SK126992A3 - Recombination plasmides with g-penicillin amides gene and strains of microorganism escherichia coli, containing this plasmides - Google Patents

Recombination plasmides with g-penicillin amides gene and strains of microorganism escherichia coli, containing this plasmides Download PDF

Info

Publication number
SK126992A3
SK126992A3 SK126992A SK126992A SK126992A3 SK 126992 A3 SK126992 A3 SK 126992A3 SK 126992 A SK126992 A SK 126992A SK 126992 A SK126992 A SK 126992A SK 126992 A3 SK126992 A3 SK 126992A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
plasmid
penicillin
gene
escherichia coli
plasmides
Prior art date
Application number
SK126992A
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK278049B6 (en
Inventor
Lenka Sobotkova
Kamila Plhackova
Pavel Kyslik
Vladimir Vojtisek
Original Assignee
Mikrobiologicky Ustav Akademie
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 Mikrobiologicky Ustav Akademie filed Critical Mikrobiologicky Ustav Akademie
Publication of SK126992A3 publication Critical patent/SK126992A3/en
Publication of SK278049B6 publication Critical patent/SK278049B6/en

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Recombinated plasmides code the synthesis of G-peniciline of amidase, their derivatives originate by deletion of noncoding areas and they are deductived from basic plasmide pK19 and modificated plasmide pBRa4 deductived from basic plasmide pBR332, are labelled pKA718 and pBH7. Recombinated plasmide pKA716 is derivative deductived from recombinated plasmides pKA18 and pBH7. Strain of microorganism Escherichia coli CCM 4228, which contain any of these recombinated plasmides, can be used as source of enzyme for preparation of 6-aminopenicilane acid (6-APK) from G-peniciline or 7-aminodeacetoxycefalosporane acid (7-ADCK) from deacetoxycephalosporine C.

Description

Vynález se týká rekombinovaných plasmidú pKA18, pBH7 a pKA716 a jejich derivátu nesoucí gen pro G-penicilin amidasu a kmeňu mikroorganismú Escherichia coli CCM 4228 (pKA18),cCM 4228 (pBH7) a CCM 4228 (pKA716) obsahujících tyto plasmidy.The present invention relates to recombinant plasmids pKA18, pBH7 and pKA716 and a derivative thereof carrying the G-penicillin amidase gene and a microorganism strain Escherichia coli CCM 4228 (pKA18), cCM 4228 (pBH7) and CCM 4228 (pKA716) containing these plasmids.

Dosavadni stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Je známo, že nškteré kmeny mikroorganismú, zvlášté z rodu Escherichia, Proteus a Bacillus, napr. kmeny Escherichia coli CCM 2843 a CCM 3759 získané podie čs. autorských osvedčení č. 188 631 a 244 343, produkují enzým G-penicilin amidasu hydrolyzující amidickou väzbu G-penicilínu (benzylpenicilin) na 6-aminopenicilánovou kyselinu (dále jen 6-APK), popŕípadš amidickou väzbu deacetoxycefalosporinu G (N-fenylacetyl-7-aminodeacetoxycefalosporánové kyseliny) na 7-aminodeacetoxycefalosporánovou kyselinu (dále jen 7-ADCK).It is known that some strains of microorganisms, especially of the genera Escherichia, Proteus and Bacillus, e.g. strains of Escherichia coli CCM 2843 and CCM 3759 obtained according to U.S. Pat. of author's certificates no. 188 631 and 244 343, produce the enzyme G-penicillin amidase hydrolyzing the amidic bond of G-penicillin (benzylpenicillin) to 6-aminopenicillanic acid (hereinafter referred to as 6-APK) or the amidic bond of deacetoxycephalosporin G (N-phenylacetyl-7-aminodorosporeceto) 7-aminodeacetoxycephalosporanoic acid (hereinafter 7-ADCK).

V odborné literatúre byl popsán prenos chromosomálné kódované informace pro syntézu G-penicilin amidasy (dále jen PAG) na plasmidovou či fágovou molekulu v prípade nékolika PAG strukturálních génu získaných z mikroorganismú rodu Escherichia (Mayer et al.,The transfer of chromosomal encoded information for the synthesis of G-penicillin amidase (PAG) to a plasmid or phage molecule has been described in the literature for several PAG structural genes derived from a microorganism of the genus Escherichia (Mayer et al.,

In: K.N. Timmis a A. Puhler (eds), Plasmid of medical, environment and commercial importance, pp. 459-470, Elsevier/North Holland Biomedical Press,Amsterdam, 1979; Oh et al., Gene 56, 87-92, 1987) rodu Proteus (Daumy et al., J.Bacteriol. 163, 925-936, 1985) rodu Arthrobacter (Ohashi et al., Appl. Environm. Microbiol., pp. 2603-2615,In: K.N. Timmis and A. Puhler (eds), Plasmid of Medical, Environmental and Commercial Importance, pp. 459-470, Elsevier / North Holland Biomedical Press, Amsterdam 1979; Oh et al., Gene 56, 87-92, 1987) of the genus Proteus (Daumy et al., J.Bacteriol. 163, 925-936, 1985) of the genus Arthrobacter (Ohashi et al., Appl. Environm. Microbiol., Pp. 2603-2615,

1988) rodu Bacillus (Meevootisom a Saunders, Appl. Microbiol. Biotechnol. 25, 372-386, 1987) a rodu Kluyvera (Garcia a Buess. J. Biotechnol. 3, 187-199, 1986). Ve všech uvedených pracech bylo jako hostitelských mikroorganismú pro rekombinované plasmidy použito kmenú Escherichia coli, které nenesly genetickou informaci pro PAG. Ve všech pŕípadech vedlo klonování PAG génu ke zvýšení syntézy PAG ve srovnání s produkcí výchozích mikroorganismú a v nékterých pŕípadech byla zménéna regulace syntézy tohoto enzýmu (konštitutívni syntéza, zmena v citlivosti na katabolickou represi apod.).1988) of the genus Bacillus (Meevootis and Saunders, Appl. Microbiol. Biotechnol. 25, 372-386, 1987) and of the genus Kluyvera (Garcia and Buess. J. Biotechnol. 3, 187-199, 1986). Escherichia coli strains which did not carry genetic information for PAGs were used as host microorganisms for the recombinant plasmids in all of the above. In all cases, cloning of the PAG gene led to an increase in PAG synthesis compared to the production of starting microorganisms, and in some cases the regulation of this enzyme was changed (constitutive synthesis, change in susceptibility to catabolic repression, etc.).

