SK5742001A3 - Construction of production strains for producing substituted phenols by specifically inactivating genes of the eugenol and ferulic acid catabolism - Google Patents
Construction of production strains for producing substituted phenols by specifically inactivating genes of the eugenol and ferulic acid catabolism Download PDFInfo
- Publication number
- SK5742001A3 SK5742001A3 SK574-2001A SK5742001A SK5742001A3 SK 5742001 A3 SK5742001 A3 SK 5742001A3 SK 5742001 A SK5742001 A SK 5742001A SK 5742001 A3 SK5742001 A3 SK 5742001A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- ala
- leu
- gly
- asp
- glu
- Prior art date
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
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/0004—Oxidoreductases (1.)
- C12N9/0071—Oxidoreductases (1.) acting on paired donors with incorporation of molecular oxygen (1.14)
- C12N9/0083—Miscellaneous (1.14.99)
-
- 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
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
-
- 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
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/0004—Oxidoreductases (1.)
-
- 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
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/10—Transferases (2.)
- C12N9/1025—Acyltransferases (2.3)
- C12N9/1029—Acyltransferases (2.3) transferring groups other than amino-acyl groups (2.3.1)
-
- 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
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/88—Lyases (4.)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y203/00—Acyltransferases (2.3)
- C12Y203/01—Acyltransferases (2.3) transferring groups other than amino-acyl groups (2.3.1)
- C12Y203/01016—Acetyl-CoA C-acyltransferase (2.3.1.16)
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Abstract
Description
Predkladaný vynález sa týka konštrukcie produkčných kmeňov a spôsobu prípravy substituovaných metoxyfenolov, predovšetkým vanilínu.The present invention relates to the construction of production strains and to a process for the preparation of substituted methoxyphenols, in particular vanillin.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
DE-A 4 227 076 (spôsob prípravy substituovaných metoxyfenolov, a mikroorganizmu vhodného na tento účel) popisuje prípravu substituovaných metoxyfenolov použitím nového kmeňa Pseudomonas sp. Východiskovým materiálom v tomto prípade je eugenol a produktmi sú kyselina ferulová, kyselina vanilová, koniferylalkohol a koniferylaldehyd.DE-A 4,227,076 (a process for preparing substituted methoxyphenols, and a microorganism suitable for this purpose) describes the preparation of substituted methoxyphenols using a new strain of Pseudomonas sp. The starting material in this case is eugenol and the products are ferulic acid, vanilic acid, coniferyl alcohol and coniferyl aldehyde.
V roku 1995 publikoval Rosazza a kol. (Biocatalytic transformation of ferulic acid: an abundant aromatic natural product; J. Ind. Microbiol. 15:457471) rozsiahly prehľad biotransformácií uskutočniteľných na kyseline ferulovej.In 1995, Rosazza et al. (Biocatalytic transformation of ferulic acid: an abundant aromatic natural product; J. Ind. Microbiol. 15: 457471) an extensive review of biotransformations feasible on ferulic acid.
V EP-A 0 845 532 boli popísané gény a enzýmy z Pseudomonas sp. pre syntézu koniferylalkoholu, koniferylaldehydu, kyseliny ferulovej, vanilínu a kyseliny vanilovej.In EP-A 0 845 532, genes and enzymes from Pseudomonas sp. for the synthesis of coniferyl alcohol, coniferyl aldehyde, ferulic acid, vanillin and vanillic acid.
Inštitúte of Food Research, Norwich, Veľká Británia, popísal vWOThe Institute of Food Research, Norwich, UK, described vWO
97/35999 enzýmy na premenu kyseliny ŕrans-ferulovej na ester ŕrans-feruloylSCoA a postupne na vanilín, a tiež gén na hydrolýzu uvedeného esteru. V roku97/35999 enzymes for converting trans-ferulic acid to trans-feruloylSCoA ester and successively vanillin, as well as a gene for hydrolyzing said ester. In year
1998 bol obsah patentu uverejnený vo forme vedeckých publikácií (Gasson a kol 1998. Metabolism of ferulic acid to vanillin. Metabolizmus kyseliny ferulovejIn 1998, the contents of the patent were published in the form of scientific publications (Gasson et al. 1998. Metabolism of ferulic acid to vanillin. Metabolism of ferulic acid
31700 h • · ·· ·· ·· ·· • · · · · · · • · · · · ··· • ··· · · · · · • · · · · · ···· ·· ·· ·· na vanilín. J. Biol. Chem. 273:4163-4170; Narbad and Gasson 1998. Metabolism of ferulic acid via vanillin using a novel CoA-dependent pathway in a newly isolated strain of Pseudomonas fluorescens. Microbiology 144:1397 1405).31700 h · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·· vanillin. J. Biol. Chem. 273: 4163-4170; Narbad and Gasson 1998. Metabolism of ferulic acid via vanillin using a novel CoA-dependent pathway in a newly isolated strain of Pseudomonas fluorescens. Microbiology 144: 1397-1405).
DE-A 195 32 317 popisuje použitie Amycolatopsis sp. vo fermentačnom získavaní vanilínu z kyseliny ferulovej vo vysokých výťažkoch.DE-A 195 32 317 describes the use of Amycolatopsis sp. in fermentative recovery of vanillin from ferulic acid in high yields.
Známe procesy majú tú nevýhodu, že buď dosahujú len veľmi nízke výťažky vanilínu, alebo používajú drahé východiskové zlúčeniny. Zatiaľčo posledne uvedený spôsob (DE-A 195 32 317) dosahuje vysoké výťažky, použitie Pseudomonas sp. HR199 a Amycolatopsis sp. HR167 na biotransformáciu eugenolu na vanilín vyžaduje fermentáciu, ktorá sa uskutočňuje vo dvoch krokoch, čo vedie k podstatnému zdraženiu a je časovo náročné.The known processes have the disadvantage that they either achieve only very low yields of vanillin or use expensive starting compounds. While the latter process (DE-A 195 32 317) achieves high yields, the use of Pseudomonas sp. HR199 and Amycolatopsis sp. HR167 for the biotransformation of eugenol to vanillin requires fermentation which takes place in two steps, resulting in substantial cost and time-consuming costs.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Predmetom predkladaného vynálezu je preto konštruovanie organizmov ktoré sú schopné premieňať pomerne lacnú surovinu eugenol na vanilín jednostupňovým procesom.It is therefore an object of the present invention to construct organisms which are capable of converting the relatively cheap raw material eugenol into vanillin in a one-step process.
Tento cieľ je dosiahnutý konštruovaním produkčných kmeňov jednobunkových alebo mnohobunkových organizmov, pričom tieto kmene sú charakterizované tým, že enzýmy zúčastňujúce sa katabolizmu eugenolu a/alebo kyseliny ferulovej sú inaktivované, takže dochádza k akumulácii medziproduktov koniferylalkoholu, koniferylaldehydu, kyseliny ferulovej, vanilínu a/alebo kyseliny vanilovej.This objective is achieved by constructing production strains of unicellular or multicellular organisms, which strains are characterized in that the enzymes involved in the catabolism of eugenol and / or ferulic acid are inactivated, so that the coniferyl alcohol, coniferyl aldehyde, or ferulic acid / ferulic acid intermediates accumulate. vanillic.
Produkčný kmeň môže byť jednobunkový alebo mnohobunkový. Preto sa vynález môže vzťahovať na mikroorganizmy, rastliny, alebo živočíchy. Okrem toho môžu byť použité aj extrakty získané z produkčných kmeňov. PodľaThe production strain may be single-cell or multicellular. Therefore, the invention may relate to microorganisms, plants, or animals. In addition, extracts obtained from production strains may also be used. by
31700 h • · • t • · • ··· • · • ····· ·· ··· · • ······· ···· ·· ·· ·· ·· · vynálezu sa uprednostňuje použitie jednobunkových organizmov, čo môžu byť mikroorganizmy alebo rastlinné či živočíšne bunky. Podľa vynálezu sa zvlášť uprednostňuje použitie vláknitých húb a baktérií. Najviac uprednostňované je použitie baktérií. Z baktérií, ktoré môžu byť predovšetkým použité po pozmenení ich katabolizmu eugenolu a/alebo kyseliny ferulovej, sú to druhy z rodov Rhodococcus, Pseudomonas a Escherichia.31700 h • The invention is preferred the use of unicellular organisms, which may be microorganisms or plant or animal cells. According to the invention, the use of filamentous fungi and bacteria is particularly preferred. Most preferred is the use of bacteria. Among the bacteria which can be used primarily after altering their catabolism of eugenol and / or ferulic acid, they are species of the genera Rhodococcus, Pseudomonas and Escherichia.
V najjednoduchšom prípade sa na izoláciu organizmov použiteľných podľa vynálezu môžu použiť známe, bežne používané mikrobiologické metódy. V tom prípade sa enzýmová aktivita bielkovín zúčastňujúcich sa katabolických premien eugenolu a/alebo kyseliny ferulovej môže pozmeniť použitím enzýmových inhibítorov. okrem toho sa enzýmová aktivita bielkovín zúčastňujúcich sa katabolizmu eugenolu a/alebo kyseliny ferulovej môže pozmeniť mutáciou génov ktoré kódujú tieto bielkoviny. Tieto mutácie sa môžu vytvárať náhodne klasickými metódami, napríklad použitím ultrafialového žiarenia alebo látok spôsobujúcich mutácie.In the simplest case, known, commonly used microbiological methods can be used to isolate the organisms useful in the invention. In this case, the enzymatic activity of the proteins involved in catabolic conversions of eugenol and / or ferulic acid can be altered by the use of enzyme inhibitors. furthermore, the enzymatic activity of the proteins involved in the catabolism of eugenol and / or ferulic acid can be altered by mutating the genes encoding these proteins. These mutations can be generated randomly by classical methods, for example using ultraviolet radiation or mutants.
