SK280158B6 - Spôsob zvýšenia výkonnosti koryneformných baktérií - Google Patents

Spôsob zvýšenia výkonnosti koryneformných baktérií Download PDF

Info

Publication number
SK280158B6
SK280158B6 SK3927-92A SK392792A SK280158B6 SK 280158 B6 SK280158 B6 SK 280158B6 SK 392792 A SK392792 A SK 392792A SK 280158 B6 SK280158 B6 SK 280158B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
lysine
strains
performance
ame
aec
Prior art date
Application number
SK3927-92A
Other languages
English (en)
Other versions
SK392792A3 (en
Inventor
Manfred Kircher
Bernd Bachmann
Original Assignee
Degussa 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 Aktiengesellschaft filed Critical Degussa Aktiengesellschaft
Publication of SK392792A3 publication Critical patent/SK392792A3/sk
Publication of SK280158B6 publication Critical patent/SK280158B6/sk

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205—Bacterial isolates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids
    • C12P13/08—Lysine; Diaminopimelic acid; Threonine; Valine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/13—Brevibacterium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/15—Corynebacterium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Y—ENZYMES
    • C12Y203/00—Acyltransferases (2.3)
    • C12Y203/03—Acyl groups converted into alkyl on transfer (2.3.3)
    • C12Y203/03001—Citrate (Si)-synthase (2.3.3.1)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

