RU2499830C1 - RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli-PRODUCER OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS FROM Xanthomonas rubrilineans, METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS BASED ON ABOVE SAID STRAIN - Google Patents

RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli-PRODUCER OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS FROM Xanthomonas rubrilineans, METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS BASED ON ABOVE SAID STRAIN Download PDF

Info

Publication number
RU2499830C1
RU2499830C1 RU2012120576/10A RU2012120576A RU2499830C1 RU 2499830 C1 RU2499830 C1 RU 2499830C1 RU 2012120576/10 A RU2012120576/10 A RU 2012120576/10A RU 2012120576 A RU2012120576 A RU 2012120576A RU 2499830 C1 RU2499830 C1 RU 2499830C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alpha
hydrolase
strain
amino acid
vkpm
Prior art date
Application number
RU2012120576/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012120576A (en
Inventor
Оксана Валентиновна Березина
Анна Владимировна Скляренко
Заян Андреевна Абешева
Дженни Эрнстовна Сатарова
Сергей Викторович Яроцкий
Владимир Иванович Тишков
Владимир Иванович Федорчук
Елена Александровна Федорчук
Святослав Сергеевич Савин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика")
Общество с ограниченной ответственностью "Инновации и высокие технологии МГУ" (ООО "Иннотех МГУ")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика"), Общество с ограниченной ответственностью "Инновации и высокие технологии МГУ" (ООО "Иннотех МГУ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП "ГосНИИгенетика")
Priority to RU2012120576/10A priority Critical patent/RU2499830C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2012120576A publication Critical patent/RU2012120576A/en
Publication of RU2499830C1 publication Critical patent/RU2499830C1/en

Links

Images

Classifications

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

Landscapes

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

Abstract

FIELD: biotechnologies.
SUBSTANCE: strain is built by transformation of strain-recipient Escherichia coli BL21 (DE3) with plasmid DNA containing the coding area of gene aehR of hydrolase of alpha-amino acids esters Xanthomonas rubrilineans All-Russian collection of industrial microorganisms B-9915 under control of promoter T7 and gene of stability to kanamycin Kan of hydrolase of alpha amino acids esters from Xanthomonas rubrilineans All-Russian collection of industrial microorganisms B-9915. The proposed synthesis method of hydrolase of alpha-amino acids esters is implemented by cultivation of strain-producer Escherichia coli All-Russian collection of industrial microorganisms B-11246 with addition to the composition of environment of kanamycin and isopropyl-"в"-D-tiogallactoside as an expression inducer of the obtained product.
EFFECT: high biosynthesis level of target product, which can be used for development of methods for obtaining biocatalysts of synthesis processes of aminopenicillins and aminocephalosporins.
2 cl, 3 dwg, 1 tbl, 5 ex

Description

Группа заявляемых изобретений относится к биотехнологии, в частности к биосинтезу гидролазы эфиров альфа-аминокислот, и представляет собой рекомбинантный штамм бактерий Escherichia coli (E.coli) BL21(DE3), содержащий ген гидролазы эфиров альфа-аминокислот, способный синтезировать гидролазу эфиров альфа-аминокислот, а также способ микробиологического синтеза гидролазы эфиров альфа-аминокислот на основе этого штамма.The group of claimed inventions relates to biotechnology, in particular to the biosynthesis of hydrolase of alpha-amino acid esters, and is a recombinant strain of bacteria Escherichia coli (E. coli) BL21 (DE3), containing the alpha-amino acid ester hydrolase gene, capable of synthesizing alpha-amino acid ester hydrolase , as well as a method of microbiological synthesis of a hydrolase of alpha-amino acid esters based on this strain.

Гидролазы эфиров альфа-аминокислот (alpha-amino acid esther hydrolase, AEH) представляют собой класс ферментов, катализирующих гидролиз эфиров альфа-аминокислот, гидролиз ациламидной связи различных цефалоспоринов и пенициллинов, а также N-ацилирование 7-аминоцефема и 6-аминопенама эфирами альфа-аминокислот. Подобная субстратная специфичность позволяет использовать эти ферменты в качестве биокатализаторов процессов синтеза цефалоспоринов и пеницициллинов, содержащих в боковой цепи аминогруппу в альфа-положении - аминоцефалоспоринов и аминопенициллинов (Фиг.1; структуры I и II, соответственно), составляющих группу аминобета-лактамных антибиотиков [1].Alpha-amino acid esther hydrolase (AEH) hydrolases are a class of enzymes that catalyze the hydrolysis of alpha-amino acids, hydrolysis of the acylamide bonds of various cephalosporins and penicillins, as well as N-acylation of 7-aminochepheme and 6-aminopenam with alpha-esters amino acids. Such substrate specificity allows the use of these enzymes as biocatalysts for the synthesis of cephalosporins and penicicillins containing in the side chain an amino group in the alpha position - aminocephalosporins and aminopenicillins (Figure 1; structures I and II, respectively), which make up the group of aminobeta-lactam antibiotics [1 ].

Полусинтетические пенициллины и цефалоспорины занимают приблизительно 65% общего мирового рынка антибиотиков стоимостью 15 миллионов долларов [2]. В промышленных масштабах наиболее перспективной альтернативой химическиму синтезу антибиотиков из ключевых полупродуктов является биокатализ. Успехи генной инженерии по созданию рекомбинантных штаммов-продуцентов различных ферментов трансформации бета-лактамов создают основу для внедрения биокатализа в промышленное производство полусинтетических пенициллинов и цефалоспоринов.Semisynthetic penicillins and cephalosporins account for approximately 65% of the total global antibiotic market worth $ 15 million [2]. On an industrial scale, the most promising alternative to the chemical synthesis of antibiotics from key intermediates is biocatalysis. Advances in genetic engineering to create recombinant producer strains of various beta-lactam transformation enzymes provide the basis for the introduction of biocatalysis in the industrial production of semisynthetic penicillins and cephalosporins.

В источниках информации имеются сведения о микроорганизмах - продуцентах внутриклеточной AEH, представляющих собой природные штаммы или штаммы, полученные методами селекции: Acetobacter turbidans [3-5], Pseudomonas melanogenum [6-12], Flavobacterium [13], Xanthomonas citri [14-18], Xanthomonas rubrilineans [19]. Описаны также полученные методами генной инженерии штаммы E.coli - продуценты внутриклеточных рекомбинантных AEH из Acetobacter turbidans, Zymomonas mob His Xanthomonas citri, Xanthomonas campestris pv. campestris [20-26]. В различных источниках количественная характеристика продуцентов проводилась по различным видам ферментативной активности (гидролиз эфиров; гидролиз аминобета-лактамов, например цефалексина, синтез антибиотиков, как правило цефалексина). Сопоставление имеющихся данных показало, что во всех описанных случаях удельная (в пересчете на содержание белка) ферментативная активность биомассы клеток по синтезу цефалексина из 7-аминодезацетоксицефалоспорановой кислоты и метилового эфира D-фенилглицина не превышает 2 МЕ/мг белка (За международную единицу (МЕ) ферментативной активности препарата в отношении какой-либо биокаталитической трансформации принимают такое количество препарата, которое катализирует превращение 1 мкмоля субстрата ( или образование 1 мкмоля продукта) в стандартных условиях за 1 минуту). Сопоставление проведено с учетом приблизительного соотношения скоростей перечисленных выше ферментативных реакций, а также того факта, что при применяемых мягких методах разрушения клеток удельная активность исходной клеточной биомассы не выше удельной активности получаемого из нее бесклеточного экстракта.The information sources contain information about microorganisms producing intracellular AEH, which are natural strains or strains obtained by selection methods: Acetobacter turbidans [3-5], Pseudomonas melanogenum [6-12], Flavobacterium [13], Xanthomonas citri [14-18-18 ], Xanthomonas rubrilineans [19]. Genetic engineering strains of E. coli, producers of intracellular recombinant AEHs from Acetobacter turbidans, Zymomonas mob His Xanthomonas citri, Xanthomonas campestris pv, are also described. campestris [20-26]. In various sources, the quantitative characterization of the producers was carried out according to different types of enzymatic activity (hydrolysis of esters; hydrolysis of aminobeta-lactams, for example cephalexin, synthesis of antibiotics, usually cephalexin). A comparison of the available data showed that in all the cases described, the specific (in terms of protein content) enzymatic activity of the cell biomass in the synthesis of cephalexin from 7-aminodetoxycephalosporanic acid and D-phenylglycine methyl ester does not exceed 2 IU / mg protein (per international unit (IU) the enzymatic activity of the drug in relation to any biocatalytic transformation take such an amount of the drug that catalyzes the conversion of 1 μmol of substrate (or the formation of 1 μmol of product) in dard conditions for 1 minute). The comparison was carried out taking into account the approximate ratio of the rates of the above enzymatic reactions, as well as the fact that, using the soft methods of cell destruction, the specific activity of the initial cell biomass is not higher than the specific activity of the cell-free extract obtained from it.

