемые в полимеразной цепной реакции (ПЦР), внедрение которой в практику в 1990-х годах совершило по существу революцию в диагностике инфекционных заболеваний.Biocatalyst enzymes are widely used in various industries, agriculture and medicine. One of the fastest growing markets is the production of enzymes for molecular biological research in a wide variety of fields, from medicine to forensics. An example is the thermophilic DNA polymerases used in the polymerase chain reaction (PCR), the introduction of which into practice in the 1990s essentially revolutionized the diagnosis of infectious diseases.

Наряду с ПЦР, известен ряд других методов детекции и амплификации специфических последовательностей ДНК. К ним относится метод лигазной цепной реакции (ligase chain reaction, LCR), эффективный для детекции ДНК-полиморфизмов, мутаций, генетических аномалий. Несмотря на то, что метод LCR известен уже давно и активно применяется в диагностической практике, например в США, в России он практически не используется, в значительной степени из-за отсутствия термостабильных ДНК-лигаз на Российском рынке. Другой областью использования термостабильных лигаз является их использование для «сборки» синтетических генов из олигонуклеотидов, проводимой при повышенной температуре для снижения вероятности образования неспецифических продуктов лигирования.Along with PCR, a number of other methods for detecting and amplifying specific DNA sequences are known. These include the ligase chain reaction (LCR) method, which is effective for detecting DNA polymorphisms, mutations, and genetic abnormalities. Despite the fact that the LCR method has been known for a long time and is actively used in diagnostic practice, for example in the USA, it is practically not used in Russia, largely due to the lack of thermostable DNA ligases in the Russian market. Another area of use of thermostable ligases is their use for the "assembly" of synthetic genes from oligonucleotides, carried out at elevated temperatures to reduce the likelihood of formation of non-specific ligation products.

Возрастающая потребность в термостабильных ДНК-лигазах с различными характеристиками стимулирует интерес крупнейших исследовательских центров и ведущих биотехнологических компаний во всем мире к поиску и созданию новых ДНК-лигаз, обладающих улучшенными либо новыми свойствами - высокой термостабильностью, удельной активностью, устойчивостью к ингибиторам и т.д.The growing demand for thermostable DNA ligases with different characteristics stimulates the interest of the largest research centers and leading biotechnological companies around the world in the search and creation of new DNA ligases with improved or new properties - high thermal stability, specific activity, resistance to inhibitors, etc. .

Уровень техникиState of the art

ДНК-лигазы играют важную роль в репликации, рекомбинации и репарации ДНК [Lehman, 1974]. Они присутствуют у эукариот, бактерий и архей и могут быть разделены на два семейства в соответствии с используемыми высокоэнергетическими кофакторами: АТФ-зависимые ДНК-лигазы (КФ 6.5.1.1) и НАД-зависимые лигазы (КФ 6.5.1.2). ДНК-лигазы катализируют присоединение 5'-Р донорного конца к 3'-ОН акцепторному концу в результате трех последовательных реакций переноса [Lehman, 1974; Engler and Richardson, 1983]. Все известные в настоящее время эукариотические и архейные ДНК-лигазы, а также лигазы из бактериофагов и вирусов, являются АТФ-зависимыми и содержат специфические мотивы в их аминокислотных последовательностях [Georlette et al., 2000].DNA ligases play an important role in DNA replication, recombination, and repair [Lehman, 1974]. They are present in eukaryotes, bacteria, and archaea and can be divided into two families according to the high-energy cofactors used: ATP-dependent DNA ligases (EC 6.5.1.1) and NAD-dependent ligases (EC 6.5.1.2). DNA ligases catalyze the attachment of the 5'-P donor end to the 3'-OH acceptor end as a result of three sequential transfer reactions [Lehman, 1974; Engler and Richardson, 1983]. All currently known eukaryotic and archaeal DNA ligases, as well as ligases from bacteriophages and viruses, are ATP-dependent and contain specific motifs in their amino acid sequences [Georlette et al., 2000].

Известны АТФ-зависимые ДНК-лигазы из различных гипертермофильных архей, в том числе Thermococcus kodakaraensis [Nakatani et al., 2000], Thermococcus fumicolanus [Rolland et al., 2004], Staphylothermus marinus [Seo et al., 2007], Sulfolobus shibatae [Lai et al., 2002] и Sulfophobococcus zilligii [Sun et al., 2008].ATP-dependent DNA ligases from various hyperthermophilic archaea are known, including Thermococcus kodakaraensis [Nakatani et al., 2000], Thermococcus fumicolanus [Rolland et al., 2004], Staphylothermus marinus [Seo et al., 2007], Sulfolobus shibatae [Lai et al., 2002] and Sulfophobococcus zilligii [Sun et al., 2008].

Известны термостабильные лигазы, выделенные из археи Pyrococcus furiosus. Фермент может быть использован для амфплификации ДНК в лигазной цепной реакции (ЛЦР) [Патент США 6280998, опубл. 2001.08.28]. Также известны рекомбинантные термостабильные белки, имеющие ДНК-лигазную активность. Белок выделен из Thermococcus sp.(штамм 9 0N-7), является АТФ-зависимым и сохраняет активность при 100°С [WO 2007035439, опубл. 2007-03-29].Thermostable ligases isolated from the archaea Pyrococcus furiosus are known. The enzyme can be used for amplification of DNA in a ligase chain reaction (LCR) [US Patent 6280998, publ. 2001.08.28]. Recombinant thermostable proteins having DNA ligase activity are also known. The protein is isolated from Thermococcus sp. (Strain 9 0 N-7), is ATP-dependent, and remains active at 100 ° C [WO 2007035439, publ. 2007-03-29].

Настоящее изобретение касается выделения и характеристики новой ДНК-лигазы LigAc1904 из гипертермофильной археи, выделенной из горячего источника в районе вулкана Мутновский на Камчатке, характеризующегося кислым значением рН, а также разработки способа ее получения.The present invention relates to the isolation and characterization of a new LigAc1904 DNA ligase from a hyperthermophilic archaea isolated from a hot spring in the area of Mutnovsky volcano in Kamchatka, characterized by an acidic pH value, and also to develop a method for its preparation.