Na izoláciu nových organizmov sú tiež použiteľné metódy rekombinantnej DNA ako sú delécie, inzercie a/alebo zámeny nukleotidov. Gény organizmov tak môžu byť napríklad inaktivované použitím iných elementov DNA (Ω elementy). Tiež môžu byť použité vhodné vektory na náhradu intaktných génov génovými štruktúrami ktoré sú pozmenené alebo inaktivované. V tomto prípade gény ktoré majú byť inaktivované a DNA elementy ktoré sú použité na inaktiváciu môžu byť získané klasickými klonovacími technikami alebo pomocou reťazových polymerázových reakcií (PCR).Recombinant DNA methods such as deletions, insertions and / or nucleotide exchanges are also useful for isolating new organisms. Thus, for example, the genes of organisms can be inactivated using other DNA elements (Ω elements). Appropriate vectors can also be used to replace intact genes with gene structures that are altered or inactivated. In this case, the genes to be inactivated and the DNA elements that are used for inactivation can be obtained by classical cloning techniques or by chain polymerase reactions (PCR).
31700 h31700 h
Napríklad podľa jedného z možných uskutočnení vynálezu môžu byť katabolizmus eugenolu a katabolizmus kyseliny ferulovej pozmenené inzerciouFor example, according to one embodiment of the invention, the catabolism of eugenol and the catabolism of ferulic acid may be altered by insertion
Ω elementov do príslušných génov, alebo deléciami uskutočnenými na týchto génoch. V tomto prípade sa na inaktiváciu funkcií génov, ktoré kódujú dehydrogenázy, syntetázy, hydratázy-aldolázy, tiolázy, alebo demetylázy môžu • · · • · ·· ·· ·· ·· • · · · · · · • · · · · ··· • ····· ·· • · · · · ···· ·· ·· ·· použiť už spomínané metódy rekombinantej DNA takže produkcia kľúčových enzýmov je potom blokovaná. Prednostne ide o gény, ktoré kódujú koniferylalkoholdehydrogenázy, koniferylaldehyddehydrogenázy, feruloyl-CoAsyntetázy, enoyl-CoA-hydratázy-aldolázy, beta-ketotiolázy, vanilíndehydrogenázy alebo demetylázy kyseliny vanilovej. Osobitne sa uprednostňujú gény ktoré kódujú sekvencie aminokyselín špecifikované v EP-A 0845532 a/alebo sekvencie nukleotidov ktoré kódujú ich alelické variácie.Ω elements into the respective genes or deletions carried out on these genes. In this case, to inactivate the functions of genes that code for dehydrogenases, synthetases, hydratase-aldolase, thiolases, or demethylases, they can be inactivated. Using the previously mentioned recombinant DNA methods, the production of key enzymes is then blocked. Preferably, they are genes that code for coniferyl alcohol dehydrogenases, coniferyl aldehyde dehydrogenases, feruloyl-CoA synthetases, enoyl-CoA-hydratase aldolase, beta-ketothiolase, vanillin dehydrogenase, or vanilla acid demethylase. Particularly preferred are genes that encode the amino acid sequences specified in EP-A 0845532 and / or nucleotide sequences that encode their allelic variations.
Predmet vynálezu sa podľa toho vzťahuje aj na génové štruktúry pre prípravu transformovaných organizmov a mutantov.Accordingly, the present invention also relates to gene structures for the preparation of transformed organisms and mutants.
Prednostne sa využijú génové štruktúry v ktorých sú na izoláciu týchto organizmov a mutantov inaktivované sekvencie nukleotidov kódujúce dehydrogenázy, syntetázy, hydratázy-aldolázy, tiolázy alebo demetylázy. Predovšetkým sa uprednostňujú génové štruktúry v ktorých sú inaktivované sekvencie nukleotidov kódujúce koniferylalkoholdehydrogenázy, koniferylaldehyddehydrogenázy, feruloyl-CoA-syntetázy, enoyl-CoA-hydratázyaldolázy, beta-tiolázy, vanilíndehydrogenázy, alebo demetylázy kyseliny vanilovej. Osobitne sa uprednostňujú génové štruktúry ktoré majú štruktúru uvedenú na obrázkoch 1a až 1r a majú sekvencie nukleotidov opísané na obrázkoch 2a až 2r a/alebo sekvencie nukleotidov kódujúce ich alelické varianty. V tomto zmysle sa zvlášť uprednostňujú sekvencie nukleotidov 1 až 18.Preferably, gene structures are used in which nucleotide sequences encoding dehydrogenases, synthetases, hydratase-aldolase, thiolases, or demethylases are inactivated to isolate these organisms and mutants. Particularly preferred are gene structures in which the nucleotide sequences encoding coniferyl alcohol dehydrogenases, coniferyl aldehyde dehydrogenases, feruloyl-CoA synthetase, enoyl-CoA-hydratasealdolase, beta-thiolase, vanillin dehydrogenase, or vanilla acid demethylase are inactivated. Particularly preferred are gene structures having the structure shown in Figures 1a to 1r and having the nucleotide sequences described in Figures 2a to 2r and / or nucleotide sequences encoding allelic variants thereof. In this regard, nucleotide sequences of 1 to 18 are particularly preferred.
Vynález zahrňuje tiež časti sekvencií uvedených génových štruktúr rovnako ako ich funkčné ekvivalenty. Pod pojmom funkčné ekvivalenty sa rozumejú tie deriváty DNA v ktorých boli zamenené jednotlivé nukleobázy (kolísavé zámeny - wobble exchanges) bez toho že by sa funkcia zmenila. Takisto sa môžu na bielkovinovej úrovni zameniť aminokyseliny bez toho, aby došlo k zmene funkcie.The invention also encompasses portions of the sequences of said gene structures as well as functional equivalents thereof. Functional equivalents are those DNA derivatives in which individual nucleobases have been exchanged (wobble exchanges) without changing the function. Also, amino acids can be exchanged at the protein level without altering function.
31700 h ·· ·· • · · · • · · • · · · ···· ·· ·· • · • · · • · • · · ·· • · · • · ··· • · · · · ·· ··31700 h ·· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·· ··
Jedna alebo viac DNA sekvencií môže byť vložená pred a/alebo za génovými štruktúrami. Klonovaním génových štruktúr je možné získať plazmidy alebo vektory vhodné na transformácie a/alebo transfekciu organizmu a/alebo pre prenos do organizmu.One or more DNA sequences may be inserted upstream and / or downstream of the gene structures. By cloning the gene structures, it is possible to obtain plasmids or vectors suitable for transformation and / or transfection of the organism and / or for transfer into the organism.
Vynález sa okrem toho vzťahuje na plazmidy a/alebo vektory na prípravu organizmov a mutantov ktoré sú transformované v súlade s vynálezom. Tieto organizmy a mutanty následne prechovávajú génové štruktúry ktoré boli popísané. Tento vynález sa preto vzťahuje aj na organizmy ktoré prechovávajú spomínané plazmidy a/alebo vektory.The invention furthermore relates to plasmids and / or vectors for the preparation of organisms and mutants which are transformed in accordance with the invention. These organisms and mutants subsequently harbor the gene structures described above. The invention therefore also relates to organisms harboring said plasmids and / or vectors.
Povaha plazmidov a/alebo vektorov závisí od toho na aký účel majú byť tieto použité. Napríklad na to aby bolo možné nahradiť intaktné gény katabolizmu eugenolu a/alebo kyseliny ferulovej v pseudomonádach génmi ktoré boli inaktivované omega elementárni sú potrebné vektory, ktoré na jednej strane môžu byť prenesené do pseudomonád (konjugatívne prenosné plazmidy) ale ktoré na strane druhej nemôžu byť v týchto organizmoch replikované a sú teda v pseudomonádach nestabilné (takzvané sebevražedné plazmidy). Segmenty DNA prenesené do pseudomonád pomocou takéhoto plazmidového systému sa vgenóme bakteriálnej bunky udržia len vtom prípade že sa doň integrujú homologickou rekombináciou.The nature of the plasmids and / or vectors depends on the purpose for which they are to be used. For example, in order to replace the intact eugenol and / or ferulic acid catabolism genes in pseudomonads with genes that have been inactivated by omega elementary vectors are needed which, on the one hand, can be transferred to pseudomonads (conjugate transferable plasmids) but these organisms are replicated and are therefore unstable in pseudomonads (so-called suicide plasmids). DNA segments transferred to pseudomonads using such a plasmid system are only maintained in the bacterial cell genome if they are integrated into it by homologous recombination.