Известные работы по получению методами генной инженерии штаммов EscherichiaKnown work on the production of genetic engineering strains of Escherichia

coli - продуцентов АЕН направлены, в первую очередь, на наработку чистого фермента с целью изучения его структуры и свойств и не привели к существенному увеличению продуктивности рекомбинантных штаммов по сравнению с исходными продуцентами. Например [20], при разрушении клеток ультразвуком и извлечении АЕН из Acetobacter turbidans ATCC 9325 получают бесклеточный экстракт с удельной активностью 1,3 МЕ/мг белка, а созданный на основе Е.coli генно-инженерный продуцент АЕН из Acetobacter turbidans обеспечивает удельную активность лишь 2 МЕ/мг белка.coli - AEN producers are aimed primarily at producing a pure enzyme in order to study its structure and properties and did not lead to a significant increase in the productivity of recombinant strains compared to the original producers. For example [20], when the cells are destroyed by ultrasound and AEN is removed from Acetobacter turbidans ATCC 9325, a cell-free extract with a specific activity of 1.3 IU / mg of protein is obtained, and the gene-engineered AEN producer from Acetobacter turbidans based on E. coli provides 2 IU / mg protein.

Повышение уровня продукции гидролаз эфиров альфа-аминокислот является необходимым этапом создания высокоэффективных технологических биокатализаторов для промышленных процессов производства полусинтетических аминопенициллинов и аминоцефалоспоринов и может быть достигнуто путем использования гетерологичных микроорганизмов, на что и направлена заявляемая группа изобретений.Increasing the level of production of alpha-amino acid ester hydrolases is a necessary step in creating highly effective technological biocatalysts for industrial processes for the production of semi-synthetic aminopenicillins and aminocephalosporins and can be achieved by using heterologous microorganisms, which is the aim of the claimed group of inventions.

Ближайшим аналогом заявляемого штамма является штамм Е.coli B834(DE3), содержащий на плазмиде рЕС [27] ген aehX из Xanthomonas citri под контролем промотора tac и экспрессирующий гидролазу эфиров альфа-аминокислот [23, 25]. Штамм Е.coli B834(DE3) создан с целью получения чистого фермента и изучения его структуры и свойств и по уровню синтеза АЕН не охарактеризован. По результатам сравнительного анализа (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov) уровень гомологии генов aehR из Xanthomonas rubrilineans ВКПМ В-9915 и aehR из Xanthomonas citri составляет 85%.The closest analogue of the claimed strain is E. coli strain B834 (DE3), containing the aehX gene from Xanthomonas citri on plasmid pEC [27] under the control of the tac promoter and expressing the alpha-amino acid ester hydrolase [23, 25]. Strain E. coli B834 (DE3) was created with the aim of obtaining a pure enzyme and studying its structure and properties and was not characterized by the level of AEN synthesis. According to the results of a comparative analysis (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov), the homology level of aehR genes from Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915 and aehR from Xanthomonas citri is 85%.

Ближайшим аналогом заявляемого способа микробиологического синтеза гидролазы эфиров альфа-аминокислот из Xanthomonas rubrilineans является способ с использованием мутантного штамма X. rubrilineans ВКПМ В-9915, продуцирующего данный фермент [28, 29]. Ферментативная активность биомассы клеток по синтезу цефалексина из 7-аминодезацетоксицефалоспорановой кислоты (7-АДЦК), взятой в концентрации 0,04 М, и метилового эфира D-фенилглицина (МЭФГ), взятого в концентрации 0,08 М, при 40°С и рН 6.0, составляет 83,3 МЕ/г влажн., 450 МЕ/г сух. Удельная активность клеток может быть примерно оценена как 1 МЕ/мг белка, учитывая, что суммарный белок составляет примерно половину сухого веса биомассы данного штамма.The closest analogue of the proposed method of microbiological synthesis of hydrolase of alpha-amino acid esters from Xanthomonas rubrilineans is a method using the mutant strain X. rubrilineans VKPM B-9915 producing this enzyme [28, 29]. Enzymatic activity of cell biomass in the synthesis of cephalexin from 7-aminodetoxic-cephalosporanic acid (7-ADCA), taken at a concentration of 0.04 M, and methyl ester of D-phenylglycine (MEFG), taken at a concentration of 0.08 M, at 40 ° C and pH 6.0, is 83.3 IU / g wet., 450 IU / g dry. The specific activity of the cells can be roughly estimated as 1 IU / mg of protein, given that the total protein is about half the dry weight of the biomass of this strain.

Задача заявляемой группы изобретений состоит в разработке способа микробиологического синтеза гидролазы эфиров альфа-аминокислот из X. rubrilineans ВКПМ В-9915 с повышенной продуктивностью.The task of the claimed group of inventions is to develop a method of microbiological synthesis of a hydrolase of alpha-amino acid esters from X. rubrilineans VKPM B-9915 with increased productivity.

Задачу решают путем:The problem is solved by:

- конструирования рекомбинантного штамма бактерий Escherichia coli ВКПМ В-11246- designing a recombinant strain of bacteria Escherichia coli VKPM B-11246

- продуцента гидролазы эфиров альфа-аминокислот из Xanthomonas rubrilineans ВКПМ В-9915, полученного путем трансформации штамма-реципиента Escherichia. coli BL21(DE3) плазмидной ДНК, соответствующей нуклеотидной последовательности SEQ ID NO 1, содержащей кодирующую область гена aehR гидролазы эфиров альфа-аминокислот из Xanthomonas rubrilineans ВКПМ В-9915 под контролем промотора Т7, а также ген устойчивости к канамицину Kan.- a producer of alpha-amino acid ester hydrolase from Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915, obtained by transformation of the recipient strain Escherichia. coli BL21 (DE3) plasmid DNA corresponding to the nucleotide sequence of SEQ ID NO 1 containing the coding region of the aehR gene for alpha-amino acid ester hydrolase from Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915 under the control of the T7 promoter, as well as the Kanamycin resistance gene.

- разработки способа микробиологического синтеза гидролазы эфиров альфа-аминокислот из Xanthomonas rubrilineans ВКПМ В-9915 путем культивирования рекомбинантного штамма-продуцента Escherichia coli ВКПМ В-11246 в подходящей питательной среде, в состав которой включают канамицин, а экспрессию целевого продукта осуществляют добавлением изопропил-β-D-тиогалактозида в качестве индуктора. - development of a method for microbiological synthesis of a hydrolase of alpha-amino acid esters from Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915 by culturing a recombinant producer strain Escherichia coli VKPM B-11246 in a suitable nutrient medium, which includes kanamycin, and the expression of the target product is carried out by adding isopropyl-β- D-thiogalactoside as an inducer.