С помощью метода полимеразной цепной реакции был идентифицирован и затем секвенирован ген ДНК-лигазы из термофильных археи рода Acidilobus (штамм 1904), имеющий нуклеотидную последовательность SEQ ID NO1. Методом культивирования рекомбинантного штамма E.coli DLT1270, содержащего плазмиду pRARE, трансформированного вектором pQE30, содержащим нуклеотидную последовательность SEQ ID NO 1, была выделена и очищена методом металл-афинной хроматографии новая рекомбинантная термостабильная ДНК-лигаза, проявляющая лигазную активность в присутствии ионов магния, при значении рН в диапазоне от 6.8 до 7.4, в широком диапазоне концентраций натрия хлорида (0-100 мМ), состоящая из 607 аминокислот, имеющая массу 68 кДа, определенную методом электрофореза в полиакриловом геле, и содержащая аминокислотную последовательность SEQ ID NO 2, получаемую из рекомбинантного штамма E.coli.Using the polymerase chain reaction method, the DNA ligase gene from the thermophilic archaea of the genus Acidilobus (strain 1904) with the nucleotide sequence of SEQ ID NO1 was identified and then sequenced. By culturing a recombinant E. coli strain DLT1270 containing the pRARE plasmid transformed with the pQE30 vector containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO 1, a new recombinant thermostable DNA ligase exhibiting ligase activity in the presence of magnesium ions was isolated and purified by metal affinity chromatography. a pH in the range from 6.8 to 7.4, in a wide range of concentrations of sodium chloride (0-100 mm), consisting of 607 amino acids, having a mass of 68 kDa, determined by polyacrylic gel electrophoresis, and containing the amino acid sequence of SEQ ID NO 2 obtained from a recombinant E. coli strain.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Лигаза LigAc1904 выделена из археи Acidilobus штамм 1904 и характеризуется тем, что состоит из 607 аминокислот и имеет массу 68 кДа, определенную методом электрофореза в полиакриловом геле. По аминокислотной последовательности LigAc1904 существенно отличается от других известных ДНК-лигаз, ближайшими гомологами являются АТФ-зависимые ДНК-лигазы архей Staphylothermus marinus (63% идентичности) и Sulfolobus shibatae (57% идентичности). Анализ аминокислотной последовательности LigAc1904 выявил три характерных домена АТФ-зависимых ДНК-лигаз. Первый домен, N-концевой район ДНК-лигазы (DNA_Ligase_A_N), встречается в большинстве, но не во всех АТФ-зависимых ДНК-лигазах. Этот регион необходим для связывания фермента с ДНК и участвует в катализе реакции. Второй домен - DNA_Ligase_A_M, встречается в ДНК-лигазах, точные функциональные свойства его неизвестны. Третий, С-концевой домен (DNA_Ligase_A_C), составляет основную часть каталитического центра АТФ-зависимых ДНК-лигаз.Ligase LigAc1904 was isolated from Archaea Acidilobus strain 1904 and is characterized in that it consists of 607 amino acids and has a mass of 68 kDa, determined by polyacrylic gel electrophoresis. The amino acid sequence of LigAc1904 differs significantly from other known DNA ligases; the closest homologs are ATP-dependent DNA ligases of archaea Staphylothermus marinus (63% identity) and Sulfolobus shibatae (57% identity). Analysis of the amino acid sequence of LigAc1904 revealed three characteristic domains of ATP-dependent DNA ligases. The first domain, the N-terminal region of DNA ligase (DNA_Ligase_A_N), is found in most, but not all, ATP-dependent DNA ligases. This region is necessary for binding of the enzyme to DNA and is involved in catalysis of the reaction. The second domain, DNA_Ligase_A_M, is found in DNA ligases; its exact functional properties are unknown. The third, C-terminal domain (DNA_Ligase_A_C), makes up the bulk of the catalytic center of ATP-dependent DNA ligases.

Одной из основных областей практического применения термостабильных ДНК-лигаз является амплификация ДНК в лигазной цепной реакции (ЛЦР). Проведение ЛЦР требует высокой термостабильности фермента, которой обладает LigAc1904, сохраняющей более 50% своей активности после инкубации в течение 30 минут при температуре 94°С. Помимо этого, новый фермент неожиданно обнаруживает ряд полезных свойств, - он обеспечивает лигирование лишь фрагментов ДНК, имеющих протяженные (12-нт в случае BstEII-фрагментов фага лямбда), но не короткие (4-нт концы HindIII фрагментов фага лямбда) липкие концы, и не способен лигировать фрагменты ДНК с «тупыми» концами. Поэтому одним из перспективных применений нового фермента может быть «сборка» синтетических генов из олигонуклеотидов. Проведение реакции лигирования при повышенной температуре (60-70°С) должно повысить эффективность «сборки» фрагмента ДНК из олигонуклеотидов за счет снижения вероятности образования неспецифических продуктов лигирования. Такие продукты могут образовываться при использовании обычной мезофильной ДНК лигазы (например, ДНК лигазы фага Т4) в результате отжига случайным образом слипшихся коротких комплиментарных участков олигонуклеотидов, использованных для синтеза гена. Термостабильность LigAc1904 и ее способность лигировать лишь протяженные липкие концы должны снизить вероятность образования неспецифических продуктов при «сборке» генов с ее применением.One of the main areas of practical application of thermostable DNA ligases is the amplification of DNA in a ligase chain reaction (LCR). Carrying out LCR requires the high thermal stability of the enzyme, which possesses LigAc1904, which retains more than 50% of its activity after incubation for 30 minutes at a temperature of 94 ° C. In addition, the new enzyme unexpectedly reveals a number of useful properties: it provides ligation of only DNA fragments that have extended (12-nt in the case of BstEII fragments of phage lambda), but not short (4-nt ends of HindIII fragments of phage lambda) sticky ends, and is not able to ligate DNA fragments with blunt ends. Therefore, one of the promising applications of the new enzyme may be the "assembly" of synthetic genes from oligonucleotides. The ligation reaction at elevated temperature (60-70 ° C) should increase the efficiency of the "assembly" of a DNA fragment from oligonucleotides by reducing the likelihood of the formation of non-specific ligation products. Such products can be formed using conventional mesophilic DNA ligase (eg, T4 phage ligase DNA) as a result of annealing of randomly coalesced short complementary portions of oligonucleotides used for gene synthesis. The thermal stability of LigAc1904 and its ability to ligate only extended sticky ends should reduce the likelihood of the formation of nonspecific products during gene assembly with its use.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1. Экспрессия LigAc1904 в E.coli и очистка белка.Figure 1. Expression of LigAc1904 in E. coli and protein purification.