-2V čs. patentové literatúre rovnéž byl popsán postup prípravy rekombinovaných plasmidu (čs. patentová prihláška PV 978-91), pŕičemž kmeny nesoucí tyto plasmidy (pAAA, pAA6, pBA4, pBA6) se vyznačovaly syntézou PAG. Zejména pri použití recipientního kmene Escherichia coli nesoucího navíc chromosomální determinovaný PAG gen (RE3, , viz dále) docházelo k sumaci produkce PAG génu.chromosomálné a extrachromosomálné determinovaných a tím zvýšení syntézy PAG. Špecifická aktivita PAG u téchto kmeňu byla 460-550 U.g suché hmoty pri kultivaci téchto kmeňu v minerálni pude, v prítomnosti fenyloctové kyseliny (dále jen FOK) jako induktoru syntézy PAG a jediném zdroji uhlíku.-2V čs. A process for the preparation of recombinant plasmids (U.S. Patent Application No. PV 978-91) has also been described, wherein the strains carrying these plasmids (pAAA, pAA6, pBA4, pBA6) were characterized by PAG synthesis. Especially when using a recipient Escherichia coli strain carrying in addition a chromosomal determined PAG gene (RE3, see below), the sum of the production of the PAG gene, chromosomal and extrachromosomal, was determined, thereby increasing PAG synthesis. The specific activity of PAG in these strains was 460-550 µg dry matter in the cultivation of these strains in mineral soil, in the presence of phenylacetic acid (FOK) as an inducer of PAG synthesis and a single carbon source.

V patentové pŕihlášce PV 978-91 jsou uvedený vlastnosti použitého recipientního kmene Escherichia coli RE3, který nese chromosomálné determinovaný PAG gen. Tento kmeň je odvozený od kmene Escherichia coli CCM 3759, regulačního hyperinducibilního mutanta získaného dle čs. autorského osvédčení č. 162 274, pričemž kmeň RE3 neobsahuje vétší ze dvou púvodních extrachromosomálních DNK elementu o velikosti více než 30 kb. Ve zmĺnéné patentové pŕihlášce je uveden zpusob odstranéní tohoto extrachromosomální elementu.The patent application PV 978-91 discloses the properties of the Escherichia coli RE3 recipient strain used which carries the chromosomal determined PAG gene. This strain is derived from the strain Escherichia coli CCM 3759, a regulatory hyperinducible mutant obtained according to U.S. Pat. copyright certificate no. 162,274, wherein the strain RE3 does not contain the greater of the two original extrachromosomal DNA elements of more than 30 kb. Said patent application discloses a method of removing this extrachromosomal element.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Podstatou vynálezu jsou rekombinované plasmidy pKA18, pBH7 obra pKA716, charakterizované reštrikční mapou na st^r. 1,2,3, kódující syntézu G-penicilin amidasy ve vloženém fragmentu chromosomální DNK kmene Escherichia coli o velikosti 3,9 kb u pKA18, 3,1 kb u pBH7 a pKA716 a deriváty téchto plasmidu vzniklé delecemi nekódujícíc’n oblastí. Dále jsou podstatou vynálezu kmeny Escherichia coli obsahující tyto plasmidy pKA18, pBH7 a pKA716 a jejich deriváty vzniklé delecí nekódujících oblastí, uložené ve sbírce mikroorganismú Mikrobiologického ústavu C3AV v Praze pod označením CCM 4228 (pKA18), CCM 4228 (pBH7) a CCM 4228 (pKA716).The present invention provides recombinant plasmids pKA18, pBH7 and pKA716, characterized by a restriction map on the st. 1,2,3, encoding the synthesis of G-penicillin amidase in the inserted fragment of chromosomal DNA of Escherichia coli strain 3.9 kb for pKA18, 3.1 kb for pBH7 and pKA716, and derivatives of these plasmids produced by deletions of non-coding regions. The invention furthermore relates to Escherichia coli strains comprising these plasmids pKA18, pBH7 and pKA716 and their derivatives formed by deletion of non-coding regions deposited in the collection of microorganisms of the Institute of Microbiology C3AV in Prague under the designation CCM 4228 (pKA18), CCM 4228 (pBH7) and CCM 4228 (pKA716) ).

Jako výchozi vektor pro prípravu rekombinovaných plasmidu pKA18 a pKA716 byl použit malý multikopiový plasmid pK19 nesoucí gen zodpovédný za kanamycinovou resistenci (Km gen) a funkční částA small multicopy plasmid pK19 carrying a gene responsible for kanamycin resistance (Km gene) and a functional part was used as a starting vector for the preparation of recombinant plasmids pKA18 and pKA716.

-3Lac operonu (Pridmore R.G., Gene 56, 309-312, 1987). Pro prípravu rekombinovaného plasmidu pBH7 byl jako výchozí vektor použiť plasmid pBRa4, což je derivát plasmidu pBR332 s nižší molekulovou hmotností 4,2 kb nesoucí gen determinuj ícl resistenci k antibiotiku tetracyklínu (Tc) , získaný dle patentové prihlášky PV 978-91.-3 Lac operon (Pridmore R.G., Gene 56, 309-312, 1987). For the preparation of the recombinant plasmid pBH7, the plasmid pBRa4, which is a derivative of plasmid pBR332 having a lower molecular weight of 4.2 kb, carrying the gene determining resistance to the antibiotic tetracycline (Tc) obtained according to patent application PV 978-91, was used as starting vector.