Работа включает:Work includes:

- клонирование гена aehR, кодирующего гидролазу эфиров альфа-аминокислот из X. rubrilineans ВКПМ В-9915;- cloning of the aehR gene encoding the hydrolase of alpha-amino acid esters from X. rubrilineans VKPM B-9915;

- конструирование рекомбинантной плазмидной ДНК (плазмиды) рАЕН, содержащей ген гидролазы эфиров альфа-аминокислот из X. rubrilineans ВКПМ В-9915 (aehR) под контролем Т7 промотора;- construction of recombinant plasmid DNA (plasmid) pAEN containing the gene for the hydrolase of alpha-amino acid esters from X. rubrilineans VKPM B-9915 (aehR) under the control of the T7 promoter;

- конструирование рекомбинантного штамма бактерий E.coli BL21(DE3)/pAEH, содержащего плазмиду рАЕН и способного синтезировать гидролазу эфиров альфа-аминокислот из A: rubrilineans ВКПМ В-9915;- the construction of a recombinant bacterial strain of E. coli BL21 (DE3) / pAEH containing the plasmid pAEN and capable of synthesizing the hydrolase of alpha-amino acid esters from A: rubrilineans VKPM B-9915;

- разработку способа микробиологического синтеза гидролазы эфиров альфа-аминокислот из X. rubrilineans ВКПМ В-9915 на основе рекомбинантных бактерий Е.coli BL21(DE3)/pAEH, обладающих повышенным уровнем продукции целевого фермента.- development of a method for microbiological synthesis of a hydrolase of alpha-amino acid esters from X. rubrilineans VKPM B-9915 based on recombinant E. coli BL21 (DE3) / pAEH bacteria with an increased level of production of the target enzyme.

Процесс конструирования заявляемого штамма состоит из нескольких этапов.The process of constructing the inventive strain consists of several stages.

Этап 1. Конструирование рекомбинантной плазмидной ДНК рАЕН, содержащей ген aehR, кодирующий гидролазу эфиров альфа-аминокислот из X. rubrilineans ВКПМ В-9915.Step 1. Construction of recombinant plasmid DNA pAHE containing the aehR gene encoding the hydrolase of alpha-amino acid esters from X. rubrilineans VKPM B-9915.

Кодирующую часть гена aehR амплифицируют, используя в качестве матрицы хромосомную ДНК X. rubrilineans ВКПМ В-9915. Плазмиду рАЕН конструируют путем клонирования ПЦР-фрагмента, содержащего ген aehR в экспрессионный вектор рЕТ-28а (Novagen) (Фиг.2). Вектор рЕТ-28а размером 5369 пар оснований содержит Т7 промотор (370-386 п.о.); последовательность, кодирующую His-Tag (270-287); последовательность, кодирующую T7-Tag (207-239); полилинкер BamHI-XhoI (158-203); последовательность, кодирующую His-Tag (140-157); терминатор Т7 (26-72); кодирующую область гена lad (773-1852); участок инициации репликации pBR322 (3286); кодирующую область гена Kan, обеспечивающую устойчивость штаммов Е.coli к канамицину (3995-4807); участок инициации репликации П (4903-5358) (Фиг.2).The coding part of the aehR gene is amplified using X. rubrilineans VKPM B-9915 chromosomal DNA as a template. The plasmid pAHEN is constructed by cloning a PCR fragment containing the aehR gene into the pET-28a expression vector (Novagen) (Figure 2). The pET-28a vector of 5369 bp contains the T7 promoter (370-386 bp); a sequence encoding His-Tag (270-287); a sequence encoding a T7-Tag (207-239); polylinker BamHI-XhoI (158-203); a sequence encoding His-Tag (140-157); T7 terminator (26-72); the coding region of the lad gene (773-1852); pBR322 replication initiation site (3286); the coding region of the Kan gene, which provides resistance of E. coli strains to kanamycin (3995-4807); the site of replication initiation P (4903-5358) (Figure 2).

Плазмида рАЕН размером 7210 пар оснований наряду с генами вектора рЕТ-28а содержит кодирующую область гена adhR гидролазы эфиров альфа-аминокислот из X. rubrilineans под контролем промотора Т7. Ген adhR встроен в плазмидный вектор рЕТ-28а по сайтам рестрикции NdeI и XhoI (Фиг.3). Экспрессируемая данной плазмидой гидролаза эфиров альфа-аминокислот из X. rubrilineans с N-конца модифицирована полигистидиновой последовательностью.Plasmid pAHE with a size of 7210 base pairs along with the genes of the vector pET-28a contains the coding region of the adhR gene of the alpha amino acid ester hydrolase from X. rubrilineans under the control of the T7 promoter. The adhR gene is inserted into the pET-28a plasmid vector at the NdeI and XhoI restriction sites (Figure 3). The hydrolase of alpha-amino acid esters from X. rubrilineans expressed by this plasmid from the N-terminus is modified by the polyhistidine sequence.

Этап 2. Трансформация плазмидой рАЕН штамма Е.coli BL21(DE3)Stage 2. Transformation of the plasmid pAEN strain E. coli BL21 (DE3)

Компетентные клетки штамма Е.coli BL21(DE3) трансформируют плазмидой рАЕН. В результате получают рекомбинантный штамм Е.coli BL21(DE3)/pAEH, который содержит ген aehR гидролазы эфиров альфа-аминокислот из X. rubrilineans ВКПМ В-9915 и способен синтезировать гидролазу эфиров альфа-аминокислот из A" rubrilineans ВКПМ В-9915.Competent cells of E. coli strain BL21 (DE3) are transformed with the plasmid pAHEN. The result is a recombinant strain of E. coli BL21 (DE3) / pAEH, which contains the aehR gene of alpha-amino acid ester hydrolase from X. rubrilineans VKPM B-9915 and is capable of synthesizing alpha-amino acid ester hydrolase from A "rubrilineans VKPM B-9915.

Штамм Е.coli BL21(DE3)/pAEH депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов как Е.coli ВКПМ В-11246.The strain E. coli BL21 (DE3) / pAEH is deposited in the All-Russian collection of industrial microorganisms as E. coli VKPM B-11246.

Заявляемый штамм ВКПМ В-11246 имеет следующие морфологические и физиолого-биохимические характеристики.The inventive strain VKPM B-11246 has the following morphological and physiological-biochemical characteristics.

Морфологические признакиMorphological features

Клетки прямые, палочковидные, подвижные, грамотрицательные,Cells are straight, rod-shaped, motile, gram-negative,

неспорообразующие. При выращивании в течение 24-72 час при температуре 30-37°С на агаризованных средах (LB, 2YT), содержащих канамицин (17 мг/л), колонии гладкие, круглые, блестящие, край ровный. Состав среды LB, мас.%:non-spore forming. When grown for 24-72 hours at a temperature of 30-37 ° C on agar media (LB, 2YT) containing kanamycin (17 mg / l), the colonies are smooth, round, shiny, the edge is even. The composition of the medium LB, wt.%:

Бактотриптон - 1Bactotryptone - 1

дрожжевой экстракт - 0,5yeast extract - 0.5

NaCl-1,NaCl-1,

вода - остальное.water is the rest.

Состав среды 2YT, мас.%: The composition of the medium 2YT, wt.%:

Бактотриптон - 1,6Bactotryptone - 1.6

дрожжевой экстракт - 1,0yeast extract - 1.0

NaCl-0,5NaCl-0.5

вода - остальное.water is the rest.

Физиолого-биохимические признакиPhysiological and biochemical characteristics

Штамм растет при температуре от 25 до 40°С (оптимум 37°С). В качестве источника азота использует органический азот в виде пептона, аминокислот.The strain grows at a temperature of 25 to 40 ° C (optimum 37 ° C). As a source of nitrogen, uses organic nitrogen in the form of peptone, amino acids.

Штамм Е.coli ВКПМ В-11246 синтезирует гидролазу эфиров альфа-аминокислот из X. rubrilineans после индукции 1 мМ ИПТГ (изопропил-β-D-тиогалактозидом).The E. coli strain VKPM B-11246 synthesizes the hydrolase of alpha-amino acid esters from X. rubrilineans after induction with 1 mM IPTG (isopropyl-β-D-thiogalactoside).

Генотипические признакиGenotypic traits

Штамм Е.coli ВКПМ В-11246 устойчив к канамицину.The E. coli strain VKPM B-11246 is resistant to kanamycin.

Штамм Е.coli ВКПМ В-11246 содержит на плазмиде рАЕН ген гидролазы эфиров альфа-аминокислот (aehR) изХ. rubrilineans ВКПМ В-9915 под контролем Т7 промотора.Strain E. coli VKPM B-11246 contains on the plasmid pAHEN the gene for the hydrolase of alpha-amino acid esters (aehR) of X. rubrilineans VKPM B-9915 under the control of the T7 promoter.