Esenciálna aminokyselina L-lyzín má veľký priemyselný význam ako prísada do potravín a krmív pre zvieratá a tiež ako účinná látka a súčasť farmaceutických výrobkov.
Najvýznamnejším spôsobom výroby L-lyzínu je fermentácia. Na výrobu sa používajú predovšetkým korynetormné baktérie rodu Corynebacterium a Brevibacterium. Regulácia biosyntézy lyzínu týchto kmeňov sa zmení ich mutáciami tak, že tieto kmene produkujú lyzín v množstve prevyšujúcom ich vlastnú potrebu a vylučujú ho do média.
Takýchto nadproducentov jc možné získať selekciou mutantov, pri ktorých jednotlivé kroky látkovej výmeny aminokyseliny sú blokované (napríklad Hse - alebo Thr auxotrofy), ktoré sú rezistentné proti jednému alebo viacerým analógom lyzínu alebo obsahujú ďalšie mutácie. Vysoko výkonné kmene majú všeobecne viac kombinácií mutácií. Súhrnné znázornenie vývoja producentov lyzínu uvádzajú O. Tosaka a K. Takmami (Progr. Ind. Microbiol. Biotechnol. Amino Acids, 24, 1986, 152-172); M. Hilliger (Biotec 2,1991,40^44).
Hľadanie mutantov, ktoré produkujú L-lyzín sa označuje ako sereening.
Pri sereeningu sa vo východiskovom kmeni indukujú pomocou bežných chemických a fyzikálnych mutagénov (napríklad MNNG alebo UV) náhodné mutácie a bežnými mikrobiologickými metódami sa selektujú mutanty. Rozhodujúce pre úspech sereeningu je voľba selekčného prostriedku a jeho vhodné použitie.
Na selekciu producentov lyzínu sa často používajú jeho štruktúrne analógy. Účinok týchto analógov brániacich rastu sa ruší L-lyzínom. Medzi mutantmi, ktoré sú rezistentné proti tomuto analógu, sa preto nachádzajú aj tie, ktoré majú zvýšenú produkciu L-lyzínu.
Známy príklad takého štruktúrneho analógu L-lyzínu je AEC (S-[2-aminoetyl]cysteín). AEC sa líši od L-lyzínu len tým, že v polohe 4 je atóm uhlíka vymenený za atóm síry. Tento analóg je dávno známy a AEC-rezistentné producenty lyzínu sú opísané literatúre (H. Kase, K. Nakayama, Agric. Biol. Chem., 38, 1974, 993-1000; S. N. Kara-Murza et al., Prikladnaya Biokhimiya Mikrobiologiya, 16, 1980, 875-888, US-P3 707 441).
Výkonnosť týchto mutantov je možné zvyšovať zavedením ďalších mutácii. Je známa kombinácia s auxotroiiami, ktoré sa dajú ľahko indukovať metódami, ktoré sú odborníkovi bežne známe (US-P 3 708 395; US-P 3 825 472; J. Plachý, Acta Biotechnol., 9, 1989, 3,291-293; A Sassi et al., Biotechnol. Letter, 12,1990,4,295-298).
Ďalej je známa kombinácia s ďalšími rezistentnými reakciami. Je napríklad opísaná rezistencia proti antibiotikám (DE-OS 27 30964).
Úlohou vynálezu je zvýšiť výkonnosť koryneformných baktérii vylučujúcich aminokyseliny, najmä L-lyzín, vhodnými mutáciami a nájsť sereeningom zodpovedajúce kmene a tieto charakterizovať.
Podstata vynálezu
Predmetom vynálezu je spôsob zvýšenia výkonnosti koryneformných kmeňov mikroorganizmov vylučujúcich
L-lyzín, ktorého podstata spočíva v tom, že sa pri týchto kmeňoch indukuje rezistencia proti β-metylesteru L-asparágovej kyseliny (AME).
Mutanty pochádzajúce z tých kmeňov majú menšiu aktivitu citrátsyntázy ako rodičovské kmene.
Používajú sa kmene rodov Corynebacterium a Brevibacterium.
Indukcia rezistencie sa uskutočňuje tým spôsobom, že sa východiskový kmeň vystaví obvyklým chemickým a fyzikálnym mutagénom, napríklad MNNG: N-metyl-N'-nitrozoguanidínu alebo UV-žiareniu. Selekcia vhodných koryneformných baktérií, ktoré výhodne patria k rodom Corynebacterium a Brevibacterium, najmä Corynebacterium glutamicum, sa vykonáva všeobecne známymi mikrobiologickými metódami.
V protiklade k iným analógom kyseliny L-asparágovej bráni AME tka rastu napríklad divokého typu Corynebacterium glutamicum (ATTC 13032), ako aj od neho odvodeným mutantom.
Použité kmene môžu popri tom prejavovať ďalšie rezistencie alebo auxotrotľe.
Fermentácia na výrobu L-lyzínu sa vykonáva všeobecne známymi spôsobmi.
Skutočnosť, že mutanty, ktoré už produkujú lyzín, a preto syntetizujú množstvo kyseliny asparágovej ekvivalentné nadprodukcii lyzínu, sú inhibované AME, je samotná prekvapujúca.
O to viac je prekvapujúce, že mutanty, ktoré sú selektované proti AME, majú ďalej produkciu lyzínu zvýšenú oproti produkcii východiskového kmeňa.
