SK17362000A3 - Nukleotidové sekvencie kódujúce gén pfk - Google Patents

Nukleotidové sekvencie kódujúce gén pfk Download PDF

Info

Publication number
SK17362000A3
SK17362000A3 SK1736-2000A SK17362000A SK17362000A3 SK 17362000 A3 SK17362000 A3 SK 17362000A3 SK 17362000 A SK17362000 A SK 17362000A SK 17362000 A3 SK17362000 A3 SK 17362000A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
polynucleotide
sequence
gene
lysine
amino acid
Prior art date
Application number
SK1736-2000A
Other languages
English (en)
Inventor
Bettina M�Ckel
Walter Pfefferle
Original Assignee
Degussa-h�ls aktiengesellschaft
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 Degussa-h�ls aktiengesellschaft filed Critical Degussa-h�ls aktiengesellschaft
Publication of SK17362000A3 publication Critical patent/SK17362000A3/sk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/12Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)
    • C12N9/1205Phosphotransferases with an alcohol group as acceptor (2.7.1), e.g. protein kinases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04Alpha- or beta- amino acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04Alpha- or beta- amino acids
    • C12P13/08Lysine; Diaminopimelic acid; Threonine; Valine

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

Oblasť techniky
Predmetom vynálezu sú nukleotidové sekvencie kódujúce gén pfk a spôsob fermentačnej výroby aminokyselín, najmä L-lyzínu, použitím koryneformných baktérií, v ktorých sa zosilňuje gén pfk.
Doterajší stav techniky
Aminokyseliny, najmä L-lyzín, sa používajú v humánnej medicíne a vo farmaceutickom priemysle, ale najmä vo výžive zvierat.
Je známe, že aminokyseliny sa vyrábajú fermentáciou kmeňov koryneformných baktérií, najmä Corynebacterium glutamicum. Kvôli veľkému významu sa stále pracuje na zlepšení spôsobov výroby. Zlepšenia spôsobov sa môžu dokonca týkať fermentačno-technologických opatrení, ako napríklad miešania a zásobovania kyslíkom, alebo zloženia živných médií, ako napríklad koncentrácie cukru počas fermentácie, alebo spracovania na produktovú formu, napríklad ionexovou chromatografiou, alebo vlastných úžitkových vlastností samotného mikroorganizmu.
Na zlepšenie úžitkových vlastností týchto mikroorganizmov sa používajú metódy mutagenézy, selekcie a voľby mutantov. Týmto spôsobom sa získajú kmene, ktoré sú rezistentné voči antimetabolitom, ako je napríklad analóg lyzínu S-(2• · ·· · ·· ·· ·· · · · · · ·
9 9 9 9 9 9 9
9999 9999 99 9
9 9 ·9 99
999 999 99 9 99 9
-aminoetyl)cysteín, alebo sú auxotrofné vzhladom na regulačné významné metabolity a produkujú L-aminokyseliny, napríklad L-lyzín.
Už niekolko rokov sa taktiež používajú metódy technológie rekombinantných DNA na kmeňové zlepšenie kmeňov Corynebacterium produkujúcich aminokyseliny tak, že jednotlivé gény pre biosyntézu aminokyselín sa amplifikujú a skúma sa účinok na produkciu aminokyseliny. Prehľadný článok k tomu sa nachádza medzi iným v Kinoshita („Glutamic Acid Bacteria, in: Biology of Industrial Microorganisms, Demain and Solomon (vyd.), Benjamin Cummings, Londýn, Veľká Británia, 1985, 115-142), Hilliger (BioTec 2, 40-44 (1991)), Eggeling (Amino Acids 6:261-272 (1994)), Jetten a Sinskey (Critical Reviews in Biotechnology 15, 73-103 (1995)) a Sahm et al. (Annuals of the New York Academy of Science 782, 2539 (1996)).
Vynálezcovia si stanovili za úlohu poskytnúť nové opatrenia na zlepšenú fermentačnú výrobu aminokyselín, najmä L-lyzínu.
Aminokyseliny, najmä L-lyzín, sa používajú v humánnej medicíne, vo farmaceutickom priemysle a najmä vo výžive zvierat. Existuje preto všeobecný záujem o poskytnutie nových, zlepšených spôsobov výroby aminokyselín, najmä L-lyzínu.
Keď sa v nasledovnom texte uvedie L-lyzín alebo lyzín, mieni sa tým nielen zásada, ale aj soli, ako napríklad lyzín-monohydrochlorid alebo lyzín-sulfát.
·· · ·· • · · · · · • · · · · · • · · ···· é · · • ··· ·· ·
Podstata vynálezu
Predmetom vynálezu je izolovaný polynukleotid z koryneformných baktérii, obsahujúci polynukleotidovú sekvenciu vybranú zo skupiny zahŕňajúcej
a) polynukleotid, ktorý je aspoň na 70 % identický s polynukleotidom, ktorý kóduje polypeptid, ktorý obsahuje aminokyselinovú sekvenciu SEQ ID No. 2,
b) polynukleotid, ktorý kóduje polypeptid, ktorý obsahuje aminokyselinovú sekvenciu, ktorá je aspoň na 70 % identická s aminokyselinovou sekvenciou SEQ ID No. 2,
c) polynukleotid, ktorý je komplementárny k polynukleotidom a) alebo b), a
d) polynukleotid obsahujúci aspoň 15 za sebou nasledujúcich nukleotidov polynukleotidovej sekvencie a), b) alebo c).
Predmetom vynálezu je aj polynukleotid podlá nároku 1, pričom sa prednostne jedná o replikovatelnú DNA obsahujúcu:
(i) nukleotidovú sekvenciu znázornenú v SEQ ID No. 1, alebo (ii) aspoň jednu sekvenciu, ktorá zodpovedá sekvencii (i) v oblasti degenerácie genetického kódu, alebo (iii) aspoň jednu sekvenciu, ktorá sa hybridizuje so sekvenciou komplementárnou k sekvencii (i) alebo (ii), a poprípade
• · · • · 9 ·
9 9999 (iv) funkčne neutrálne mutácie so zmyslom v (i) .
Ďalším predmetom je polynukleotid podlá nároku 4 obsahujúci nukleotidovú sekvenciu znázornenú v SEQ ID No. 1, polynukleotid podía nároku 6, ktorý kóduje polypeptid, ktorý obsahuje aminokyselinovú sekvenciu znázornenú v SEQ ID No.
2, vektor obsahujúci polynukleotid podía nároku 1, najmä kyvadlový vektor alebo plazmidový vektor a koryneformné baktérie slúžiace ako hostitelské bunky, ktoré obsahujú tento vektor.
Predmetom vynálezu sú aj polynukleotidy, ktoré sa skladajú v podstate z polynukleotidovej sekvencie, ktoré možno získať skríningom prostredníctvom hybridizácie príslušnej génovej banky, ktorá obsahuje úplný gén s polynukleotidovou sekvenciou zodpovedajúcou SEQ ID No. 1, pomocou sondy, ktorá obsahuje sekvenciu uvedeného polynukleotidu podía SEQ ID No.
alebo jej fragment, a izoláciou uvedenej sekvencie DNA.
Polynukleotidové sekvencie podía vynálezu sú vhodné ako hybridizačné sondy pre RNA, cDNA a DNA, aby sa izolovali cDNA s celou dĺžkou, ktoré kódujú fosfofruktokinázu, a aby sa izolovali také cDNA alebo gény, ktoré vykazujú veľkú podobnosť sekvencie so sekvenciou génu pre fosfofruktokinázu.
·· · ·· • · · · · • · · · · · • β ······· ·
Polynukleotidové sekvencie podlá vynálezu sú ďalej vhodné ako priméry na produkciu DNA génov, ktoré kódujú fosfofruktokinázu, polymerázovou reťazovou reakciou (PCR).
