SK3022001A3 - Nucleotide sequences for the tal gene - Google Patents

Nucleotide sequences for the tal gene Download PDF

Info

Publication number
SK3022001A3
SK3022001A3 SK302-2001A SK3022001A SK3022001A3 SK 3022001 A3 SK3022001 A3 SK 3022001A3 SK 3022001 A SK3022001 A SK 3022001A SK 3022001 A3 SK3022001 A3 SK 3022001A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
gene
polynucleotide
gene encoding
seq
amino acid
Prior art date
Application number
SK302-2001A
Other languages
English (en)
Inventor
L K Dunican
Ashling Mccormack
Cliona Stapelton
Kevin Burke
Bettina Mockel
Original Assignee
Degussa
Nat Univ Ireland
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26840528&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=SK3022001(A3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Degussa, Nat Univ Ireland filed Critical Degussa
Publication of SK3022001A3 publication Critical patent/SK3022001A3/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
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0006Oxidoreductases (1.) acting on CH-OH groups as donors (1.1)
    • 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.)
    • C12N9/1022Transferases (2.) transferring aldehyde or ketonic groups (2.2)
    • 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
    • C12P13/06Alanine; Leucine; Isoleucine; Serine; Homoserine
    • 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
    • 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
    • C12P13/22Tryptophan; Tyrosine; Phenylalanine; 3,4-Dihydroxyphenylalanine
    • C12P13/227Tryptophan
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide

Description

NUKLEOTIDOVÉ SEKVENCIE PRE TAL GÉN
Oblasť techniky
Vynález určuje nukleotidové sekvencie, ktoré kódujú tal gén a proces fermentačnej prípravy aminokyselín, predovšetkým L-lyzínu, L-treonínu, L-izoleucínu a Ltryptofánu s využitím patogénnych baktérií so zosileným tal génom.
Doterajší stav techniky
Aminokyseliny, predovšetkým L-lyzín, sa používajú v humánnej medicíne a vo farmaceutickom priemysle, ale hlavne ako súčasť potravy pre zvieratá.
Známy je spôsob prípravy aminokyselín fermentáciou kmeňov patogénnych baktérií, predovšetkým kmene Corynebacterium glutamicum. Vzhľadom k ich veľkému významu sa stále prejavuje snaha o zlepšenie procesu prípravy týchto látok. Zlepšenie môže nastať skvalitnením vlastnej fermentácie, napríklad miešaním a prídavkom kyslíka, alebo zložením živnej pôdy, napríklad správnou koncentráciou cukru počas fermentácie, prípadne tiež spracovaním produktu napríklad iónovymieňačovou chromatografiou alebo ovplyvnením výstupných vlastností mikroorganizmov.
Ku zlepšeniu výstupných vlastností týchto mikroorganizmov sa používajú metódy mutagenézy, selekcie a selekcie mutanta. Týmto spôsobom sa získavajú kmene rezistentné voči antimetabolitom, ako je napríklad analóg lyzínu S-(2-aminoetyl)cysteín, alebo kmene auxotrofné pre regulačné metabolity a produkujúce L-aminokyseliny, napríklad L-lyzín.
Už niekoľko. rokov sa k skvalitneniu kmeňov Corynebacterium produkujúcich aminokyseliny používa technika rekombinovanej DNA tak, že sa posilnia individuálne gény biosyntézy aminokyselín a skúma sa vplyv tejto metódy na produkciu príslušnej aminokyseliny.
K tejto problematike sa vzťahujú okrem iných aj nasledujúca publikácia: Kinoshita: „Glutamic Acid Bacteria z Biology of Industrial Microorganism, Demain and Solomon (Eds.), Benjamín Cummings, London, 1985, 115-142; Hilliger: BioTec 2, 1991, 40-44; Eggeling: Amino Acids 6, 1994, 261272; Jetten and Sinskey: Critical Reviews in Biotechnology 15, 1995, 73-103; Sahm et al: Annuals of the New York Academy of Science 782, 1996, 25-39.
Význam pentózového fosfátového cyklu z hľadiska biosyntézy a produkcie aminokyselín, predovšetkým L-lyzínu patogénnymi baktériami bol a je predmetom záujmu vela odborníkov.
Oishi a Aida uviedli v Agricultural and Biological Chemistry 29, 1965, 83-89, správu o „skrate monofosfátu hexózy Brevibacterium ammoniagenes. Sugimoto a Shio v Agricultural and Biological Chemistry 51, 1987, 101-108 píšu o regulácii dehydrogenázy glukózy 6-fosfátu v Brevibacterium flavum.
Podstata vynálezu
Autori predkladaného vynálezu prinášajú nové možnosti zlepšenia fermentační prípravy aminokyselín, predovšetkým Llyzínu, L-treonínu, L-izoleucínu a L-tryptofánu.
Popis vynálezu
Aminokyseliny, predovšetkým L-lyzín, sa využívajú v humánnej medicíne, farmaceutickom priemysle a prednostne vo výžive zvierat. Preto je všeobecný záujem o nové metódy zlepšujúce proces prípravy požadovaných aminokyselín, predovšetkým L-lyzínu.
Ak sa v nasledujúcom texte uvádza L-lyzín alebo lyzín, znamená to nielen základnú zlúčeninu, ale tiež jej sol, napríklad lyzín monohydrochlorid alebo lyzín sulfát.
Vynález uvádza polynukleotid izolovaný z patogénnych baktérií, obsahujúci jednu z nasledujúcich sekvencií
a) polynukleotid identický aspoň z 70 % s polynukleotidom kódujúcim polypeptid, ktorý obsahuje sekvenciu aminokyselín SEQ ID č. 2 alebo SEQ ID č. 4,
b) polynukleotid kódujúci polypeptid, ktorý obsahuje sekvenciu aminokyselín najmenej z 70 % identickú s SEQ ID č. 2 alebo SEQ ID č. 4,
c) polynukleotid komplementárny k polynukleotidu a) alebo b), a
d) polynukleotid obsahujúci aspoň 15 po sebe idúcich nukleotidov z polynukleotidovej sekvencie a), b) alebo c).
Vynález tiež uvádza polynukleotid nárokovaný v nároku 1, čo je predovšetkým DNA schopná replikácia, ktorá obsahuje:
(i) nukleotidovú sekvenciu zo skupiny tvorenej SEQ ID č. 1 a SEQ ID č. 3, alebo (ii) aspoň jednu sekvenciu odpovedajúcu sekvencii (i) stupňom degenerácie genetického kódu, alebo (iii) aspoň jednu sekvenciu, ktorá sa zjednocuje so sekvenciou komplementárnou k (i) alebo (ii), a lubovolne tiež (iv) citlivé mutácie neutrálnej funkcie v (i).
Vynález ďalej uvádza polynukleotid nárokovaný v nároku 4 obsahujúci jednu zo sekvencii uvedenú v SEQ ID č.1 a SEQ ID č.3, polynukleotid nárokovaný v nároku 5, ktorý kóduje polypeptid obsahujúci sekvenciu aminokyselín uvedenú v SEQ ID č.2 a SEQ ID č.4, bacilonosič obsahujúci polynukleotid nárokovaný v nároku 1, patogénne baktérie, bacilonosiča.
ktoré slúžia ako hostiteľ r »·
Vynález ďalej uvádza polynukleotidy z podstatnej časti tvorenej sekvenciou, ktorou možno získať hybridizáciou odpovedajúceho génového radu obsahujúceho úplný gén s polynukleotidovou sekvenciou SEQ ID č. 1 alebo SEQ ID č. 3, s detekciou zahrnujúcou už uvedený polynukleotid podía SEQ ID č. 1 alebo SEQ ID č. 3, prípadne jeho časť, a tiež izoláciu uvedenej sekvencie DNA.
Polynuklotidové sekvencie uvádzané v predkladanom vynáleze sú vhodnými hybridizačnými detektormi RNA, cDNA a DNA k tomu, aby izolovali v plnej dĺžke cDNA kódujúcu transaldolázu a tie cDNA alebo gény, ktorých sekvencie je velmi podobná sekvencii génu transaldolázy.
Ďalej sú polynukleotidové sekvencie uvádzané v predkladanom vynáleze vhodným základom pre prípravu DNA génov transaldolázu reťazením polymerázy (PCR).
Oligonukleotidy, ktoré slúžia ako detektory alebo matrice, obsahujú aspoň 30, bežne aspoň 20 a najčastejšie aspoň 15 za sebou idúcich nukleotidov. Sú vhodné aj oligonukleotidy obsahujúce najmenej 40 až 50 nukleotidov.
Výraz „izolovaný znamená separovaný od svojho prírodného prostredia.
„Polynukleotid obecne znamená polynukleotidy a polydeoxyribonukleotidy vychádzajúce z nemodifikovaných alebo modofikovaných RNA, prípadne DNA.
„Polypeptidy sa rozumie peptidy alebo proteiny, ktoré obsahujú dve alebo viacej aminokyselín viazaných peptidovými väzbami.
r r
- 6 Polypeptidy v predkladanom vynáleze zahrnujú polypeptidy zo SEQ ID č. 2 alebo SEQ ID č. 4, predovšetkým tie, ktoré vykazujú biologickú aktivitu transaldolázy, a tiež tie, ktoré obsahujú najmenej 70 % polypeptidu z SEQ ID č. 2 alebo SEQ ID č. 4, pritom najvýznamnejšie sú tie, ktoré obsahujú najmenej 80 % alebo ešte lepšie 90 až 95 % polypeptidu z SEQ ID č. 2 alebo SEQ ID č. 4 a majú vyššie spomínanú aktivitu.
Vynález sa tiež zabýva procesom fermentačnej prípravy aminokyselín, predovšetkým L-lyzínu, L-treonínu, Lizoleucínu a L tryptofánu, za použitia korynoformných baktérií, ktoré predovšetkým už produkujú aminokyselinu a v ktorých sa zosilujú alebo dokonca prepisujú nukleotidové sekvencie pre talový gén.
Výraz „zosilenie v tejto súvislosti vyjadruje zvýšenie intracelulárnej aktivity jedného alebo viacej enzýmov v mikroorganizmu kódovanom odpovedajúcou DNA, napríklad zvýšením počtu kópií génu alebo génov za použitia účinného katalyzátora alebo použitím vysoko aktívneho génu, ktorý kóduje odpovedajúci enzým, prípadne lubovolné kombinácie týchto možností.
Mikroorganizmy uvádzané v predkladanom vynáleze pripravujú L-aminokyseliny, predovšetkým L-lyzín z glukózy, sacharózy, laktózy, fruktózy, maltózy, melasy, škrobu, celulózy, nebo z glycerolu a etanolu. Predstavujú je patogénne baktérie, predovšetkým typu Corynebac téri um, z ktorých sa najviac cituje druh Corynebacterium glutamicum známy medzi odborníkmi práve pre svoju schopnosť produkovať L-amino kys e1iny.
r p
Vhodnými reťazcami typu Corynebacterium, predovšetkým druhu Corynebacterium glutamicum, sú napríklad známe štandardné reťazce
Corynebacterium Corynebacteri um Corynebacterium Corynebacterium Corynebacterium Breviba c t eri um Brevibacterium Brevibacterium glutamicum ATCC13032 acetoglutamicum ATCC15806 acetoacidophilium ATCC13870 thermoaminogenes FERM BP-1539 melassecola ATCC17965 flavum ATCC14067 lactofermentum ATCC13869 a di var i cat umATCCl 4020 a L-lyzín produkujúci mutanty alebo z nich pripravené reťazce, 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 ATCC13032 Corynebacterium glutamicum DM58-1 Corynebacterium glutamicum DSM12866 a L-treonín produkujúci mutanty alebo z nich pripravené reťazce, ako napríklad
Corynebacterium glutamicum ATCC21649 Brevibacterium flavum BB69 Brevibacterium flavum DSM5399 pripravené
Brevibacterium lactofermentum FEBM-BP 269 Brevibacterium lactofermentum TBB-10 a L-izoleucín produkujúci mutanty alebo z nich reťazce, ako napríklad
Corynebacterium glutamicum ATCC 14309 Corynebacterium glutamicum ATCC 14310
Corynebacterium glutamicum ATCC 14311
Corynebacterium glutamicum ATCC 15168
Corynebacterium ammoniagenes ATCC 6871 a L-tryptofán produkujúci mutanty alebo z nich pripravené reťazce, ako napríklad
Corynebacterium glutamicum ATCC21850 a Corynebacterium glutamicum KY9218 (pKW9901) .
Autorom predkladaného vynálezu sa podarilo izolovať nový ťal gén Corynebacterium glutamicum, ktorý kóduje transaldolázu (EC 2.2.1.2).