Fragment DNK nesoucí gen kódující syntézu PAG byl izolován z rekombinovaného plasmidu pAA6, který byl odvozen od rekombinovaného plasmidu pAAl získaného inzercí chromosomální DNK kmene Escherichia coli RE3 do vektoru pACYC184 zpusobem popsaným v patentové pŕihlášce PV 978-91.The DNA fragment carrying the gene encoding PAG synthesis was isolated from the recombinant plasmid pAA6, which was derived from the recombinant plasmid pAA1 obtained by inserting the chromosomal DNA of the Escherichia coli RE3 strain into the pACYC184 vector as described in patent application PV 978-91.

Pro izolaci a detekci DNK plasmidu byla použitá metóda Birmboin a Doly (Methods in Enzymology 100, 243-254, Grosman a Moldave (eds.), Acad. Press N.Y., 1983).For the isolation and detection of plasmid DNA, the Birmboin and Doly method (Methods in Enzymology 100, 243-254, Grosman and Moldave (eds.), Acad. Press N.Y., 1983) were used.

Príprava kompetentních bunék a·transformace hostiteľských kmeňu byla provedena dle Hanahan (J. Mol. Biol. 166, 557-580, 1983) a izolace chromosomální DNK· výchozího kmene byla provedena metodou dle Au a T'so (Proc. Natl. Acad.. Sci. 86, 5507-5511 , 1989).Preparation of competent cells and transformation of host strains was performed according to Hanahan (J. Mol. Biol. 166, 557-580, 1983) and isolation of chromosomal DNA was performed according to Au and T's (Proc. Natl. Acad. Sci., 86: 5507-5511 (1989).

Jako recipientní kmeň pro transformaci uvedenými rekombinovanými plasmidy lze použít Escherichia coli RE3 (CCM 4228) s chromosomálné determinovaným genem PAG a odstráneným extrachromosomálním elementem, jak je uvedeno v části dosavadní stav techniky pŕedmétné patentové prihlášky.As a recipient strain for transformation with said recombinant plasmids, Escherichia coli RE3 (CCM 4228) with a chromosomal determined PAG gene and an extrachromosomal element removed, as described in the prior art part of the present patent application, can be used.

Pro vyhledávání klonu obsahujících po transformaci rekombinované plasmidy nesoucí PAG gen bylo použito modifikované metódy (Zhang et al., Analyt. Biochem. 156, 413-416, 1986) založené na detekci enzýmové aktivních kolonií pomoci bezbarvého substrátu 2-nitro-5-fenylacetamidobenzoové kyseliny (dále jen NIPAB), kde stykem s povrchem kolonií dochází k enzýmové hydrolýze amidické väzby NIPAB za tvorby intenzivné žluté 2-nitro-5-aminobenzoové kyseliny jako produktu enzýmové reakce. Postup je následující: filtrační papír nasycený čerstvým roztokem NIPAB (1,8 mg/ml 0,05 M fosfátového pufru o pH 7,5) byl pŕitisknut na kolonie narostlé na pevné živné pude v Petriho miskách a poté byly filtrační papíry s otišténými koloniemi inkubovány pri 37 °C v prázdných uzavŕených Petriho miskách po dobu 30 až 60 minút. Pozitívni kolonie íntenzivné žloutnou a dochází k difuzi barvy do okolí papíru.A modified method (Zhang et al., Analyt. Biochem. 156, 413-416, 1986) based on the detection of enzyme active colonies using a colorless substrate of 2-nitro-5-phenylacetamidobenzoic acid was used to screen for a clone containing recombinant plasmids carrying the PAG gene. (hereinafter NIPAB), wherein contact with the colony surface results in enzymatic hydrolysis of the amide bond of NIPAB to form intense yellow 2-nitro-5-aminobenzoic acid as the product of the enzyme reaction. The procedure is as follows: filter paper saturated with fresh NIPAB solution (1.8 mg / ml 0.05 M phosphate buffer pH 7.5) was pressed onto colonies grown on solid nutrient media in Petri dishes, and then the filter papers with printed colonies were incubated at 37 ° C in empty sealed petri dishes for 30 to 60 minutes. Positive colonies intensify yellow and diffuse color around the paper.

Množství G-penicilin amidasy v bunkách bylo určováno mérením počáteční rýchlosti hydrolýzy penicilínu G v 0,05 M fosfátovém pufru o pH 8,0 pri teploté 37 °C v oblasti kinetiky nultého ŕáThe amount of G-penicillin amidase in the cells was determined by measuring the initial rate of hydrolysis of penicillin G in 0.05 M phosphate buffer at pH 8.0 at 37 ° C in the region of zero kinetics

-zídu. Produkt reakce, 6-APK, byl stanoven spektrofotometricky za použití p-dimethylaminobenzaldehydu (Balasingham et al. Biochim. Biophys. Acta 276, 250-260, 1972). Jedna jednotka (U) je takové množství enzýmu, které odpovídá tvorbe jednoho mikromolu 6-APK za 1 minutú. Špecifická aktivita je definována jako U.g 1 suché hmoty.-zídu. The reaction product, 6-APK, was determined spectrophotometrically using p-dimethylaminobenzaldehyde (Balasingham et al. Biochim. Biophys. Acta 276, 250-260, 1972). One unit (U) is the amount of enzyme that corresponds to the formation of one micromole of 6-APK per minute. Specific activity is defined as Ug 1 of dry matter.