Приведены результаты электрофоретического анализа белковых препаратов:The results of electrophoretic analysis of protein preparations are presented:

1 и 4 - маркеры молекулярной массы, размеры указаны в кДа,1 and 4 are molecular weight markers, dimensions are indicated in kDa,

2 - суммарный белковый препарат, выделенный из клеток штамма DLT1270/pRARE, содержащего плазмиду pQE30 - LigAc1904, до индукции синтеза LigAc1904,2 - total protein preparation isolated from cells of strain DLT1270 / pRARE containing the plasmid pQE30 - LigAc1904, before induction of the synthesis of LigAc1904,

3 - то же, что на дорожке 2, но через 3 часа после индукции синтеза LigAc1904 внесением в среду 1 мМ изопропил-бета-D-тиогалактозида (ИПТГ),3 - the same as in lane 2, but 3 hours after the induction of LigAc1904 synthesis by adding 1 mM isopropyl-beta-D-thiogalactoside (IPTG) to the medium,

5 - белковый препарат LigAc1904 после очистки.5 - protein preparation LigAc1904 after purification.

Фиг.2. Анализ способности LigAc1904 лигировать фрагменты, образованные при обработке ДНК фага λ эндонуклеазой BstEII.Figure 2. Analysis of the ability of LigAc1904 to ligate fragments formed by processing of phage λ DNA with BstEII endonuclease.

Приведены результаты анализа препаратов ДНК с помощью гель-электрофореза в агарозном геле.The results of the analysis of DNA preparations using gel electrophoresis in agarose gel are presented.

1 - маркер молекулярной массы ДНК (длины фрагментов указаны в т.п.н.).1 - molecular weight marker for DNA (fragment lengths are indicated in kb).

2 - ДНК фага λ после обработки рестриктазой BstEII.2 - DNA of phage λ after treatment with restriction enzyme BstEII.

3 - препарат BstEII-фрагментов ДНК фага (после инкубации в течение 1,5 ч при 45°C с 500 нг лигазы LigAc1904 в реакционном буфере (40 мМ трис-HCl рН 7,0, 5 мМ MgCl2), не содержащем АТФ.3 - preparation of BstEII phage DNA fragments (after incubation for 1.5 h at 45 ° C with 500 ng of LigAc1904 ligase in reaction buffer (40 mM Tris-HCl pH 7.0, 5 mM MgCl 2 ) that does not contain ATP.

4 - 9, - то же, что на дорожке 3, но буфер для лигирования дополнительно содержал АТФ в различных концентрациях: дор. 4 - 1000 µМ, дор. 5 - 100 µM, дор. 6 - 10 µМ, дор. 7 - 1 µM, дор. 8 - 0.1 µM, дор. 9 - 0.01 µM АТФ.4 - 9, - the same as in lane 3, but the ligation buffer additionally contained ATP in various concentrations: dor. 4 - 1000 μM, dor. 5 - 100 µM, dor. 6 - 10 µM, dor. 7 - 1 µM, dor. 8 - 0.1 µM, dor. 9 - 0.01 µM ATP.

10 - препарат BstEII-фрагментов ДНК фага λ после инкубации в течение 1,5 ч. при 37°C с ДНК-лигазой Т4 в буфере без АТФ.10 - preparation of BstEII phage λ DNA fragments after incubation for 1.5 hours at 37 ° C with T4 DNA ligase in a buffer without ATP.

11 - то же, что на дор. 5, но буфер для лигирования дополнительно содержал 100 µM АТФ. Справа стрелками показаны концевые BstEII-фрагменты А (5678 п.н.) и Б (8453 п.н), а также продукт их лигирования, С (14131 п.н.).11 - the same as on dor. 5, but the ligation buffer additionally contained 100 μM ATP. The arrows on the right show the terminal BstEII fragments A (5678 bp) and B (8453 bp), as well as the product of their ligation, C (14131 bp).

Фиг.3. Ферментативная характеристика ДНК лигазы LigTh1519.Figure 3. Enzymatic characterization of LigTh1519 ligase DNA.

А - структура синтетического субстрата, использованного для определения эффективности лигирования однонитевого разрыва. Положение γ32Р - радиоактивной метки, введенной на 5'-конец олигонуклеотида LA30, указано звездочкой.A is the structure of the synthetic substrate used to determine the effectiveness of ligation of a single strand break. The position of the γ32P radioactive label inserted at the 5 ′ end of the LA30 oligonucleotide is indicated by an asterisk.

На панелях Б-Е приведены результаты электрофоретического анализа продуктов лигирования.Panels BE present the results of electrophoretic analysis of ligation products.

Б - влияние концентрации NaCl на активность LigTh1519.B - the effect of NaCl concentration on the activity of LigTh1519.

В - влияние концентрации MgCl2 на активность LigTh1519.In - the effect of the concentration of MgCl 2 on the activity of LigTh1519.

Г - влияние величины рН реакционного буфера на активность LigTh1519.G - the effect of the pH of the reaction buffer on the activity of LigTh1519.

Д - влияние температуры проведения реакции на активность LigTh1519.D is the effect of the temperature of the reaction on the activity of LigTh1519.

Е - характеристика термостабильности LigTh1519. Показано влияние времени предынкубации LigTh1519 при 94°С на активность фермента.E - characteristic of thermal stability LigTh1519. The effect of the pre-incubation time of LigTh1519 at 94 ° C on the enzyme activity was shown.

На панелях Б-Е продукты контрольной реакции (без добавления фермента) показаны на дорожке «к».In panels BE, the products of the control reaction (without enzyme addition) are shown on track “k”.

Фиг.4. Зависимость активности ДНК лигазы LigAc1904 от АТФ.Figure 4. The dependence of the activity of DNA ligase LigAc1904 from ATP.

(А) Результаты электрофоретического анализа продуктов лигирования.(A) Results of electrophoretic analysis of ligation products.

1 и 2 - контрольные реакции без фермента.1 and 2 - control reactions without enzyme.

3 - лигазная реакция, проведенная без добавления АТФ.3 - ligase reaction carried out without the addition of ATP.

4-7, - лигазные реакции, проведенные в присутствии АТФ: дор. 4 - 1000 µМ, дор. 5 - 100 µM, дор. 6 - 10 µM, дор. 7 - 1 µM АТФ.4-7, - ligase reactions carried out in the presence of ATP: dor. 4 - 1000 μM, dor. 5 - 100 µM, dor. 6 - 10 µM, dor. 7 - 1 µM ATP.