Osobitne vhodné sú mutanty rezistentné proti AME získané podľa vynálezu s obsahom citrátsyntázy redukovanému v porovnaní s rodičovskými kmeňmi. Táto vlastnosť je podľa výpovedi literatúry výhodná na zlepšenie vylučovania aspartátaminokyselín, ako napríklad L-lyzínu (A. Yotokta, J. Shiio, Agric. Biol. Chem., 52, 455^163, 1988). Stanovenie aktivity citrátsyntázy sa vykonáva podľa P. A. Srere et al., Acta Chem. Scan., 17, 129, 1983).
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklady sa týkajú mutantov Corynehacterium glutamicum (ATCCC13032) pripravených pôsobením MNNG.
Príklad 1
DM2 90-2 (hse', AEC1) sa cez noc nechá nasiaknuť v Štandard I Bouillon (Merc Art. 7882), premyje sa proti fyziologickému roztoku kuchynskej soli (0,9 % NaCI), mutagenizuje a rozotrie na platne, ktoré obsahujú médium BMCG (Liebl et al., Appl. Microbiol. Biotechnol., 1989, 32, 205-210), doplní 200 ug/ml D,L-hemoserinu a s 2 až 24, výhodne s 4 až 8 g/1 AME. Po 5 dňoch inkubácie pri 30°C sa rezistentné kolónie odočkujú.
Na testovanie produkcie lyzínu sa rezistentné kolónie inkubujú 16 hodín (300 ot./min. 30 °C) v CASO-Bouillon (Merc Art. 5459). Vzniknutá suspenzia sa zriedi 1 : 10 9 ml média s 240 g/1 melasy, 100 ml/1 hydrolyzátu sójovej múky, 12 g/1 síranu amónneho, 10 g/1 uhličitanu vápenatého (pH = 7) v 100 ml Erlenmayerovej banke so Schikane a 48 hodín inkubuje (300 ot./min. 30 °C). Po 48 hodinách sa fermentačná tekutina odstredí a koncentrácia lyzínu sa zisťuje v nadbytku pomocou vhodnej analýzy pre aminokyseliny.
Na zistenie špecifickej aktivity citrátsyntázy sa kmene kultivujú v Štandard I (Bouillon (Merck Art. 7881) s 4 g/1 glukózy. Spracovanie nakultivovaných buniek a stanovenie enzýmu sa vykonáva podľa metódy opísanej (G. Thierbach et al., Appl. Microbiol. Biotechnol., 32,443 - 448,1990).
Kmeň fenotyp Lys x HCI (g/i) citrátsyntáza (U/mg)
DM290-2 hse', AECr 36,5 0,156
DM599 hse, AECr, AMEr 40,0 0,126
DM601 hse, AECr, AMEr 42,8 0,105
Príklad 2
DM282-2 (hse', AECr) sa cez noc nechá nasiaknuť v Štandard I Bouillon (Merc Art. 7882), premyje sa oproti fyziologickému roztoku kuchynskej soli (0,9 % NaCl), mutagenizuje a rozotrie na platne, ktoré obsahujú AME. Platne obsahujú médium BMCG, doplnené 100 Lig/ml Lleucínu a AME ako v príklade 1.
Po 5 dňoch inkubácie pri 30 °C sa rezistentné kolónie odočkujú.
Testovanie produkcie lyzínu sa vykonáva ako v príklade 1 v médiu s 30 g/1 melasy, 85 g/1 sacharózy, 158 g/1 hydrolyzátu sójovej múky, 100 mg/1 L-leucínu, 25 g/1 síranu amónneho, 8,5 g/1 hydrogenfosforečnanu draselného, 0,4 g/1 síranu horečnatého, 10 mg/1 chloridu vápenatého, 12 mg/1 síranu železnatého, 11 mg/1 síranu manganičitého, 0,6 g/1 citrátu, 0,3 mg/1 biotinu, 0,2 mg/1 tiamínu a 25 g/1 uhličitanu vápenatého. Zistenie špecifickej aktivity citrátsyntázy sa vykonáva, ako to bolo opísané v príklade 1.
Kmeň fenotyp Lys x HCI (g/i) citrátsyntáza (U/mg)
DM282-2 leu,AECr 29,9 1,02
DM597 leu, AEC1, AMEr 34,4 0,957
DM596 leu , AECr, AMEr 33,2 0,983
Príklad 3
DM286-1 (hse , leu , Penr, AEC1) sa cez noc nechá nasiaknuť v Štandard I Bouillon (Merc Art. 78821), premyje sa oproti fyziologickému roztoku kuchynskej soli (0,9 % NaCl), mutagenizuje a rozotrie na doskách, ktoré obsahujú AME. Platne obsahujú médium BMCG, doplnené 100 pg/ml L-leucínu a 160 μg/1 L-homoserínu a AME ako v príklade 1. Po 5 dňoch inkubácie pri 30 °C sa rezistentné kolónie odočkujú.
Testovanie produkcie lyzínu a stanovenie špecifickej aktivity citrátsyntázy sa vykonáva ako v príklade 2.
Kmeň fenotyp Lys x HCI (g/i) citrátsyntáza (U/mg)
DM286-1 hse1,leu,Pen1,AEC1 36,1 0,968
DM608 hser,leu,Penr,AECľ,AMEľ 37,0 0,098
DM607 hser,leu',Perir,AECrAMIľ 39,5 0,120
Príklad 4
Inhibičná zóna Corynebacterium glutamicum (ATCC13032) v závislosti od AME koncen. 0 10 20 40 60 80 100 120(g/l)
AME (β-metylester L-asparágovej kyseliny inhib. zóna 0 0 0,5 1,4 1,6 1,9 2,4 (cm) číry
Bunková suspenzia sa vleje do mäkkého agaru (BMCG). Po stuhnutí sa nakvapká 0,15 ml roztoku AME v MOPS-tlmivom roztoku (Ο,ΙΜ, pH = 7) v oceľovom valci (d = 0,5 cm) na, agar. Po troch dňoch inkubácie (30 °C) sa zmeria a vyhodnotí inhibičná zóna.
3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že sa používajú kmene rodov Corynebacterium a Brevibacterium.
Koniec dokumentu