Predmetný kmeň Escherichia coli CCM 4228 (RE3) a tento kmeň obsahující rekombinovaný plasmid pKA18, pBH7 nebo pKA716 a/nebo jejich deriváty jsou použitelné pro enzymovou hydrolýzu penicilínu G na 6-APK nebo deacetoxycefalosporinu na 7-ADCK. S výhodou lze tento kmeň vuyžít jako výchozí zdroj pro výrobu imobilizovaných celých bunék, jejich části po dezintegraci, nebo jej lze využít pro izolaci surového enzýmu a jeho následnou imobilizaci.The subject strain Escherichia coli CCM 4228 (RE3) and the strain containing the recombinant plasmid pKA18, pBH7 or pKA716 and / or derivatives thereof are useful for the enzymatic hydrolysis of penicillin G to 6-APK or deacetoxycephalosporin to 7-ADCK. Preferably, this strain can be used as a starting source for the production of immobilized whole cells, their parts after disintegration, or it can be used for isolation of the crude enzyme and its subsequent immobilization.

V následujícím pŕehledu jsou shrnuty základní vlastnosti získaných kmeňu Escherichia coli obsahujících rekombinované plasmidy ve srovnání s rodičovským kmenem a kmeny nesoucí rekombinované plasmidy, které jsou pŕedmétem patentové prihlášky PV 978-91. Uvedené kmeny byly kultivovány v 500 ml varných bankách se 50 ml pudy na rotačním tŕepacím stroji pri 30 °C. Kultivace byla skončená vždy na začátku stacionárni fáze rustu a probíhala v minerálni pude Ml (složení: 0,3 % FOK ve formé amonné soli; 1,46 % Na2HPC>4.12H2O; 0,3 % KH2PO4; 0,05 % NaCI; 0,1 % NH4C1; 0,025 % MgSC>4.7H20; 0,0015 % CaCl2; 0,02 % kvasničný extrakt, pH 7,2) nebo minerálním médiu MV (složení 2 % glycerolu; 0,4 % (NH4)2SO4; 1,36 % KH2PO4; 0,3 % NaOH;The following summary summarizes the basic properties of the obtained Escherichia coli strains containing the recombinant plasmids as compared to the parent strain and the strains carrying the recombinant plasmids, which are the subject of patent application PV 978-91. The strains were cultured in 500 ml beakers with 50 ml soil on a rotary shaker at 30 ° C. The cultivation was always completed at the beginning of the stationary phase of growth and took place in the mineral soil M1 (composition: 0.3% FOK in the form of ammonium salt; 1.46% Na 2 HPC> 4 .12H 2 O; 0.3% KH 2 PO 4 ; 0.05% NaCl; 0.1% NH 4 Cl; 0.025% MgSO 4 .7H 2 0; 0.0015% CaCl 2 ; 0.02% yeast extract, pH 7.2) or MV mineral composition (composition 2% glycerol, 0.4% (NH 4 ) 2 SO 4 , 1.36% KH 2 PO 4 , 0.3% NaOH;

0,001 % FeSO4.7H2O; 0,165 % MgSO4.7H2O; 0,008 % CaCl2.6 H2O; pH 7,2-7,3) zpúsobem popsaným v príkladu 3.0.001% FeSO 4 .7H 2 O; 0.165% MgSO 4 .7H 2 O; 0.008% CaCl 2 .6 H 2 O; pH 7.2-7.3) as described in Example 3.

Patentová prihláška Patent registration Kmeň Escherichia coli tribe Escherichia coli Špecifická aktivita PAG -1 (U.g suché hmoty) Specific PAG activity -1 (U.g dry matter) médium M1 induktor (F0K)+medium M 1 inductor (F0K) + médium MV FOK - MV medium FOK - PV 978-91 PV 978-91 CCM 4228 CCM 4228 450 450 50 50 CCM 4228 (pAA6) CCM 4228 460 460 73 73 CCM 4228 (pBA4) CCM 4228 500 500 130 130 Predmetná patento- Patents in question- CCM 4228 (pKA18) CCM 4228 500 500 620 620 vá prihláška your application CCM 4228 (pBH7) CCM 4228 180 180 255 255 CCM 4228 (pKA716) CCM 4228 (pKA716) 96 96 160 160 Plasmidy plasmids velikost chro- size chro- celková ve- total mosomálního mosomálního likost (kb) size (kb) fragmentu (kb) fragment (kb)

PV 978-91 PV 978-91 pAA6 pBA4 pBA6 pAA6 PBA4 pBA6 3,9 3.9 2.9 3.9 3.9 2.9 10,5 ľ\> 7,9 6,6 10.5 ¾ \> 7.9 6.6 Predmetná Concerned ρΚΛ18 ρΚΛ18 3,9 3.9 6,56 6.56 patentová Patent pBH7 pBH7 3,1 3.1 7,43 7.43 prihláška registration pKA716 pKA716 3,1 3.1 5,76 5.76

Z uvedeného pŕehledu vyplývá, že kmeny získané podie prihlášky PV 978-91 obsahující rekombinované plasmidy vyžadovaly pro maximálni produkci enzýmu (PAG) induktor syntézy (FOK), zatímco kmeny obsahující nové pripravené plasmidy podie pŕedmétné patentové prihlášky (pKA18, pBH7 a pKA716) nevyžadují FOK jako induktor syntézy enzýmu, jsou tedy konštitutívni, pŕičemž v nékterých pŕípadech syntetizuj í více enzýmu než kmeny inducibilní. Navíc v prítomnosti FOK byla syntéza PAG u nové získaných kmeňu nižší nebo stejná, ev. FOK pôsobila inhibičné na rúst. Výhodou použití nové získaných kmeňu je tedy nejen dosažení vyšší produkce PAG, ale vyloučení prítomnosti ekonomicky nevýhodného induktoru z kultivnéní pudy, popŕípadé eliminace dávkování FOK béhem rústu kmeňu.From this overview, the strains obtained according to the application PV 978-91 containing recombinant plasmids required a synthesis inducer (FOK) for maximum enzyme production (PAG), whereas strains containing the new prepared plasmids according to the present patent application (pKA18, pBH7 and pKA716) do not require FOK as an inducer of enzyme synthesis, they are therefore constitutive and in some cases synthesize more enzyme than inducible strains. In addition, in the presence of FOK, PAG synthesis was less than or equal to the new strains obtained. FOK inhibited growth. Thus, the advantage of using the new strains obtained is not only to achieve higher PAG production, but to eliminate the presence of an economically disadvantageous inducer from the culture soil or to eliminate FOK dosing during strain growth.