Popísané génové štruktúry, vektory a plazmidy sa môžu použiť na prípravu rôznych transformovaných organizmov alebo mutantov. Uvedené génové štruktúry sa môžu využiť na nahradenie intaktných sekvencií nukleových kyselín pozmenenými a/alebo inaktivovanými génovými štruktúrami. V bunkách, ktoré možno získať transformáciou alebo transfekciou alebo konjugáciou je pomocou homologickej rekombinácie intaktný gén nahradený pozmenenou a/alebo inaktivovanou génovou štruktúrou, následkom čoho výsledné bunky obsahujú vo svojom genóme len zmenenú a/alebo inaktivovanú génovú štruktúru. Týmto spôsobom môžu byť v súlade s vynálezom zmenené a/alebo inaktivované gény tak, že relevantné organizmy sú schopné produkovaťThe described gene structures, vectors and plasmids can be used to prepare various transformed organisms or mutants. Said gene structures may be used to replace intact nucleic acid sequences with altered and / or inactivated gene structures. In cells obtainable by transformation or transfection or conjugation, the intact gene is replaced by an altered and / or inactivated gene structure by homologous recombination, as a result of which the resulting cells contain only altered and / or inactivated gene structure in their genome. In this way, genes can be altered and / or inactivated in accordance with the invention so that the relevant organisms are capable of producing
31700 h ·· ·· ·· ·· ·· ··· · · · ·· • · · · · ··· · · • ····· · e ··· · • ······« ··· ·· ·· ·· ·· koniferylalkohol, koniferylaldehyd, kyselinu ferulovú, vanilín a/alebo kyselinu vanilovú.31700 h ·· ·· ·· ·· ··· · · · ··· · e ····· · e ··· · · ······ « Coniferyl alcohol, coniferyl aldehyde, ferulic acid, vanillin and / or vanillic acid.
Mutanty kmeňa Pseudomonas sp. HR199 (DSM 7063), ktorý bol detailne popísaný v DE-A 4 227 076 a EP-A 0845532, sú príkladmi produkčných kmeňov ktoré boli skonštruované týmto spôsobom podľa predmetu vynálezu, s príslušnými génovými štruktúrami vyplývajúcimi okrem iného z obrázkov 1a až 1 r, v kombinácii s obrázkami 2a až 2r.Mutants of Pseudomonas sp. HR199 (DSM 7063), which has been described in detail in DE-A 4 227 076 and EP-A 0845532, are examples of production strains which have been constructed in this way according to the invention, with respective gene structures resulting inter alia from Figures 1a to 1r. in combination with Figures 2a to 2r.
1. Pseudomonas sp. HR199ca/ÄQKm, ktorá obsahuje QKm-inaktivovaný gén calA namiesto intaktného génu calA kódujúceho koniferylalkoholdehydrogenázu (Obr. 1a; Obr. 2a).1. Pseudomonas sp. HR199ca / QQKm, which contains the QKm-inactivated calA gene instead of the intact calA gene encoding coniferyl alcohol dehydrogenase (Fig. 1a; Fig. 2a).
2. Pseudomonas sp. HR199ca/AQGm, ktorá obsahuje QGm-inaktivovaný gén calA namiesto intaktného génu calA kódujúceho koniferylalkoholdehydrogenázu (Obr. 1b; Obr. 2b).2. Pseudomonas sp. HR199ca / AQGm, which contains the QGm-inactivated calA gene instead of the intact calA gene encoding coniferyl alcohol dehydrogenase (Fig. 1b; Fig. 2b).
3. Pseudomonas sp. HR199ca/AA, ktorá obsahuje deléciou inaktivovaný gén calA namiesto intaktného génu calA kódujúceho koniferylalkoholdehydrogenázu (Obr. 1c; Obr. 2c).3. Pseudomonas sp. HR199ca / AA, which contains a deletion inactivated calA gene instead of an intact calA gene encoding coniferyl alcohol dehydrogenase (Fig. 1c; Fig. 2c).
4. Pseudomonas sp. HR199ca/SQKm, ktorá obsahuje QKm-inaktivovaný gén calB namiesto intaktného génu calB kódujúceho koniferylaidehyddehydrogenázu (Obr. 1d; Obr. 2d).4. Pseudomonas sp. HR199ca / SQKm, which contains the QKm-inactivated calB gene instead of the intact calB gene encoding coniferylaide dehydrogenase (Fig. 1d; Fig. 2d).
5. Pseudomonas sp. HR199ca/fíQGm, ktorá obsahuje QGm-inaktivovaný gén calB namiesto intaktného génu calB kódujúceho koniferylaidehyddehydrogenázu (Obr. 1e; Obr. 2e).5. Pseudomonas sp. HR199ca / fQGm, which contains the QGm-inactivated calB gene instead of the intact calB gene encoding coniferylaide dehydrogenase (Fig. 1e; Fig. 2e).
6. Pseudomonas sp. HR199ca/SA, ktorá obsahuje deléciou inaktivovaný gén calB namiesto intaktného génu calB kódujúceho koniferylaidehyddehydrogenázu (Obr. 1f; Obr. 2f).6. Pseudomonas sp. HR199ca / SA, which contains a deletion-inactivated calB gene instead of an intact calB gene encoding coniferylaide dehydrogenase (Fig. 1f; Fig. 2f).
7. Pseudomonas sp. HR199fcsQKm, ktorá obsahuje QKm-inaktivovaný gén fcs namiesto intaktného génu fcs kódujúceho feruloyl-CoA-syntetázu (Obr. 1g; Obr. 2g).7. Pseudomonas sp. HR199fcsQKm, which contains the QKm-inactivated fcs gene instead of the intact fcs gene encoding feruloyl-CoA synthetase (Fig. 1g; Fig. 2g).
31700 h31700 h
8. Pseudomonas sp. HR199fcsOGm, ktorá obsahuje QGm-inaktivovaný gén fcs namiesto intaktného génu fcs kódujúceho feruloyl-CoA-syntetázu (Obr. 1h; Obr. 2h).8. Pseudomonas sp. HR199fcsOGm, which contains the QGm-inactivated fcs gene instead of the intact fcs gene encoding feruloyl-CoA synthetase (Fig. 1h; Fig. 2h).
9. Pseudomonas sp. HR199fcsA, ktorá obsahuje deléciou inaktivovaný gén fcs namiesto intaktného génu fcs kódujúceho koniferylalkoholdehydrogenázu (Obr. 1i; Obr. 2i).9. Pseudomonas sp. HR199fcsA, which contains a deletion-inactivated fcs gene instead of an intact fcs gene encoding coniferyl alcohol dehydrogenase (Fig. 1i; Fig. 2i).
10. Pseudomonas sp. HR199echQKm, ktorá obsahuje QKm-inaktivovaný gén ech namiesto intaktného génu ech kódujúceho enoyl-CoAhydratázu-aldolázu (Obr. 1j; Obr. 2j).10. Pseudomonas sp. HR199echQKm, which contains the QKm-inactivated ech gene instead of the intact ech gene encoding enoyl-CoAhydratase-aldolase (Fig. 1j; Fig. 2j).
11. Pseudomonas sp. HR199echQGm, ktorá obsahuje QGm-inaktivovaný gén ech namiesto intaktného génu ech kódujúceho enoyl-CoAhydratázu-aldolázu (Obr. 1k; Obr. 2k).11. Pseudomonas sp. HR199echQGm, which contains the QGm-inactivated ech gene instead of the intact ech gene encoding enoyl-CoAhydratase-aldolase (Fig. 1k; Fig. 2k).
12. Pseudomonas sp. HR199ec/7A, ktorá obsahuje deléciou inaktivovaný gén ech namiesto intaktného génu ech kódujúceho enoyl-CoAhydratázu-aldolázu (Obr. 11; Obr. 21).12. Pseudomonas sp. HR199ec / 7A, which contains a deletion-inactivated ech gene instead of an intact ech gene encoding enoyl-CoAhydratase-aldolase (Fig. 11; Fig. 21).
13. Pseudomonas sp. HR199aaíQKm, ktorá obsahuje QKm-inaktivovaný gén aat namiesto intaktného génu aat kódujúceho beta-ketotiolázu (Obr. 1m; Obr. 2m).13. Pseudomonas sp. HR199a and qKm, which contains the QKm-inactivated aat gene instead of the intact aat gene encoding beta-ketothiolase (Fig. 1m; Fig. 2m).
14. Pseudomonas sp. HR199aaťQGm, ktorá obsahuje QGm-inaktivovaný gén aat namiesto intaktného génu aat kódujúceho beta-ketotiolázu (Obr. 1 n; Obr. 2n).14. Pseudomonas sp. HR199aatQGm, which contains the QGm-inactivated aat gene instead of the intact aat gene encoding beta-ketothiolase (Fig. 1 n; Fig. 2n).
15. Pseudomonas sp. HR199aaŕA, ktorá obsahuje deléciou inaktivovaný gén aat namiesto intaktného génu aat kódujúceho beta-ketotiolázu (Obr. 1o; Obr. 2o).15. Pseudomonas sp. HR199aaA, which contains a deletion inactivated aat gene instead of an intact aat gene encoding beta-ketothiolase (Fig. 1o; Fig. 2o).
16. Pseudomonas sp. HR199vdhQKm, ktorá obsahuje QKm-inaktivovaný gén vdh namiesto intaktného génu vdh kódujúceho vanilíndehydrogenázu (Obr. 1 p; Obr. 2p).16. Pseudomonas sp. HR199vdhQKm, which contains the QKm-inactivated vdh gene instead of the intact vdh gene encoding vanillin dehydrogenase (Fig. 1p; Fig. 2p).
17. Pseudomonas sp. HR199vd/7QGm, ktorá obsahuje QGm-inaktivovaný gén vdh namiesto intaktného génu vdh kódujúceho vanilíndehydrogenázu (Obr. 1 p; Obr. 2p).17. Pseudomonas sp. HR199vd / 7QGm, which contains the QGm-inactivated vdh gene instead of the intact vdh gene encoding vanillin dehydrogenase (Fig. 1p; Fig. 2p).