Také oligonukleotidy slúžiace ako sondy alebo priméry obsahujú aspoň 30, prednostne aspoň 20, celkom obzvlášť prednostne aspoň 15 za sebou nasledujúcich nukleotidov. Vhodné sú taktiež oligonukleotidy s dĺžkou aspoň 40 alebo 50 nukleotidov.
„Izolovaný znamená oddelený zo svojho prirodzeného prostredia.
„Polynukleotid sa vzťahuje všeobecne na polyribonukleotidy a polydeoxyribonukleotidy, pričom sa môže jednať o nemodifikované RNA alebo DNA alebo modifikované RNA alebo DNA.
Pod pojmom „polypeptidy sa rozumejú peptidy alebo proteíny, ktoré obsahujú dve alebo viac aminokyselín viazaných peptidovými väzbami.
Polypeptidy podľa vynálezu zahŕňajú polypeptid podľa SEQ ID No. 2, najmä polypeptidy s biologickou aktivitou fosfofruktokinázy a aj také, ktoré sú aspoň na 70 % identické s polypeptidom podľa SEQ ID No. 2, prednostne aspoň na 80 % a obzvlášť také, ktoré vykazujú identitu s polypeptidom podlá SEQ ID No. 2 aspoň na 90 % až 95 % a uvedenú aktivitu.
Vynález sa ďalej týka spôsobu fermentačnej výroby aminokyselín, najmä lyzínu, použitím koryneformných baktérií, ktoré najmä už produkujú aminokyseliny a v ktorých sa zošiltt 9 » · · • · · » · · · · · « ·· ňuj ú, najmä nadmerne exprimujú nukleotidové sekvencie kódujúce gén pfk.
Pojem „zosilnenie opisuje v tejto súvislosti zvýšenie intracelulárnej aktivity jedného alebo viacerých enzýmov v mikroorganizme, ktoré sú kódované príslušnou DNA, tým, že sa napríklad zvýši počet kópií génu, poprípade génov, použije sa silný promótor alebo sa použije gén, ktorý kóduje príslušný enzým s vysokou aktivitou a tieto opatrenia sa poprípade kombinujú.
Mikroorganizmy, ktoré sú predmetom predloženého vynálezu, môžu produkovať L-aminokyseliny, najmä lyzín, z glukózy, sacharózy, laktózy, fruktózy, maltózy, melasy, škrobu, celulózy alebo z glycerolu a etanolu. Môže sa jednať o zástupcov koryneformných baktérií, najmä rodu Corynebacterium. Pri rode Corynebacterium treba uviesť najmä druh Corynebacterium glutamicum, ktorý je v odbornom svete známy pre svoju schopnosť produkovať L-aminokyseliny.
Vhodnými kmeňmi rodu Corynebacterium, najmä druhu Corynebacterium glutamicum, sú napríklad známe kmene divého typu glutamicum ATCC13032, acetoglutamicum ATCC15806, acetoacidophilum ATCC13870, thermoaminogenes FERM BP-1539, melassecola ATCC17965, flavum ATCC14067, lactofermentum ATCC13869 a divaricatum ATCC14020
Corynebacterium Corynebacterium Corynebacteri um Co rynebacterium Corynebacterium Brevibacteri um Brevibacterium Brevibacterium a z nich vytvorené mutanty, poprípade kmene, produkujúce
Ί
Λ · · · · · · ·· ·· · · · · · · • · · · · · · · • · · · ···· · · · • · · · · · · ··· ··· ·· · ·· ·
L-lyzín, ako napríklad
Corynebacterium glutamicum FERM-P 1709,
Brevibacterium flavum FERM-P 1708,
Brevibacterium lactofermentum FERM-P 1712,
Corynebacterium glutamicum FERM-P 6463,
Corynebacterium glutamicum FERM-P 6464 a
Corynebacterium glutamicum DSM5715.
Vynálezcom sa podarilo izolovať nový gén pfk z C. glutamicum, kódujúci enzým fosfofruktokinázu.
Na izoláciu génu pfk alebo aj iných génov z C. glutamicum sa najskôr založí génová banka tohto mikroorganizmu v E. coli. Založenie génových bánk je opísané vo všeobecne známych učebniciach a príručkách. Ako príklad možno uviesť učebnicu od Winnackera: Gene und Klone, Eine Einfíihrung in die Gentechnologie (Verlag Chemie, Weinheim, Nemecko, 1990) alebo príručku od Sambrooka et al.: Molecular Cloning, A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press,
1989). Velmi známou génovou bankou je génová banka kmeňa W3110 E. coli K-12, ktorú založili Kohara et al. (Celí 50, 495 - 508 (1987)) v λ-vektoroch. Bathe et al. (Molecular and General Genetics, 252:255-265, 1996) opisujú génovú banku C. glutamicum ATCC13032, ktorá bola založená pomocou kozmidového vektora SuperCos I (Wahl et al., 1987, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 84:2160-2164) v kmeni NM554 E. coli K12 (Raleigh et al., 1988, Nucleic Acids Research 16:1563-1575). Bórmann et al. (Molecular Microbiology 6(3), 317-326)) zasa opisujú génovú banku C. glutamicum ATCC13032 s použitím kozmidu pHC79 (Hohn a Collins, Gene 11, 291-298 (1980)). Na vytvorenie génovej banky C. glutamicum v E. coli sa môžu použiť aj plazmidy, ako napríklad pBR322 • · ·· · ·· ·· ·· ··· ··· • · ···· · · • · · · · ···· · · · ··· ··· ·· · ·· ··· (Bolivar, Life Sciences, 25, 807-818 (1979) alebo pUC9 (Vieira et al., 1982, Gene, 19:259-268). Ako hostitelia sú vhodné najmä také kmene E. coli, ktoré sú reštrikčné a rekombinačne defektné. Príkladom toho je kmeň DH5amcr, ktorý opísal Grant et al. (Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 87 (1990) 4645-4649). Dlhé fragmenty DNA klonované pomocou kozmidov sa potom zasa môžu subklonovať do bežných vektorov vhodných na sekvenovanie a potom sekvenovať, ako sa opisuje napríklad v Sanger et al. (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 74:5463-5467 (1977)).
Týmto spôsobom sa získala nová sekvencia DNA z C. glutamicum, kódujúca gén pfk, ktorá je ako SEQ ID No. 1 súčasťou predloženého vynálezu. Ďalej sa z tejto sekvencie DNA odvodila aminokyselinová sekvencia príslušného proteínu pomocou vyššie opísaných metód. V SEQ ID No. 2 je znázornená vyplývajúca aminokyselinová sekvencia génového produktu pfk.
Kódujúce sekvencie DNA, ktoré vyplývajú z SEQ ID No. 1 v dôsledku degenerovatelnosti genetického kódu, sú taktiež súčasťou vynálezu. Rovnako sú súčasťou vynálezu sekvencie DNA, ktoré sa hybridizujú s SEQ ID No. 1 alebo časťami SEQ ID No. 1. V odbornom svete sú ďalej konzervatívne výmeny aminokyselín, ako napríklad výmena glycínu za alanín alebo kyseliny asparágovej za kyselinu glutámovú v proteínoch, známe ako „mutácie so zmyslom” (sense mutations), ktoré nevedú k žiadnej zásadnej zmene aktivity proteínu, t. zn. sú funkčne neutrálne. Ďalej je známe, že zmeny na N-konci a/alebo C-konci proteínu nemôžu jeho funkciu podstatne obmedzovať alebo ju môžu dokonca stabilizovať. Údaje k tomu nájde odborník medzi iným v Ben-Bassat et al. (Journal of Bacteriology 169:751-757 (1987)), v O'Regan et al. (Gene • · ·· · ·· ·· ·· · · · · · · • · ···· ·· • · e· ·····«· · • · · · · · · ······ ·· · ·· ·
77:237-251 (1989)), v Sahin-Toth et al. (Protein Sciences 3:240-247 (1994)), v Hochuli et al. (Bio/Technology 6:13211325 (1988)) a v známych učebniciach genetiky a molekulovej biológie. Aminokyselinové sekvencie, ktoré vyplývajú príslušným spôsobom z SEQ ID NO. 2, sú taktiež súčasťou vynálezu.