Dále je vynález doložen v pŕíkladech provedení, aniž by se jimi omezoval.The invention is further illustrated by the following non-limiting examples.

Príklad 1Example 1

Rekombinovaný plasmid pKA18 byl zkonstruován z vektoru pK19 a fragmentu P, který byl získán z rekombinovaného plasmidu pAA6 následujícím zpúsobem. Dŕíve získaný pAA6 byl štépen dvéma restrikčními endonukleázami Eco RI a Hind III. Reštrikční smés obsahovala fragment o velikosti 3,9 kb nesoucí gen kódující G-penicilin amidasu a 2 menší fragmenty (2,7 a 1,3 kb) pocházejí cí z vektorové molekuly. Tyto fragmenty byly separovány elektroforeticky v agarosovém gélu. Cást gélu obsahujícího fragment o velikosti 3,9 kb (označený jako fragment P) byla z gélu vyŕíznuta a DNK byla izolována a purifikována pomoci Geneclean II Kit (Bio.ioi, USA) postupem popsaným výrobcem. Vektor pK19 byl štépen rovnéž restrikčními enzymy Eco RI a Hind III. Tato restrikč-6ní místa jsou lokalizována v multiklonovacím místé tohoto vektoru. Po inaktivaci restriktas byla linearizovaná DNK vektoru presrážena etanolem a rozpušténa v pufru CDTA-Tris (1 mM CDTA a 10 mM Tris-HCI).The recombinant plasmid pKA18 was constructed from the vector pK19 and the P fragment, which was obtained from the recombinant plasmid pAA6 as follows. The previously obtained pAA6 was digested with two restriction endonucleases Eco RI and Hind III. The restriction mixture contained a 3.9 kb fragment carrying the gene encoding G-penicillin amidase and 2 smaller fragments (2.7 and 1.3 kb) derived from the vector molecule. These fragments were separated electrophoretically in an agarose gel. A portion of the gel containing the 3.9 kb fragment (designated P fragment) was excised from the gel, and the DNA was isolated and purified using the Geneclean II Kit (Bio.ioi, USA) as described by the manufacturer. The vector pK19 was also digested with the restriction enzymes Eco RI and Hind III. These restriction sites are located at the multicloning site of this vector. After restriction inactivation, the linearized vector DNA was precipitated with ethanol and dissolved in CDTA-Tris buffer (1 mM CDTA and 10 mM Tris-HCl).

Takto pripravený fragment P a vektor pK19 byly spojený pôsobením T4 DNK ligasy (4 hodiny, pokojová teplota). Po inaktivaci T4 DNK ligasy byl ligační smésí transformován kmeň E. coli HB 101. Kompetentní bunky byly pripravený metodou Hanahan (1983, citováno výše). Po transformaci byla suspenze bunék vyseta na pevnou pudu SOB (2 % Trypton Difco; 0,5 % yeast extrakt Difco; 10 mM NaCI; 2,5 mM KCl; 10 mM MgSO^) obsahující 20 ^ug kanamycinu . ml \ Po 24 hodinové kultivaci pri 37 °C byly klony resistentní ke kanamycinu preočkovány na pudu LB (1 % Trypton; 0,5 % yeast extrakt; 1 % NaCI; pH 7,2-7,5) a po 24 hodinové inkubaci pri 25 °C testovány na schopnost syntetizovat PAG metodou založenou na štepení NIPAB zpusobem popsaným výše. Pozitívni klony byly testovány na pŕítomno.st rekombinovaných plasmídú následujícím zpusobem. 1 ml LB pudy v mikrozkumavkách (Eppendorf) byl očkován kliČkou testovanými klony a zkumavky inkubovány stacionárné pŕes noc. Po separaci bunék centrifugací byly plasmidy izolovány metodou Birmboin a Doly (viz výše) a detekovány elektroforeticky v agarosovém gélu. PAG pozitívni kmeny obsahovaly rekombinované plasmidy) o velikosti 6,5 kb. Vybraný monokoloniový izolát byl označen HB 101 (pKA18) a v nem obsažený rekombinovaný plasmid pKA18 byl izolován. Reštrikční analýzou tohoto plasmidu bylo potvrzeno, že obsahuje fragment P a vektor pK19. Plasmidem pKA18 byl transformován kmeň E. coli RE3 a získán tak kmeň nesoucí rekombinovaný plasmid pKA18, který byl označen jako CCM 4228 (pKAl8).The thus prepared P fragment and the pK19 vector were joined by treatment with T4 DNA ligase (4 hours, room temperature). After inactivation of T4 DNA ligase, the E. coli strain HB101 was transformed with the ligation mixture. Competent cells were prepared by the Hanahan method (1983, cited above). After transformation, the cell suspension was sown on solid SOB (2% Trypton Difco; 0.5% yeast Difco extract; 10 mM NaCl; 2.5 mM KCl; 10 mM MgSO 4) containing 20 µg kanamycin. ml < 1 > After cultivation at 37 [deg.] C. for 24 hours, kanamycin-resistant clones were inoculated on LB soil (1% Trypton; 0.5% yeast extract; 1% NaCl; pH 7.2-7.5) and after 24 hours incubation at 25 ° C tested for the ability to synthesize PAG by the NIPAB cleavage method as described above. Positive clones were tested for the presence of recombined plasmids as follows. 1 ml of LB soil in microtubes (Eppendorf) was inoculated with a loop of test clones and the tubes incubated stationary overnight. After cell separation by centrifugation, plasmids were isolated by Birmboin and Doly (see above) and detected by agarose gel electrophoresis. PAG positive strains contained recombinant plasmids) of 6.5 kb. The monocolonate isolate selected was designated HB 101 (pKA18) and the recombinant plasmid pKA18 contained therein was isolated. Restriction analysis of this plasmid confirmed that it contained the P fragment and the vector pK19. Plasmid pKA18 was transformed with an E. coli strain RE3 to obtain a strain carrying the recombinant plasmid pKA18, which was designated CCM 4228 (pKA18).