Способ микробиологического синтеза гидролазы эфиров альфа-аминокислот в общем видеMethod for microbiological synthesis of hydrolase of alpha-amino acid esters in general form

Посевной материал, представляющий собой клетки рекомбинантного штамма-продуцента Е.coli ВКПМ В-11246, подготавливают путем инкубации в течение 16 часов при температуре 37°С на среде LB, содержащей 17 мг/мл канамицина. Выросшую культуру переносят в соотношении 1:200 (по объему) в среду LB, содержащую 17 мг/мл канамицина. Процесс культивирования ведут при температуре 37°С с аэрацией. Синтез целевого белка индуцируют путем добавления ИПТГ при ОD600=0,8-1,0 ОЕ. Биомассу клеток отделяют центрифугированием, промывают фосфатным буфером и повторно центрифугируют.Inoculum, which is a cell of a recombinant producer strain of E. coli VKPM B-11246, is prepared by incubation for 16 hours at 37 ° C in LB medium containing 17 mg / ml kanamycin. The grown culture is transferred at a ratio of 1: 200 (by volume) to LB medium containing 17 mg / ml kanamycin. The cultivation process is carried out at a temperature of 37 ° C with aeration. The synthesis of the target protein is induced by adding IPTG at OD 600 = 0.8-1.0 OE. Cell biomass is separated by centrifugation, washed with phosphate buffer and centrifuged again.

Уровень синтетазной активности гидролазы эфиров альфа-амино кислот в биомассе клеток составляет не менее чем 1800 МЕ/г влажн., 9000 МЕ/г сух.The level of synthetase activity of the hydrolase of alpha-amino acid esters in the biomass of cells is not less than 1800 IU / g wet., 9000 IU / g dry.

Заявляемый способ позволяет повысить уровень продукции гидролазы эфиров альфа-аминокислот до 20 МЕ/мг белка, что в 20 раз превышает продукцию ближайшего аналога.The inventive method allows to increase the level of hydrolase production of alpha-amino acid esters to 20 IU / mg protein, which is 20 times higher than the production of the closest analogue.

Изобретение проиллюстрировано следующими фигурами графических изображений:The invention is illustrated by the following figures of graphic images:

Фиг.1 - химическая структура аминобета-лактамных антибиотиков: аминопенициллинов (I) и аминоцефалоспоринов (II). Стрелкой показана фармакологически важная бета-лактамная связь в ядрах антибиотиков. Пунктирной линией показана ациламидная связь, образующаяся при ферментативном синтезе амино-бета-лактамов путем переноса ацильного радикала с ацилирующего агента (эфира альфа-аминокарбоновой кислоты), содержащего фрагмент боковой цепи антибиотика, на аминогруппу ключевого полупродукта, несущего ядро антибиотика.Figure 1 - chemical structure of aminobeta-lactam antibiotics: aminopenicillins (I) and aminocephalosporins (II). The arrow indicates the pharmacologically important beta-lactam bond in the nuclei of antibiotics. The dashed line shows the acylamide bond formed during the enzymatic synthesis of amino-beta-lactams by transferring the acyl radical from the acylating agent (alpha-aminocarboxylic acid ester) containing the antibiotic side chain fragment to the amino group of the key intermediate carrying the antibiotic core.

Фиг.2 - схема плазмидной ДНК рЕТ-28а. Плазмидный вектор рЕТ-28а (Novagen): T7 промотор (370-386 п.о.); поликлинкер (ВатНI - XhoI) (158-203); lad (773-1852); Kan (3995-4807); участки инициации репликации pBR322 ori (3286), fl ori (4903-5358).Figure 2 - scheme of plasmid DNA pET-28a. Plasmid vector pET-28a (Novagen): T7 promoter (370-386 bp); polylinker (WatHI - XhoI) (158-203); lad (773-1852); Kan (3995-4807); replication initiation sites pBR322 ori (3286), fl ori (4903-5358).

Фиг.3 - схема рекомбинантной плазмидной ДНК рАЕН. Плазмидный вектор рАЕН: T7 промотор (370-386 п.о.); ген гидролазы эфиров альфа-аминокислот aehR (6-1982); lad (2456-3535); Kan (5678-6490); участки инициации репликации pBR322 ori (4969), fl ori (6586-7041).Figure 3 - scheme of recombinant plasmid DNA pAEN. The plasmid vector pAEN: T7 promoter (370-386 bp); aehR alpha-amino acid ester hydrolase gene (6-1982); lad (2456-3535); Kan (5678-6490); replication initiation sites pBR322 ori (4969), fl ori (6586-7041).

Пример 1. Конструирование рекомбинантной плазмидной ДНК рАЕН, содержащей ген aehR, кодирующий гидролазу эфиров альфа-аминокислот из X. rubrilineans ВКПМ В-9915.Example 1. Construction of recombinant plasmid DNA pAHE containing the aehR gene encoding the hydrolase of alpha-amino acid esters from X. rubrilineans VKPM B-9915.

В качестве источника гена aehR используют геномную ДНК, выделенную из биомассы штамма X. rubrilineans ВКПМ В-9915. Все стандартные генно-инженерные и микробиологические манипуляции проводят по известным методикам [30].As the source of the aehR gene, genomic DNA isolated from the biomass of strain X. rubrilineans VKPM B-9915 is used. All standard genetic engineering and microbiological manipulations are carried out according to known methods [30].

Культуру штамма X. rubrilineans ВКПМ В-9915 выращивают при 27°С в течение 28 часов. Из полученной биомассы выделяют геномную ДНК, которую используют в качестве матрицы для ПЦР.The culture of strain X. rubrilineans VKPM B-9915 was grown at 27 ° C for 28 hours. Genomic DNA is isolated from the obtained biomass, which is used as a template for PCR.

Для амплификации кодирующей части гена aehR используют праймеры, содержащие сайты рестрикции NdeI и XhoI (PrAEHjfor 5'-gcatatgcgccgcatcgctccctg-3' и PrAEH_rev 5'-cctegagtcagtacaccggcagactgatgaaactgg-3'), и Pfu ДНК-полимеразу повышенной точности (Fermentas). Полимеразную цепную реакцию проводят согласно методике компании Fermentas. Полученный ПЦР-продукт включает кодирующую область гена aehRFor amplification of the coding part of the aehR gene, primers are used that contain the NdeI and XhoI restriction sites (PrAEHjfor 5'-gcatatgcgccgcatcgctccctg-3 'and PrAEH_rev 5'-cctegagtcagtacaccggcagactgatgaaactgg-3' polymerase) (Pment). The polymerase chain reaction is carried out according to the method of the company Fermentas. The resulting PCR product includes the coding region of the aehR gene

размером 1914 п.о.size 1914 bp

С целью получения плазмидной конструкции для экспрессии гидролазы эфиров альфа-аминокислот ПЦР-продукт, содержащий кодирующую область гена aehR, клонируют в экспрессионный вектор рЕТ-28а (Novagen). Для этого вектор рЕТ-28а и ПЦР-продукт обрабатывают рестриктазами Ndel и Xhol. Из рестрикционной смеси выделяют фрагмент вектора размером 5289 п.о. и фрагмент ПЦР-продукта размером 1921 п.о. Выделенные фрагменты смешивают и лигируют; полученной лигазной смесью трансформируют клетки Е.coli DH5α. Селекцию клонов проводят на агаризованной среде LB с канамицином. В результате получают рекомбинантный штамм Е.coli DH5α/pAEH, содержащий плазмиду рАЕН. Правильность клонирования и отсутствие ошибок в последовательности гена αehR подтверждают секвенированием плазмидной вставки. Штамм Е.coli DH5α/pAEH не синтезирует гидролазу эфиров альфа-аминокислот из-за отсутствия в клетках штамма Е.coli DH5α Т7 РНК полимеразы.In order to obtain a plasmid construct for the expression of a hydrolase of alpha-amino acid esters, the PCR product containing the coding region of the aehR gene is cloned into the pET-28a expression vector (Novagen). For this, the pET-28a vector and the PCR product are treated with restriction enzymes Ndel and Xhol. A 5289 bp vector fragment is isolated from the restriction mixture. and a 1921 bp PCR product fragment The selected fragments are mixed and ligated; the resulting ligase mixture transform E. coli DH5α cells. Clone selection is carried out on LB agar medium with kanamycin. The result is a recombinant E. coli strain DH5α / pAEH containing the plasmid pAEN. The accuracy of the cloning and the absence of errors in the αehR gene sequence is confirmed by sequencing of the plasmid insert. The E. coli strain DH5α / pAEH does not synthesize alpha-amino acid ester hydrolase due to the absence of E. coli strain DH5α T7 RNA polymerase in the cells.