Súčasťou vynálezu sú rovnako aj sekvencie DNA, ktoré sa hybridizujú s SEQ ID NO. 1 alebo časťami SEQ ID NO. 1. Napokon sú súčasťou vynálezu sekvencie DNA, ktoré sa pripravujú polymerázovou reťazovou reakciou (PCR) použitím primérov, ktoré vyplývajú z SEQ ID NO. 1. Také oligonukleotidy majú typickým spôsobom dĺžku aspoň 15 nukleotidov.
Návody na identifikáciu sekvencií DNA pomocou hybridizácie nájde odborník medzi iným v príručke „The DIG System Users Guide for Filter Hybridization od firmy Boehringer Mannheim GmbH (Mannheim, Nemecko, 1993) a v Liebl et al. (International Journal of Systematic Bacteriology (1991) 41: 255-260). Návody na amplifikáciu sekvencií DNA pomocou polymerázovej reťazovej reakcie (PCR) nájde odborník medzi iným v príručke Gait: Oligonukleotide synthesis: a practical approach (IRL Press, Oxford, Veľká Británia, 1984) a v Newton a Graham: PCR (Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Nemecko, 1994).
Vynálezcovia zistili, že koryneformné baktérie po nadmernej expresii génu pfk produkujú zlepšeným spôsobom aminokyseliny, najmä L-lyzín.
Na dosiahnutie nadmernej expresie sa môže zvýšiť počet kópií príslušných génov alebo sa môže mutovať promótorová a regulačná oblasť alebo miesto pre naviazanie ribozómov, • t · · ·· · ·· ·· · · · · ·· • · ···· ··· • · · · · ···· · · · · • · · · · ··· ··· ··· ·· · ·· ··· ktoré sa nachádzajú proti smeru štruktúrneho génu. Rovnakým spôsobom pôsobia expresívne kazety, ktoré sa vkladajú proti smeru štruktúrneho génu. Pomocou indukovateľných promótorov možno dodatočne zvýšiť expresiu v priebehu fermentačnej produkcie L-lyzínu. Opatreniami na predĺženie trvanlivosti m-RNA sa expresia taktiež zlepšuje. Ďalej sa enzýmová aktivita taktiež zosilňuje zabránením odbúravania enzýmového proteínu. Gény alebo génové konštrukty môžu buď existovať v plazmidoch s rozdielnym počtom kópií, alebo môžu byť integrované a amplifikované v chromozóme. Ďalej sa môže alternatívne dosiahnuť nadmerná expresia príslušných génov zmenou zloženia médií a zmenou uskutočnenia kultivácie.
Návody na to nájde odborník medzi iným v Martin et al. (Bio/Technology 5, 137-146 (1987)), v Guerrero et al. (Gene 138, 35-41 (1994)), Tsuchiya a Morinaga (Bio/Technology 6, 428-430 (1988)), v Eikmanns et al. (Gene 102, 93-98 (1991)), v európskom patentovom spise EPS 0 472 869, v US patente 4,601,893, vo Schwarzer a Píihler (Bio/Technology 9, 84-87 (1991)), v Reinscheid et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 126-132 (1994)), v LaBarre et al. (Journal of Bacteriology 175, 1001-1007 (1993)), v patentovej prihláške WO 96/15246, v Malumbres et al. (Gene 134, 15 - 24 (1993)), v japonskom zverejnenom spise JP-A-10-229891, v Jensen a Hammer (Biotechnology and Bioengineering 58, 191-195 (1998)), v Makrides (Microbiological Reviews 60:512-538 (1996)) a v známych učebniciach genetiky a molekulovej biológie .
Gén pfk podľa vynálezu sa napríklad nadmerne exprimoval pomocou plazmidov.
• · ·· · ·· ·· ·· · · · · · · • · · · · · B · • · · B ·BBBB · · ·
ΒΒΒ ··· BB · ·· ···
Ako plazmidy sú vhodné také, ktoré sa replikujú v koryneformných baktériách. Početné známe plazmidové vektory, ako napríklad pZl (Menkel et al., Applied and Environmental Microbiology (1989, 64: 549-554), pEKExl Eikmanns et al.
(Gene 102, 93-98 (1991) alebo pHS2-l (Sonnen et al., Gene 107:69-74 (1991)) sa zakladajú na kryptických plazmidoch pHM1519, pBLl alebo pGAl. Rovnako sa môžu použiť iné plazmidové vektory, ako napríklad tie, ktoré sú založené na pCG4 (US-A 4,439,160) alebo pNG2 (Serwold-Davis et al., FEMS Microbiology Letters 66, 119-124 (1990)) alebo pAGl (US-A 5,158,891).
Ďalej sú vhodné také plazmidové vektory, pomocou ktorých sa môže použiť spôsob génovej amplifikácie integráciou do chromozómu, ako opísal napríklad Reinscheid et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 126-132 (1994)), na duplikáciu, poprípade amplifikáciu operónu hom-thrB. Pri tejto metóde sa úplný gén klonuje do plazmidového vektora, ktorý sa môže replikovať v hostiteľovi (typicky E. coli), avšak nie v C. glutamicum. Ako vektory prichádzajú do úvahy napríklad pSUP301 (Šimon et al., Bio/Technology 1, 784-791 (1983)), pK18mob alebo pKl9mob (Schäfer et al., Gene 145, 69-73 (1994)), pGEM-T (Promega Corporation, Madison, WI, USA), pCR2.1-TOPO (Shuman (1994). Journal of Biological Chemistry 269:32678-84; US-A 5,487,993), pCR®Blunt (firma Invitrogen, Groningen, Holandsko; Bernard et al., Journal of Molecular Biology, 234: 534-541 (1993)) alebo pEMl (Schrumpf et al., 1991, Journal of Bacteriology 173:45104516). Plazmidový vektor obsahujúci gén, ktorý sa má amplifikovať, sa potom prenesie konjugáciou alebo transformáciou do žiadaného kmeň C. glutamicum. Metóda konjugácie je opísaná napríklad v Schäfer et al., (Applied and Environmental Microbiology 60, 756-759 (1994)). Metódy •
• · · • · · • · · · • · · ···· · · • · · · ·· · • · ·· · transformácie sa opisujú napríklad v Thierbach et al., (Applied Microbiology and Biotechnology 29, 356-362 (1988)), Dunican a Shivnan (Bio/Technology 7, 1067-1070 (1989)) a Tauch et al. (FEMS Microbiological Letters 123, 343-347 (1994)). Po homológnej rekombinácii pomocou „cross over udalosti obsahuje výsledný kmeň aspoň dve kópie uvedeného génu.
Prídavné môže byť pre produkciu aminokyselín, najmä L-lyzínu, výhodné okrem génu pfk zosilniť alebo nadmerne exprimovať jeden alebo viac enzýmov danej biosyntetickej dráhy, glykolýzy, anaplerotiky, cyklu kyseliny citrónovej alebo exportu aminokyselín.
Takto sa napríklad môže na produkciu L-lyzínu súčasne nadmerne exprimovať jeden alebo viac génov zvolených zo skupiny zahŕňajúcej • gén dapA kódujúci dihydrodipikolinátsyntázu (EP-B 0 197 335), alebo • gén gap kódujúci glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenázu (Eikmanns (1992), Journal of Bacteriology 174:
6076-6086), alebo • gén tpi kódujúci triózafosfátizomerázu (Eikmanns (1992), Journal of Bacteriology 174: 6076-6086), alebo • gén pgk kódujúci 3-fosfoglycerátkinázu (Eikmanns (1992), Journal of Bacteriology 174: 6076-6086), alebo • · ·· · ·· ·· ·· · · · · · · • a aaaa a · • · · a · ···· · · · a a a a a · a • gén pyc kódujúci pyruvátkarboxylázu (Eikmanns (1992),
Journal of bacteriology 174:6076-6086), alebo • gén lysE kódujúci export lyzínu (DE-A-195 48 222).