31700 h ·· ·· ··31700 h ·· ·· ··
99999999
99 ··· · · • · ·· • · · • · ···99 ··· · · · ··· · · · ···
18. Pseudomonas sp. HR199vdbA, ktorá obsahuje deléciou inaktivovaný gén vdh namiesto intaktného génu vdh kódujúceho vanilíndehydrogenázu (Obr. 1 r; Obr. 2r).18. Pseudomonas sp. HR199vdbA, which contains a deletion-inactivated vdh gene instead of an intact vdh gene encoding vanillin dehydrogenase (Fig. 1 r; Fig. 2r).
19. Pseudomonas sp. HR199vdúBQKm, ktorá obsahuje QKm-inaktivovaný gén vdhB namiesto intaktného génu vdhB kódujúceho vanilíndehydrogenázu II.19. Pseudomonas sp. HR199vBQKm, which contains the QKm-inactivated vdhB gene instead of the intact vdhB gene encoding vanillin dehydrogenase II.
20. Pseudomonas sp. HR199vdhBQGm, ktorá obsahuje QGm-inaktivovaný gén vdhB namiesto intaktného génu vdhB kódujúceho vanilíndehydrogenázu II.20. Pseudomonas sp. HR199vdhBQGm, which contains a QGm-inactivated vdhB gene instead of an intact vdhB gene encoding vanillin dehydrogenase II.
21. Pseudomonas sp. HR199vd/?BA, ktorá obsahuje deléciou inaktivovaný gén vdhB namiesto intaktného génu vdhB kódujúceho vanilíndehydrogenázu II.21. Pseudomonas sp. HR199vd /? BA, which contains a deletion-inactivated vdhB gene instead of an intact vdhB gene encoding vanillin dehydrogenase II.
22. Pseudomonas sp. HR199addQKm, ktorá obsahuje QKm-inaktivovaný gén adh namiesto intaktného génu adh kódujúceho alkoholdehydrogenázu.22. Pseudomonas sp. HR199addQKm, which contains a QKm-inactivated adh gene instead of an intact adh gene encoding an alcohol dehydrogenase.
23. Pseudomonas sp. HR199ad/7QGm, ktorá obsahuje QGm-inaktivovaný gén adh namiesto intaktného génu adh kódujúceho alkoholdehydrogenázu.23. Pseudomonas sp. HR199ad / 7QGm, which contains a QGm-inactivated adh gene instead of an intact adh gene encoding an alcohol dehydrogenase.
24. Pseudomonas sp. HR199addA, ktorá obsahuje deléciou inaktivovaný gén adh namiesto intaktného génu adh kódujúceho alkoholdehydrogenázu.24. Pseudomonas sp. HR199addA, which contains a deletion-inactivated adh gene instead of an intact adh gene encoding an alcohol dehydrogenase.
25. Pseudomonas sp. HR199vanAQKm, ktorá obsahuje QKm-inaktivovaný gén vanA namiesto intaktného génu vanA kódujúceho a-podjednotku demetylázy kyseliny vanilovej25. Pseudomonas sp. HR199vanAQKm, which contains the QKm-inactivated vanA gene instead of the intact vanA gene encoding the vanilla acid demethylase α-subunit
26. Pseudomonas sp. HR199vanAQGm, ktorá obsahuje QGm-inaktivovaný gén vanA namiesto intaktného génu vanA kódujúceho a-podjednotku demetylázy kyseliny vanilovej26. Pseudomonas sp. HR199vanAQGm, which contains the QGm-inactivated vanA gene instead of the intact vanA gene encoding the vanilla acid demethylase α-subunit
27. Pseudomonas sp. HR199vanÄA, ktorá obsahuje deléciou inaktivovaný gén vanA namiesto intaktného génu vanA kódujúceho a-podjednotku demetylázy kyseliny vanilovej27. Pseudomonas sp. HR199vanA, which contains a deletion-inactivated vanA gene instead of an intact vanA gene encoding the vanilla acid demethylase α-subunit
31700 h • · • · • · • 9 • ··· ·· ··31700 h • 9 • 9
28. Pseudomonas sp. HR199vanfíOKm, ktorá obsahuje OKm-inaktivovaný gén vanB namiesto intaktného génu vanB kódujúceho β-podjednotku demetylázy kyseliny vanilovej28. Pseudomonas sp. HR199ViOKm which contains the OKm-inactivated vanB gene instead of the intact vanB gene encoding the vanilla acid demethylase β-subunit
29. Pseudomonas sp. HR199vanfiQGm, ktorá obsahuje QGm-inaktivovaný gén vanB namiesto intaktného génu vanB kódujúceho β-podjednotku demetylázy kyseliny vanilovej29. Pseudomonas sp. HR199vanfiQGm, which contains the QGm-inactivated vanB gene instead of the intact vanB gene encoding the vanilla acid demethylase β-subunit
30. Pseudomonas sp. HR199vanSA, ktorá obsahuje deléciou inaktivovaný gén vanB namiesto intaktného génu vanB kódujúceho β-podjednotku demetylázy kyseliny vanilovej30. Pseudomonas sp. HR199vanSA, which contains a deletion inactivated vanB gene instead of an intact vanB gene encoding the vanilla acid demethylase β-subunit
Vynález sa naviac vzťahuje aj na proces biotechnologickej prípravy organických látok. Predovšetkým sa proces môže použiť na prípravu alkoholov, aldehydov a organických kyselín, z nich prednostne koniferylalkoholu, koniferylaldehydu, kyseliny ferulovej, vanilínu a kyseliny vanilovej.The invention also relates to a process for the biotechnological preparation of organic substances. In particular, the process can be used to prepare alcohols, aldehydes and organic acids, preferably coniferyl alcohol, coniferyl aldehyde, ferulic acid, vanillin, and vanilla acid.
Horepopísané organizmy boli použité v tomto novom procese. Obzvlášť preferované organizmy zahrňujú baktérie, predovšetkým druhy z rodu Pseudomonas. Presnejšie, horeuvedené druhy rodu Pseudomonas môžu byť prednostne použité v nasledovných procesoch:The above described organisms were used in this new process. Particularly preferred organisms include bacteria, especially Pseudomonas species. More specifically, the aforementioned species of the genus Pseudomonas may preferably be used in the following processes:
1. Pseudomonas sp. HR199ca/AQKm, Pseudomonas sp. HR199ca/AQGm a Pseudomonas sp. HR199ca/AA na prípravu koniferylalkoholu z eugenolu1. Pseudomonas sp. HR199ca / AQKm, Pseudomonas sp. HR199ca / AQGm and Pseudomonas sp. HR199ca / AA for the preparation of coniferyl alcohol from eugenol
2. Pseudomonas sp. HR199ca/BQKm, Pseudomonas sp. HR199ca/BQGm a Pseudomonas sp. HR199ca/SA na prípravu koniferylaldehydu z eugenolu alebo koniferylalkoholu2. Pseudomonas sp. HR199ca / BQKm, Pseudomonas sp. HR199ca / BQGm and Pseudomonas sp. HR199ca / SA for the preparation of coniferyl aldehyde from eugenol or coniferyl alcohol
3. Pseudomonas sp. HR199fcsQKm, Pseudomonas sp. HR199fcsQGm, Pseudomonas sp. HR199fcsA, Pseudomonas sp. HR199echQKm, Pseudomonas sp. HR199echQGm a Pseudomonas sp. HR199echA na3. Pseudomonas sp. HR199fcsQKm, Pseudomonas sp. HR199fcsQGm, Pseudomonas sp. HR199fcsA, Pseudomonas sp. HR199echQKm, Pseudomonas sp. HR199echQGm and Pseudomonas sp. HR199echA na
31700 h • · • · • · • ··· • · ···· ·· • · · · · ·· ·· ·· · prípravu kyseliny feruiovej zeugenolu alebo koniferylalkoholu alebo koniferylaldehydu.31700 h • Preparation of feruic acid zeugenol or coniferyl alcohol or coniferyl aldehyde.
4. Pseudomonas sp. HR199vdhQKm, Pseudomonas sp. HR199vdhQGm,4. Pseudomonas sp. HR199vdhQKm, Pseudomonas sp. HR199vdhQGm.
Pseudomonas sp. HR199vdríA, Pseudomonas sp. HR199vdríQGmvdhBQKm, Pseudomonas sp.Pseudomonas sp. HR199vdrA, Pseudomonas sp. HR199vdrqQGmvdhBQKm, Pseudomonas sp.