Izolácia talového génu a tiež iných génov Corynebacterium glutamicum, rovnako ako rad týchto mikroorganizmov sa prvýkrát uviedla v E. coli. Usporiadanie génových radov sa popisuje v bežných učebniciach a príručkách. Ako príklady sa môžu uviesť Winnacker: Gene und Clone, Eine Einftlhrung in die Gentechnologie (Genes and Clones, An Introduction to Genetic Engineering), Verlag Chemie, Weinheim, Germany, 1990 alebo Sambrook et al.: Molecular Cloning, A laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989. Známy génový rad z K-12 reťazca
W3110 z E. coli v Á vektoroch sa popisuje v Kohara et al. : Celí, 50 (1987), 495-508. Bathe et al.: Molecular and General Genetics, 252:255-256(1996) popisuje génový rad Corynebacterium glutamicum ATCC13032, ktorý bol zostavený pomocou bacilonosiča SuperCos I (Wahl et al.: Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 84 (1987), 2160-2164) v E. coli K-12 reťazec NM554 (Raleigh et al.: Nucleic Acids Research, 16 (1988), 1563-1575). Bôrmann et al.: Molecular Microbiology, 6(3), (1992), 317-326, zasa popisujú génový rad Corynebacterium glutamicum ATCC13032 s použitím kozmidu pHC79 (Hohn and Collins, Gene 11, (1980), 291-298). O'Donohue: The Cloning and Molecular Analysis of Four Common Aromatic Amino Acid Biosynthetic Genes from Corynebacterium glutamicum, Ph.D. Thesis, National University of Ireland, Galway, 1997, popisuje klonovanie génov Corynebacterium glutamicum za použitia λ Zap systému popísaného v Short et al.: Nucleic Acid Research, 16, 7583. Génový rad Corynebacterium glutamicum v E. coli je tiež možné pripraviť za použitia plazmidov, ako napríklad pBR322 (Bolivar: Life Sciences, 25, (1979), 807-818) alebo pUC9 (Vieira et al.: Gene, 19, (1982), 259-268). Vhodnými hostiteľmi sú predovšetkým ty E. coli reťazce, ktoré sú reštrikčné a rekombinačne defektné. Príkladom takého reťazca je reťazec DH5amcr, ktorý sa popisuje v Grant et al.: Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 87, (1990), 4645-4649. Dlhé fragmenty DNA klonované pomocou kozmidov sa potom môžu striedavo subklonovať a následne radiť v obvyklých smeroch vhodných pre radenie, ako sa popisuje napríklad v Sanger et al.: Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 74, (1977), 5463-5467.
Získané sekvencie DNA sa môžu skúmať známymi algoritmami alebo programami pre sekvenčnú analýzu, ako sa
- 10 /· r
Biologies
National popisuje napríklad v Staden.: Nucleic Acids Research, 14, (1986), 217-232, Butlerovým GCG programom (Butler.: Methods of Biochemical Analysis, 39 (1998), 74-97), FASTA algoritmom (Pearson and Lipman: Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 85, (1988), 2444-2448) alebo BLAST algoritmom (Altschul et al.: Náture Genetics, 6, (1994), 119-129), a tiež porovnaním so sekvenciami popísanými vo verejne prístupných databázach. Takými databázami nukleotidových sekvencií sú napríklad databázy od European Molecular Laboratories (EMBL, Heidelberg, Germany) nebo Center f or Biotechnology Information (NCBI,
Bethesda, MD, USA).
Vynález sa zabýva novou sekvenciou DNA z C. glutamicum, ktorá obsahuje časť DNA kódujúcu ťal gén, zobrazenú ako SEQ ID č. 1 a SEQ ID č. 3. Sekvencia aminokyseliny odpovedajúceho proteínu sa okrem toho získava zo stávajúcej sekvencie DNA už popísanými metódami. Výsledný produkt sekvencie aminokyseliny talového génu zobrazuje SEQ ID č. 2 a SEQ ID č. 4.
Génové zoskupenie získané vyššie uvedeným spôsobom sa môže ešte preveriť krížením so vzorkami nukleotidov známej sekvencie, ako napríklad so zwf génom (JP-A09224661). Klonovaná DNA z klonov vykazujúcich pri hybridizácii pozitívnu reakciu vedie striedavo na známu nukleotidovú sekvenciu použitej vzorky a na priľahlej novej sekvencie DNA.
Predmetom predkladaného vynálezu je tiež kódovanie DNA sekvencií vznikajúcich z SEQ ID č. 3 degeneráciou genetického kódu. Obdobne sú predmetom tohto vynálezu DNA sekvencie, ktoré sa krížia so SEQ ID č. 3 alebo jej r f r r ŕ r
- 11 - ľ 'r · ; : :
časťami. Tradičné zameniteľnosti aminokyseliny v proteínoch, ako napríklad zameniteľnosť glycínu za alanín alebo asparágovej kyseliny za glutámovú, sú medzi odborníkmi známe ako „citlivé mutácie, ktoré nevedú k zásadným zmenám v aktivite proteínov, tzn. majú neutrálnu funkciu. Je taktiež známe, že zmeny koncových N alebo C (prípadne oboch) u proteínov nemajú rušivý vplyv a dokonca môžu stabilizovať ich funkciu. Informácie o tejto problematike prináša okrem iného i Ben-Bassat et al.: Journal of Bacteriology ,169, 1987, 751-757; O'Regan et al.: Gene, 77, 1989, 237-251; Sahin-Toth et al.: Protein Sciences, 3, 1994, 240-247; Hochuli et al.: Bio/Technology, 6, 1988, 1321-1325, a tiež známe učebnice genetiky a molekulárnej biológie. Predkladaný vynález sa zabýva taktiež sekvenciami aminokyselín vznikajúcimi odpovedajúcim spôsobom zo SEQ ID č. 2 a SEQ ID č. 4.
Obdobne sú predmetom predkladaného vynálezu sekvencie DNA, ktoré sa krížia s SEQ ID NO 3 alebo časťami SEQ ID č. 3. Konečne sa vynález zabýva aj sekvenciami DNA, ktoré sa pripravujú polymerázovou reťazovou reakciou (PSR) s využitím primérov pochádzajúcich z SEQ ID č. 3. Pre také oligonukleotidy je typická dĺžka najmenej 15 nukleotidov.
Pokyny pre určenie DNA sekvencii krížením sú k nájdeniu okrem iné v príručke „The DIG System Users Guide for Filter Hybridization z nakladateľstva Boehringer Mannheim GmbH (Mannheim, Germany, 1993) a v Liebl et al.: International Journal of Systematic Bacteriology, 41, 1991, 255-260.
Pokyny pre rozšírenie DNA sekvencii za pomoci polymerázovej reťazovej reakcie (PSR) sa uvádzajú okrem iného v príručke Gait: Oligonucleotide synthesis: a practical approach, IRL Press, Oxford, UK, 1984 a v Newton and Graham: PCR, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Germany, 1994.
Autori predkladaného vynálezu zistili, že korynoformné baktérie produkujú vo väčšej miere aminokyseliny po zmene charakteru tal génu. Aby sa dosiahlo zmeny, počet kópií odpovedajúcich génov sa zvýši alebo sa zmení promotór a regulačná oblasť, prípadne oblasť ribozómovej väzby protismerne štrukturálnemu génu. Na rovnakom princípe fungujú kazety, ktoré sa pripoja protismerne k štruktúrnemu génu. S indukovatelnými promotórmi je možné dodatočne zvýšiť expresiu počas vzniku fermentatívnej L-aminokyseliny. Expresie sa okrem iného zdokonalia pri predĺženie životnosti mRNA. Naviac sa aktivita enzýmov zvyšuje prevenciou rozkladu enzýmových proteínov. Gény alebo génové skladby sa vyskytujú v plazmidoch s kolísajúcim počtom kópií alebo sa začleňujú a integrujú v chromozóme. Inak sa spomínaného precharakterizovania génov môže dosiahnuť tiež zmenou zloženia média a kultivačného procesu.
Odborné pokyny týkajúce sa tohto problému sú okrem iného v publikáciách Martin et al.: Bio/Technology 5, 1987, 137-146; Guerrero et al.: Gene 138, 1994, 35-41; Tsuchiya and Morinaga: Bio/Technology 6, 1988, 428-430; Eikmanns et al.: Gene 102, 1991, 93-98; popis európskeho patentu EPS 0 472 869; US patent 4 601 893; Schwarzer and Puhler: Bio/Technology 9,1991 83-87; Reinscheid et al.: Applied and Environmental Microbiology 60, 1994, 126-132, La Barre et al.: Journal of Bacteriology 175, 1993, 1001-10077, patentová prihláška WO 96/15246; Malumbres et al: Gene 134, 1993, 15-24; popis Japonského patentu JP-A-10-229891; Jensen and Hammer: Biotechnology and Bioengineering 58, 1998, 191Ρ Γ
195; Makrides: Microbiological Reviews 60, 1996, 512-538, a tiež v známych učebniciach genetiky a molekulárnej biológie.
V praktickej časti s tal gén popisovaný v predkladanom vynálezu prepísal pomocou plazmidov. Vhodnými plazmidmi sú tie, ktoré sa replikujú v korynoformnej baktérii. Rad známych plazmidových bacilonosičov, ako napríklad pZl (Menkel et al.: Applied and Environmental Microbiology 64, 1989, 549-554), pEKExl (Eikmanns et al.: Gene 102, 1991, 9398) alebo pHS2-l (Sonnen et al.: Gene 107, 1991, 69-74) je založená na zakódovaných plazmidoch pHM1519, pBLl alebo pGAl. Obdobným spôsobom sa môžu použiť aj ďalšie plazmidové bacilonosiče, napríklad tie, ktoré sú založené na pCG4 (patent US-A 4,489,160) alebo na pNG2 (Serwold-Davis et al.: FEMS Microbiology Letters, 66, 1990, 119-124), prípadne na pAGl (patent US-A 5,158,891).
Vhodnými plazmidovými bacilonosičmi sú ešte také, ktoré umožňujú využitie procesu génovej amplifikácie integrácií do chromozómu, ako popisuje napríklad Reinscheid et al.: Applied and Environmental Microbiology, 60, 1994, 126-132, pre duplikáciu alebo rozšírenie hom-thrB operónu. Touto metódou sa kompletný gén klonuje na plazmidové bacilonosiče, ktoré sa môžu replikovať v tele hostiteľa (typický je E. coli), ale nie v C. glutamicum. Možnými bacilonosičmi sú napríklad pSUP301 (Šimon et al.: Bio/Technology 1, 1983, 784-791), pK18mob alebo pK19mob (Schäfer et al.: Gene, 145, 1994, 69-73), pGEM-T (Promega Corporation, Madison, WI, USA), pCR2.1-TOPO (Shuman: Journal of biological Chemistry, 269, 1994, 32678-84; US-A 5,487,993), pCR®Blunt (Invitrogen, Groningen, Holland; Bernard et al.: Journal of Molecular Biology, 234, 1993, 534-541), pEMl (Schrumpf et al.: Journal of Bacteriology, 173, 1991, 4510-4516) alebo pBGS8 (Spratt et al.: Gene, 41, 1986, 337-342). Plazmidový bacilonosič, ktorý obsahuje zosilujúci gén, sa potom konjugáciou alebo transformáciou premenuje na požadovaný reťazec C. glutamicum. Konjugačnú metódu popisuje napríklad Schäfer et al.: Applied and Environmental Microbiology, 60, 1994, 756759. Transformačná metóda sa popisuje napríklad v publikáciách Thierbach et al.: Applied Microbiology and Biotechnology, 29, 1988, 356-362, Dunican and Shivnan: Bio/Technology, 7, 1989, 1067-1070 a Tauch et al.: FEMS Microbiological Letters, 123, 1994, 343-347. Po homologickej rekombinácii tzv. „cross over spôsobom výsledný reťazec obsahuje najmenej dve kópie spomínaného génu.