Ďalej môže byť pre produkciu aminokyselín, najmä L-lyzínu, výhodné vedia génu pfk súčasne zoslabiť • gén pck kódujúci fosfoenolpyruvátkarboxykinázu (DE
199 50 409.1, DSM 13047) a/alebo • gén pgi kódujúci glukóza-6-fosfátizomerázu (US 09/396,478, DSM 12969).
Ďalej môže byť pre produkciu aminokyselín, najmä L-lyzínu, okrem nadmernej expresie génu pfk výhodné vylúčiť nežiaduce vedlajšie reakcie (Nakayama: „Breeding of Amino Acid Producing Micro-organisms, in: Overproduction of Microbial Products, Krumphanzl, Sikyta, Vanek (eds.), Academic Press, Londýn, Veľká Británia, 1982).
Mikroorganizmy vytvorené podlá vynálezu sa môžu na účely produkcie aminokyselín, najmä L-lyzínu, kultivovať kontinuálne alebo diskontinuálne spôsobom batoh (vsádzková kultivácia) alebo spôsobom fed batoh (prítokový systém) alebo spôsobom repeated fed batoh (opakovaný prítokový systém). Zhrnutie známych kultivačných metód je opísané v učebnici od Chmiela (Bioprozesstechnik 1. Einfuhrung in die Bioverfahrenstechnik (Gustáv Fischer Verlag, Stuttgart,
1991) alebo v učebnici od Storhasa (Bioreaktoren und periphere Einrichtungen (Vieweg Verlag, Braunschweig/Wiesbaden, 1994) .
• · ·· · ·· · ·· ·· · · · · · ·· • · 9 9 9 9 9 9 9 • · · · · ···· · · · · • · · · · ···
999 999 99 9 99 999
Použité kultivačné médium musí vhodným spôsobom vyhovovať nárokom daných kmeňov. Opisy kultivačných médií rozličných mikroorganizmov sa nachádzajú v príručke „Manual of Methods for General Bacteriology od American Society for Bacteriology (Washington D.C., USA, 1981). Ako zdroje uhlíka sa môžu používať cukry a sacharidy, ako je napríklad glukóza, sacharóza, laktóza, fruktóza, maltóza, melasa, škrob a celulóza; oleje a tuky, ako napríklad sójový olej, slnečnicový olej, podzemnicový olej a kokosový olej; mastné kyseliny, ako je kyselina palmitová, kyselina stearová, kyselina linolová; alkoholy, ako je napríklad glycerol a etanol; a organické kyseliny, ako je napríklad kyselina octová. Tieto látky sa môžu používať ako jednotlivé zložky alebo ako zmes. Ako zdroje dusíka sa môžu používať organické zlúčeniny obsahujúce dusík, napríklad peptóny, kvasnicový extrakt, mäsový extrakt, sladový extrakt, kukuričný extrakt, sójová múka a močovina, alebo anorganické zlúčeniny, ako je napríklad síran amónny, chlorid amónny, fosforečnan amónny, uhličitan amónny a dusičnan amónny. Zdroje dusíka sa môžu používať jednotlivo alebo ako zmes. Ako zdroje fosforu sa môžu používať kyselina fosforečná, dihydrogenfosforečnan draselný alebo hydrogenfosforečnan draselný alebo príslušné sodné soli. Kultivačné médium musí ďalej obsahovať soli kovov, ako napríklad síran horečnatý alebo síran železa, ktoré sú potrebné na rast. Napokon sa môžu prídavné k vyššie uvedeným látkam používať esenciálne rastové látky, ako sú aminokyseliny a vitamíny. Ku kultivačnému médiu sa môžu okrem toho pridávať vhodné prekurzory. Uvedené vsádzkové suroviny sa môžu ku kultúre pridávať vo forme jednorazovej vsádzky alebo sa môžu vhodným spôsobom pridávať počas kultivácie.
• · ·· ·· ·
·· • · • ·
• · • · • ·
• · · ···· • · ·
• · • ·
·· ··· ·· ·· • ·
Na kontrolu pH kultúry sa vhodne používajú zásadité zlúčeniny, ako je hydroxid sodný, hydroxid draselný, amoniak, poprípade amoniaková voda, alebo kyslé zlúčeniny, ako je kyselina fosforečná alebo kyselina sírová. Na kontrolu tvorby peny sa môžu používať odpeňovadlá, ako napríklad polyglykolestery mastných kyselín. Na udržiavanie stability plazmidov sa môžu k médiu pridávať vhodné selektívne pôsobiace látky, napríklad antibiotiká. Aby sa udržiavali aeróbne podmienky, zavádza sa do kultúry kyslík alebo zmesi plynov obsahujúce kyslík, napríklad vzduch. Teplota kultúry je zvyčajne približne 20 °C až 45 °C a najmä približne 25 °C až 40 °C. Kultúra sa udržiava tak dlho, kým sa nevytvorí maximum lyzínu. Tento ciel sa zvyčajne dosiahne za 10 hodín až 160 hodín.
Analýza L-lyzínu sa môže uskutočňovať anexovou chromatografiou s následnou ninhydrínovou derivatizáciou tak, ako sa opisuje v Spackman et al. (Analytical Chemistry, 30, (1958) 1190) .
Spôsob podlá vynálezu slúži na fermentačnú výrobu aminokyselín, najmä L-lyzínu.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Predložený vynález sa v nasledovnom texte bližšie vysvetľuje na základe príkladov uskutočnenia.
Príklad 1
Vytvorenie genomickej kozmidovej génovej banky z Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 ·· · ··· e ·· · ·· · • · · · · ·· • · · · · · · • · · ···· · · · · • · · · · · ·· · ·· ···
Chromozómová DNA z Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 sa izolovala tak, ako sa opisuje v Tauch et al., (1995, Plasniid 33: 168-179), a čiastočne rozštiepila reštrikčným enzýmom Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Nemecko, opis produktu Sau3AI, Code no. 27-0913-02). Fragmenty DNA sa defosforylovali pomocou alkalickej fosfatázy z garnátov (shrimp) (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Nemecko, opis produktu SAP, Code no. 1758250). DNA kozmidového vektora SuperCosl (Wahl et al. (1987) Proceedings of the National Academy of Sciences USA 84:2160-2164), získaná od firmy Stratagene (La Jolla, USA, opis produktu SuperCosl Cosmid Vektor Kit, Code no. 251301), sa štiepila reštrikčným enzýmom Xbal (Amersham Pharmacia, Freiburg, Nemecko, opis produktu Xbal, Code no. 27-0948-02) a taktiež defosforylovala alkalickou fosfatázou z garnátov. Následne sa kozmidová DNA štiepila reštrikčným enzýmom BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Nemecko, opis produktu BamHI, Code no. 27-086804). Týmto spôsobom spracovaná kozmidová DNA sa zmiešala so spracovanou DNA ATCC13032 a zmes sa spracovala T4-DNA-1Ígázou (Amersham Pharmacia, Freiburg, Nemecko, opis produktu T4-DNA-l.igáza, Code no. 27-0870-04) . Ligačná zmes sa potom pomocou Gigapack II XL Packing Extract (Stratagene, La Jolla, USA, opis produktu Gigapack II XL Packing Extract, Code no. 200217) vbalila do fágov. Na infekciu kmeňa E. coli NM554 (Raleigh et al. 1988, Nucleic Acid Research 16:15631575) sa bunky extrahovali v lOmM MgSO4 a zmiešali s alikvotom suspenzie fágov. Infekcia a titrácia kozmidovej banky sa uskutočnila tak, ako sa opisuje v Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: a Laboratory Manual, Cold Spring Harbor), pričom sa bunky naniesli na agar LB (Lennox, 1955, Virology, 1:190) so 100 gg/ml ampicilínu. Po inkubácii cez noc pri 37 °C sa selektovali jednotlivé rekombinantné klony.