Claims (2)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spôsob zvýšenia výkonnosti koryneformných kmeňov mikroorganizmov vylučujúcich L-lyzín, vyznačujúci sa tým, že sa pri týchto kmeňoch indukuje rezistencia proti metylesteru kyseliny L-asparágovej.
  2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že mutanty pochádzajúce z týchto kmeňov majú ďalej menšiu aktivitu citrátsyntázy ako rodičovské kmene.
SK3927-92A 1992-01-17 1992-12-28 Spôsob zvýšenia výkonnosti koryneformných baktérií SK280158B6 (sk)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4201085A DE4201085A1 (de) 1992-01-17 1992-01-17 Verfahren zur erhoehung der leistungsfaehigkeit l-lysin ausscheidender coryneformer bakterien

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK392792A3 SK392792A3 (en) 1996-01-10
SK280158B6 true SK280158B6 (sk) 1999-09-10

Family

ID=6449682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK3927-92A SK280158B6 (sk) 1992-01-17 1992-12-28 Spôsob zvýšenia výkonnosti koryneformných baktérií

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP0551614B1 (sk)
JP (1) JPH06197779A (sk)
KR (1) KR930016536A (sk)
AU (1) AU670767B2 (sk)
BR (1) BR9300119A (sk)
DE (2) DE4201085A1 (sk)
HU (1) HU216326B (sk)
SK (1) SK280158B6 (sk)
TW (1) TW211038B (sk)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI9813021B1 (pt) 1997-10-04 2016-04-05 Degussa processo para a preparação microbiana de aminoácidos de l-lisina, l-treonina, l-homosserina e glutamato, vetor, e célula transformada
WO2002022666A2 (en) * 2000-09-12 2002-03-21 Degussa Ag Nucleotide sequences which code for the gora gene
DE102006032634A1 (de) 2006-07-13 2008-01-17 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren
US20230313244A1 (en) * 2020-09-03 2023-10-05 Daesang Corporation Corynebacterium glutamicum mutant strain having enhanced l-lysine productivity and method of producing l-lysine using the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS539394A (en) * 1976-07-09 1978-01-27 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd Preparation of l-lysine by fermentation

Also Published As

Publication number Publication date
EP0551614A3 (en) 1994-08-17
SK392792A3 (en) 1996-01-10
DE4201085A1 (de) 1993-07-22
HU9300104D0 (en) 1993-04-28
DE59205963D1 (de) 1996-05-15
KR930016536A (ko) 1993-08-26
JPH06197779A (ja) 1994-07-19
TW211038B (en) 1993-08-11
HUT64398A (en) 1993-12-28
AU3181993A (en) 1993-07-22
HU216326B (hu) 1999-06-28
BR9300119A (pt) 1993-08-24
EP0551614A2 (de) 1993-07-21
AU670767B2 (en) 1996-08-01
EP0551614B1 (de) 1996-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3707441A (en) Method of producing l-lysine by fermentation
EP0301572A2 (en) Process for producing l-threonine by fermentation
US8361758B2 (en) Microorganism of Corynebacterium genus having resistance to kanamycin and enhanced L-lysine productivity and method of producing L-lysine using the same
US7008786B2 (en) Microorganism producing L-lysine and processes for producing L-lysine using the same
Motoyama et al. Amino acid production from methanol by Methylobacillus glycogenes mutants: isolation of L-glutamic acid hyper-producing mutants from M. glycogenes strains, and derivation of L-threonine and L-lysine-producing mutants from them
Kisumi et al. Production of L-arginine by arginine hydroxamate-resistant mutants of Bacillus subtilis
SK280158B6 (sk) Spôsob zvýšenia výkonnosti koryneformných baktérií
KUBOTA et al. MICROBIAL PRODUCTION OF L-ARGININE I. PRODUCTION OF L-ARGININE BY MUTANTS OF GLUTAMIC ACID-PRODUCING BACTERIA
KR920007402B1 (ko) L-리신의 제조방법
JPH0555114B2 (sk)
JP3006939B2 (ja) Ｌ−リジンの製造法
US5362636A (en) Process for producing L-lysine by fermentation with a bacteria having selenalysine resistance
KR100397420B1 (ko) 글루콘산에 대한 자화성이 증가된 ｌ-라이신을 생산하는신규 코리네박테리움 글루타미컴 및 그를 이용한ｌ-라이신의 생산방법
HUT61598A (en) Process for producing l-threonine
KR910007818B1 (ko) 글루타민(Glutamine)을 생산하는 미생물
Takagi et al. Construction of an arginine-producing strain of Serratia marcescens
KR920005975B1 (ko) 미생물에 의한 l-글루타민의 제조방법
CS123792A3 (en) Method of increasing productivity of corynebacteriaceae micro-organismsproducing l-lysine
CA2075044C (en) Production of microorganisms producing l-lysine
HU215184B (hu) Eljárás L-lizin és L-lizint termelő Brevibacterium és Corynebacterium nemzetségbeli muntáns törzsek előállítására
Khan Direct fermentative production of lysine
KR100200516B1 (ko) 신규한l-루이신생산미생물인코리네박테리움글루타미컴(corynebacteriumglutamicum)ch35
KR960001811B1 (ko) L-프롤린 유도체에 내성을 갖는 l-라이신 생산 미생물
Malothu Enhanced L-lysine production through chemical mutagenesis in Corynebacterium glutamicum MTCC 25069
US5770412A (en) Azido-caprolactam as inhibitor for selecting microorganisms with high lysine productivity