HR199vd/7QKmvd/7fínGm, Pseudomonas sp. HR199vdríAvdríBQGm a Pseudomonas sp. HR199vd/7AvdríBQKm na prípravu vanilínu z eugenolu alebo koniferylalkoholu alebo koniferylaldehydu alebo kyseliny feruiovejHR199vd / 7QKmvd / 7µGm, Pseudomonas sp. HR199vdrvAvdrvBQGm and Pseudomonas sp. HR199vd / 7AvdriBQKm for the preparation of vanillin from eugenol or coniferyl alcohol or coniferyl aldehyde or feruic acid
5. Pseudomonas sp. HR199vanADKm, Pseudomonas sp. HR199vanAQGm, Pseudomonas sp. HR199vanAA, Pseudomonas sp. HR199vanfínKm, Pseudomonas sp. HR199vanSDGm a Pseudomonas sp. HR199vanfíA na prípravu kyseliny vanilovej zeugenolu alebo koniferylalkoholu, alebo koniferylaldehydu alebo kyseliny feruiovej alebo vanilínu5. Pseudomonas sp. HR199vanADKm, Pseudomonas sp. HR199vanAQGm, Pseudomonas sp. HR199vanAA, Pseudomonas sp. HR199Vanfin, Pseudomonas sp. HR199vanSDGm and Pseudomonas sp. HR199VanfiA for the preparation of vanillic acid zeugenol or coniferyl alcohol, or coniferyl aldehyde or feruic acid or vanillin
Preferovaným substrátom je eugenol. Tiež však možno pridať ďalšie substráty alebo dokonca nahradiť eugenol iným substrátom.The preferred substrate is eugenol. However, it is also possible to add other substrates or even replace eugenol with another substrate.
Vhodnými živnými médiami pre organizmy využívané podľa vynálezu sú syntetické, semisyntetické alebo komplexné kultivačné médiá. Tieto média môžu obsahovať uhlíkaté a dusíkaté látky, anorganické soli, tam kde je potrebné stopové prvky, a vitamíny.Suitable nutrient media for the organisms used according to the invention are synthetic, semi-synthetic or complex culture media. These media may contain carbon and nitrogen substances, inorganic salts where trace elements are needed, and vitamins.
Vhodnými uhlíkatými látkami môžu byť sacharidy, uhľovodíky alebo bežné organické zlúčeniny. Príkladmi prednostne použitých látok sú cukry, alkoholy alebo cukorné alkoholy, organické kyseliny alebo komplexné zmesi.Suitable carbonaceous substances may be carbohydrates, hydrocarbons or common organic compounds. Examples of preferred substances are sugars, alcohols or sugar alcohols, organic acids or complex mixtures.
31700 h ·· ·· ·· ·· • · · • · ··· • · · ·· • · • · · · • · · • · · · • · ···· ·· ·· ·31700 h ·······················
Cukrom je prednostne glukóza. Použitými organickými kyselinami môžu byť prednostne kyselina citrónová a kyselina octová. Príkladom komplexných zmesí sú sladový extrakt, kvasničný extrakt, kazeín alebo kazeínový hydrolyzát.The sugar is preferably glucose. The organic acids used may preferably be citric acid and acetic acid. Examples of complex mixtures are malt extract, yeast extract, casein or casein hydrolyzate.
Anorganickými zlúčeninami sú vhodné dusíkaté substráty. Ich príkladom sú dusičnany a amóniové soli. Tiež sa môžu použiť organické zdroje dusíka. Tieto zahrnujú kvasničný extrakt, sójový šrot, kazeín, kazeínový hydrolyzát a kukuričný výluh.Inorganic compounds are suitable nitrogenous substrates. Examples are nitrates and ammonium salts. Organic nitrogen sources can also be used. These include yeast extract, soybean meal, casein, casein hydrolyzate and corn steep liquor.
Príkladmi anorganických solí ktoré možno použiť sú sírany, dusičnany, chloridy, uhličitany a fosforečnany. Kovmi ktoré tieto soli obsahujú sú prednostne sodík, draslík, horčík, mangán, vápnik, zinok a železo.Examples of inorganic salts that can be used are sulfates, nitrates, chlorides, carbonates and phosphates. The metals containing these salts are preferably sodium, potassium, magnesium, manganese, calcium, zinc and iron.
Teplota kultivácie je prednostne v rozsahu od 5 do 100 °C. Predovšetkým sa uprednostňuje rozsah od 15 do 60 °C, najviac sa uprednostňuje rozsah od 22 do 37°C.The culture temperature is preferably in the range of 5 to 100 ° C. In particular, a range of 15 to 60 ° C is preferred, a range of 22 to 37 ° C is most preferred.
pH média je prednostne od 2 do 12. Predovšetkým sa uprednostňuje rozsah pH od 4 do 8.The pH of the medium is preferably from 2 to 12. A pH range of from 4 to 8 is particularly preferred.
Na tento nový proces sa môže v zásade použiť hocijaký fermentor s ktorým vie skúsená osoba pracovať. Uprednostňujú sa všetky zariadenia vhodné pre submerzné procesy. To znamená že podľa vynálezu možno použiť nádoby vybavené mechanickým miešacím zariadením alebo nádoby bez neho. Príkladmi nádob bez miešacieho zariadenia sú trepačkové zariadenia, prebublávané kolónové reaktory alebo reaktory s recirkuláciou. Prístroje s miešacím zariadením prednostne zahrnujú všetky známe prístroje vybavené miešadlami každého možného typu.In principle, any fermenter with which the skilled person can work can be used for this new process. All devices suitable for submerged processes are preferred. That is, according to the invention, vessels equipped with or without a mechanical agitator can be used. Examples of vessels without agitator are shaker, bubble column or recirculation reactors. Apparatus with a mixing device preferably includes all known apparatuses equipped with stirrers of any possible type.
Tento nový proces sa môže uskutočňovať kontinuálne alebo vsádzkovo.This new process can be carried out continuously or batchwise.
Doba fermentácie potrebná na dosiahnutie maximálneho množstva produktuFermentation time required to reach the maximum amount of product
31700 h • ··· · · závisí na špecifickej povahe použitého organizmu. V zásade sú však doby fermentácie medzi 2 až 200 hodinami.31700 h • ··· · · depends on the specific nature of the organism used. In principle, however, the fermentation times are between 2 and 200 hours.
Predmet vynálezu je bližšie vysvetlený s odvolaním na príklady nasledovne:The subject matter of the invention is explained in more detail with reference to the examples as follows:
Mutanty kmeňa Pseudomonas sp. HR199 (DSM 7063) utilizujúce eugenol boli cielene generované špecifickou inaktiváciou génov katabolizmu eugenolu vložením omega elementov alebo deléciami. Použitými omega elementárni boli segmenty DNA ktoré kódovali rezistencie na antibiotiká kanamycín (ΩΚπί) a gentamycín (Gm). Tieto gény pre rezistenciu boli izolované štandardnými metódami zTn5 a plazmidu pBB1MCS-5. Gény calA, calB, fcs, ech, aat, vdh, adh, vdhB, vanA a vanB, ktoré kódujú koniferylalkoholdehydrogenázu, koniferylaldehyddehydrogenázu, feruloyl-CoAsyntetázu, enoyl-CoA-hydratázu-aldolázu, beta-ketotiolázu, vanilíndehydrogenázu, alkoholdehydrogenázu, vanilíndehydrogenázu II a demetylázu kyseliny vanilovej, boli izolované štandardnými metódami zgenomickej DNA kmeňa Pseudomonas sp. HR199 a klonované do pBluescript SK'. Štiepením vhodnými reštrikčnými endonukleázami boli segmenty DNA z týchto génov odstránené (delécia) alebo nahradené Ω elementárni (inzercia), čím sa prískušné gény inaktivovalí. Gény mutované týmto spôsobom boli potom reklonované do konjugatívne prenosných vektorov a postupne zavedené do kmeňa Pseudomonas sp. HR199. Vhodnou selekciou sa získali transkonjuganty v ktorých boli príslušné funkčné gény pôvodného kmeňa nahradené zavedenými inaktivovanými génmi. Inzerčné a delečné mutanty získané týmto spôsobom obsahovali len príslušné inaktivované gény. Tento postup sa použil tak na získanie mutantov ktoré majú len jeden defektný gén ako aj na získanie viacnásobných mutantov, ktoré mali týmto spôsobom inaktivovaných niekoľko génov.Tieto mutanty sa použili na biotransformáciu:Mutants of Pseudomonas sp. HR199 (DSM 7063) utilizing eugenol was specifically generated by specific inactivation of eugenol catabolism genes by insertion of omega elements or deletions. The omega elementary used were DNA segments that encode antibiotic resistance of kanamycin (ΩΚπί) and gentamycin (Gm). These resistance genes were isolated using standard methods of zTn5 and plasmid pBB1MCS-5. The genes calA, calB, fcs, ech, aat, vdh, adh, vdhB, vanA and vanB, which code for coniferyl alcohol dehydrogenase, coniferyl aldehyde dehydrogenase, feruloyl-CoA synthetase, enoyl-CoA-hydratase-aldolase dehydrogenase, beta-vanotheolase, demethylase of vanilic acid were isolated by standard methods of genomic DNA of Pseudomonas sp. HR199 and cloned into pBluescript SK '. By digesting with the appropriate restriction endonucleases, the DNA segments were removed from these genes (deletion) or replaced by Ω elemental (insertion), thereby inactivating the genes of interest. The genes mutated in this way were then recloned into conjugally transferable vectors and sequentially introduced into the Pseudomonas sp. HR199. By appropriate selection, transconjugants were obtained in which the respective functional genes of the parent strain were replaced with established inactivated genes. The insertion and deletion mutants obtained in this way contained only the respective inactivated genes. This procedure was used both to obtain mutants having only one defective gene as well as to obtain multiple mutants having several genes inactivated in this way. These mutants were used for biotransformation:
a) eugenolu na koniferylalkohol, koniferylaldehyd, kyselinu ferulovú, vanilín a/alebo kyselinu vanilovú;(a) eugenol to coniferyl alcohol, coniferyl aldehyde, ferulic acid, vanillin and / or vanillic acid;
31700 h31700 h
9 9 • · • · · · · · · • · · · e ··· • ····· e · • · · · e ···· ·· ·· ··9 9 e ··· e · e ···············
b) koniferylalkoholu na koniferylaldehyd, kyselinu ferulovú, vanilín a/alebo kyselinu vanilovú;b) coniferyl alcohol to coniferyl aldehyde, ferulic acid, vanillin and / or vanillaic acid;
c) koniferylaldehydu na kyselinu ferulovú, vanilín a/alebo kyselinu vanilovú;c) coniferyl aldehyde to ferulic acid, vanillin and / or vanillaic acid;
d) kyseliny ferulovej na vanilín a/alebo kyselinu vanilovú;d) ferulic acid to vanillin and / or vanillic acid;
e) vanilínu na kyselinu vanilovú.e) vanillin to vanillic acid.