• · ·· · • 9 9 • · · · • · · ···· • · · ·· · • · ·· • · · • · · • · · ·· ···
Príklad 2
Izolácia a sekvenovanie génu pfk
Kozmidová DNA jednej jednotlivej kolónie sa izolovala pomocou Qiaprep Spin Miniprep Kit (produkt č. 27106, Qiagen, Hilden, Nemecko) podlá návodov výrobcu a čiastočne rozštiepila reštrikčným enzýmom Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Nemecko, opis produktu Sau3AI, produkt č. 27-091302). Fragmenty DNA sa defosforylovali pomocou alkalickej fosfatázy z garnátov (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Nemecko, opis produktu SAP, produkt č. 1758250). Po separácii gélovou elektroforézou sa uskutočnila izolácia kozmidových plazmidov s rozsahom veľkostí 1 500 až 2 000 bp pomocou QiaExII gel Extraction Kit (produkt č. 20021,
Qiagen, Hilden, Nemecko). DNA sekvenčného vektora pZero-1, získaná od firmy Invitrogen (Groningen, Holandsko, opis produktu Zero Background Cloning Kit, produkt č. K2500-01), sa štiepila reštrikčným enzýmom BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Nemecko, opis produktu BamHI, produkt č. 27-086804). Ligácia kozmidových fragmentov do sekvenovacieho vektora pZero-1 sa uskutočnila tak, ako sa opisuje v Sambrook et al. (Molecular Cloning: A laboratory Manual,
Cold Spring Har-bor), pričom zmes DNA s T4-ligázou (Pharmacia Biotech, Freiburg, Nemecko) sa inkubovala cez noc. Táto ligačná zmes sa následne elektroporovala (Tauch et al. 1994, FEMS Micro-biol Letters, 123:343-7) do kmeňa E. coli DH5aMCR (Grant, 1990, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 87: 4645-4649) a naniesla na agar LB (Lennox, 1955, Virology, 1:190) s 50 μg/ml zeocínu. Plazmidová preparácia rekombinantných klonov sa uskutočňovala pomocou Biorobot 9600 (product č. 900200,
Qiagen, Hilden, Nemecko). Sekvenovanie sa uskutočňovalo • · · ··
··· · • · · · · • · · · · • ···· · · · • · ···· dideoxymetódou prerušenia reťazca od Sanger et al. (1997, Proceedings of the National of Sciences U.S.A.,74:5463-5467) s modifikáciami podľa Zimmermann et al. (1990, Nucleic Acids Research, 18:1067). Použil sa „RR dRhodamin Terminátor Cycle Sequencing Kit od PE Applied Biosystems (produkt č. 403044, Weiterstadt, Nemecko). Separácia gélovou elektroforézou a analýza sekvenačnej reakcie sa uskutočňovala v géle „Rotiphorese NF Acrylamid/Bisacrylamid” (29:1) (produkt č. A124.1, Roth, Karslruhe, Nemecko) pomocou prístroja na sekvenovanie „ABI prism 377 od PE Applied Biosystems (Weiterstadt, Nemecko).
Získané nespracované údaje o sekvenciách sa následne spracovali procesorom použitím programového balíka Staden (1986, Nucleic Acids Research, 14:217-231) Version 97-0. Jednotlivé sekvencie derivátov pZerol sa zostavili do jedného súvislého celku. Počítačová analýza kódujúcich oblastí sa uskutočnila pomocou programu XNIP (Staden, 1986, Nucleic Acids Research, 14:217-231). Ďalšie analýzy sa uskutočnili pomocou „BLAST search programs (Altschul et al., 1997, Nucleic Acids Research, 25:3389-3402) proti neredundantnej databanke od „National Center for Biotechnology Information (NCBI, Bethesda, MD, USA).
Získaná nukleotidové sekvencia je znázornená v SEQ ID No. 1. Analýza nukleotidovéj sekvencie poskytla otvorený čítací raster s 990 pármi báz, ktorý sa označil ako gén pfk. Gén pfk kóduje proteín s 330 aminokyselinami.
Príklad 3
Príprava expresívneho vektora pZ-pfkex na zosilnenie génu ,pfk v Corynebacterium glutamicum • · · · • · · ···· · · · • · · · ·
3.1 Klonovanie génu pfk
Z kmeňa ATCC 13032 sa metódou podlá Eikmanns et al. (Microbiology 140: 1817-1828 (1994)) izolovala chromozómová DNA. Na základe sekvencie génu pfk známej z príkladu 2 pre C. glutamicum sa selektovali nasledovné oligonukleotidy pre polymerázovú reťazovú reakciu:
pfk-ex:
5' GAT CTA GAA TTC AAC TTT CAG GTG GTA ACC C 3' pfk-glp2:
5' GAT CTA GTC GAC CGG ACA AGC GAG GAA TTA T 3'
Znázornené priméry syntetizovala firma ARK Scientific GmbH Biosystems (Darmstadt, Nemecko). Primér ofk-ex obsahuje sekvenciu pre štiepne miesto pre reštrikčnú endonukleázu EcoRI a primér pfk-glp2 obsahuje štiepne miesto pre reštrikčnú endonukleázu Sali, ktoré sú vo vyššie znázornenom poradí nukleotidov vyznačené pomocou podčiarknutia. PCR reakcia sa uskutočnila podlá štandardnej metódy PCR od Innisa et al. (PCR protocols. A Guide to Methods and Applications, 1990, Academic Press) s polymerázou Pwo od firmy Roche Diagnostics GmbH (Mannheim, Nemecko). Pomocou tejto polymerázovej reakcie umožnili priméry amplifikáciu fragmentu DNA s veľkosťou približne 1,5 kb, ktorý nesie gén pfk z Corynebactéri um glutamicum. Takto amplifikovaný produkt sa skúmal elektroforézou v 0,8% agorózovom géle.
Takto získaný fragment PCR sa úplne rozštiepil reštrikčnými enzýmami EcoRI a Sali. Fragment pfk s veľkosťou približne 1,5 kb sa izoloval z agarózového gélu pomocou • · »· · ·· • · ·· ··· ··· • · · · · · · · • · · · · ···· · · ·
QiaExII Gel Extraktion Kit (produkt č. 20021, Qiagen,
Hilden, Nemecko).
3.2. Klonovanie pfk do vektora pZ8-l
Ako základný vektor na expresiu v C. glutamicum aj v E. coli sa použil kyvadlový-expresívny vektor pZ8-l z E. coli - C. glutamicum (EP 0 375 889). DNA tohto plazmidu sa úplne rozštiepila reštrikčnými enzýmami EcoRI a Sali a potom defosforylovala alkalickou fosfatázou z garnátov (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Nemecko, opis produktu SAP, produkt č. 1758250). Fragment pfk izolovaný z agarózového gélu v príklade 3.1 sa zmiešal s takto pripraveným vektorom pZ8-l a zmes sa spracovala s T4-DNA-ligázou (Amersham Pharmacia, Freiburg, Nemecko, opis produktu T4-DNA-ligáza, kód č. 27-0370-04).
Ligačná zmes sa transformovala do kmeňa E. coli DH5amcr (Hanahan, in: DNA Cloning. A Practical Approach. zv. I., IRL-Press, Oxford, Washington DC, USA). Selekcia buniek nesúcich plazmid sa uskutočnila nanesením transformačnej zmesi na agar LB (Lennox, 1955, Virology, 1:190) s 50 mg/l kanamycínu. Po inkubácii cez noc pri 37 °C sa selektovali jednotlivé rekombinantné klony. Plazmidová DNA sa izolovala z jedného transformantu použitím QIAprep Spin Miniprep Kit (produkt č. 27106, Qiagen, Hilden, Nemecko) podlá údajov výrobcu a skúmala reštrikčným štiepením. Získaný plazmid sa nazval pZ-pfkex. Je znázornený na obrázku 1.