Príkladom plazmidového bacilonosiča, z ktorého pomocou prebieha proces amplifikácie integrácií, je pSUZl, ktorý ukazuje obrázok 1. Plazmid pSUZl sa skladá z bacilonosiča E. coli pBGS8 popisovaného v Spratt et al.: Gene, 41, 1986, 337-342, do ktorého sa inkorporuje talový gén.
Pre výrobu aminokyselín môže byť naviac výhodné zosilniť alebo zmeniť prioritu jedného alebo viacej enzýmov určitej biosyntetickej cesty, glykolýzy, anaplerózy, pentózového fosfátového cyklu alebo exportu aminokyselín, okrem talového génu.
Tak napríklad pre prípravu L-aminokyselín, predovšetkým L-lyzínu, jeden alebo viacej génov zo skupiny obsahujúcej • dapA gén kódujúci dihydrodipikolinát syntázu (EP-B 0 197 335), • lysC gén kódujúci k spätnej väzbe rezistentný aspartát kinázu (Kalinowski et al.: Molecular and General
Genetics, 224, 1990, 317-324), • gap gén kódujúci glycerolaldehyd 3-fosfát dehydrogenázu (Eikmanns: Journal of Bacteriology, 174, 1992, 6076-6086), • PYC gén kódujúci pyruvát karboxylázu (DE-A-198 31 609), • mqo gén kódujúci malát:chinolín oxidoreduktázu (Molenaar et al.: European Journal of Biochemistry, 254, 1998, 395-403), • tkt gén kódujúci transketolázu (zápis č. AB023377 v databáze European Molecular Biologies Laboratories (EMBL, Heidelberg, Germany)), • gnd gén kódujúci 6-fosfoglukonát dehydrogenázu (JP-A224662), • zwf gén kódujúci glukózu 6-fosfát dehydrogenázu (JP-A224661), • lysE gén kódujúci export lyzínu (DE-A-195 48 222), • zwal gén (DE 199 59 328,0; DSM 13115), • eno gén kódujúci enolázu(DE: 19947791.4), • devB gén, • opcA gén (DSM 13264), sa posilnia a pokial možno súčasne prepíše.
Ďalej napríklad pre prípravu L-treonínu jeden alebo viacej génov zo skupiny obsahujúcej • súčasne hom gén kódujúci homoserín dehydrogenázu (Peoples et al.: Molecular Microbiology, 2, 1988, 6372) nebo homdr alelu kódujúcu „k spätnej väzbe rezistentné homoserín dehydrogenázu (Archer et al.: Gene, 107, 1991, 53-59), • gap gén kódujúci glycerolaldehyd 3-fosfát dehydrogenázu (Eikmanns: Journal of Bacteriology, 174, 1992, 60766086), • pyc gén kódujúci pyruvate karboxylázy (DE-A-198 31
609), • mgo gén kódujúci malat:chinolín oxidoreduktázu (Molenaar et al.: European Journal of Biochemistry, 254, 1998, 395-403), • tkt gén kódujúci transketolázu (zápis č. AB023377 v databáze European Molecular Biologies Laboratories (EMBL, Heidelberg, Germany)), • gnd gén kódujúci 6-fosfoglukonát dehydrogenázu (JP-A-9224662), • zwf gén kódujúci glukózu 6-fosfát dehydrogenázu (JP-A17
9-224661), • thrE gén kódujúci prenos treonínu (DE 199 41 475.5; DSM 12840), • zwal gén (DE 199 59 328,0; DSM 13115), • eno gén kódujúci enolázu (DE: 19947791.4), • devB gén, • opcA gén (DSM 13264), sa zosilní, najlepšie súčasne prepíše.
Pre prípravu aminokyselín k zoslabeniu účinku sú ďalej výhodné • pck gén kódujúce fosfoenol pyruvát karboxykinázu(DE 199 50 409.1 DSM 13047) alebo • pgi gén kódujúci glukózu 6-fosfát izomerázu (US 09/396,478, DSM 12969), prípadne oba tieto gény, alebo • poxB gén kódujúci pyruvát oxidázu (DE 199 51 975.7; DSM 13114) alebo • zwa2 gén (DE 199 59 327.2; DSM 13113) súčasne s amplifikáciou tal génu.
Vedia prepisu tal génu tento proces môže priaznivo ovplyvniť produkciu aminokyselín eliminujúcich nežiadúce vedľajšie reakcie (Nakayama: „Breeding of Amino Acid Producing Micro-organism, v: Overproduction of Microbial Products, Krumphanzl, Sikyta, Vanek (eds.), Academic
Press, London, UK, 1982).
Mikroorganizmy pripravované podía predkladaného vynálezu sa môžu kultivovať kontinuálne alebo diskontinuálne jednorázovým procesom (jednorazová kultivácia) alebo fermentáciou (dávkovanie), prípadne opakovanou fermentáciou (opakované dávkovanie) za účelom vzniku Laminokyselín. Súhrn známych kultivačných metód popisujú učebnice Chmiel: Bioprocess Technology 1. Introduction to Bioprocess Technology, Gustáv Fischer Verlag, Stuttgart, 1991 nebo Storhas: Bioreactors and Peripheral Equipment, Vieweg verlag, Braunschweig/Wiesbaden, 1994).
Použitelné kultivačné médium musí obsahovať požadované reťazce vo vhodnom usporiadaní. Popis kultivačných médií pre rôzne mikroorganizmy je súčasťou príručky „Manual of Methods for General Bacteriology Americké bakteriologické spoločnosti, Washington D.C., USA, 1981. Ako zdroj uhlíka sa používajú sacharidy a uhlovodíky, ako sú glukóza, sacharóza, laktóza, fruktóza, maltóza, melasa, škrob a celulóza, oleje a tuky, ako sójový olej, slnečnicový olej, podzemnicový olej a kokosové maslo, ďalej mastné kyseliny, ako napríklad palmitová kyselina, stearová kyselina a linolenová kyselina, alkoholy, ako glycerol a etanol, a tiež organické kyseliny, ako napríklad octová kyselina. Tieto látky sa môžu použiť samostatne alebo vo zmesi. Ako zdroj dusíka sa môžu použiť dusík obsahujúci organické zlúčeniny, ako napríklad peptóny, kvasnicový extrakt, masový extrakt, sladový extrakt, výluh zo zrní, sójová múka a močovina, alebo anorganické zlúčeniny, ako síran amónny, chlorid amónny, fosforečnan amónny, uhličitan amónny, dusičnan amónny. Jednotlivé zdroje dusíka sa používajú buď samostatne alebo vo zmesi. Kyselina fosforečná, dihydrogenfosforečnan draselný alebo hydrogenfosforečnan didraselný, prípadne odpovedajúce sodné soli sa používajú ako zdroj fosforu. Kultivačné médium musí ďalej obsahovať soli kovov, ako napríklad síran horečnatý alebo síran železnatý, ktoré sú nezbytné k rastu. Nakoniec sa k vyššie uvedeným zložkám pridajú základné rastové látky, ako aminokyseliny alebo vitamíny. Do kultivačného média sa môžu pridať aj vhodné prekurzory. Spomínané východzie látky sa pridávajú do kultivácie vo forme jednotlivých dávok alebo sa môžu vhodným spôsobom dávkovať v priebehu kultivácie.
K úprave pH kultivácie sa používajú zásadité zlúčeniny, ako hydroxid sodný, hydroxid draselný, amoniak alebo hydroxid amónny, prípadne kyslé zlúčeniny, ako kyselina fosforečná alebo kyselina sírová. Ako protipeniace činidlo sa pridávajú napríklad polyglykolestery mastných kyselín. K udržaniu stability plazmidov sa do média pridávajú aj vhodné látky majúce selektívne účinky, ako napríklad antibiotiká. Pre zachovanie aerobných podmienok sa do kultivácie vháňa kyslík a alebo kyslík v plynnej zmesi, napríklad vzduch. Kultivácia prebieha obvykle pri teplote °C až 45 °C, najviac od 25 °C do 40 °C. Kultivácia prebieha až do vzniku maximálneho množstva Laminokyseliny. Toho sa docieli obvykle za 10 až 160 hodín.
Analýza L-aminokyselín sa prevádza chromatograficky aniónovou výmenou s následnou ninhydrínovou derivatizáciou, ako popisuje Spackman et al.: Analytical Chemistry, 30, 1958, 1190.
Nasledujúce mikroorganizmy sú uložené v Deutsche Sammlung fúr Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ = Germán
Collection of Microorganisms and Celí Cultures,
Braunschweig, Germany) v súlade s Budapest Treaty (budapešťanská dohoda):
• Escherichia coli JM109/pSUZl ako DSM 13263.
SEQ ID NO 1 tiež obsahuje nový gén devB. Proces uvádzaný v predkladanom vynáleze sa používa pre fermentačnú prípravu aminokyselín.
Prehľad obrázkov na výkresoch
K vynálezu sú pridané nasledujúce obrázky:
Obr. 1: Schéma plazmidu pSUZl
Skratky a značky použité v obrázku znamenajú:
lacZ: segmenty lacZa génového fragmentu kan r: rezistencie kanamycínu talí gén transaldolázy ori: pôvod replikácie plazmidu pBGS8
Bell: stepné miesto reštrikcie enzýmu Bell
EcoRI: stepné miesto reštrikcie enzýmu EcoRI
HindlII: stepné miesto reštrikcie enzýmu HindlII
PstI: stepné miesto reštrikcie enzýmu PstI
Sací: stepné miesto reštrikcie enzýmu Sací
P P r p
Príklady prevedenia vynálezu
Nasledujúce príklady ilustrujú predkladaný vynález. Použité technológie molekulárnej biológie, napríklad izolácie plazmidovej DNA, liečba reštrikciou enzýmov, ligácie, štandardnej transformácie Escherichia coli atď., popisuje (pokial nie je uvedené inak) Sambrok et al.: Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 1989, Cold Spring Harbour Laboratories, USA.
Príklad 1
Príprava génomického radu kozmidového génu z Corynebacterium glutamicum ATCC 13032
Chromozomálna DNA z Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 sa izolovala podľa Tauch et al.: Plasmid, 33, 1995, 168179, a čiastočne štiepila reštrikciou enzýmu Sau3AI (Amersham Pharmacia, kód č. 27-0913-02) . Fragmenty DNA sa defosforylovali pomocou alkalickej fosfatázy z garnáta (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany, Popis produktu SAP, kód č. 1758250). DNA kozmidového bacilonosiča SuperCosl (Wahl et al.: Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 84, 1987, 2160-2164), získaná zo Stratagenu (La Jolla, USA, Popis produktu SuperCosl Cosmid Vector Kit, kódové číslo 251301) sa štiepila reštrikciou enzýmu Xbal (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, Popis produktu Xbal, kódové číslo 270948-02) a podobne sa defosforylovala pomocou alkalickej fosfatázy z garnáta. Kozmidová DNA sa ďalej štiepila reštrikciou enzýmu BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, Popis produktu BamHI, kódové číslo 27-0868-04) . Takto upravená kozmidová DNA sa potom zmiešala s upravenou