Príklad 2Example 2

Rekombinovaný plasmid pBH7 o velikosti 7,43 kb je výsledkem spontánních zmén ve štruktúre plasmidové molekuly, ke kterým došlo béhem prvních replikací plasmidu v transformovaných bankách kmene E. coli HB101. K transformaci bunék byl použit plasmid vzniklý ligací fragmentu P s vektorem pBRa4 linearizovaným enzynem Hind III a opracovanými alkalickou fosfatasou (CIP).The recombined 7.43 kb plasmid pBH7 results from spontaneous changes in the structure of the plasmid molecule that occurred during the first replication of the plasmid in transformed E. coli HB101 strains. The plasmid resulting from the ligation of the P fragment with the Hind III linearized pBRα4 vector and treated with alkaline phosphatase (CIP) was used to transform the cells.

-ΊFragment P je ohraničen rozpoznávacími sekvencemi pro reštrikční enzymy Eco RI a Hind III a muže být včlenén do vektoru, linearizovaného účinkem reštrikční endonukleázy Hind III, pouze po spojení kohezivních koncu 2 fragmentu P vytvorených pusobením Eco RI. Ve vzniklém dvoj fragmentu, charakterizovaném sledem restrikčních míst Hind III-EcoRI-Hind III, jsou gény PAG vzájemné orientovány zrcadlové a jejich promotory jsou lokalizovány poblíž Hind III koncu fragmentu. Tento dvoj fragment však mezi transformanty resistentním k tetracyklínu a syntetizujícími PAG nebyl detekován. Následkem jeho štrukturálni nestability došlo k selekci klonu nesoucích plasmidy s fragmenty o velikosti 7 až 3,1 kb, které jsou již dále štrukturálne stabilní. Tímto zpusobem byl získán fragment P', spontánne redukovaný na-Fragment P is flanked by Eco RI and Hind III restriction enzyme recognition sequences and can only be inserted into a vector linearized by the restriction endonuclease Hind III, only after joining the cohesive ends of the 2 P fragments generated by Eco RI. In the resulting double fragment, characterized by a sequence of Hind III-EcoRI-Hind III restriction sites, the PAG genes are mirror-oriented to each other and their promoters are located near the Hind III end of the fragment. However, this double fragment was not detected between tetracycline resistant transformants and synthesizing PAG. As a result of its structural instability, a clone carrying plasmids with fragments of 7 to 3.1 kb was selected which is structurally stable. In this way, a P 'fragment was spontaneously reduced to

3,1 kb, se stejnými terminálními rozpoznávacími sekvencemi pro Eco RI a Hind III jako u fragmentu P.3.1 kb, with the same terminal recognition sequences for Eco RI and Hind III as for the P fragment.

Pri profilové reštrikční analýze plasmidu pAA6 s fragmentem P a pBH7 s fragmentem P' (jak je patrno z obr. 1 a 2) bylo zjišténo, že fragment P byl redukován o oblast nekódující PAG s jedním místem pro reštrikční enzymy Sma I a Xba I o velikosti 0,8 kb. Fragment P' byl z rekombinovaného plasmidu pBH7 pŕeklonován pŕímo do vektoru pK19 tak, že pBH7 i pK19 byly štepený smésí restričkních endonukleas Eco RI a Hind III, získané smési byly smíchány a provedena ligace, jejímiž produkty byl transformován kmeň E. coli HB101 (postup popsaným v príkladu 1).Plasmid pAA6 with P fragment and pBH7 with P 'fragment (as shown in FIGS. 1 and 2) were found to be reduced by the PAG non-coding region with one restriction enzyme site Sma I and Xba I by size 0,8 kb. The P 'fragment from the recombinant plasmid pBH7 was cloned directly into the pK19 vector, so that both pBH7 and pK19 were digested with a mix of restriction endonucleases Eco RI and Hind III, mixed and ligated to transform E. coli HB101 strain (as described above). in Example 1).

Získané transformované kmeny vyrostlé na LB pudé s kanamycinem byly testovány na schopnost syntetizovať PAG. Z pozitivních klonu byl získán plasmid pKA716 o velikosti 5,76 kb, jehož reštrikční analýza potvrdila, že je tvoŕen vektorem pKI9 a vloženým fragmentem P'. Plasmid pKA716 byl dále transformován postupem jako v príkladu 1 do kmene E. coli RE3 a tak získán kmeň označený 4228 (pKA716).The obtained transformed strains grown on LB soil with kanamycin were tested for their ability to synthesize PAG. A 5.76 kb plasmid pKA716 was obtained from the positive clone, and the restriction analysis confirmed it to consist of the pKI9 vector and the inserted P 'fragment. Plasmid pKA716 was further transformed as in Example 1 into E. coli strain RE3 to obtain strain 4228 (pKA716).