Materiály a metódyMaterials and methods
Podmienky na kultiváciu baktérií.Conditions for the cultivation of bacteria.
Kmene Escherichia coli boli propagované pri 37 °C v minerálnom médiu Luria-Bertani (LB) alebo M9 (J. Sambrook, E. F. Fritsch and T. Maniatis. 1989. Molecular cloning: a laboratory manual. Molekulárne klonovanie: laboratórny manuál. 2nd Edition., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York). Kmene Pseudomonas sp. boli propagované pri 30 °C v Živnom Médiu (ŽM, 0,8%, hm./obj.) alebo v minerálnom médiu (MM) (H. G. Schlegel, et al. 1961. Árch. Mikrobiol. 38:209-222) alebo v HR minerálnom médiu (HR-MM) (J. Rabenhorst, 1996. Appl. Microbiol. Biotechnol. 46:470-474). Kyselina ferulová, vanilín, kyselina vanilová a kyselina protokatechová boli rozpustené v dimetylsulfoxide a pridali sa do príslušného média v takom množstve, aby výsledná koncentrácia bola 0,1% (hm./obj.). Eugenol sa pridával priamo do média na výslednú koncentráciu 0,1% (obj./hm.) alebo sa naniesol na filtračný papier (kruhový filter 595, Schleicher & Schueil, Dassel, Nemecko) vo viečkach MM agarových platní. Pri propagácii transkonjugantov a mutantov Pseudomonas sp. sa používali tetracyklín v konečnej koncentrácii 25 pg/ml, kanamycín v konečnej koncentrácii 100 gg/ml a gentamycín v konečnej koncentrácii 7,5 pg/ml.Escherichia coli strains were propagated at 37 ° C in mineral medium Luria-Bertani (LB) or M9 (J. Sambrook, EF Fritsch and T. Maniatis. 1989. Molecular cloning: a laboratory manual. Molecular cloning: laboratory manual. 2nd Edition. , Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York). Pseudomonas sp. were propagated at 30 ° C in Nutrient Medium (SM, 0.8%, w / v) or in Mineral Medium (MM) (HG Schlegel, et al. 1961. Árch. Microbiol. 38: 209-222), or in HR mineral medium (HR-MM) (J. Rabenhorst, 1996. Appl. Microbiol. Biotechnol. 46: 470-474). Ferulic acid, vanillin, vanilic acid and protocatechic acid were dissolved in dimethylsulfoxide and added to the appropriate medium in an amount such that the final concentration was 0.1% (w / v). Eugenol was added directly to the medium to a final concentration of 0.1% (v / w) or loaded onto filter paper (595 round filter, Schleicher & Schueil, Dassel, Germany) in MM agar plate lids. In promoting the transconjugants and mutants of Pseudomonas sp. tetracycline at a final concentration of 25 pg / ml, kanamycin at a final concentration of 100 gg / ml, and gentamycin at a final concentration of 7.5 pg / ml were used.
Kvalitatívna a kvantitatívna detekcia metabolických medziproduktov v s u per na taňte kultivačného média.Qualitative and quantitative detection of metabolic intermediates in cultures.
Supernatanty kultivačných médiií boli analyzované vysokoúčinnou kvapalinovou chromatografiou (Knauer HPLC) buď priamo alebo po zriedení sCulture medium supernatants were analyzed by high performance liquid chromatography (Knauer HPLC) either directly or after dilution with
31700 h • · • · • · · • · • · · · • · · ··· dvakrát destilovanou H2O. Chromatografia sa vykonávala na kolóne Nucleosil 100 C18 (7 gm, 250 x 4 mm). Ako rozpúšťadlo sa použila zmes 0,1% (obj./obj.) kyseliny mravčej a acetonitrilu. Priebeh použitého gradientu na elúciu látok bol následovný:31700 h Double distilled H2O. Chromatography was performed on a Nucleosil 100 C18 column (7 gm, 250 x 4 mm). A mixture of 0.1% (v / v) formic acid and acetonitrile was used as solvent. The gradient of the gradient elution used was as follows:
00:00 - 06:30 -> 26% acetonitrilu00:00 - 06:30 -> 26% acetonitrile
06:30 - 08:00 -> 100% acetonitrilu06:30 - 08:00 -> 100% acetonitrile
08:00 -12:00 -> 100% acetonitrilu08:00 -12: 00 -> 100% acetonitrile
12:00 -13:00 -> 26% acetonitrilu12:00 -13: 00 -> 26% acetonitrile
13:00 - 18:00 -> 26% acetonitrilu13:00 - 18:00 -> 26% acetonitrile
Čistenie vanilíndehydrogenázy II.Purification of vanillin dehydrogenase II.
Purifikácia sa uskutočňovala pri 4 °C.Purification was performed at 4 ° C.
Hrubý extraktCoarse extract
Bunky Pseudomonas sp. HR199 propagované na eugenole sa premyli v 10 mM tlmivom roztoku fosforečnanu sodného, pH 6,0, resuspendovali sa v tom istom tlmivom roztoku a rozbili sa dvojitým prepustením cez Frenchov lis (Amicon, Silver Spring, Maryland, USA) za tlaku 1000 psi. Bunkový homogenát sa podrobil uitracentrifugácii (1hod., 100 000 x g, 4 °C), čím sa získala rozpustná frakcia hrubého extraktu vo forme supematantu.Pseudomonas sp. HR199 propagated on eugenol was washed in 10 mM sodium phosphate buffer, pH 6.0, resuspended in the same buffer and broken by double pass through a French press (Amicon, Silver Spring, Maryland, USA) at 1000 psi pressure. The cell homogenate was subjected to centrifugation (1h, 100,000 x g, 4 ° C) to obtain a soluble fraction of the crude extract as a supernatant.
Aniónovýmenná chromatografia na DEAE Sephacel-e.Anion exchange chromatography on DEAE Sephacel.
Rozpustná frakcia hrubého extraktu sa cez noc dialyzovala oproti 10 mM tlmivému roztoku fosforečnanu sodného, pH 6,0. Dialyzát sa naniesol na kolónu z DEAE -Sephacel (2,6 cm x 35 cm, objem kolóny 186 ml) stabilizovanú v 10 mM tlmivom roztoku fosforečnanu sodného, pH 6,0, s prietokom 0,8 ml/min. Kolóna bola premytá dvoma objemami kolóny 10 mM tlmivého fosforečnanového roztoku, pH 6,0. Vanilíndehydrogenáza II (VDH II) bola eluovaná lineárnym soľným gradientom od 0 do 400 mM NaCl v 10 mM tlmivom roztoku fosforečnanu sodného, pH 6,0 (750 ml), pričom sa odoberali frakcie oThe soluble crude extract fraction was dialyzed overnight against 10 mM sodium phosphate buffer, pH 6.0. The dialysate was applied to a DEAE -ephacel column (2.6 cm x 35 cm, column volume 186 ml) stabilized in 10 mM sodium phosphate buffer, pH 6.0, at a flow rate of 0.8 ml / min. The column was washed with two column volumes of 10 mM phosphate buffer, pH 6.0. Vanillin dehydrogenase II (VDH II) was eluted with a linear salt gradient from 0 to 400 mM NaCl in 10 mM sodium phosphate buffer, pH 6.0 (750 mL), collecting fractions of
31700 h ·· ·· ·· ·· ·· ···· ··· 9 9 9 • · · · 9 ··· · · · ··· ·· ·· ··· · ···· ·· ·· ·· ·· · objeme 10 ml. Podiely s vysokou aktivitou VDH II sa spojili do spoločnej DEAE frakcie.31700 h ·· ·· ·· ·· ·· ········ 9 9 9 9 Volume 10 ml. High VDH II fractions were pooled into a common DEAE fraction.