ATCC13032 DNA a dávka sa zmiešala s T4 DNA ligázou (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, Popis produktu T4DNA-Ligáza, kódové číslo 27-0870-04) . Viazaná zmes sa potom zbalila do fágov pomocou Gigapack II XL obalových extraktov (Stratagene, La Jolla, USA, Popis produktu Gigapack II XL obalový extrakt, kódové číslo 200217). K infikovaniu kmeňom E.coli NM554 (Raleigh et al.: Nucleic Acid Research, 16, 1988, 1563-1575) sa bunky zobrali do 10 mM roztoku MgSO4 a zmiešali sa s odpovedajúcom množstvom suspenzie fágu. Infikácia a titerink kozmidovej série sa previedli podlá popisu Sambrooka et al.: Molecular Cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbor, bunky sa natiahli na agár (Lenox: Virology, 1, 1955, 190) s 100 pg/ml ampicilínu. Po inkubácii cez noc pri 37 °C, sa vybrali rekombinované individuálne klony.
Príklad 2
Izolácia a usporiadanie tal génu
Kozmidová DNA individuálna kolónia sa izolovala Qiaprep Spin Miniprep Kit (Produkt č. 27106, Qiagen, Hilden, Germany) podía výrobných pokynov a čiastočne sa štiepila reštrikciou enzýmu Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, popis produktu Sau3AI, produkt č. 27-0913-02). Fragmenty DNA sa defosforylovali pomocou alkalickej fosfatázy z garnáta (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany, Popis produktu SAP, produkt č. 1758250). Po separácii gélovou elektroforézou sa kozmidové fragmenty veľkosti 1500 až 2000 bp izolovali QiaExII Gel Extraction Kit (produkt č. 20021, Qiagen, Hilden, Germany). DNA sekvenovaného bacilonosiča pZero-1 získaného z Invitrogenu (Groningen, Holland, Popis produktu Zero
Background Cloning Kit, produkt č. K2500-01) sa štiepila reštrikciou enzýmom BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Germany, popis produktu BamHI, produkt č. 27-0868-04) . Prevážanie kozmidových fragmentov v sekvenovanom bacilonosiči sa previedlo podlá popisu uvádzaného v Sambrook et al.: Molecular Cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor, 1989, zmes DNA inkubovala cez noc s T4 ligázou (Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany). Táto zmes sa potom vpravila do kmeňa E. coli DH5dMCR (Grant: Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 87, 1990, 4645-4649) a naniesla sa na LB agár (Lenox:
Virology, 1, 1955, 190) s 50 pg/ml zeocínu. Plazmidová príprava rekombinovaných klonov sa previedla s Biorobotom (produkt číslo 900200, Qiagen, Holden, Germany). Radenie sa prevádzalo dideoxy metódou obmedzujúce reťazenia podlá Sangera et al.: Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 74, 1977, 5463-5467) modifikovanou podlá
Zimmermanna et al.: Nucleic Acids Research, 18, 1990, ’oužilo se „RR dRhodaminové radenie koncového z PE aplikovaných biosystémov (produkt číslo Weiterstadt, Germany). Separácia sa prevádzala gélovou elektroforézou a analýza sekvenčných reakcií prebiehala v „Rotiphoresis NF Acrylamide/Bisacrylamide gélu (29:1), (produkt číslo A124.1, Roth, Karlsruhe, Germany) s radičom „ABI Prism 377 z PE aplikovaných biosystémov (Weiterstadt, Germany).
1067). cyklu 403044,
Hrubé dáta sa ďalej spracovala pomocou balíku programov „Staden program, verzia 97-0 (Nucleic Acids Research, 14, 1986, 217-231). Jednotlivé sekvencie derivátov pZerol sa zostavili kontinuálne do tesnej blízkosti. Počítačom prevádzaná analýza kódovacej oblasti sa pripravila pomocou programu XNIP (Staden, Nucleic Acids Research, 14, 1986,
217-231). Ďalšie analýzy sa prevádzali programom „BLAST search program (Altschul et al.: Nucleic Acids Research/
25, 1997, 3389-3402) proti nepostradatelnej databáze „Národného centra biotechnologických informácií (NCBI,
Bethesda, MD, USA).
Získanú nukleotidovú sekvenciu ukazuje SEQ ID č. la SEQ ID č. 3.
Príklad 3
Klonovanie tal génu
PCR sa použili k zosilneniu fragmentov DNA obsahujúcich všetok tal gén C. glutamicum 13032 a bočných častí (vo smeru aj protismerných). Reakcie PCR sa prevádzali za použitia oligonukleotidových primérov vytvorených zo sekvencie podía popisu uvedeného v príkladoch 1 a 2. Genomická DNA sa izolovala z Corynebacterium glutamicum ATCC13032 podlá Heeryho a Dunicana, Applied and Environmental Microbiology, 59, 1993, 791-799, a použila sa ako šablóna. Použitými tal primérmi boli:
fwd. primér: 5' GGT ACA AAG GGT CTT AAG 3'C rev. primér: 5' GAT TTC ATG TCG CCG TTA 3'
Parametre PCR boli nasledujúce: 35 cyklov
95 °C za 3 minúty
94 °C za 1 minútu
47 °C za 1 minútu
72 °C za 45 sekúnd
2,0 mM MgCl2 približne 150 - 200 ng šablóny DNA
Získaný produkt PCR sa klonoval do komerčne dostupného bacilonosiča pGEM-T kúpeného od Promega Corp. (pGEM-T Easy Vector Systém 1, kat. č. A1360, promega UK, Southampton, UK) za použitia kmeňa E. coli JM109 (Yanisch-Perron et al.: Gene, 33, 1985, 103-119) ako hostiteľa. Všetok tal gén sa následne izoloval z pGEM-T bacilonosiča na Eco RI fragment a klonoval sa do lacZa EcoRI polohy bacilonosiča E. coli pBGS8 (Spratt et al.: Gene, 41(2-3), 1986, 337-342). Použité reštrikčné enzýmy sa získali od Boehringer Mannheim UK Ltd. (Bell Lane, Lewes East Sussex BN7, UK) a používali sa v súlade s výrobným návodom. E. coli JMI09 sa potom transformoval s touto ligačnou zmesou a produkty elektrotransformácie sa oddelili na Luria agáre s prídavkom izopropyl-tiogalaktopyranozidu (IPTG), 5bromo-4-chloro-3-indolyl-galaktopyranozidu (XGAL) a kanamycínu o koncentráciách lmM, 0,02 % a 50 mg/1. Agárové platne zreli dvanásť hodín pri teplote 37 °C. Plazmidová DNA sa izolovala z jedného transformantu charakterizovaného analýzou reštrikčného enzýmu za použitia Eco RI. Tento nový útvar sa označil pSUZ 1.
Príklad 4
Príprava kmeňa Corynebacterium glutamicum DSM715: :pSUZl
Kmeň DSM5715 sa transformoval s plazmidom pSUZl s použitím elektroporézy, ktorú metódu popísal Liebl et al.: FEMS Microbiology Letters, 53, 1989, 299-303. Delenie transformantov prebiehalo na LBHIS agáre obsahujúcom 18,5 g/1 základného infúzneho roztoku, 0,5 M sorbitol, 5 g/1
- 26 NaCl a 18 g/1 Bakto-agáre, ku ktorému sa pridalo 25 mg/1 kanamycínu. Zrenie prebiehalo 2 dni pri 33 °C.
Pretože bacilonosič pSUZl sa nemôže replikovať v kmeni DSM715, môžu rásť iba klony rezistentné na kanamycín, vznikajúce integráciou pSUZl.
Výsledný integrant sa označil DSM715: :pSUZl.
Príklad 5
Príprava lyzínu
Kmeň C. glutamicum DSM715/pSUZl získaný v príklade 4 sa kultivoval v živnom médiu vhodnom k tvorbe L-lyzínu a stanovil sa obsah L-lyzínu v kultivačnej kvapaline.
Za tým účelom kmeň najprv zrel 24 hodín pri 33 °C na agárovej platni s odpovedajúcim anibiotikom (základný agár s kanamycínom, 25 mg/1). Z kultúry na agárovej platni sa naočkovala predkultivácia (10 ml média v 100 ml kónickej banke). Celé médium CglII sa použilo ako médium pre predkultiváciu.
Médium CglII:
NaCl
2,5 g/1
Bakto-peptón g/1
P ·
P » r t I r r
- P Γ · · t i·
Bakto-kvasinkový extrakt g/l
Glukóza (spracovaná v autokláve samostatne) % (hm.) pH upravené na hodnotu 7,4
Do zmesi sa pridal kanamycín (25 mg/1). Predkultivácia zrela 16 hodín pri 33 °C, za stáleho miešania pri rýchlosti miešadla 240 ot/min. Hlavná kultivácia sa naočkovala z tejto predkultivácie tak, že počiatočný rozmer hlavnej kultivácie (pri 660 nm) bol 0,1. Pre hlavnú kultiváciu sa použilo médium MM.
Médium MM:
CSL (výluh pšeničných zŕn) g/l
MOPS (morfolinopropánsulfónová kyselina) g/l
Glukóza (spracovaná v autokláve samostatne) 50 g/l (NH4)2 SO4 KH2PO4
MgSO4.7 H2O CaCl2.2 H2O FeSO4.7HZO MnSO4. H2O Biotín g/l
0,1 g/l 1,0 g/l 10 mg/1 10 mg/1 5, 0 mg/1
0,3 mg/1 (sterilné filtrovaný) r r
Tiamín.HCl (sterilné filtrovaný) 0,2 mg/1 L-leucín 0,1 g/1 CaCO3 25 g/1
CSL, MOPS a roztok soli sa upravili na pH 7 hydroxidom amónnym a tepelne sa spracovali v autokláve až do vysušenia. Potom sa pridal sterilný substrát a vitamínové roztoky, pritom vzorky boli v autokláve až do vysušení CaCO3.
Kultivácia 10 ml vzorky prebiehala v 100 ml bankách so zarážkami. Pridalo sa 25 mg/1 kanamycínu. Kultivácia prebiehala pri 33 °C a 80% vzdušnej vlhkosti.
Po 24 a 48 hodinách sa zmeral rozmer pri vlnovej dĺžke 660 nm s Biomekom 1000 (Beckmann Instruments GmbH, Munich) . Množstvo lyzínu sa stanovilo na analyzátore aminokyselín od firmy Eppendorf-BioTronic (Hamburg, Germany) iónovýmieňačovou chromatografiou a následnou derivatizáciou ninhydrínovou detekciou.
Výsledky experimentu ukazuje tabuľka 1.
Tabuľka 1:
Druh Čas [hod] Lyzín-HCl [g/1]
DSM715 24 8,1
DSM715:pSUZl 24 8, 6
DSM715 48 14,7
DSM715:pSUZl 48 15, 4
Polynukleotid izolovaný z koryneformnej baktérie vyznačujúci sa tým, že obsahuje polynukleotidovou sekvenciu vybranú zo skupiny