-8Pŕíklad 3Example 8

Pro srovnání špecifické aktivity PAG kmeňu RE3 nesoucí získané rekombinované plasmidy byla provedena kultivace v minerálním médiu MV o složení: 2 % glycerol; 0,4 % (NH^J^SO^;To compare the specific activity of the PAG strain RE3 carrying the recombinant plasmids obtained, cultivation was performed in mineral medium MV containing: 2% glycerol; 0.4% (NH4 J3 SO4);

1,36 % KH2PO4; 0,3 % NaOH; 0,001 % FeSO4.7H2O; 0,008 % CaCl2· .6 H2O; 0,165 % MgSO4.7H2O; pH 7,2-7,3. Pri kultivaci na pevné pude v Petriho miskách bylo toto médium doplnéno 2 % agaru a pridán kanamycin v koncentraci 20 ^ug/ml. Na tuto pevnou pudu byly vyočkovány kmeny z glycerolových konzerv, skladovaných pri -20 °C, a misky byly inkubovány pri 30 °C 48 hodin. Vyrostlými kmeny bylo kličkou zaoČkováno 50 ml tekuté MV pudy s kanamycinem (stejná koncentrace jako v pevné pude) v 500 ml varných bankách a tyto inkubovány na rotačním tŕepacím stroji (240 otáček . min \ výstfedník 25 mm), 20 hodin pri 30 °C.1.36% KH 2 PO 4 ; 0.3% NaOH; 0.001% FeSO 4 .7H 2 O; 0.008% CaCl 2 · 6 H 2 O; 0.165% MgSO 4 .7H 2 O; pH 7.2-7.3. For solid culture in Petri dishes, this medium was supplemented with 2% agar and kanamycin was added at a concentration of 20 µg / ml. Strains from canned glycerol stored at -20 ° C were seeded on this solid soil and the plates were incubated at 30 ° C for 48 hours. The grown strains were inoculated with 50 ml of liquid MV soil with kanamycin (the same concentration as in solid soil) in 500 ml beakers and incubated on a rotary shaker (240 rpm 25 mm eccentric) for 20 hours at 30 ° C.

Poté bylo 1 ml získáno inokula očkováno 50 ml pudy MV v 500 ml baňce. Kultivace probihala za stejných podmínek 14 hodin (do stacionárni fáze). Stanovení 'aktivity PAG bunék se substrátem penicilinem G bylo provedeno metodou jak je uvedeno výše. Špecifické aktivity PAG kmeňu jsou uvedený v tabulce 1 v popisu vynálezu.Then, 1 ml of the inoculum was seeded with 50 ml MV soil in a 500 ml flask. Cultivation was carried out under the same conditions for 14 hours (to stationary phase). Determination of PAG activity of the penicillin G substrate cells was performed as described above. The specific activities of the PAG strain are shown in Table 1 of the disclosure.

Príklad 4Example 4

Štrukturálni a segregační stabilita byla sledována u plasmidu pKA18 v kmeni RE3. Byla provedena kultivace kmene, jak je popsáno v príkladu 3. U kultury ve stacionárni fázi rustu byla sledována produkce PAG, pŕítomnost bezplasmidových bunék a prípadné štrukturálni zmeny plasmidu pomoci minipreparativní metódy dle Birmboin a Doly (1983; citováno v príkladu 1). Tato kultúra byla téz použitá jako inokulum pro další kultivaci. V rade následujících pasáží v neprítomnosti kanamycinu byla špecifická aktivita PAG bunék nezménéna u prvních 5ti pasáží. Béhem tŕech dalších pasáží došlo k mírnému poklesu aktivity enzýmu až na 77 % výchozí hodnoty. Elektroforeticky nebyly detekovány žádné zmeny ve velikosti a štruktúre plasmidu.Structural and segregation stability was studied in plasmid pKA18 in strain RE3. Strain cultivation was performed as described in Example 3. The culture in the stationary phase of growth was monitored for PAG production, the presence of plasmid cells and possible structural changes of the plasmid by the mini-preparative method of Birmboin and Doly (1983; cited in Example 1). This culture was also used as an inoculum for further cultivation. In a number of subsequent passages in the absence of kanamycin, the specific activity of PAG cells was unchanged in the first 5 passages. Over the next three passages, enzyme activity decreased slightly to 77% of baseline. No changes in plasmid size and structure were detected electrophoretically.

Bezplasmidové buňky byly zjištovány v souboru 100 monokoloniálních izolátu, které byly paralelné kultivovány na pevnýchPlasmid-free cells were detected in a set of 100 monoclonal isolates that were cultured in parallel on solid

-9púdách v prítomnosti a neprítomnosti kanamycinu. Z výsevu bunéčných suspenzí z každé z 8mi pasáží bylo vždy izolováno 100 % kanamycin resistentních kolonií. Z téchto výsledku plyne, že plasmid v bunkách je stabilní, pŕičemž ke strukturálním zmenám projevujících se poklesem aktivity docházi až po páté pasáži v neprítomnosti kanamycinu.-9 currents in the presence and absence of kanamycin. 100% kanamycin resistant colonies were always isolated from the sowing of cell suspensions from each of the 8 passages. These results indicate that the plasmid in the cells is stable, with structural changes resulting in decreased activity only after the fifth passage in the absence of kanamycin.

Prumyslová využitelnostIndustrial usability

Pladmidy a kmeny podie vynálezu lze využít k príprave meziproduktú pro výrobu/3-laktamových antibiotík, polosyntetických penicilínu a deacetoxycefalosporinú.The plasmids and strains of the invention can be used to prepare intermediates for the production of β-lactam antibiotics, semisynthetic penicillins and deacetoxycephalosporins.