Рекомбинантная плазмидная ДНК рАЕН (SEQ ID NO 1) имеет размер 7210 пар нуклеотидов (п.н.) и содержит ген гидролазы эфиров альфа-аминокислот (αehR) из X. rubrilineans ВКПМ В-9915, регулируемый Т7 промотором и терминатором; ген Kan, обеспечивающий устойчивость Е.coli к канамицину; участки инициации репликации pBR322 и fl; кодирующую область гена lасI. На N-конце открытой рамки считывания, включающей кодирующую часть гена αhR, расположена последовательность, кодирующая 6 His (Фиг.3).The recombinant pAEN plasmid DNA (SEQ ID NO 1) has a size of 7210 nucleotides (bp) and contains the alpha amino acid ester hydrolase gene (αehR) from X. rubrilineans VKPM B-9915, regulated by the T7 promoter and terminator; Kan gene providing E. coli resistance to kanamycin; replication initiation sites pBR322 and fl; the coding region of the lacI gene. At the N-end of the open reading frame, including the coding portion of the αhR gene, is located the sequence encoding 6 His (Figure 3).

Пример 2. Получение заявляемого штамма Е.coli ВКПМ В-11246Example 2. Obtaining the inventive strain of E. coli VKPM B-11246

С целью получения рекомбинантного штамма Е.coli - продуцента гидролазы эфиров альфа-аминокислот клетки штамма Е.coli BL21(DE3) трансформируют плазмидой рАЕН методом химической трансформации. Селекцию трансформантов проводят на LB-агаре, содержащем канамицин (17 мг/л). В результате получают заявляемый штамм Е.coli ВКПМ В-11246, синтезирующий гидролазу эфиров альфа-аминокислот из X. rubrilineans ВКПМ В-9915 (пример 3).In order to obtain a recombinant E. coli strain producing a hydrolase of alpha-amino acid esters, cells of the E. coli strain BL21 (DE3) are transformed with the plasmid pAEN by chemical transformation. The selection of transformants is carried out on LB agar containing kanamycin (17 mg / l). The result is the claimed strain of E. coli VKPM B-11246, synthesizing a hydrolase of alpha-amino acid esters from X. rubrilineans VKPM B-9915 (example 3).

Пример 3. Биосинтез гидролазы эфиров альфа-аминокислот с использованием штамма Е.coli ВКПМ В-11246 и добавлением индуктора ИПТГExample 3. The biosynthesis of hydrolases of alpha-amino acid esters using E. coli strain VKPM B-11246 and the addition of an IPTG inducer

Исходным посевным материалом служит культура Е.coli ВКПМ В-11246, выращенная на чашках Петри с агаризованной средой. Посевной материал выращивают путем инкубации клеток при температуре 37°С в течение 15-17 часов на среде LB, содержащей 17 мг/мл канамицина.The starting seed is a culture of E. coli VKPM B-11246 grown on Petri dishes with agar medium. Seed is grown by incubating cells at 37 ° C for 15-17 hours on LB medium containing 17 mg / ml kanamycin.

Процесс биосинтеза ведут к колбах Эрленмейера объемом 750 мл, содержащих 100 млThe biosynthesis process leads to 750 ml Erlenmeyer flasks containing 100 ml

среды LB с канамицином (17 мг/л). Посевной материал вносят в ферментационную среду в количестве, необходимом для создания его концентрации около 0,5 об.%. Процесс культивирования продуцента ведут при температуре 37°С на круговой качалке со скоростью вращения 200-220 об/мин до достижения оптической ОD600=0,8-1,0 ОЕ (около 3 часов культивирования), после чего в культуральную жидкость добавляют ИПТГ до концентрации 1 мМ. Ферментацию продолжают при тех же условиях в течение еще 3 часов.LB medium with kanamycin (17 mg / L). The seed is introduced into the fermentation medium in an amount necessary to create a concentration of about 0.5 vol.%. The producer cultivation process is carried out at a temperature of 37 ° C on a circular shaker with a rotation speed of 200-220 rpm until optical OD 600 = 0.8-1.0 OE is reached (about 3 hours of cultivation), after which IPTG is added to the culture liquid concentration of 1 mm. Fermentation is continued under the same conditions for another 3 hours.

Биомассу клеток отделяют центрифугированием при 5000 об/мин, промывают 0,1 М фосфатным буфером, рН 7.5, и вновь центрифугируют.Cell biomass is separated by centrifugation at 5000 rpm, washed with 0.1 M phosphate buffer, pH 7.5, and centrifuged again.

Из 2 л ферментационной среды (20 колб) получают 7,45 г влажной биомассы. Активность ферментных препаратов по синтезу цефалексина определяют по начальной скорости образования целевого продукта в следующих условиях: рН 6,0-6,2, температура (40±1)°С, концентрация субстратов - (0,040±0,002) М 7-АДЦК и (0,08010,004) М МЭФГ. Содержание цефалексина в реакционной смеси определяют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Содержание сухих веществ весовым методом после высушивания препарата при (105±1)°С до постоянной массы. Содержание белка в биомассе клеток определяют методом Лоури [31], не проводя предварительной обработки нативных клеток ультразвуком, так как нами показано, что для использованных штаммов содержание белка не зависит от степени разрушения клеток ультразвуком.From 2 l of fermentation medium (20 flasks) get 7.45 g of wet biomass. The activity of enzyme preparations for the synthesis of cephalexin is determined by the initial rate of formation of the target product under the following conditions: pH 6.0-6.2, temperature (40 ± 1) ° C, substrate concentration - (0.040 ± 0.002) M 7-ADC and (0 , 08010.004) M MEFG. The cephalexin content in the reaction mixture was determined by high performance liquid chromatography (HPLC). The solids content by the gravimetric method after the preparation is dried at (105 ± 1) ° С to constant weight. The protein content in the biomass of cells is determined by the Lowry method [31], without preliminary processing of native cells with ultrasound, since we showed that for the strains used, the protein content does not depend on the degree of destruction of the cells by ultrasound.

Полученная биомасса клеток характеризуется следующими показателями:The resulting cell biomass is characterized by the following indicators:

- содержание сухих веществ: 21,4%;- solids content: 21.4%;

- синтетазная активность: 2020 МЕ/г влажн.; 9440 МЕ/г сух.;- synthetase activity: 2020 IU / g wet .; 9440 IU / g dry .;

- удельная активность: 23,8 МЕ/мг белка.- specific activity: 23.8 IU / mg protein.

Пример 4. Биосинтез гидролазы эфиров альфа-аминокислот с использованием штамма Е.coli ВКПМ В-11246 без добавления индуктораExample 4. The biosynthesis of hydrolases of alpha-amino acid esters using E. coli strain VKPM B-11246 without the addition of an inducer

Способ осуществляют по примеру 3, с той разницей, что культивирование ведут в течение 6 часов без добавления индуктора ИПТГ.The method is carried out as in example 3, with the difference that the cultivation is carried out for 6 hours without the addition of an IPTG inducer.

Из 200 мл культуральной жидкости получают 0,87 г влажной биомассы. Полученная биомасса клеток характеризуется следующими показателями:0.87 g of wet biomass is obtained from 200 ml of culture fluid. The resulting cell biomass is characterized by the following indicators:

- содержание сухих веществ -18,4%;- solids content of -18.4%;

- синтетазная активность: 160 МЕ/г влажн.; 870 МЕ/г сух.;- synthetase activity: 160 IU / g wet .; 870 IU / g dry .;

- удельная активность: 1,9 МЕ/мг белка.- specific activity: 1.9 IU / mg protein.