Claims (16)

  1. PATENTOVÉ
    NÁROKY
    a) polynukleotid, ktorý je rozsahu aspoň zo 70 % kódujúcim polypeptid, sekvencie aminokyselín SEQ identický čo do s polynukleotidom ktorý obsahuje ID č. 2 a SEQ ID
    č. 4,
    b) polynukleotid kódujúci polypeptid, ktorý obsahuje sekvenciu aminokyselin aspoň zo 70 % identickú čo do rozsahu s aminokyselinovými sekvenciami SEQ ID č. 2 alebo SEQ ID č. 4,
    c) polynukleotid alebo b) a doplňujúci polynukleotidy a)
    d) polynukleotid obsahujúci aspoň 15 po sebe nasledujúcich nukleotidov polynukleotidových sekvencii a), b) alebo c).
  2. 2. Polynukleotid podía nároku 1 vyznačujúci sa tým, že polynukleotid je pokial možno rekombinovaná DNA, ktorá je schopná replikácia v koryneformnej baktérii, a okrem toho obsahuje aspoň jednu nukleotidovú sekvenciu kódujúcu gény tkt, zwf, opcA a devB.
  3. 3. Polynukleotid podía nároku 1 vyznačujúci sa tým, že polynukleotidom je RNA.
  4. 4. Polynukleotid podía nároku 2 vyznačujúci sa tým, že obsahuje jednu z nukleotidových sekvencii zobrazených v SEQ ID č. 3.
  5. 5. Polynukleotid podía nároku 2 vyznačujúci sa tým, že kóduje polypeptidy obsahujúce sekvenciu aminokyselín zobrazenú v SEQ ID č. 2 a SEQ ID č.
    4.
  6. 6. DNA podía nároku 2, ktorá je schopná replikácie, vyznačujúci sa tým, že obsahuje (i) nukleotidovú sekvenciu zobrazenú v SEQ ID č. 3, alebo (ii) aspoň jednu sekvenciu zhodujúcu sa so sekvenciami (i) rozsahom degenerácie genetického kódu, alebo (iii) aspoň jednu sekvenciu, ktorá sa kríži so sekvencenciami komplementárnymi k sekvenciam (i) alebo (ii), a konečne (iv) citlivé mutácie neutrálne funkcie v (i).
  7. 7. Koryneformné baktérie slúžiace ako hostiteľská bunka, vyznačujúci sa tým, že obsahuje bacilonosiča nesúceho polynukleotid podľa nároku
    1.
  8. 8. Spôsob prípravy L-aminokyselín vyznačujúci sa tým, že zahrnuje nasledujúce prevádzajúce kroky:
    a) fermentáciu baktérií produkujúcich požadovanú L-aminokyselinu, v ktorej aspoň tal gén a lubovolne jeden alebo viacej z génov tkt, zwt, devB alebo opcA amplifikujú súčasne,
    b) koncentráciu požadovaného produktu v médiu alebo v bunkách.baktérií a
    c) izoláciu požadovanej L-aminokyseliny.
  9. 9. Spôsob podľa nároku 8 vyznačujúci sa tým, že sa využívajú baktérie, v ktorých sa amplifikujú ďalšie gény z biosyntézy požadovanej Laminokyseliny.
  10. 10. Spôsob podľa nároku 8 vyznačujúci sa tým, že sa využívajú baktérie, u ktorých metabolické dráhy redukujúce tvorbu požadovanej L-aminokyseliny sa aspoň čiastočne eliminujú.
  11. 11. Spôsob podľa jedného alebo viacej nárokov 8 až 12 vyznačujúci sa tým, že sa používa koryneformnej baktérie produkujúcej jednu aminoskupinu zo skupiny, do ktorej patrí Llyzín, L-treonín, L-izoleucín alebo L-tryptofán.
  12. 12. Spôsob fermentačnej prípravy L-aminokyselín, predovšetkým lyzínu podľa nároku 8 vyznačujúci sa tým, že v koryneformných mikroorganizmoch, ktoré predovšetkým už produkujú L-aminokyseliny, sa pritom jeden alebo viacej génov vybraných zo skupiny
    12.1dapA gén kódujúci dihydrodipikolinát syntázu,
    12.21ysC gén kódujúci spätnú väzbu rezistentnej aspartát kinázy,
    12.3gap gén kódujúci glycerolaldehyd 3-fosfát dehydrogenázu,
    12.4pyc gén kódujúci pyruvát karboxylázu,
    12.5mqo gén kódujúci malát-chinón oxidoreduktázu,
    12.6tkt gén kódujúci transketolázu,
    12.7gnd gén kódujúci 6-fosfoglukonát dehydrogenázu,
    12.8zwf gén kódujúci glukóza 6-fosfát dehydrogenázu,
    12.9 lysE gén kódujúci export lyzínu,
    12.10 zwalgén,
    12.11 eno gén kódujúci enolázu,
    12.12 opcA gén amplifikuje alebo prepíše.
  13. 13. Spôsob fermentačnej prípravy L-treonínu podľa nároku 8 vyznačujúci sa tým, že v koryneformných mikroorganizmoch, ktoré predovšetkým už produkujú L-treonín, sa pritom jeden alebo viacej génov vybraných zo skupiny zahrnujúce
    13.1 súčasne hom gén kódujúci homoserín dehydrogenázu alebo homdr alela kódujúca „spätne viazanú rezistentnú homoserín dehydrogenázu,
    13.2gap gén kódujúci glyceraldehyd 3-fosfát dehydrogená zu,
    13.3pyc gén kódujúci pyruvát karboxylázu,
    13.4mqo gén kódujúci malát-chinón oxidoreduktázu,
    13.5tkt gén kódujúci transketolázu,
    13.6gnd gén kódujúci 6-fosfoglukonát dehydrogenázu,
    13.7zwf gén kódujúci glukóza 6-fosfát dehydrogenázu,
    13.8thrE gén kódujúci export treonínu,
    13.9zwal gén,
    13.10eno gén kódujúci enolázu, r r
    13.11opcA gén amplifikuje, predovšetkým prepíše.
  14. 14. Spôsob podlá nároku 10 vyznačujúci sa tým, že k príprave L-aminokyselín, predovšetkým Llyzínu, L-treonínu, L-izoleucínu alebo Ltryptofánu sa fermentujú baktérie, v ktorých sa jeden alebo viacej génov vybraných zo skupiny zahrnujúcej
    14.1pck gén kódujúci fosfoenol pyruvát karboxykinázu,
    14.2pgi gén kódujúci glukózu 6-fosfát izomerázu,
    14.3poxB gén kódujúci pyruvát oxidázu alebo
    14.4zwa2 gén súčasne oslabujú.
  15. 15. Spôsob využitia polynukleotidových sekvencií podlá nároku 1 ako hybridizačných detektorov vyznačujúci sa tým, že sa využíva pre izoláciu cDNA, ktorá kóduje produkt tal génu.
  16. 16. Spôsob využitia polynukleotidových sekvencií podía nároku 1 ako hybridizačných detektorov vyznačujúci sa tým, že sa využíva pre izoláciu cDNA alebo génov, ktoré sú velmi podobné sekvencií tal génu.
SK302-2001A 1999-07-09 2000-07-05 Nucleotide sequences for the tal gene SK3022001A3 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14291599P 1999-07-09 1999-07-09
US09/531,266 US6797509B1 (en) 1999-07-09 2000-03-20 Nucleotide sequences which code for the tal gene
PCT/EP2000/006304 WO2001004325A1 (en) 1999-07-09 2000-07-05 Nucleotide sequences for the tal gene