Príklad 4
Transformácia kmeňa DSM5715 s plazmidom pZ-pfkex • · ·· · ·· ·· ·· ··· ··· • · ···· ·· • · ·· ······· · • * · · · · · ··· ··· ·· · ·· ·
Kmeň DSM5715 sa transformoval s plazmidom pZ-pfkex použitím eletroporačnej metódy opísanej v Liebl et al., (FEMS Microbiology Letters, 53:299-303 (1989)). Selekcia transformantov sa uskutočnila na agare LBHIS zloženom z 18,5 g/1 mozgovo-srdcového infúzneho bujónu, 0,5 M sorbitolu, g/1 Bacto-tryptónu, 2,5 g/1 Bacto-yeast extract, 5 g/1 j
NaCI a 18 g/1 Bacto-agaru, ktorý bol doplnený 25 mg/1 kanamycínu. Inkubácia sa uskutočňovala 2 dni pri 33 °C.
Plazmidová DNA sa izolovala z transformantov obvyklými metódami (Peters-Wendisch et al., 1998, Microbiology, 144, 915-927), štiepila reštrikčnými endonukleázami EcoRI a Sali a plazmid sa potom analyzoval elektroforézou v agarózovom géle. Získaný kmeň sa nazval DSM5715/pZ-pfkex.
Príklad 5
Príprava lyzínu
Kmeň C. glutamicum DSM5715/pZ-pfkex získaný v príklade 4 sa kultivoval v živnom médiu vhodnom na produkciu lyzínu a obsah lyzínu sa stanovoval v kultivačnom supernatante.
t Na tento účel sa kmeň najskôr inkuboval 24 hodín pri 33 • °C na agarovej platni s vhodným antibiotikom (mozgovo-srdcový agar s tetracyklínom (5 mg/1)). Vychádzajúc z kultúry z tejto agarovej platne sa naočkovala predkultúra (10 ml média v 100 ml Erlenmeyerovej banke). Ako médium pre predkultúru sa použilo kompletné médium Cg III.
• · · • ···· • · · · · · · ··· ··· ·· · ·· ·
Médium Cg III
NaCl 2,5 g/1
Bacto-peptón 10 g/1
Bacto-yeast extract 10 g/1
Glukóza (oddelene autoklávovaná) 2 % (hmotnosť/objem)
Hodnota pH sa nastavila na 7,4.
K tomu sa pridal kanamycín (25 mg/1). Predkultúra sa inkubovala 16 hodín pri 33 °C pri 240 ot./min v pretrepávačke. Hlavná kultúra sa naočkovala predkultúrou tak, aby začiatočná optická hustota (660 nm) hlavnej kultúry bola 0,05. Pre hlavnú kultúru sa použilo médium MM.
Médium MM:
CSL (Corn Steep Liquor) 5 g/1
MOPS (kyselina morfolinopropán- 20 g/1
sulfónová)
Glukóza (oddelene autoklávovaná) 50 g/1
(NH4)2SO4 25 g/1
kh2po4 0,1 g/1
MgSO4.7H2O 1,0 g/1
CaCl2.2H2O 10 mg/1
FeSO4.7H2O 10 mg/1
MnSO4.H2O 5,0 mg/1
Biotín (sterilizovaný filtráciou) 0,3 mg/1
Tiamín.HCl (sterilizovaný filtráciou) 0,2 mg/1
L-Leucín (sterilizovaný filtráciou) 0,1 g/1
CaCO3 25 g/1
·· · ·· • · · · · · • · · · · · • · ···· · · · • · · · ·
CSL, MOPS a roztok solí sa roztokom amoniaku nastavili na pH 7 a autoklávovali. Potom sa pridal sterilný roztok substrátu a roztok vitamínov, ako aj za sucha autoklávovaný CaCO3.
Kultivácia sa uskutočňovala v 10 ml objemoch v 100 ml Erlenmeyerovej banke s priehradkami. Pridal sa kanamycín (25 mg/l). Kultivácia sa uskutočňovala pri 33 °C a 80% vlhkosti vzduchu.
Po 72 hodinách sa určila optická hustota (OD) pri meracej vlnovej dĺžke 660 nm pomocou Biomek 1000 (Beckmann Instruments GmbH, Mníchov). Vytvorené množstvo lyzínu sa stanovilo pomocou analyzátora aminokyselín od firmy Eppendorf-BioTronik (Hamburg, Nemecko) ionexovou chromatografiou a derivatizáciou na prídavnom stĺpci s ninhydrínovou detekciou.
Výsledok pokusu je uvedený v tabulke 1.
Tabulka 1
Kmeň Optická hustota (660 nm) Lyzín-HCl g/1
DSM5715 7,9 13,0
DSM5715/pZ-pfkex 9,9 13,4
·· • · • · · • · • · · • · · • ·· · • · • · · · • ·
Prehľad obrázkov na výkresoch
Priložený je nasledovný obrázok:
Obrázok 1: Plazmid pZ-pfkex
Použité skratky a názvy na obrázku majú nasledovný
význam:
Kan: gén pre rezistenciu na kanamycín
Ptac: promótor tac
pfk: gén pfk z C. glutamicum
rrnB-TlT2: terminátor T1T2 génu rrnB z E. coli
rep: plazmidom kódovaný počiatok C. glutamicum (pHM1519) replikácie pre
EcoRI: štiepne miesto pre reštrikčný enzým EcoRI
Sali: štiepne miesto pre reštrikčný enzým Sali t
• · • · ···· • · · · · · · ··· ··· ·· · ··
SEKVENČNÝ PROTOKOL <110> Degussa-Huls AG <120> Nové nukleotidové sekvencie kódujúce gén pfk ' <130> 990179 BT <140>
<141>
<160> 2 <170> Patentln Ver. 2.1 <210> 1 <211> 1120 <212> DNA <213> Corynebacterium glutamicum <220>
<221> CDS <222> (68)..(1057) <400> 1 ttgttaccga tgaccacacg ctagattttc cagttttgcc cgaccacaac tttcaggtgg 60
taacccc atg atc atc aca íle Thr ttc acc Phe Thr 5 cca aac ccg Pro Asn Pro agt att gat tcc Ser acg Thr 109
Met 1 íle Ser 10 íle Asp
ctg tcg ctc ggc gaa gag ctc tcc cgt gga tcc gtc caa ega ctt gat 157
Leu Ser Leu Gly Glu Glu Leu Ser Arg Gly Ser Val Gin Arg Leu Asp
15 20 25 30
tcc gtc acc get gtc gca ggt ggt aaa ggc atc aat gtc gcc cac get 205
Ser Val Thr Ala Val Ala Gly Gly Lys Gly íle Asn Val Ala His Ala
35 40 45
gtc ttg ctt gcg ggc ttt gaa acc ttg get gtg ttc cca gcc ggc aag 253
Val Leu Leu Ala Gly Phe Glu Thr Leu Ala Val Phe Pro Ala Gly Lys
50 55 60
ctc gac ccc ttc gtc cca ctg gtc ege gac atc ggc ttg ccc gtg gaa 301
Leu Asp Pro Phe Val Pro Leu Val Arg Asp íle Gly Leu Pro Val Glu
65 70 75
act gtt gtg atc aac aag aac gtc ege acc aac acc aca gtc acc gaa 349
Thr Val Val íle Asn Lys Asn Val Arg Thr Asn Thr Thr Val Thr Glu
80 85 90
ccg gac ggc acc acc acc aag ctc aac ggc ccc ggc gcg ccg ctc age 397
Pro Asp Gly Thr Thr Thr Lys Leu Asn Gly Pro Gly Ala Pro Leu Ser
95 100 105 110
gag cag aag ctc cgt age ttg gaa aag gtg ctt atc gac gcg ctc ege 445
Glu Gin Lys Leu Arg Ser Leu Glu Lys Val Leu íle Asp Ala Leu Arg
115 120 125
• A A A A
A A A A A A • · · A A · • A AAAA A A A • · · A ·