Пример 5. (Контроль). Биосинтез гидролазы эфиров альфа-аминокислот с использованием штамма Е.coli BL21(DE3)Example 5. (Control). Alpha-amino acid ester hydrolase biosynthesis using E. coli strain BL21 (DE3)

Способ осуществляют по примеру 3, используя для ферментации культуру штамма Е.coli BL21(DE3), отличающегося от заявляемого штамма Е.coli ВКПМ В-11246 отсутствием плазмиды рАЕН.The method is carried out as in example 3, using for fermentation a culture of E. coli strain BL21 (DE3), different from the claimed E. coli strain VKPM B-11246 by the absence of the plasmid pAEN.

Из 200 мл культуральной жидкости получают 1,05 г влажной биомассы. Полученная биомасса клеток характеризуется следующими показателями:From 200 ml of culture fluid, 1.05 g of wet biomass is obtained. The resulting cell biomass is characterized by the following indicators:

- содержание сухих веществ -18,4%;- solids content of -18.4%;

- синтетазная активность не детектируется.- synthetase activity is not detected.

Высокий уровень синтетазной активности гидролазы эфиров альфа-аминокислот в биомассе рекомбинантного штамма Е.coli ВКПМ В-11246 после индукции экспрессии по сравнению с неиндуцированной культурой подтверждает экспрессию гена aehR из X. rubrilineans, находящегося в Е.coli под действием промотора Т7. Уровень синтеза гидролазы эфиров альфа-аминокислот у заявляемого рекомбинантного штамма Е.coli в 20 раз превосходит таковой у ближайшего аналога X. rubrilineans ВКПМ В-9915 (Табл.1).The high level of synthetase activity of alpha-amino acid ester hydrolase in the biomass of the recombinant E. coli VKPM B-11246 strain after induction of expression compared with uninduced culture confirms the expression of the aehR gene from X. rubrilineans, located in E. coli under the influence of the T7 promoter. The level of synthesis of hydrolases of alpha-amino acid esters of the claimed recombinant E. coli strain is 20 times higher than that of the closest analogue of X. rubrilineans VKPM B-9915 (Table 1).

Результаты биосинтеза АЕН различными штаммами-продуцентами данного фермента сопоставлены в Таблице 1. The results of AEN biosynthesis by various producer strains of this enzyme are compared in Table 1.

Табл.1 Синтетазная активность гидролазы эфиров альфа-аминокислот в биомассе клетокTable 1 Synthetic activity of alpha-amino acid ester hydrolase in cell biomass

Синтетазная активностьSynthetic activity Е.coli ВКПМ В-11246+ИПТГ (по примеру 3)E. coli VKPM B-11246 + IPTG (according to example 3) Е.coli ВКПМ В-11246-ИПТГ (по примеру 4)E. coli VKPM B-11246-IPTG (according to example 4) E.coli BL21(DE3) (по примеру 5)E.coli BL21 (DE3) (as in Example 5) X. rubrilineans ВКПМ В-9915 [28]X. rubrilineans VKPM B-9915 [28] МЕ/г влажн.IU / g wet 20202020 160160 00 83,383.3 МЕ/г сух.IU / g dry 94409440 870870 00 450450 МЕ/мг белкаIU / mg protein 23,823.8 1,91.9 00 Около 1About 1

Таким образом, продемонстрирована возможность получения генетически модифицированных бактерий Е.coli, способных к биосинтезу гидролазы эфиров альфа-аминокислот из X. rubrilineans с высоким уровнем биосинтеза целевого продукта.Thus, the possibility of obtaining genetically modified E. coli bacteria capable of biosynthesis of hydrolase of alpha-amino acid esters from X. rubrilineans with a high level of biosynthesis of the target product was demonstrated.

Заявляемый способ позволяет синтезировать внутриклеточную гидролазу эфиров альфа-аминокислот в значительных количествах и создает возможности для разработки простых методов получения высокоэффективных технологических биокатализаторов процессов синтеза аминопенициллинов и аминоцефалоспоринов.The inventive method allows to synthesize intracellular hydrolase of alpha-amino acid esters in significant quantities and creates opportunities for the development of simple methods for the production of highly effective technological biocatalysts for the synthesis of aminopenicillins and aminocephalosporins.

Заявляемый рекомбинантный штамм-продуцент гидролазы эфиров альфа-аминокислот относят к виду Е.coli, природные представители которого не способны синтезировать данный фермент. Введение нового вида бактерий в число высокоэффективных продуцентов гидролазы эфиров альфа-аминокислот предоставляет дополнительные возможности для разработки эффективных способов ее биосинтеза.The inventive recombinant strain-producing hydrolase of alpha-amino acid esters is classified as E. coli, the natural representatives of which are not able to synthesize this enzyme. The introduction of a new type of bacteria among the highly effective producers of hydrolases of alpha-amino acid esters provides additional opportunities for the development of effective methods for its biosynthesis.

Источники информацииInformation sources

1. Ныс П.С., Курочкина В.Б., Скляренко А.В., Вейнберг Г.А. (2000). Бета-лактамные соединения. Взаимосвязь структуры и биологической активности. Антибиотики и химиотерапия 11 (36-42).1. Nys P.S., Kurochkina VB, Sklyarenko A.V., Weinberg G.A. (2000). Beta-lactam compounds. The relationship of structure and biological activity. Antibiotics and chemotherapy 11 (36-42).

2. Blum JK, Bommarius AS (2010) Amino ester hydrolase from Xanthomonas campestris pv. campestris, ATCC 33913 for enzymatic synthesis of ampicillin. J Mol CatalB:Enzym 67(21-28).2. Blum JK, Bommarius AS (2010) Amino ester hydrolase from Xanthomonas campestris pv. campestris, ATCC 33913 for enzymatic synthesis of ampicillin. J Mol CatalB: Enzym 67 (21-28).

3. Takahashi T, Yamazaki Y, Kato K (1974) Substrate specificity of an alpha-amino acid ester hydrolase produced by Acetobacter turbidans ATCC 9325. Biochem J 137(3): 497-503.3. Takahashi T, Yamazaki Y, Kato K (1974) Substrate specificity of an alpha-amino acid ester hydrolase produced by Acetobacter turbidans ATCC 9325. Biochem J 137 (3): 497-503.

4. Ryu YW, Ryu DY (1987) Semisynthetic p-lactam antibiotics synthesizing enzyme from Acetobacter turbidans: purification and properties. Enzyme Microb Technol 9: 339-344.4. Ryu YW, Ryu DY (1987) Semisynthetic p-lactam antibiotics synthesizing enzyme from Acetobacter turbidans: purification and properties. Enzyme Microb Technol 9: 339-344.

5. Ryu YW, Ryu DY (1988) Semisynthetic P-lactam antibiotics synthesizing enzyme from Acetobacter turbidans: catalytic properties. Enzyme Microb Technol 10: 239-245.5. Ryu YW, Ryu DY (1988) Semisynthetic P-lactam antibiotics synthesizing enzyme from Acetobacter turbidans: catalytic properties. Enzyme Microb Technol 10: 239-245.

6. Okachi R, Kato K, Miyamura Y, Nara T (1973) Selection of Pseudomonas melanogenum KY 3987 as a new ampicillin producing bacteria. Agric Biol Chem 37 (8): 1953-1957.6. Okachi R, Kato K, Miyamura Y, Nara T (1973) Selection of Pseudomonas melanogenum KY 3987 as a new ampicillin producing bacteria. Agric Biol Chem 37 (8): 1953-1957.

7. Okachi R, Nara T (1973) Penicillin acylase of Pseudomonas melanogenum KY 3987. Agric Biol Chem 37 (12): 2797-28047. Okachi R, Nara T (1973) Penicillin acylase of Pseudomonas melanogenum KY 3987. Agric Biol Chem 37 (12): 2797-2804

8. Shimizu M, Masuike T, Fujita H, Kimura K, Okachi R, Nara T (1975) Search for microorgamisms producing cephalosporin acylase and enzymatic synthesis of cephalosporins. Agric Biol Chem 39 (6): 1225-1232.8. Shimizu M, Masuike T, Fujita H, Kimura K, Okachi R, Nara T (1975) Search for microorgamisms producing cephalosporin acylase and enzymatic synthesis of cephalosporins. Agric Biol Chem 39 (6): 1225-1232.