Stanovenie aktivity vanilíndehydrogenázyDetermination of vanillin dehydrogenase activity
Aktivita VDH sa stanovila pri 30 °C použitím optického enzýmového testu. Reakčná zmes o objeme 1 ml obsahovala 0,1 mmol fosforečnanu sodného (pH 7,1), 0,125 μιτιοΙ vanilínu, 0,5 μιτιοΙ NAD, 1,2 μιτιοΙ pyrohroznanu sodného, laktát dehydrogenázu (1U, z prasačieho srdca), a roztok enzýmu. Oxidácia vanilínu sa sledovala pri vlnovej dĺžke λ = 340 nm (evaniiin = 11.6 ατι2/μΐτ)οΙ). Aktivita enzýmu bola vyjadrená v jednotkách (U), pričom 1 U zodpovedá množstvu enzýmu ktoré premení 1 μπιοΙ vanilínu za minútu. Koncentrácie bielkovín vo vzorkách boli stanovované metódou Lowryho a kol. (O. H. Lowry, N. J. Rosebrough, A. L. Farr and R. J. Randall. 1951. J. Biol. Chem. 193:265-275).VDH activity was determined at 30 ° C using an optical enzyme assay. The 1 ml reaction mixture contained 0.1 mmol sodium phosphate (pH 7.1), 0.125 μιτιοΙ vanillin, 0.5 μιτιοΙ NAD, 1.2 μιτιοΙ sodium pyruvate, lactate dehydrogenase (1U, from pig heart), and enzyme solution . Vanillin oxidation was monitored at a wavelength of λ = 340 nm (e va niiin = 11.6 ατι 2 / μΐτ) οΙ). Enzyme activity was expressed in units (U), with 1 U corresponding to the amount of enzyme that converts 1 μπιοΙ vanillin per minute. Protein concentrations in the samples were determined by the method of Lowry et al. (OH Lowry, NJ Rosebrough, AL Farr and RJ Randall. 1951. J. Biol. Chem. 193: 265-275).
Stanovenie aktivity koniferylalkoholdehydrogenázy.Determination of coniferyl alcohol dehydrogenase activity.
Aktivita koniferylalkoholdehydrogenázy bola stanovovaná pri 30 °C optickým enzýmovým testom podľa Jaegra a kol. (E. L. Jaeger, Eggeling and H. Sahm. 1981. Current Microbiology. 6:333-336). Reakčná zmes o objeme 1 ml obsahovala 0,2 mmol tris/HCI (pH 9,0), 0,4 μιτιοΙ koniferyl alkoholu, 2 μΓηοΙ NAD, 0,1 mmol semikarbazidu a roztok enzýmu. Redukcia NAD sa sledovala pri λ = 340 nm (ε = 6,3 ατι2/μηιοΙ). Aktivita enzýmu bola vyjadrená v jednotkách (U), pričom 1 U zodpovedá množstvu enzýmu ktoré premení 1 μιτιοΙ substrátu za minútu. Koncentrácie bielkovín vo vzorkách boli stanovované metódou Lowryho a kol. (O. H. Lowry, N. J. Rosebrough, A. L. Farr and R. J. Randall. 1951. J. Biol. Chem. 193:265-275).Coniferyl alcohol dehydrogenase activity was determined at 30 ° C by the optical enzyme assay of Jaeg et al. (EL Jaeger, Eggeling and H. Sahm. 1981. Current Microbiology. 6: 333-336). The 1 ml reaction mixture contained 0.2 mmol tris / HCl (pH 9.0), 0.4 μmτιοΙ coniferyl alcohol, 2 μΓηοΙ NAD, 0.1 mmol semicarbazide and enzyme solution. NAD reduction was monitored at λ = 340 nm (ε = 6.3 ατι 2 / μηιοΙ). Enzyme activity was expressed in units (U), with 1 U corresponding to the amount of enzyme that converts 1 μιτιοΙ of substrate per minute. Protein concentrations in the samples were determined by the method of Lowry et al. (OH Lowry, NJ Rosebrough, AL Farr and RJ Randall. 1951. J. Biol. Chem. 193: 265-275).
Stanovenie aktivity koniferylaldehyddehydrogenázy.Determination of coniferyl aldehyde dehydrogenase activity.
Aktivita koniferylaldehyddehydrogenázy bola stanovená pri 30 °C optickým enzýmovým testom. Reakčná zmes o objeme 1 ml obsahovala 0,1 mmol tris/HCI (pH 8,8), 0,08 μιτιοΙ koniferyl aldehydu, 2,7 μητο! NAD a roztokConiferyl aldehyde dehydrogenase activity was determined at 30 ° C by an optical enzyme assay. The 1 ml reaction mixture contained 0.1 mmol tris / HCl (pH 8.8), 0.08 μιτιοΙ coniferyl aldehyde, 2.7 μητο! NAD and solution
31700 h • · ·· ·· ·· ·· ···· ··· ··· • · · · · ··· · · • ··· · · ·· ··· · ···· ·· ·· ·· ·· enzýmu. Oxidácia koniferylaldehydu na kyselinu ferulovú sa sledovala pri λ = 400 nm (ε = 34 cm2/pmol). Aktivita enzýmu bola vyjadrená v jednotkách (U), pričom 1 U zodpovedá množstvu enzýmu ktoré premení 1 μηηοΙ substrátu za minútu. Koncentrácie bielkovín vo vzorkách boli stanovované metódou Lowryho a kol. (O. H. Lowry, N. J. Rosebrough, A. L. Farr and R. J. Randall. 1951. J. Biol. Chem. 193:265-275).31700 h · ································· ·· ·· ·· enzyme. The oxidation of coniferyl aldehyde to ferulic acid was monitored at λ = 400 nm (ε = 34 cm 2 / pmol). Enzyme activity was expressed in units (U), with 1 U corresponding to the amount of enzyme that converts 1 μηηοΙ of substrate per minute. Protein concentrations in the samples were determined by the method of Lowry et al. (OH Lowry, NJ Rosebrough, AL Farr and RJ Randall. 1951. J. Biol. Chem. 193: 265-275).
Stanovenie aktivity feruloyl-CoA-syntetázy (tiokinázy kyseliny ferulovej).Determination of the activity of feruloyl-CoA synthetase (ferulic acid thiokinase).
Aktivita feruloyl-CoA-syntetázy bola stanovená pri 30 °C modifikáciou optického enzýmového testu podľa Zenka a kol. (Zenk et al. 1980. Anál. Biochem. 101:182-187). Reakčná zmes o objeme 1 ml obsahovala 0,09 mmol fosforečnanu draselného (pH 7,0), 2,1 pmol MgCb, 0,7 μιτιοΙ kyseliny ferulovej, 2 pmol ATP, 0,4 μπιοΙ koenzýmu A a roztok enzýmu. Tvorba esteru CoA z kyseliny ferulovej sa sledovala pri λ = 345 nm (ε = 10 cm2/pmol). Aktivita enzýmu bola vyjadrená v jednotkách (U), pričom 1 U zodpovedá množstvu enzýmu ktoré premení 1 μιτιοΙ substrátu za minútu. Koncentrácie bielkovín vo vzorkách boli stanovované metódou Lowryho a kol. (O. H. Lowry, N. J. Rosebrough, A. L. Farr and R. J. Randall. 1951. J. Biol. Chem. 193:265-275).The activity of feruloyl-CoA synthetase was determined at 30 ° C by modification of the optical enzyme assay of Zen et al. (Zenk et al. 1980. Anal. Biochem. 101: 182-187). The 1 ml reaction mixture contained 0.09 mmol of potassium phosphate (pH 7.0), 2.1 pmol MgCl 2, 0.7 µl ferulic acid, 2 µmol ATP, 0.4 µmol of coenzyme A and the enzyme solution. CoA ester formation from ferulic acid was monitored at λ = 345 nm (ε = 10 cm 2 / pmol). Enzyme activity was expressed in units (U), with 1 U corresponding to the amount of enzyme that converts 1 μιτιοΙ of substrate per minute. Protein concentrations in the samples were determined by the method of Lowry et al. (OH Lowry, NJ Rosebrough, AL Farr and RJ Randall. 1951. J. Biol. Chem. 193: 265-275).
Elektroforetické metódyElectrophoretic methods
Extrakty obsahujúce bielkoviny sa frakcionovali za natívnych podmienok v 7,4% (hm./obj.) polyakrylamidových géloch metódou podľa Stegermanna a kol. (Stegermann et al. 1973. Z. Naturforsch. 28c:722-732) a za denaturačných podmienok v 11,5% (hm./obj.) polyakrylamidových géloch metódou podľa Laemmli (Laemmli, U. K. 1970. Náture (London) 227:680-685). Nešpecifické farbenie proteínov sa vykonávalo pomocou Serva Blue R. Pre špecifické farbenie koniferylalkoholdehydrogenázy, koniferylaldehyddehydrogenázy a vanilíndehydrogenázy boli gély počas 20 min. prepufrované v 100 mM tlmivom roztoku fosforečnanu draselného (pH 7,0) a postupne inkubované pri 30 °C v tom istom tlmivom roztoku do ktorého bolo pridaných 0,08% (hm./obj.) NAD,Protein-containing extracts were fractionated under native conditions in 7.4% (w / v) polyacrylamide gels by the method of Stegermann et al. (Stegermann et al. 1973. Z. Naturforsch. 28c: 722-732) and under denaturing conditions in 11.5% (w / v) polyacrylamide gels by the method of Laemmli (Laemmli, UK 1970. Nature (London) 227: 680-685). Non-specific protein staining was performed with Serva Blue R. For specific staining of coniferyl alcohol dehydrogenase, coniferyl aldehyde dehydrogenase and vanillin dehydrogenase, gels were gassed for 20 min. buffered in 100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0) and incubated successively at 30 ° C in the same buffer to which 0.08% (w / v) NAD was added,
31700 h • · ·· ·· ·· ·· • · · · · · · • · · · · ··· • ··· · · · · · • · · · · · ···· ·· ·· ·· • · · • 931700 h · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 9
9 · • · ·· ·9 · · · ·· ·
0,04% (hm./obj.) p-nitro blue tetrazolium chloridu, 0,003% (hm./obj.) fenazín metosulfátu a 1 mM príslušného substrátu až do zviditeľnenia farebných pásov.0.04% (w / v) p-nitro blue tetrazolium chloride, 0.003% (w / v) phenazine metosulfate and 1 mM of the respective substrate until the color bands become visible.