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK3022001A3 true SK3022001A3 (en) 2002-04-04

Family

ID=26840528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK302-2001A SK3022001A3 (en) 1999-07-09 2000-07-05 Nucleotide sequences for the tal gene

Country Status (18)

Country Link
US (3) US6797509B1 (sk)
EP (1) EP1109915B2 (sk)
JP (1) JP2003504066A (sk)
KR (1) KR100731524B1 (sk)
CN (1) CN1317050A (sk)
AT (1) ATE304596T1 (sk)
AU (1) AU768599B2 (sk)
BR (1) BRPI0006915B8 (sk)
CA (1) CA2348448A1 (sk)
DE (1) DE60022612T3 (sk)
ES (1) ES2249293T5 (sk)
HU (1) HUP0104450A3 (sk)
ID (1) ID29968A (sk)
MX (1) MXPA01002412A (sk)
PL (1) PL202843B1 (sk)
RU (1) RU2001108535A (sk)
SK (1) SK3022001A3 (sk)
WO (1) WO2001004325A1 (sk)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6822084B1 (en) * 1999-06-25 2004-11-23 Basf Aktiengesellschaft Corynebacterium glutamicum genes encoding stress, resistance and tolerance proteins
US7270984B1 (en) 1999-06-25 2007-09-18 Basf Aktiengesellschaft Polynucleotides encoding a 6-phosphogluconolactonase polypeptide from corynebacterium glutamicum
EP1225218A4 (en) * 1999-09-21 2003-04-02 Kyowa Hakko Kogyo Kk NEW TRANSALDOLASE GENE
US6713289B2 (en) 1999-10-05 2004-03-30 Degussa Ag Nucleotide sequences which code for the eno gene
DE19947791A1 (de) * 1999-10-05 2001-04-12 Degussa Neue für das eno-Gen codierende Nukleotidsequenzen
DE19959328A1 (de) * 1999-12-09 2001-06-13 Degussa Neue für das zwa1-Gen codierende Nukleotidsequenzen
AU2001285878A1 (en) 2000-09-12 2002-03-26 Degussa A.G. Nucleotide sequences which code for the roda gene
WO2002022670A1 (en) * 2000-09-12 2002-03-21 Degussa Ag Nucleotide sequences coding for the ftsx gene
DE10046625A1 (de) * 2000-09-20 2002-04-11 Degussa Neue für das ndkA-Gen kodierende Nukleotidsequenzen
US20030017554A1 (en) * 2000-11-15 2003-01-23 Mechthild Rieping Process for the fermentative preparation of L-amino acids using strains of the enterobacteriaceae family
DE60228715D1 (de) * 2001-07-18 2008-10-16 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur herstellung von l-threonin durch enterobakteriaceae-stämmen mit verstärkter exprimierung der phob- und phor-gene
ATE423843T1 (de) 2001-12-03 2009-03-15 Kyowa Hakko Kogyo Kk Mutierte 6-phosphogluconat-dehydrogenase
DE10219714A1 (de) * 2002-05-02 2003-11-27 Holland Sweetener Co Verfahren zur mikrobielien Herstellung von aromatischen Aminosäuren und anderen Metaboliten des aromatischen Aminosäurebiosyntheseweges
DE102004003410A1 (de) * 2004-01-23 2005-08-25 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung von Stämmen der Familie Enterobacteriaceae
US8647642B2 (en) 2008-09-18 2014-02-11 Aviex Technologies, Llc Live bacterial vaccines resistant to carbon dioxide (CO2), acidic PH and/or osmolarity for viral infection prophylaxis or treatment
KR101335853B1 (ko) 2011-12-01 2013-12-02 씨제이제일제당 (주) L-아미노산 및 리보플라빈을 동시에 생산하는 미생물 및 이를 이용한 l-아미노산 및 리보플라빈을 생산하는 방법
EP3404101A3 (en) * 2011-12-21 2018-12-26 Cj Cheiljedang Corporation Method for producing l-lysine using microorganisms having ability to produce l-lysine
US11180535B1 (en) 2016-12-07 2021-11-23 David Gordon Bermudes Saccharide binding, tumor penetration, and cytotoxic antitumor chimeric peptides from therapeutic bacteria
US11129906B1 (en) 2016-12-07 2021-09-28 David Gordon Bermudes Chimeric protein toxins for expression by therapeutic bacteria