(Б) - диаграмма, показывающая относительную активность ДНК лигазы LigAc1904 в различных условиях, определяемую по соотношению интенсивностей полос, соответствующих LA70 (продукт) и LA30 (субстрат).(B) is a diagram showing the relative activity of LigAc1904 ligase DNA under various conditions, determined by the ratio of the intensities of the bands corresponding to LA70 (product) and LA30 (substrate).

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Пример 1. Молекулярная идентификация штамма 1904.Example 1. Molecular identification of strain 1904.

Штамм 1904 был выделен из горячего источника в районе вулкана Мутновский на Камчатке, характеризующегося кислым значением рН, и поддерживался в коллекции Лаборатории гипертермофильных микробных сообществ ИНМИ РАН. Штамм 1904 является облигатным анаэробом, органотрофом, использующим пептон или крахмал в качестве субстратов роста. Присутствие в среде элементной серы, которую микроорганизм восстанавливает в сероводород, стимулирует рост. Оптимальная температура роста 85°С, оптимальный рН среды 3.8. Культивирование проводили в 15 мл пробирках Хангейта на среде следующего состава (г/л): NH4Cl - 0.33, KCl - 0.33, KH2PO4 - 0.33, CaCl2*2H2O - 0.33, MgCl2*6H2O - 0.33, дрожжевой экстракт - 2.0, элементная сера - 10.0; Na2S*9Н20 - 0.5, раствор микроэлементов [Кевбрин и Заварзин, 1992] - 1 мл/л, витамины [Wolin et al., 1963] - 1 мл/л. Анаэробно приготовленная среда (рН 3.8) разливалась под током очищенной от кислорода смеси N2/CO2 (80:20) порциями по 10 мл и автоклавировалась при избыточном давлении (0.5 атм), температура инкубации 85°С.Strain 1904 was isolated from a hot spring in the area of Mutnovsky volcano in Kamchatka, characterized by an acidic pH, and was maintained in the collection of the Laboratory of Hyperthermophilic Microbial Communities of the INMI RAS. Strain 1904 is an obligate anaerobic organotroph using peptone or starch as growth substrates. The presence in the environment of elemental sulfur, which the microorganism restores into hydrogen sulfide, stimulates growth. The optimum growth temperature is 85 ° C; the optimal pH is 3.8. Cultivation was carried out in 15 ml Hangate tubes on a medium of the following composition (g / l): NH 4 Cl - 0.33, KCl - 0.33, KH 2 PO 4 - 0.33, CaCl 2 * 2H 2 O - 0.33, MgCl 2 * 6H 2 O - 0.33, yeast extract - 2.0, elemental sulfur - 10.0; Na 2 S * 9H 2 0 - 0.5, a solution of trace elements [Kevbrin and Zavarzin, 1992] - 1 ml / l, vitamins [Wolin et al., 1963] - 1 ml / l. An anaerobically prepared medium (pH 3.8) was poured under the current of an oxygen-purified N 2 / CO 2 mixture (80:20) in 10 ml portions and autoclaved at an overpressure (0.5 atm), the incubation temperature was 85 ° C.

Геномную ДНК штамма 1904 выделяли стандартными методами [Ausubel et al., 1997], последовательность гена 16S рРНК определяли, как описано в работе [Sokolova et al., 2002]. Сравнение последовательности гена 16S рРНК штамма 1904 с представленными в GenBank последовательностями показало, что штамм 1904 относится к отделу Crenarchaeota, классу Thermoprotei, порядку Desulfurococcales, семейству Desulfurococcaceae и роду Acidilobus.The genomic DNA of strain 1904 was isolated by standard methods [Ausubel et al., 1997], the 16S rRNA gene sequence was determined as described in [Sokolova et al., 2002]. Comparison of the sequence of the 16S rRNA gene of strain 1904 with the sequences presented in GenBank showed that strain 1904 belongs to the Crenarchaeota division, the Thermoprotei class, the Desulfurococcales order, the Desulfurococcaceae family, and the Acidilobus genus.

Пример 2. Выделение гена ДНК-лигазы Acidilobus sp 1904.Example 2. Isolation of the Acidilobus sp 1904 DNA ligase gene.

Анализ представленных в базе данных GenBank нуклеотидных последовательностей генов ДНК-лигаз архей выявил несколько консервативных участков, два из которых были использованы для создания пары специфических праймеров на гены ДНК-лигазы: BO-2F [GA(t/g)TA(t/c)AAATA(t/c)GATGG(a/g)GA(g/a)(a/c)G] и BO-3R [T(g/t)ACTT(t/c)CT(c/t)TT(t/c)CT(g/a)TGCAT]. С помощью этих праймеров на суммарной ДНК Acidilobus sp 1904 был амплифицирован фрагмент длиной около 250 п.н. Была использована следующая программа проведения ПЦР: 94°С - 1 мин, 45°С - 140 с и 72°С - 1,5 мин, всего 40 циклов. Нуклеотидная последовательность полученного фрагмента имела высокую гомологию с последовательностями генов АТФ-зависимых ДНК-лигаз архей. Для клонирования полноразмерного гена ДНК-лигазы LigAC1904 был использован метод «инверсного» ПЦР.Analysis of the nucleotide sequences of archaea DNA ligases in the GenBank database revealed several conserved regions, two of which were used to create a pair of specific primers for DNA ligase genes: BO-2F [GA (t / g) TA (t / c) AAATA (t / c) GATGG (a / g) GA (g / a) (a / c) G] and BO-3R [T (g / t) ACTT (t / c) CT (c / t) TT ( t / c) CT (g / a) TGCAT]. Using these primers, a fragment of about 250 bp was amplified on the total DNA of Acidilobus sp 1904. The following PCR program was used: 94 ° C - 1 min, 45 ° C - 140 s and 72 ° C - 1.5 min, a total of 40 cycles. The nucleotide sequence of the obtained fragment had high homology with the gene sequences of ATP-dependent archaea DNA ligases. For cloning the full-sized gene of the LigAC1904 DNA ligase, the “inverse" PCR method was used.