9. Kawamori M, Hashimoto Y, Katsumata R, Okachi R, Takayama K (1983) Enzymatic production of amoxicillin by P-Lactamase-deficient mutants of Pseudomonas melanogenum KY3987. Agric Biol Chem 47 (II): 2503-2509.9. Kawamori M, Hashimoto Y, Katsumata R, Okachi R, Takayama K (1983) Enzymatic production of amoxicillin by P-Lactamase-deficient mutants of Pseudomonas melanogenum KY3987. Agric Biol Chem 47 (II): 2503-2509.

10. Kim DJ, Byun SM (1990) Purification and properties of ampicillin acylase from Pseudomomas melanogenum. Bichim Biophis Acta - Prot Structure and Mol Enzymol 1040: 12-18.10. Kim DJ, Byun SM (1990) Purification and properties of ampicillin acylase from Pseudomomas melanogenum. Bichim Biophis Acta - Prot Structure and Mol Enzymol 1040: 12-18.

11. Kim DJ, Byun SM (1990) Evidence for involvement of 2 histiddine residues in the reaction of ampicillin acylase. Bichem Biophys Res Comm 166 (2): 904-908.11. Kim DJ, Byun SM (1990) Evidence for involvement of 2 histiddine residues in the reaction of ampicillin acylase. Bichem Biophys Res Comm 166 (2): 904-908.

12. Wang M, Wang Z, Yue H, Han W, Jiao Q (1990) Screening of alpha-amino acid ester hydrolase producing strain and synthesis of cephalexin by Pseudomonas aeruginosa. Wei Sheng Wu Xue Bao 30: 238-241.12. Wang M, Wang Z, Yue H, Han W, Jiao Q (1990) Screening of alpha-amino acid ester hydrolase producing strain and synthesis of cephalexin by Pseudomonas aeruginosa. Wei Sheng Wu Xue Bao 30: 238-241.

13. US 3716454 (A) (1973) Process for the production of a-aminobenzilpenicillin.13. US 3716454 (A) (1973) Process for the production of a-aminobenzilpenicillin.

14. Kato K, Kavahara K, Takahashi T, Kahinuma A (1980) Purification of α-Amino Acid Ester Hydrolase from Xanthomonas citri. Agric Biol Chem 44 (5): 1069-1074.14. Kato K, Kavahara K, Takahashi T, Kahinuma A (1980) Purification of α-Amino Acid Ester Hydrolase from Xanthomonas citri. Agric Biol Chem 44 (5): 1069-1074.

15. Kato K, Kavahara K, Takahashi T, Kahinuma A (1980) Substrate Specificity of α-Amino Acid Ester Hydrolase from Xanthomonas citri. Agric Biol Chem 44 (5): 1075-1081.15. Kato K, Kavahara K, Takahashi T, Kahinuma A (1980) Substrate Specificity of α-Amino Acid Ester Hydrolase from Xanthomonas citri. Agric Biol Chem 44 (5): 1075-1081.

16. Kato K, Kavahara K (1980) Dissociation and reassociation of Xanthomonas a-amino acid ester hydrolase. Agric Biol Chem 44 (7): 1663-1664.16. Kato K, Kavahara K (1980) Dissociation and reassociation of Xanthomonas a-amino acid ester hydrolase. Agric Biol Chem 44 (7): 1663-1664.

17. Nam DH, Kim C (1985) Reaction kinetics of cephalexin synthesizing enzyme from Xanthomonas citri. Biothechnol Bioeng 27: 953-960.17. Nam DH, Kim C (1985) Reaction kinetics of cephalexin synthesizing enzyme from Xanthomonas citri. Biothechnol Bioeng 27: 953-960.

18. Kato K, Kavahara K, Takahashi T (1980) Enzymatic synthesis of amoxicillin by the cell-bound α-amino acid ester hydrolase of Xanthomonas citri. Agric Biol Chem 44 (4): 821-825.18. Kato K, Kavahara K, Takahashi T (1980) Enzymatic synthesis of amoxicillin by the cell-bound α-amino acid ester hydrolase of Xanthomonas citri. Agric Biol Chem 44 (4): 821-825.

19. Крестьянова И.Н., Уваров Н.Н., Руденская Г.Н. и др. (1990) Внутриклеточная аминопептидаза из Xanthomonas rublineans, гидролизующая эфиры α-аминокислот и цефалексин. Биохимия 55(12): 2226-2238.19. Krestyanova I.N., Uvarov N.N., Rudenskaya G.N. et al. (1990) Intracellular aminopeptidase from Xanthomonas rublineans, hydrolyzing α-amino acid esters and cephalexin. Biochemistry 55 (12): 2226-2238.

20. Polderman-Tijmes JJ, Jekel PA, van Merode A, Floris TAG, van der Laan JM, Sonke T, Janssen DB (2002) Cloning, sequence and expression in Escherichia coli of the gene encoding α-amino acid ester hydrolase from Acetobacter turbindance. Appi Environ Microbiol 68: 211-218 A.20. Polderman-Tijmes JJ, Jekel PA, van Merode A, Floris TAG, van der Laan JM, Sonke T, Janssen DB (2002) Cloning, sequence and expression in Escherichia coli of the gene encoding α-amino acid ester hydrolase from Acetobacter turbindance. Appi Environ Microbiol 68: 211-218 A.

21. Polderman-Tijmes JJ., Jekel PA, Jeronimus-Stratingh CM, Bruins AP, van der Laan J-M, Sonke T, Janssen DB (2002) Identification of the catalytic residues of α-amino acid ester hydrolase from Acetobacter turbindance by labeling and site-directed mutagenesis. J Biol Chem 277 (32): 28474-28482.21. Polderman-Tijmes JJ., Jekel PA, Jeronimus-Stratingh CM, Bruins AP, van der Laan JM, Sonke T, Janssen DB (2002) Identification of the catalytic residues of α-amino acid ester hydrolase from Acetobacter turbindance by labeling and site-directed mutagenesis. J Biol Chem 277 (32): 28474-28482.

22. Barends RM, Polderman-Tijmes JJ, Jekel PA, Willams C, Wybenga G, Janssen DB, Dijkstra BW (2006) Acetobacter turbidans α-amino acid ester hydrolase: how a single mutation improves an antibiotic-producing enzyme. J Biol Chem 281(9): 5804-5810.22. Barends RM, Polderman-Tijmes JJ, Jekel PA, Willams C, Wybenga G, Janssen DB, Dijkstra BW (2006) Acetobacter turbidans α-amino acid ester hydrolase: how a single mutation improves an antibiotic-producing enzyme. J Biol Chem 281 (9): 5804-5810.

23. WO 02086111 (2002) Recombinant alpha-amino ester hydrolases and uses thereof.23. WO 02086111 (2002) Recombinant alpha-amino ester hydrolases and uses this.

24. WO 02086127 (2002) Acylase gene.24. WO 02086127 (2002) Acylase gene.

25. Barends TRM, Polderman-Tijmes JJ, Jekel PA, Hensgens CMH, de Vries EJ, Janssen DB, Dijkstra BW (2003) The sequence and crystal structure of the α-amino acid ester hydrolase from Xanthomonas citri define a new family of β-lactam antibiotic acylases. J Biol Chem 278: 23076-23084.25. Barends TRM, Polderman-Tijmes JJ, Jekel PA, Hensgens CMH, de Vries EJ, Janssen DB, Dijkstra BW (2003) The sequence and crystal structure of the α-amino acid ester hydrolase from Xanthomonas citri define a new family of β -lactam antibiotic acylases. J Biol Chem 278: 23076-23084.