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5835197A (ja) 1981-08-26 1983-03-01 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd プラスミドpcg2
US4601893A (en) 1984-02-08 1986-07-22 Pfizer Inc. Laminate device for controlled and prolonged release of substances to an ambient environment and method of use
GB2165546B (en) 1984-08-21 1989-05-17 Asahi Chemical Ind A plasmid containing a gene for tetracycline resistance and dna fragments derived therefrom
JPH0655149B2 (ja) 1985-03-12 1994-07-27 協和醗酵工業株式会社 L―リジンの製造法
JPH03147791A (ja) 1989-11-01 1991-06-24 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 新規dna及び該dnaを含有するプラスミド
JPH03147792A (ja) 1989-11-01 1991-06-24 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 新規dna及び該dnaを含有するプラスミド
DE4027453A1 (de) 1990-08-30 1992-03-05 Degussa Neue plasmide aus corynebacterium glutamicum und davon abgeleitete plasmidvektoren
WO1992006189A1 (en) 1990-09-27 1992-04-16 Invitrogen Corporation Direct cloning of pcr amplified nucleic acids
US5693781A (en) 1991-06-03 1997-12-02 Mitsubishi Chemical Corporation Promoter DNA fragment from coryneform bacteria
JP3473042B2 (ja) 1992-04-28 2003-12-02 味の素株式会社 変異型アスパルトキナーゼ遺伝子
DE4440118C1 (de) 1994-11-11 1995-11-09 Forschungszentrum Juelich Gmbh Die Genexpression in coryneformen Bakterien regulierende DNA
DE19548222A1 (de) 1995-12-22 1997-06-26 Forschungszentrum Juelich Gmbh Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von Aminosäuren durch gesteigerte Aktivität von Exportcarriern
JPH09224662A (ja) 1996-02-23 1997-09-02 Mitsubishi Chem Corp 6−ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼおよびそれをコードするdna
JPH09224661A (ja) 1996-02-23 1997-09-02 Mitsubishi Chem Corp グルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼおよびそれをコードするdna
JP3147791B2 (ja) 1996-10-22 2001-03-19 住友金属工業株式会社 センサー追従装置
JPH10229891A (ja) 1997-02-20 1998-09-02 Mitsubishi Rayon Co Ltd マロン酸誘導体の製造法
DE19831609B4 (de) 1997-10-04 2009-11-12 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren der Aspartat- und/oder Glutamatfamilie und im Verfahren einsetzbare Mittel
TR200103706T2 (tr) 1999-06-25 2002-10-21 Basf Aktiengesellschaft Karbon metabolizma ve enerji üretimindeki proteinleri kodlayan corynebacterium glutamicum genleri.
US7270984B1 (en) * 1999-06-25 2007-09-18 Basf Aktiengesellschaft Polynucleotides encoding a 6-phosphogluconolactonase polypeptide from corynebacterium glutamicum
EP1109913B1 (en) * 1999-07-09 2006-08-30 Degussa AG Nucleotide sequences which code for the opca gene
DE19941478A1 (de) 1999-09-01 2001-03-08 Degussa Neue für das thrE-Gen codierende Nukleotidsequenzen und Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Threonin mit coryneformen Bakterien
DE19947791A1 (de) 1999-10-05 2001-04-12 Degussa Neue für das eno-Gen codierende Nukleotidsequenzen
DE19950409A1 (de) 1999-10-20 2001-04-26 Degussa Neue für das pck-Gen codierende Nukleotidsequenzen
DE19951975A1 (de) 1999-10-28 2001-05-03 Degussa Neue für das poxB-Gen codierende Nuleotidsequenzen
JP4623825B2 (ja) 1999-12-16 2011-02-02 協和発酵バイオ株式会社 新規ポリヌクレオチド

Also Published As

Publication number Publication date
EP1109915A1 (en) 2001-06-27
US20040214219A1 (en) 2004-10-28
DE60022612T2 (de) 2006-06-29
BR0006915A (pt) 2001-07-31
CN1317050A (zh) 2001-10-10
CA2348448A1 (en) 2001-01-18
AU768599B2 (en) 2003-12-18
ES2249293T5 (es) 2014-09-17
DE60022612T3 (de) 2014-10-30
HUP0104450A3 (en) 2003-09-29
US6797509B1 (en) 2004-09-28
BR0006915B1 (pt) 2014-02-25
ID29968A (id) 2001-10-25
AU6822000A (en) 2001-01-30
ES2249293T3 (es) 2006-04-01
US8445241B2 (en) 2013-05-21
BRPI0006915B8 (pt) 2021-05-25
RU2001108535A (ru) 2003-06-20
EP1109915B1 (en) 2005-09-14
PL202843B1 (pl) 2009-07-31
HUP0104450A2 (hu) 2002-04-29
EP1109915B2 (en) 2014-05-28
KR20010086395A (ko) 2001-09-10
MXPA01002412A (es) 2003-09-10
PL346500A1 (en) 2002-02-11
KR100731524B1 (ko) 2007-06-25
US20110117611A1 (en) 2011-05-19
DE60022612D1 (de) 2005-10-20
WO2001004325A1 (en) 2001-01-18
ATE304596T1 (de) 2005-09-15
US7901913B2 (en) 2011-03-08
JP2003504066A (ja) 2003-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8445241B2 (en) Process for the preparation of L-amino acids
US20060205046A1 (en) Nucleotide sequences which code for the zwa1 gene
SK3382001A3 (en) Nucleotide sequences coding for the dapc gene and process for the preparation of l-lysine
US20020055152A1 (en) Nucleotide sequences which code for the 11dD2 gene
KR100762112B1 (ko) ptsH 유전자를 암호화하는 신규한 뉴클레오타이드 서열
US6913910B2 (en) Nucleotide sequences coding for the glk-gene
US6818432B2 (en) Nucleotide sequences encoding the ptsH gene
US20020094554A1 (en) Nucleotide sequences encoding the ptsH gene
US6806068B1 (en) Nucleotide sequences which encode the pfk gene
US7306939B2 (en) Nucleotide sequences encoding the gpm gene
SK17372000A3 (sk) Nukleotidové sekvencie kódujúce gén pfka
US20020055154A1 (en) Nucleotide sequences which code for the acp gene
US20020102668A1 (en) Nucleotide sequences which code for the cobW gene
KR20020097245A (ko) cdsA 유전자를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열
KR20020097250A (ko) cma 유전자를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열
ZA200101703B (en) Nucleotide sequences for the tal gene.
KR20030024841A (ko) lysR2 유전자를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열
KR20020097244A (ko) pgsA2 유전자를 암호화하는 신규한 뉴클레오타이드 서열