AA A AA A
ccc gaa Pro Glu gtc acc Val Thr 130 tgg gtt gtc ctg gcg ggc tcg ctg cca cca ggg gca 493
Trp Val Val Leu Ala 135 Gly Ser Leu Pro Pro 140 Gly Ala
cca gtt gac tgg tac gcg cgt ctc acc gcg ttg atc cat tca gca ege 541
Pro Val Asp Trp Tyr Ala Arg Leu Thr Ala Leu íle His Ser Ala Arg
145 150 155
cct gac gtt ege gtg get gtc gat acc tca gac aag cca ctg atg gcg 589
Pro Asp Val Arg Val Ala Val Asp Thr Ser Asp Lys Pro Leu Met Ala
160 165 170
ttg ggc gag age ttg gat aca cct ggc get get ccg aac ctg att aag 637
Leu Gly Glu Ser Leu Asp Thr Pro Gly Ala Ala Pro Asn Leu íle Lys
175 180 185 190
cca aat ggt ctg gaa ctg ggc cag ctg get aac act gat ggt gaa gag 685
Pro Asn Gly Leu Glu Leu Gly Gin Leu Ala Asn Thr Asp Gly Glu Glu
195 200 205
ctg gag gcg cgt get gcg caa ggc gat tac gac gcc atc atc gca get 733
Leu Glu Ala Arg Ala Ala Gin Gly Asp Tyr Asp Ala íle Íle Ala Ala
210 215 220
gcg gac gta ctg gtt aac cgt ggc atc gaa cag gtg ctt gtc acc ttg 781
Ala Asp Val Leu Val Asn Arg Gly íle Glu Gin Val Leu Val Thr Leu
225 230 235
ggt gcc gca gga gcg gtg ttg gtc aac gca gaa ggt gcg tgg act get 829
Gly Ala Ala Gly Ala Val Leu Val Asn Ala Glu Gly Ala Trp Thr Ala
240 245 250
act tet cca aag att gat gtt gta tcc acc gtt gga get gga gac tgt 877
Thr Ser Pro Lys íle Asp Val Val Ser Thr Val Gly Ala Gly Asp Cys
255 260 265 270
get ctt gca ggt ttt gtt atg gca cgt tcc cag aag aaa aca ctg gag 925
Ala Leu Ala Gly Phe Val Met Ala Arg Ser Gin Lys Lys Thr Leu Glu
275 280 285
gaa tet ctg ctg aat gcc gtg tet tac ggc tcg act gcg gcg tet ctt 973
Glu Ser Leu Leu Asn Ala Val Ser Tyr Gly Ser Thr Ala Ala Ser Leu
290 295 300
cct ggc act acc att cct cgt cct gac caa ctc gcc aca get ggt gca 1021
Pro Gly Thr Thr íle Pro Arg Pro Asp Gin Leu Ala Thr Ala Gly Ala
305 310 315
acg gtc acc caa gtc aaa gga ttg aaa gaa tca gca tgaatagcgt 1067
Thr Val Thr Gin Val Lys Gly Leu Lys Glu Ser Ala
320 325 330 <210> 2 <211> 330 <212> PRT <213> Corynebacterium glutamicum aaataattcc tcgcttgtcc ggctggatgt cgatttcggc gactccacca cgg 1120 • · • · ···· • · · ·· · · • · · • · · · • · · · • ··· ·· · ·· ·· ·
<400> 2 Thr Leu 15 Ser
Met 1 íle íle Thr Phe 5 Thr Pro Asn Pro Ser 10 íle Asp Ser
Leu Gly Glu Glu Leu Ser Arg Gly Ser Val Gin Arg Leu Asp Ser Val
20 25 30
Thr Ala Val Ala Gly Gly Lys Gly íle Asn Val Ala His Ala Val Leu
J 35 40 45
Leu Ala Gly Phe Glu Thr Leu Ala Val Phe Pro Ala Gly Lys Leu Asp
50 55 60
Pro Phe Val Pro Leu Val Arg Asp íle Gly Leu Pro Val Glu Thr Val
65 70 75 80
Val íle Asn Lys Asn Val Arg Thr Asn Thr Thr Val Thr Glu Pro Asp
85 90 95
Gly Thr Thr Thr Lys Leu Asn Gly Pro Gly Ala Pro Leu Ser Glu Gin
100 105 110
Lys Leu Arg Ser Leu Glu Lys Val Leu íle Asp Ala Leu Arg Pro Glu
115 120 125
Val Thr Trp Val Val Leu Ala Gly Ser Leu Pro Pro Gly Ala Pro Val
130 135 140
Asp Trp Tyr Ala Arg Leu Thr Ala Leu íle His Ser Ala Arg Pro Asp
145 150 155 160
Val Arg Val Ala Val Asp Thr Ser Asp Lys Pro Leu Met Ala Leu Gly
165 170 175
Glu Ser Leu Asp Thr Pro Gly Ala Ala Pro Asn Leu íle Lys Pro Asn
180 185 190
« Gly Leu Glu Leu Gly Gin Leu Ala Asn Thr Asp Gly Glu Glu Leu Glu
1 195 200 205
- Ala Arg Ala Ala Gin Gly Asp Tyr Asp Ala íle íle Ala Ala Ala Asp
210 215 220
Val Leu Val Asn Arg Gly íle Glu Gin Val Leu Val Thr Leu Gly Ala
225 230 235 240
Ala Gly Ala Val Leu Val Asn Ala Glu Gly Ala Trp Thr Ala Thr Ser
245 250 255
Pro Lys íle Asp Val Val Ser Thr Val Gly Ala Gly Asp Cys Ala Leu
260 265 270
Ala Gly Phe Val Met Ala Arg Ser Gin Lys Lys Thr Leu Glu Glu Ser
275 280 285
Leu Leu Asn Ala Val Ser Tyr Gly Ser Thr Ala Ala Ser Leu Pro Gly
290 295 300
• · ···
Thr Thr Ile Pro Arg Pro Asp Gin Leu Ala Thr Ala Gly Ala Thr Val
305 310 315 320 • · ·· · ·· ·· ·· · · · · · • · · · · · ·· • · · · · ···· · · · • · · · · · · ······ ·· · ··
Thr Gin Val Lys Gly Leu Lys Glu Ser Ala 325 330 .1 f
• · ·· · ·· · ·· ·· · · · · · ·· • · ···· ··· • · · · · ···· · · · · • · ··· ··· ··· ··· ·· · ·· ···

Claims (16)

1. Izolovaný polynukleotid z koryneformných baktérií, obsahujúci polynukleotidovú sekvenciu, vybranú zo skupiny zahŕňajúcej
a) polynukleotid, ktorý je aspoň na 70 % identický s polynukleotidom, ktorý kóduje polypeptid, ktorý obsahuje aminokyselinovú sekvenciu SEQ ID No. 2,
b) polynukleotid, ktorý kóduje polypeptid, ktorý obsahuje aminokyselinovú sekvenciu, ktorá je aspoň na 70 % identická s aminokyselinovou sekvenciou SEQ ID No. 2,
c) polynukleotid, ktorý je komplementárny k polynukleotidom
a) alebo b), a
d) polynukleotid obsahujúci aspoň 15 za sebou nasledujúcich báz polynukleotidovej sekvencie a), b) alebo c).
2. Polynukleotid podlá nároku 1, pričom polynukleotidom je prednostne rekombinantná DNA, replikovateľná v koryneformných baktériách.
3. Polynukleotid podlá nároku 1, pričom polynukleotidom je RNA.
4. Polynukleotid podlá nároku 2, obsahujúci sekvenciu nukleovej kyseliny znázornenú v SEQ ID No. 1.
5. Replikovateľná DNA podľa nároku 2 obsahujúca:
(i) nukleotidovú sekvenciu znázornenú v SEQ ID No. 1, • · • · ·· · ·· ·· · · · • · · · e · • · · · · ···· • · · · · ··· ··· ·· · ·· alebo (ii) aspoň jednu sekvenciu, ktorá zodpovedá sekvencii (i) v oblasti degenerácie genetického kódu, alebo (iii) aspoň jednu sekvenciu, ktorá sa hybridizuje so sekvenciou komplementárnou k sekvencii (i) alebo (ii), a poprípade (iv) funkčne neutrálne mutácie so zmyslom v (i).