Claims (3)

PATENTOVÉ NÄROKYPATENT NEEDS 1. Rekombinované plasmidy ρΚΑ18, ρΒΗ7 a ρΚΑ716 a jejich deriváty vzniklé delecí nekódujících oblastí, kódující syntézu G-penicilin amidasy, charakterizované vloženým fragmentem DNK kmene Escherichia coli o velikosti 3,9 kb u pKA18, 3,1 kb u pBH7, 3,1 kb u pKA716 a reštrikční mapou .1. Recombinant plasmids ρΚΑ18, ρΒΗ7 and ρΚΑ716 and their derivatives resulting from the deletion of non-coding regions, encoding G-penicillin amidase synthesis, characterized by the insertion of the 3.9 kb Escherichia coli DNA fragment for pKA18, 3.1 kb for pBH7, 3.1 kb in pKA716 and a restriction map. 2. Kmeny Escherichia coli obsahující plasmidy podie bodu 1, uložené ve sbírce mikroorganismu Mikrobiologického ústavu ČSAV v Praze pod označením CCM 4228 (pKA18), CCM 4228 (pBH7) a CCM 4228 (pKA716).2. Escherichia coli strains containing plasmids according to item 1 deposited in the collection of the microorganism of the Institute of Microbiology of the Czechoslovak Academy of Sciences under the designation CCM 4228 (pKA18), CCM 4228 (pBH7) and CCM 4228 (pKA716). 7v7V Obr. 1 Fig. 1 Obr. 2Fig. 2 W -11-W -11- Obr. 3Fig. 3 Legendy k obrásskúa pŕlhlá&ky vynálezuThe legends of the invention Rekoabinované plasaidy nesoucí gen pro G-penicilin aaidasu a kleny likroorganisau Escherichia coli obsahující tyto plasaidy’Recoabinated plasids carrying the G-penicillin aaidase gene and Escherichia coli likroorganis syrups containing these plasids ObrFig Rekoabinovaný plasm id pKA18 G-penicilin aaldasu. Vellkost Klonovaný fragment DNX (3,9 kb) čarou.Recoabinated plasmid id pKA18 G-penicillin aaldase. Size Cloned DNX fragment (3.9 kb). nesoucl gen pro plasmidu 6,56 kb. vyznačen dvojitouit harbored the 6.56 kb plasmid gene. marked with double Obr. 2 Rekoabinovaný plasald pBH7 nesoucl gen pro G-penicilin aaldasu. Vellkost plasmidu 7,43 kb. Klonovaný fragment DNK (3,1 kb) vyznačen dvojitou čarou.Fig. 2 The recoabinated plasmid pBH7 carried the G-penicillin aaldase gene. Plasmid size 7.43 kb. The cloned DNA fragment (3.1 kb) is indicated by a double line. Obr.Fig. 3 Rekoabinovaný plasmld pKA716 nesoucí gen pro G-penicllin aaldasu. Vellkost plasmidu 5.76 kb. Klonovaný fragment DNK (3,1 kb) vyznačen dvojitou čarou.3 Recombinantly plasmid pKA716 carrying the G-penicillin aaldase gene. Plasmid size 5.76 kb. The cloned DNA fragment (3.1 kb) is indicated by a double line.
SK126992A 1992-04-24 1992-04-24 Recombinated plasmides and strains of escherichia coli containing this plasmides SK278049B6 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS921269A CZ126992A3 (en) 1992-04-24 1992-04-24 Recombinant plasmids and strains of micro-organism escherichia coli containing such plasmids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK126992A3 true SK126992A3 (en) 1995-07-11
SK278049B6 SK278049B6 (en) 1995-11-08

Family

ID=5346651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK126992A SK278049B6 (en) 1992-04-24 1992-04-24 Recombinated plasmides and strains of escherichia coli containing this plasmides

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ126992A3 (en)
SK (1) SK278049B6 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SK278049B6 (en) 1995-11-08
CZ278847B6 (en) 1994-07-13
CZ126992A3 (en) 1994-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1335658C (en) Process for preparing l-tertiary-leucine and l-phosphinothricine by transamination
JPH028714B2 (en)
JP4705089B2 (en) Process for producing (S)-or (R) -3,3,3-trifluoro-2-hydroxy-2-methylpropionic acid
García et al. An improved method to clone penicillin acylase genes: cloning and expression in Escherichia coli of penicillin G acylase from Kluyvera citrophila
US5858759A (en) D-N-carbamoyl-amino acid amidohydrolase and hydantoinase
KR100244066B1 (en) Process for producing d-n-carbamoyl-alpha-amino acid
US4656136A (en) Method for producing L-aspartic acid
EP0129119B1 (en) Method for producting l-aspartic acid
JPS62155081A (en) Novel microorganism and production of biotin by fermentation with said microorganism
JPH0851992A (en) Preparation of d-alpha.-amino acid
JPS63240794A (en) Production of l-tryptophan
WO1996002636A1 (en) Genes encoding and method of expressing a novel enzyme: phthalyl amidase
JPH0740922B2 (en) Biotin-producing microorganism
JPH0690746A (en) Method for enzymatic production of 7-aminocephalosporanic acid
EP0786006B1 (en) Cephalosporin c amidohydrolase, production and use
SK126992A3 (en) Recombination plasmides with g-penicillin amides gene and strains of microorganism escherichia coli, containing this plasmides
JPH09187286A (en) Improved production method of d-alpha-amino acid
JPH0638751A (en) Production of n-acylneuraminic acid aldolase
EP0178744A2 (en) Shuttle vector
JPH06102029B2 (en) Method for producing L-tryptophan
JPH055479B2 (en)
EP0394479A1 (en) Gene coding for tyrosine phenol-lyase and its utilization
JP4081124B2 (en) Method for producing DN-carbamoyl-α-amino acid
Omori et al. Cloning of tryptophanase gene of Alcaligenes faecalis for effective production of l-tryptophan
JP2527926B2 (en) Biotin production method