Для определения последовательности 5'-конца гена была использована пара направленных в противоположные стороны праймеров 1904-1R (AGCCTTCTGGA-GAATATCTTTATC) и 1904-2F (CTATGTACCCTGATATAGCTGA), расположенных в просеквенированном 250-нт фрагменте. ДНК Acidilobus sp 1904 обрабатывали ферментом SacI, полученные фрагменты замыкали в кольцо, обрабатывая Т4 ДНК-лигазой и использовали в качестве матрицы для ПЦР с парами праймеров 1904-1R и 1904-2F. Полученный ПЦР-фрагмент длиной 1,2 т.п.н. был просеквенирован; как оказалось, он содержал полную последовательность 5'-участка гена до стартового кодона и прилегающий участок геномной ДНК.To determine the sequence of the 5'-end of the gene, we used a pair of opposite-directed primers 1904-1R (AGCCTTCTGGA-GAATATCTTTATC) and 1904-2F (CTATGTACCCTGATATAGCTGA) located in a 250-nt sequenced fragment. Acidilobus sp 1904 DNA was treated with SacI, the resulting fragments were closed in a ring, treated with T4 DNA ligase and used as a template for PCR with primer pairs 1904-1R and 1904-2F. The resulting PCR fragment is 1.2 kb in length. has been sequenced; as it turned out, it contained the complete sequence of the 5'-region of the gene to the start codon and the adjacent region of genomic DNA.

Для определения последовательности 3'-района гена LigAC1904 геномную ДНК обрабатывали рестриктазой HindIII, полученные фрагменты замыкали в кольцо, обрабатывая Т4 ДНК-лигазой и использовали в качестве матрицы для ПЦР с парами праймеров 1904-1R и 1904-2F. Полученный ПЦР-фрагмент длиной 1,1 т.п.н. был просеквенирован; однако он не включал всю последовательность 3'-района гена. Поэтому на следующем этапе вблизи правого конца определенной последовательности 3'-района был выбран ориентированный в сторону 3'-конца гена праймер 1904-4F (TCGGACACTGTGGACCTAGT), с которым был поставлен ПЦР на геномной ДНК Acidilobus sp 1904. Полученный ПЦР-фрагмент длиной около 1.1 т.п.н. являлся результатом специфического связывания праймера 1904-4F с выбранным участком гена ДНК лигазы и неспецифического связывания с районом генома, расположенным за 3'-концом гена. В результате секвенирования этого фрагмента была определена последовательность 3'-района гена ДНК лигазы до терминирующего кодона и прилегающего участка геномной ДНК.To determine the sequence of the 3'-region of the LigAC1904 gene, genomic DNA was treated with HindIII restriction enzyme, the obtained fragments were closed in a ring, treated with T4 DNA ligase and used as a template for PCR with primer pairs 1904-1R and 1904-2F. The resulting PCR fragment is 1.1 kb in length. has been sequenced; however, it did not include the entire sequence of the 3'-region of the gene. Therefore, at the next stage, primer 1904-4F (TCGGACACTGTGGACCTAGT) oriented to the 3'-end of the gene was selected near the right end of a certain sequence of the 3'-region, with which PCR was performed on Acidilobus sp 1904 genomic DNA. The resulting PCR fragment of about 1.1 tbp was the result of specific binding of primer 1904-4F to a selected region of the ligase DNA gene and non-specific binding to the genome region located beyond the 3'-end of the gene. Sequencing of this fragment determined the sequence of the 3'-region of the ligase DNA gene to the termination codon and adjacent genomic DNA.

В результате объединения трех полученных последовательностей была определена полная нуклеотидная последовательность гена ДНК-лигазы Acidilobus sp 1904 длиной 1824 нт, представленная в SEQ ID NO 1.As a result of combining the three obtained sequences, the complete nucleotide sequence of the 1824 nt Acidilobus sp 1904 DNA ligase gene was determined, which is shown in SEQ ID NO 1.

Пример 3. Получение штамма Е.coli - продуцента ДНК-лигазы Acidilobus sp 1904, выделение и очистка фермента.Example 3. Obtaining a strain of E. coli - producer of DNA ligase Acidilobus sp 1904, isolation and purification of the enzyme.

Праймеры 1904-BamHI (GAGGATCCTTGCCCTCAGACATGATGTTCG) и 1904-SphI (CAGCATGCTTAGGCCTCGCCCTCC) были использованы для ПЦР-амплификации полноразмерного гена LigAC1904, в качестве матрицы использовали геномную ДНК Acidilobus sp 1904. Полученный фрагмент обрабатывали рестриктазами BamHI и SphI и клонировали по сайтам BamHI и SphI в экспрессионном векторе pQE30 (Qiagen), позволяющем экспрессировать целевой белок, слитый с 6 аминокислотными остатками гистидина на N-конце. В результате был получен рекомбинантный экспрессионный вектор pQE30-LigAc1904.Primers 1904-BamHI (GAGGATCCTTGCCCTCAGACATGATGTTCG) and 1904-SphI (CAGCATGCTTAGGCCTCGCCCTCC) were used for PCR amplification of the full-size LigAC1904 gene, and the genomic DNA was obtained with the Acidilobus B1 fragment I and B4 sp4. pQE30 vector (Qiagen), allowing expression of the target protein fused to 6 amino acid residues of histidine at the N-terminus. As a result, a recombinant expression vector pQE30-LigAc1904 was obtained.

Штамм Е.coli DLT1270, являющийся производным штамма DH10B [Grant et al., 1990], содержит ген репрессора лактозного оперона lacI, интегрированный в хромосому. Штамм DLT1270/pRARE, содержащий плазмиду pRARE-2 (Novagen), кодирующую «редкие» для Е.coli т-РНК, был использован для экспрессии ДНК-лигазы LigAc1904. Для этого pQE30-LigAc1904 вводили в штамм Е.coli DLT1270/pRARE.The E. coli strain DLT1270, which is a derivative of strain DH10B [Grant et al., 1990], contains the lacI lactose operon repressor gene integrated into the chromosome. The DLT1270 / pRARE strain containing the plasmid pRARE-2 (Novagen) encoding “rare” for E. coli t-RNA was used to express LigAc1904 DNA ligase. For this, pQE30-LigAc1904 was introduced into the E. coli strain DLT1270 / pRARE.