6. Polynukleotidová sekvencia podľa nároku 2, ktorá kóduje polypeptid, ktorý obsahuje aminokyselinovú sekvenciu znázornenú v SEQ ID No. 2.
7. Spôsob fermentačnej výroby L-aminokyselín, najmä L-lyzínu, vyznačujúci sa tým, že sa uskutočňujú nasledovné kroky:
a) fermentácia koryneformných baktérií produkujúcich
L-aminokyselinu, v ktorých sa zosilňuje, najmä nadmerne exprimuje aspoň gén pfk alebo nukleotidové sekvencie, ktoré ho kódujú,
b) koncentrovanie L-aminokyseliny v médiu alebo v bunkách baktérií a
c) izolácia L-aminokyseliny.
8. Spôsob podlá nároku 7, vyznačujúci sa tým, že sa používajú baktérie, v ktorých sa prídavné zosilňujú ďalšie gény pre biosyntetickú dráhu žiadanej L-aminokyseliny.
• · ·· · ·· ·· · · ··· ··· • · · · · · · e • · · · · ···· · · ·
9. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že sa používajú baktérie, v ktorých sa aspoň čiastočne eliminujú metabolické dráhy, ktoré znižujú tvorbu L-lyzínu.
10. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že sa používa kmeň transformovaný plazmidovým vektorom a tento plazmidový vektor nesie nukleotidovú sekvenciu kódujúcu gén pfk.
11. Spôsob podľa jedného alebo viacerých z nárokov 7 až 10, vyznačujúci sa tým, že sa používajú koryneformné baktérie, ktoré produkujú L-lyzín.
12. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že na výrobu lyzínu sa fermentujú baktérie, v ktorých sa súčasne zosilňuje, najmä nadmerne exprimuje alebo ampliíikuje jeden alebo viac génov zvolených zo skupiny zahŕňajúcej
12.1 gén dapA kódujúci dihydrodipikolinátsyntázu,
12.2 gén pyc kódujúci pyruvátkarboxylázu,
12.3 gén tpi kódujúci triózafosfátizomerázu,
12.4 gén gap kódujúci glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenázu,
12.5 gén pgk kódujúci 3-fosfoglycerátkinázu,
12.6 gén lysE kódujúci export lyzínu.
·· · ·· • · · · · • · · · · • ···· · · · • · · · · • ·· · ·· · • ·
13. Spôsob podlá nároku 9, vyznačujúci sa tým, že na výrobu L-lyzínu sa fermentujú baktérie, v ktorých sa súčasne jeden alebo viac génov zvolených zo skupiny zahŕňajúcej J . 13.1 gén pck kódujúci fosfoenolpyruvátkarboxykinázu,
13.2 gén pgi kódujúci glukóza-6-fosfátizomerázu
14. Spôsob podľa jedného alebo viacerých z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa používajú mikroorganizmy rodu Corynebacterium glutamicum.
15. Použitie polynukleotidových sekvencií podľa nároku 1 ako primérov na prípravu DNA génov, ktoré kódujú fosfofruktokinázu, polymerázovou reťazovou reakciou.
16. Použitie polynukleotidových sekvencií podľa nároku 1 ako hybridizačných sond.
SK1736-2000A 1999-11-23 2000-11-16 Nukleotidové sekvencie kódujúce gén pfk SK17362000A3 (sk)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19956131A DE19956131A1 (de) 1999-11-23 1999-11-23 Neue für das pfk-Gen codierende Nukleotidsequenzen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK17362000A3 true SK17362000A3 (sk) 2001-10-08

Family

ID=7929914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1736-2000A SK17362000A3 (sk) 1999-11-23 2000-11-16 Nukleotidové sekvencie kódujúce gén pfk

Country Status (15)

Country Link
US (2) US6806068B1 (sk)
EP (1) EP1103613A1 (sk)
JP (1) JP2001186895A (sk)
KR (1) KR20010051877A (sk)
CN (1) CN1297055A (sk)
AU (1) AU7166500A (sk)
BR (1) BR0005543A (sk)
CA (1) CA2323750A1 (sk)
DE (1) DE19956131A1 (sk)
HU (1) HUP0004676A2 (sk)
ID (1) ID28421A (sk)
MX (1) MXPA00011416A (sk)
PL (1) PL344076A1 (sk)
SK (1) SK17362000A3 (sk)
ZA (1) ZA200006856B (sk)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10112992A1 (de) 2001-03-17 2002-09-26 Degussa Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung coryneformer Bakterien
WO2003008613A2 (en) * 2001-07-18 2003-01-30 Degussa Ag Process for the preparation of l-amino acids using strains of the enterobacteriaceae family which contain an enhanced soda gene
US20060166236A1 (en) * 2004-12-15 2006-07-27 Chong-Sheng Yuan Allosteric enzyme coupled immunoassay (AECIA)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4517512A (en) 1982-05-24 1985-05-14 Micro Component Technology, Inc. Integrated circuit test apparatus test head
JPH07121227B2 (ja) 1986-10-17 1995-12-25 協和醗酵工業株式会社 L−グルタミン酸の製造法
DE69942821D1 (de) 1998-12-18 2010-11-18 Ajinomoto Kk Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Glutaminsäure
EP1263963A2 (en) 1999-06-25 2002-12-11 Basf Aktiengesellschaft Corynebacterium glutamicum genes encoding proteins involved in carbon metabolism and energy production

Also Published As

Publication number Publication date
US20070054379A1 (en) 2007-03-08
AU7166500A (en) 2001-05-24
KR20010051877A (ko) 2001-06-25
DE19956131A1 (de) 2001-05-31
US6806068B1 (en) 2004-10-19
MXPA00011416A (es) 2002-05-23
HU0004676D0 (sk) 2001-02-28
BR0005543A (pt) 2001-08-07
CA2323750A1 (en) 2001-05-23
JP2001186895A (ja) 2001-07-10
EP1103613A1 (de) 2001-05-30
ID28421A (id) 2001-05-24
PL344076A1 (en) 2001-06-04
ZA200006856B (en) 2001-07-12
HUP0004676A2 (en) 2002-10-28
CN1297055A (zh) 2001-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK18342000A3 (sk) Nukleotidové sekvencie kódujúce gén zwa1 a spôsoby fermentačnej výroby l-aminokyselín
SK14582000A3 (sk) Nukleotidové sekvencie kódujúce gén eno
US20050100927A1 (en) Nucleotide sequence encoding the dapC gene and process for the production of L-lysine
US6759218B2 (en) Nucleotide sequences coding for the glbO gene
KR100762112B1 (ko) ptsH 유전자를 암호화하는 신규한 뉴클레오타이드 서열
WO2002024915A1 (en) Dcta (c4-dicarboxylate transporter) from corynebacterium glutamicum
US6818432B2 (en) Nucleotide sequences encoding the ptsH gene
US6913910B2 (en) Nucleotide sequences coding for the glk-gene
US20020094554A1 (en) Nucleotide sequences encoding the ptsH gene
US6806068B1 (en) Nucleotide sequences which encode the pfk gene
US6830921B2 (en) Nucleotide sequences which code for the ACP gene
SK17372000A3 (sk) Nukleotidové sekvencie kódujúce gén pfka
US20020042107A1 (en) Nucleotide sequences which code for the fadD15 gene
US6987015B1 (en) Nucleotide sequences encoding the pfkA gene
US6638753B2 (en) Nucleotide sequences which code for the cma gene
KR20020097245A (ko) cdsA 유전자를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열
US20020155555A1 (en) Nucleotide sequences which code for the pgsA2 gene
US20040092710A1 (en) Nucleotide sequences coding for the cdsA gene
US20020034794A1 (en) Nucleotide sequences which encode the gpsA gene
US20050266534A1 (en) Nucleotide sequences which code for the cstA gene
KR20020097250A (ko) cma 유전자를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열
KR20020097244A (ko) pgsA2 유전자를 암호화하는 신규한 뉴클레오타이드 서열