26. Blum JK, Bommarius AS (2010) Amino ester hydrolase from Xanthomonas campestris pv. campestris, ATCC 33913 for enzymatic synthesis of ampicillin. J Mol CatalB:Enzym 67:21-2826. Blum JK, Bommarius AS (2010) Amino ester hydrolase from Xanthomonas campestris pv. campestris, ATCC 33913 for enzymatic synthesis of ampicillin. J Mol CatalB: Enzym 67: 21-28

27. Alkema, W. B. L., Hensgens, C. M. H., Kroezinga, E. H., Vries de, E., Floris, R., van der Laan, J.-M., Dijkstra, B. W., and Janssen, D. B. (2000) Characterization of the P-lactam binding site of penicillin acylase ofEscherichia coli by structural and site-directed mutagenesis studies. Protein Eng. 13, 857-86827. Alkema, WBL, Hensgens, CMH, Kroezinga, EH, Vries de, E., Floris, R., van der Laan, J.-M., Dijkstra, BW, and Janssen, DB (2000) Characterization of the P -lactam binding site of penicillin acylase of Escherichia coli by structural and site-directed mutagenesis studies. Protein Eng. 13, 857-868

28. RU 2381273 (2009) Способ получения гетерогенного биокатализатора, биокатализатор на основе гидролазы эфиров альфа-аминокислот и способ синтеза аминобета-лактамного антибиотика под действием этого биокатализатора.28. RU 2381273 (2009) A method for producing a heterogeneous biocatalyst, a biocatalyst based on a hydrolase of alpha-amino acid esters, and a method for synthesizing an aminobeta-lactam antibiotic under the influence of this biocatalyst.

29. CN 101525603 (2009) Immobilized alpha-amino-acid ester hydrolase, preparation and application thereof.29. CN 101525603 (2009) Immobilized alpha-amino-acid ester hydrolase, preparation and application thereof.

30. Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T (1989) Molecular Cloning: a Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor.30. Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T (1989) Molecular Cloning: a Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor.

31. Sapan CV, Lundblad RL, Price C (1999) Review. Colorimertric protein assay technoques. Biotechnol. Appl. Biochem. 29: 99-108.31. Sapan CV, Lundblad RL, Price C (1999) Review. Colorimertric protein assay technoques. Biotechnol. Appl. Biochem. 29: 99-108.

Claims (2)

1. Рекомбинантный штамм бактерий Escherichia coli ВКПМ В-11246 - продуцент гидролазы эфиров альфа-аминокислот из Xanthomonas rubrilineans ВКПМ В-9915, полученный путем трансформации штамма-реципиента Escherichia coli BL21(DE3) плазмидной ДНК, соответствующей нуклеотидной последовательности SEQ ID NO 1, содержащей кодирующую область гена aehR гидролазы эфиров альфа-аминокислот из Xanthomonas rubrilineans ВКПМ В-9915 под контролем промотора Т7, а также ген устойчивости к канамицину Kan.1. Recombinant strain of bacteria Escherichia coli VKPM B-11246 - producer of alpha-amino acid ester hydrolase from Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915 obtained by transforming the recipient strain Escherichia coli BL21 (DE3) plasmid DNA corresponding to the nucleotide sequence of SEQ ID NO 1 containing the coding region of the aehR gene for alpha-amino acid ester hydrolase from Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915 under the control of the T7 promoter, as well as the Kanamycin resistance gene. 2. Способ микробиологического синтеза гидролазы эфиров альфа-аминокислот из Xanthomonas rubrilineans ВКПМ В-9915, предусматривающий культивирование бактерий, содержащих ген aehR из Xanthomonas rubrilineans ВКПМ В-9915, в подходящей питательной среде, отличающийся тем, что в качестве продуцента используют рекомбинантный штамм по п.1, в состав среды включают канамицин, а экспрессию целевого продукта осуществляют добавлением изопропил-β-D-тиогалактозида в качестве индуктора. 2. The method of microbiological synthesis of a hydrolase of alpha-amino acid esters from Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915, comprising culturing bacteria containing the aehR gene from Xanthomonas rubrilineans VKPM B-9915, in a suitable nutrient medium, characterized in that the recombinant strain according to claim 1 is used as a producer .1, kanamycin is included in the medium, and the target product is expressed by the addition of isopropyl-β-D-thiogalactoside as an inducer.
RU2012120576/10A 2012-05-18 2012-05-18 RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli-PRODUCER OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS FROM Xanthomonas rubrilineans, METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS BASED ON ABOVE SAID STRAIN RU2499830C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012120576/10A RU2499830C1 (en) 2012-05-18 2012-05-18 RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli-PRODUCER OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS FROM Xanthomonas rubrilineans, METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS BASED ON ABOVE SAID STRAIN

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012120576/10A RU2499830C1 (en) 2012-05-18 2012-05-18 RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli-PRODUCER OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS FROM Xanthomonas rubrilineans, METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS BASED ON ABOVE SAID STRAIN

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012120576A RU2012120576A (en) 2013-11-27
RU2499830C1 true RU2499830C1 (en) 2013-11-27

Family

ID=49624903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012120576/10A RU2499830C1 (en) 2012-05-18 2012-05-18 RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli-PRODUCER OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS FROM Xanthomonas rubrilineans, METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS BASED ON ABOVE SAID STRAIN

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2499830C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2381273C2 (en) * 2008-03-04 2010-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП ГосНИИгенетика) Method for production of heterogeneous biocatalyst, biocatalyst based on hydrolase of alpha-aminoacid ethers and method for synthesis of aminobeta-lactam antibiotic under action of this biocatalyst

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2381273C2 (en) * 2008-03-04 2010-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП ГосНИИгенетика) Method for production of heterogeneous biocatalyst, biocatalyst based on hydrolase of alpha-aminoacid ethers and method for synthesis of aminobeta-lactam antibiotic under action of this biocatalyst

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
THOMAS R. M. BARENDS et al., The Sequence and Crystal Structure of the a-Amino Acid Ester Hydrolase from Xanthomonas citri Define a New Family of b-Lactam Antibiotic Acylases, THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, 2003 Issue of June 20, Vol.278, No. 25, p.p.23076-23084. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012120576A (en) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108795916B (en) Lysine decarboxylase mutant, coding gene thereof, expression and application thereof
WO2017143944A1 (en) Penicillin g acylase mutant
CN103937764A (en) Mutated Enzyme For Producing Cephalosporin Antibiotics Raw Material (7-aca)
JP6044675B2 (en) D-succinylase and method for producing D-amino acid using the same
CN109971743B (en) Penicillin G acylase mutant derived from achromobacter CCM4824 and application thereof
Yang et al. Expression and purification of extracellular penicillin G acylase in Bacillus subtilis
AU5248698A (en) Mutant penicillin g acylases
US20050158818A1 (en) Cephalosporin C acylases
RU2499830C1 (en) RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli-PRODUCER OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS FROM Xanthomonas rubrilineans, METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS BASED ON ABOVE SAID STRAIN
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
CN115896050A (en) End transformation combined point mutation of 7 alpha-hydroxysteroid dehydrogenase and efficient synthesis of ursodeoxycholic acid intermediate
CN107304418B (en) Penicillin expandase mutant, DNA encoding the mutant, kit containing the mutant and use thereof
RU2502797C1 (en) STRAIN Escherichia coli - PRODUCER OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS FROM Xanthomonas rubrilineans, AND METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF HYDROLASE OF ALPHA-AMINO ACIDS ESTERS BASED ON ABOVE SAID STRAIN
KR101677755B1 (en) Mutant alpha-amino acid ester hydrolase with enhanced productivity of amoxicillin
Zheng et al. Two novel engineered bacteria for secretory expression of glutaryl 7-amino-cephalosporanic acid acylase
US20060292665A1 (en) Glutaryl amidases and their uses
CN104364376A (en) Mutated cephalosporin hydroxylase and its application in deacetylcephalosporanic acid synthesis
KR102405289B1 (en) Polypeptide having cephalosporin c acylase activity and use thereof
KR20210059533A (en) Mutants of penicillin G acylase with increased production of cefazolin, and uses thereof
Hui et al. Rapid cloning and expression of glutaryl-7-aminocephalosporanic acid acylase genes from soil samples
Jiwaji et al. Enhanced hydantoin-hydrolyzing enzyme activity in an Agrobacterium tumefaciens strain with two distinct N-carbamoylases
CN117947137A (en) Penicillin amidase for synthesizing cefaclor
CN117247928A (en) Cephalosporin C acylase catalyzed acylation reaction and application thereof
EP1538205A1 (en) Glutaryl amidases and their uses
CN116497010A (en) G-7-ADCA synthetase and application thereof in preparation of cephalosporanic acid compounds

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20170327

PD4A Correction of name of patent owner