Указанный штамм, содержащий рекомбинантную плазмиду pQE30- LigAc1904, выращивали на шейкере при 37°С до достижения OD600~0.5, затем индуцировали синтез рекомбинантного белка внося изопропил-β-D-тиогалактопиранозид (ИПТГ) до 1 мМ, и продолжали выращивать культуру в течение 18 ч при 37°С. Выделение и очистку лигазы LigAc1904 осуществляли методом металл-афинной хромотографии с помощью набора Spin-NTA KIT (Qiagen, Германия). В результате был получен гомогенный препарат белка LigAc1904 (фиг. 1).The indicated strain containing the recombinant plasmid pQE30-LigAc1904 was grown on a shaker at 37 ° C until OD 600 ~ 0.5 was reached, then the synthesis of the recombinant protein was induced by introducing isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) to 1 mM, and the culture was continued to grow for 18 h at 37 ° C. Isolation and purification of LigAc1904 ligase was carried out by metal-affinity chromatography using a Spin-NTA KIT kit (Qiagen, Germany). The result was a homogeneous preparation of the protein LigAc1904 (Fig. 1).

Пример 4. Определение активности ДНК-лигазы LigAc1904.Example 4. Determination of the activity of DNA ligase LigAc1904.

Для определения лигазной активности in vitro использовали два метода. Во-первых, метод, описанный в работе [Muerhoff et al., 2004], который основан на лигировании BstEII - фрагментов ДНК фага λ. Концевые фрагменты длиной 8453 п.н. и 5678 п.н., содержащие когезивные концы длиной 12 нуклеотидов, образуют стабильный дуплекс при температуре 45°С. Анализ лигазной активности проводили в буфере, содержащем 40 мМ трис-HCl (рН 7.0), 5 мМ MgCl2 и АТФ (в диапазоне от 0 до 1 мМ). 0.5 мкг ДНК фага λ, обработанной BstEII, инкубировали с 500 нг белка LigAc1904 в 50 мкл указанного буфера, реакцию проводили при 45°С в течение 1 ч. Если тестируемый фермент обладает лигазной активностью, то из двух концевых BstEII - фрагментов длиной 8453 нт и 5678 нт, образуется фрагмент длиной 14131 нт. Реакцию лигирования останавливали добавлением 50 мМ ЭДТА и прогревали в течение 10 мин при 70°С для денатурации нелигированных концов. Пробы анализировали с помощью электрофореза в 0.7%-ном агарозном геле (фиг.2).Two methods were used to determine ligase activity in vitro. First, the method described in [Muerhoff et al., 2004], which is based on the ligation of BstEII - DNA fragments of phage λ. End fragments 8453 bp long and 5678 bp containing cohesive ends with a length of 12 nucleotides form a stable duplex at a temperature of 45 ° C. Analysis of ligase activity was carried out in a buffer containing 40 mm Tris-HCl (pH 7.0), 5 mm MgCl 2 and ATP (in the range from 0 to 1 mm). 0.5 μg of phage λ DNA treated with BstEII was incubated with 500 ng of LigAc1904 protein in 50 μl of the indicated buffer, the reaction was carried out at 45 ° C for 1 h. If the test enzyme has ligase activity, then of the two terminal BstEII fragments 8453 nt long and 5678 nt, a fragment of 14131 nt is formed. The ligation reaction was stopped by the addition of 50 mM EDTA and heated for 10 min at 70 ° C to denature non-ligated ends. Samples were analyzed by electrophoresis in a 0.7% agarose gel (FIG. 2).

Представленные на фиг.2 результаты показывают, что рекомбинантный белок LigAc1904 действительно обладает активностью ДНК-лигазы. Высокая эффективность лигирования наблюдалась в том числе и в отсутствие вносимого в реакцию АТФ (фиг.2, дорожка 5), что свидетельствует о наличии значительной фракции предаденилированного фермента в препарате. Также было выявлено, что высокая концентрация АТФ (1 мМ, дорожка 6 на фиг.2) ингибирует лигазную активность, оптимум которой достигался при концентрациях АТФ от 1 до 100 µM.The results presented in figure 2 show that the recombinant protein LigAc1904 really has the activity of DNA ligase. High ligation efficiency was observed, including in the absence of ATP introduced into the reaction (Fig. 2, lane 5), which indicates the presence of a significant fraction of the pre-adenylated enzyme in the preparation. It was also found that a high concentration of ATP (1 mm, lane 6 in figure 2) inhibits ligase activity, the optimum of which was achieved at ATP concentrations from 1 to 100 μM.

Отметим, что лигирование остальных (не концевых) рестрикционных фрагментов не наблюдалось ни в описанном эксперименте с BstEII, ни в случае обработки ДНК фага λ рестриктазой HindIII, образующей липкие концы длиной 4 нт.Note that the ligation of the remaining (non-terminal) restriction fragments was not observed either in the described experiment with BstEII or in the case of DNA processing of phage λ with the HindIII restriction enzyme, which forms sticky ends with a length of 4 nt.

Второй метод, описанный в работе [Nakatani et al., 2000], позволял количественно определять лигазную активность по «зашиванию» однонитевого разрыва в двунитевом фрагменте ДНК. В качестве субстрата использовали дуплекс, образованный в результате отжига трех синтетических олигонуклеотидов:The second method described in [Nakatani et al., 2000] made it possible to quantify ligase activity by “suturing” a single-stranded break in a double-stranded DNA fragment. Duplex formed by annealing three synthetic oligonucleotides was used as a substrate:

LA-30 (CAGAGGATTGTTGACCGGCCC GTTTGTCAG), LA-40 (CGCACCGTGACGCCA AGCTTGCATTCCTACAGGTCGACTC) и LA-80 (CGTTGCTGACAAACGGGCCGGTCA ACAATCCTCTGGAGTCGACCTGTAGGAATGCAAGCTTGGCGTCACGGTGCGCCAAC).LA-30 (CAGAGGATTGTTGACCGGCCC GTTTGTCAG), LA-40 (CGCACCGTGACGCCA AGCTTGCATTCCTACAGGTCGACTC) and LA-80 (CGTTGCTGACAAACGGGCCGGTCA ACAATCCTCGGGGGGGGGGGGGGGGGGTCGGGGGTCGGGGGGTCGGGGGGTCGGGGGTCGGGGGTCGGGGGGTCGGGGGTCGGGGTCGGGGTCGGGGTC

В олигонуклеотид LA-30 с помощью Т4 полинуклеотид киназы вводили радиоактивную метку на 5'-конец. Лигазную реакцию проводили при 70°С в течение 15 мин, состав буфера и температуру меняли для определения оптимальных условий реакции, по окончании реакции денатурировали ДНК прогреванием в течение 15 мин при 94°С. Продукты реакции анализировали с помощью электрофореза в денатурирующем полиакриламидном геле и радиоавтографии. В результате «зашивания» однонитевого разрыва ДНК-лигазой радиоактивно меченный праймер LA30 соединялся с LA40, что приводило к образованию олигонуклеотида длиной 70 нуклеотидов, детектируемого при помощи электрофореза с последующей радиоавтографией.A radioactive label was introduced into the 5'-end of the oligonucleotide LA-30 using the T4 polynucleotide kinase. The ligase reaction was carried out at 70 ° C for 15 min, the composition of the buffer and the temperature were changed to determine the optimal reaction conditions, at the end of the reaction, DNA was denatured by heating for 15 min at 94 ° C. The reaction products were analyzed by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis and radioautography. As a result of the “suturing” of a single-stranded DNA ligase rupture, the radiolabeled LA30 primer binds to LA40, which leads to the formation of an oligonucleotide of 70 nucleotides in length, detected by electrophoresis followed by radioautography.

Пример 5. Влияние температуры, рН, концентрации солей и концентрации АТФ на активность ДНК лигазы LigAc1904.Example 5. The effect of temperature, pH, salt concentration and ATP concentration on the activity of DNA ligase LigAc1904.

Полуколичественное определение лигазной активности LigAc1904 проводили на полученном в результате отжига трех олигонуклеотидов фрагменте ДНК, содержащем однонитевой разрыв в одной из цепей (фиг.3А). Эффективность лигирования определяли по способности фермента «зашивать» этот разрыв и образованию продукта лигирования - олигонуклеотида длиной 70 нт [Nakatani et al., 2000]. Определяли зависимость активности LigTh1519 от рН буфера, концентраций АТФ, NaCl и MgCl2, а также температуры.A semi-quantitative determination of the ligase activity of LigAc1904 was carried out on a DNA fragment obtained by annealing three oligonucleotides containing a single-stranded gap in one of the chains (Fig. 3A). Ligation efficiency was determined by the ability of the enzyme to “sew up” this gap and the formation of a ligation product, an oligonucleotide of 70 nt in length [Nakatani et al., 2000]. The dependence of the activity of LigTh1519 on the pH of the buffer, the concentrations of ATP, NaCl and MgCl 2 , as well as temperature, was determined.

Представленные на фиг.3 результаты показывают, что LigAc1904 активен в широком диапазоне концентраций NaCl (0-100 мМ) при значениях рН в диапазоне от 6.8 до 7.4. Мы установили, что для лигазной активности LigAc1904 необходимо наличие в среде двухвалентного катиона (Mg+), причем фермент активен в диапазоне концентраций MgCl2 от 5 до 25 мМ. ДНК лигаза LigAc1904 проявляла активность в широком диапазоне температур. Хотя оптимальная температура реакции составляла 65-70°С (фиг.3), фермент активен при температурах от 50 до 70°С, а, возможно, и выше, поскольку при температурах выше 70°С денатурация субстрата не позволяет проводить определение активности фермента.The results presented in figure 3 show that LigAc1904 is active in a wide range of NaCl concentrations (0-100 mm) at pH values in the range from 6.8 to 7.4. We found that the ligase activity of LigAc1904 requires the presence of a divalent cation (Mg +) in the medium, and the enzyme is active in the concentration range of MgCl 2 from 5 to 25 mM. LigAc1904 ligase DNA was active over a wide temperature range. Although the optimal reaction temperature was 65-70 ° C (Fig. 3), the enzyme is active at temperatures from 50 to 70 ° C, and possibly even higher, since at temperatures above 70 ° C the denaturation of the substrate does not allow the determination of the activity of the enzyme.

Термостабильность LigAc1904 оценивали, инкубируя фермент в реакционном буфере (без АТФ) при 94°С, затем активность фермента определяли в стандартной реакции (40 мМ Трис-HCl buffer (рН 7.0), 5 мМ MgCl2, 1 мМ АТФ) при 70°С. Мы установили, что фермент терял половину своей активности в результате инкубации в течение 30 мин при 94°С (фиг.3). Таким образом, уровень термостабильности LigAc1904 выше, чем у ДНК-лигазы Sulfolobus shibatae (время 50% инактивации 10 мин при 90°С) [Lai et al., 2002], но ниже, чем у ДНК лигазы Staphylothermus marinus (время 50% инактивации 2,8 ч при 100°C) [Seo et al., 2007].The thermal stability of LigAc1904 was evaluated by incubating the enzyme in the reaction buffer (without ATP) at 94 ° С, then the enzyme activity was determined in the standard reaction (40 mM Tris-HCl buffer (pH 7.0), 5 mM MgCl 2 , 1 mM ATP) at 70 ° С . We found that the enzyme lost half of its activity as a result of incubation for 30 min at 94 ° C (figure 3). Thus, the level of thermal stability of LigAc1904 is higher than that of Sulfolobus shibatae DNA ligase (50% inactivation time 10 min at 90 ° С) [Lai et al., 2002], but lower than that of Staphylothermus marinus ligase (50% inactivation time 2.8 hours at 100 ° C) [Seo et al., 2007].

Пример 6. ДНК-лигазная активность LigAcl904 зависит от АТФ.Example 6. The DNA ligase activity of LigAcl904 is dependent on ATP.

Ферментативная активность всех ДНК-лигаз требует в качестве источника энергии наличие высокоэнергетического кофактора, в качестве которого может выступать АТФ (для ДНК-лигаз эукариот, архей и вирусов) или НАД+(бактериальные ДНК-лигазы). Известны ДНК-лигазы архей, которые могут использовать, помимо АТФ, также один или несколько других кофакторов - АДФ, дАДФ, ГТФ и НАД+.The enzymatic activity of all DNA ligases requires a high-energy cofactor as an energy source, which can be ATP (for DNA ligases of eukaryotes, archaea, and viruses) or NAD + (bacterial DNA ligases). Archaea DNA ligases are known that can use, in addition to ATP, also one or several other cofactors - ADP, dADP, GTP and NAD +.

Представленные в примере 4 эксперименты показали, что LigAc1904 проявляет лигазную активность даже без добавления АТФ, что, вероятно, объясняется наличием преаденилированной фракции белка в выделенном из штамма Е.coli - продуцента белковом препарате. Поэтому для тестирования зависимости активности LigAc1904 от АТФ фермент предварительно проинкубировали в стандартных реакционных условиях (метод 2 в примере 4), но с немеченым олигонуклеотидным субстратом, для того, чтобы преаденилированная фракция лигазы израсходовала АМФ, ковалентно связанный в активном центре фермента. Затем в реакционную смесь добавляли радиоактивно меченный субстрат и АТФ в различных концентрациях. Полученные результаты (фиг.4) показали, что активность LigAc1904 зависит от АТФ, причем оптимальная концентрация этого кофактора составляет от 10 до 100 µМ (дорожки 5 и 6 на фиг.4), а более высокие концентрации АТФ ингибируют лигазную активность.The experiments presented in example 4 showed that LigAc1904 shows ligase activity even without the addition of ATP, which is probably due to the presence of a pre-adenylated protein fraction in the protein preparation isolated from the E. coli strain, producer. Therefore, to test the dependence of LigAc1904 activity on ATP, the enzyme was preincubated under standard reaction conditions (method 2 in Example 4), but with an unlabeled oligonucleotide substrate, so that the pre-adenylated ligase fraction would use up the AMP covalently bound in the active center of the enzyme. Then, radioactively labeled substrate and ATP in various concentrations were added to the reaction mixture. The results obtained (figure 4) showed that the activity of LigAc1904 depends on ATP, with the optimal concentration of this cofactor being from 10 to 100 μM (lanes 5 and 6 in figure 4), and higher concentrations of ATP inhibit ligase activity.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (3)

1. Рекомбинантная термостабильная ДНК-лигаза Acidilobus sp 1904, проявляющая лигазную активность в присутствии ионов магния, в диапазоне значений рН от 6,8 до 7,4, концентраций натрия хлорида от 0 до 100 мМ, состоящая из 607 аминокислот, имеющая массу 68 кДа, определенную методом электрофореза в полиакриловом геле и содержащая аминокислотную последовательность SEQ ID NO:2, получаемая из рекомбинантного штамма E.coli.1. Recombinant thermostable DNA ligase Acidilobus sp 1904, showing ligase activity in the presence of magnesium ions, in the pH range from 6.8 to 7.4, sodium chloride concentrations from 0 to 100 mm, consisting of 607 amino acids, having a mass of 68 kDa determined by polyacrylic gel electrophoresis and containing the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, obtained from a recombinant E. coli strain. 2. Выделенная нуклеотидная последовательность ДНК, кодирующая термостабильную ДНК-лигазу по п.1, включающая нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:1.2. The selected nucleotide sequence of DNA encoding the thermostable DNA ligase according to claim 1, including the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. 3. Способ получения термостабильной ДНК-лигазы по п.1, включающий культивирование рекомбинантного штамма E.coli DLT1270, содержащего плазмиду pRARE, трансформированного вектором pQE30, содержащим нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:1, кодирующую ДНК-лигазу Acidilobus sp 1904, выделение и очистку ДНК-лигазы методом металл-афинной хроматографии. 3. The method of obtaining thermostable DNA ligase according to claim 1, comprising culturing a recombinant E. coli strain DLT1270 containing the plasmid pRARE transformed with the pQE30 vector containing the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 encoding the Acidilobus sp 1904 DNA ligase, isolation and purification DNA ligases by metal affinity chromatography.
RU2009138187/10A 2009-10-16 2009-10-16 Thermostable dna-ligase from archaea of genus acidilobus RU2413767C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009138187/10A RU2413767C1 (en) 2009-10-16 2009-10-16 Thermostable dna-ligase from archaea of genus acidilobus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009138187/10A RU2413767C1 (en) 2009-10-16 2009-10-16 Thermostable dna-ligase from archaea of genus acidilobus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2413767C1 true RU2413767C1 (en) 2011-03-10

Family

ID=46311127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009138187/10A RU2413767C1 (en) 2009-10-16 2009-10-16 Thermostable dna-ligase from archaea of genus acidilobus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2413767C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NAKATANI M. et.al. A DNA Ligase from a Hyperthermophilic Archaeon with Unique Cofactor Specificity, J Bacteriol. 2000 November; 182(22): 6424-6433. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU777229B2 (en) Thermostable enzyme promoting the fidelity of thermostable DNA polymerases-for improvement of nucleic acid synthesis and amplification in vitro
US10131887B2 (en) DNA polymerases with increased 3′-mismatch discrimination
KR20110102467A (en) Enzymatic preparation containing thermostable dna polymerase, process for producing same, and method for detecting analyte organism
US10724016B2 (en) DNA polymerases with increased 3′-mismatch discrimination
JP2003510052A (en) Methods and compositions for improved polynucleotide synthesis
KR20170040263A (en) Thermolabile exonucleases
Zhang et al. An alternative pathway for repair of deaminated bases in DNA triggered by archaeal NucS endonuclease
Jeon et al. A novel ADP-dependent DNA ligase from Aeropyrum pernix K1
US10647967B2 (en) DNA polymerases with increased 3′-mismatch discrimination
JP5926246B2 (en) DNA polymerase with increased 3 'terminal mismatch discrimination
RU2413767C1 (en) Thermostable dna-ligase from archaea of genus acidilobus
Lu et al. Unique ligation properties of eukaryotic NAD+-dependent DNA ligase from Melanoplus sanguinipes entomopoxvirus
CN102392000A (en) High-temperature-resistant Pyrolobus polymerase and efficient expression plasmid and application thereof
RU2405823C2 (en) Thermostable dna-ligase of thermococcus archaea, method for producing thereof and dna nucleotide sequence coding such dna-ligase
JP2014509193A (en) DNA polymerase with increased 3 'terminal mismatch discrimination
EP2582803B1 (en) Dna polymerases with increased 3'-mismatch discrimination
JP2009508488A (en) Discovery, cloning and purification of Thermococcus sp. (9 ° N-7 strain) DNA ligase
Smagin et al. Isolation and characteristics of new thermostable DNA ligase from archaea of the genus Thermococcus
EP2582805B1 (en) Dna polymerases with increased 3'-mismatch discrimination
EP2582801B1 (en) Dna polymerases with increased 3'-mismatch discrimination
KR100689795B1 (en) Method of forming complex
EP4041877A1 (en) Dna polymerase and dna polymerase derived 3'-5'exonuclease
US20180044648A1 (en) Dna polymerases with increased 3'-mismatch discrimination
Kim et al. Properties of cold-active uracil-DNA glycosylase from Photobacterium aplysiae GMD509, and its PCR application for carryover contamination control
KR20070039447A (en) Hyperthermophilic ligase enzyme and methods of preparation thereof

Legal Events

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

Effective date: 20180921

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

Effective date: 20201017