Prenos bielkovín z polyakrylamidových gélov na PVDF membrány.Transfer of proteins from polyacrylamide gels to PVDF membranes.
Bielkoviny boli prenesené z SDS-polyakrylamidových gélov na PVDF membrány (Waters-Millipore, Bedford, Mass. USA) s použitím zariadenia Semidry Fastblot (B32/33, Biometra, Gôttingen, Nemecko) podľa inštrukcií výrobcu.Proteins were transferred from SDS-polyacrylamide gels to PVDF membranes (Waters-Millipore, Bedford, Mass. USA) using a Semidry Fastblot (B32 / 33, Biometra, Gottingen, Germany) according to the manufacturer's instructions.
Určenie N-terminálnych sekvencii aminokyselín.Determination of N-terminal amino acid sequences.
N-terminálne aminokyseliny boli určené pomocou Protein Peptide Sequencer (Type 477 A, Applied Biosystems, Foster City, USA) a PTH analyzérom podľa inštrukcií výrobcu.N-terminal amino acids were determined using a Protein Peptide Sequencer (Type 477 A, Applied Biosystems, Foster City, USA) and a PTH analyzer according to the manufacturer's instructions.
Izolácia a spracovanie DNADNA isolation and processing
Genomická DNA bola izolovaná metódou podľa Marmura (J. Marmur, 1961. J. Mol. Biol. 3:208-218). Iné DNA z plazmidov a/alebo reštrikčné fragmenty DNA boli izolované a analyzované štandardnými metódami (J. E. Sambrook, F Fritsch a T. Maniatis. 1989. Molecular cloning: a laboratory manual. 2nd Edition., Cold Spring Harbor Laboratoury Press, Cold Spring Harbor, New York).Genomic DNA was isolated by the method of Marmur (J. Marmur, 1961. J. Mol. Biol. 3: 208-218). Other plasmid DNA and / or DNA restriction fragments were isolated and analyzed by standard methods (JE Sambrook, F Fritsch and T. Maniatis. 1989. Molecular cloning: a laboratory manual. 2nd Edition., Cold Spring Harbor Laboratories Press, Cold Spring Harbor, New York).
Prenosy DNA.DNA transfers.
Kompetentné bunky Escherichia coli boli pripravené a transformované metódou podľa Hanahana (D. Hanahan, J. Mol. Biol. 166:557-580). Konjugatívny prenos plazmidov medzi kmeňmi Escherichia coli S17-1 prechovávajúcimi plazmidy (donor) a kmeňmi Pseudomonas sp. (recipient) sa uskutočnil na agarových platniach so živným médiom podľa metódy Friedricha a kol. (B. Friedrich et al. 1981. J. Bacteriol.. 147:198-205), alebo „minikomplementačnou metódou,, na agarových platniach s minerálnym médiom obsahujúcich 0,5% (hm./obj.) glukonátu ako zdroja uhlíka a 25 pg tetracyklínu/ml alebo 100 μ9 kanamycínu/ml. V tomto prípade sa bunkyCompetent Escherichia coli cells were prepared and transformed by the Hanahan method (D. Hanahan, J. Mol. Biol. 166: 557-580). Conjugative transfer of plasmids between Escherichia coli S17-1 strains harboring plasmids (donor) and Pseudomonas sp. (recipient) was performed on nutrient agar plates according to the method of Friedrich et al. (B. Friedrich et al. 1981. J. Bacteriol. 147: 198-205), or by the "mini-complementation method", on mineral medium agar plates containing 0.5% (w / v) gluconate as a carbon source and 25 pg tetracycline / ml or 100 μ9 kanamycin / ml. In this case, the cells
31700 h ·· ·· ·· • · · · • · · • ··· • · ···· ·· ·· ·· • · · · · · • · ··· · · • · ·· ··· · • · · · · · ·· ·· ·· · recipientu naniesli čiarkovaním v jednom smere ako inokulačná čiara. Po piatich minútach sa aplikovali kmene donoru ako inokulačné čiary, pričom križovali inokulačnú čiaru recipienta. Po 48 hodinovej inkubácii pri 30 °C rástli priamo na miestach prekríženia inokulačných čiar transkonjuganty, zatiaľčo ani kmeň donora ani kmeň recipienta neboli schopné rásť.31700 h ························· They were applied to the recipient by dashing in one direction as the inoculation line. After five minutes, donor strains were applied as inoculation lines, crossing the recipient inoculation line. After a 48 hour incubation at 30 ° C, transconsultants grew directly at the crossing points of the inoculation line, while neither the donor strain nor the recipient strain were able to grow.
Hybridizačné experimentyHybridization experiments
Reštrikčné fragmenty DNA boli elektroforeticky frakcionované v 0,8% (hm./obj.) agarózovom géli v tlmivom roztoku 50 mM tris- 50 mM kyselina boritá- 1,25 mM EDTA (pH 8,25) (J. E. Sambrook, F. Fritch, and T. Maniatis. 1989, Molecular cloning: a laboratory manual. Molekulárne klonovanie: laboratórny manuál. 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York.). Prenos denaturovanmej DNA z gélu na kladne nabitú nylonovú membránu (veľkosť pórov: 0,45 mm, Pall Filtrationtechnik, Dreieich, Nemecko), postupná hybridizácia s biotinylovanými alebo digoxigenínom značenými DNA vzorkami a príprava týchto vzoriek DNA boli uskutočnené štandardnými metódami (J. E. Sambrook, F. Fritch, and T. Maniatis. 1989, Molecular cloning: a laboratory manual. 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York.).The restriction DNA fragments were electrophoretically fractionated in a 0.8% (w / v) agarose gel in 50 mM tris-50 mM boric acid-1.25 mM EDTA buffer (pH 8.25) (JE Sambrook, F. Fritch) , and T. Maniatis, 1989, Molecular Cloning: a Laboratory Manual Molecular Cloning: Laboratory Manual 2 nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York. Transfer of denatured DNA from the gel to a positively charged nylon membrane (pore size: 0.45 mm, Pall Filtrationtechnik, Dreieich, Germany), sequential hybridization with biotinylated or digoxigenin labeled DNA samples and preparation of these DNA samples were performed by standard methods (Sambrook NP, F) Fritch, and T. Maniatis 1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2 nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York.
Sekvenovanie DNADNA sequencing
Sekvencie nukleotidov boli určené „nerádioaktívne,, metódou dideoxy konca podľa Sangera a kol. (Sanger et al. 1977. Proc. Natl. Acad. Sci USA 74:5463-5467) s použitím „LI-COR,, DNA sekvencéra Model 4000L (LI-COR Inc., Biotechnology Division, Lincoln NE, USA) a použitím „súpravy na cyklické sekvenovanie termosekvenázou s fluorescenčné značeným primérom so 7deaza-dGTP„ (Amersham Life Science, Amersham International plc., Little Chalfont, Buckinghamshire, England), vždy podľa inštrukcií výrobcu.Nucleotide sequences were determined "non-radioactive" by the dideoxy end method of Sanger et al. (Sanger et al. 1977. Proc. Natl. Acad. Sci USA 74: 5463-5467) using the "LI-COR" DNA Sequencer Model 4000L (LI-COR Inc., Biotechnology Division, Lincoln NE, USA) and using "Thermosequenase cyclic sequencing kits with a fluorescently labeled 7deaza-dGTP primer" (Amersham Life Science, Amersham International plc., Little Chalfont, Buckinghamshire, England), each according to the manufacturer's instructions.
Na sekvenovanie „stratégiou skákajúceho priméru,, podľa Straussa a kol.For sequencing by a "jumping primer strategy" according to Strauss et al.
(E. C. Strauss et al. 1986. Anál. Biochem. 154:353-360) sa použili syntetické oiigonukleotidy.(E. C. Strauss et al. 1986. Anal. Biochem. 154: 353-360) synthetic oligonucleotides were used.
31700 h ·· • · · • · • · · • · ·· · ·· ·· ·· • · · · • · · • ··· • I ···· ·· ·· • · · • · ··· • · · · · • · · · ·· ··31700 h ·· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·· · · · · · · · · · · ·
Chemikálie, biochemikálie a enzýmy.Chemicals, biochemicals and enzymes.
Reštrikčné enzýmy, DNA iigáza T4, lambda DNA a enzýmy a substráty pre optické enzýmové testy pochádzali od C.F. Boehringer & Sôhne (Mannheim, Nemecko), alebo z GIBCO/BRL (Eggenstei, Nemecko). [γ-32Ρ]ΑΤΡ pochádzalo od Amersham/Buchler (Braunschweig, Nemecko). Oligonukleotidy boli od MWG-Biotech GmbH (Ebersberg, Nemecko). Agaróza typ NA bola od Pharmacia-LKB (Uppsala, Švédsko). Všetky ostatné chemikálie boli od Haarmann & Reimer (Holzminden, Nemecko), E. Merck AG (Darmstadt, Nemecko), Fluka Chemie (Buchs, Švajčiarsko), Serva Feinbiochemica (Heidelberg, Nemecko) alebo Sigma Chemie (Deisenhofen, Nemecko).Restriction enzymes, DNA ligand T4, lambda DNA, and enzymes and substrates for optical enzyme assays were obtained from CF Boehringer & Sohne (Mannheim, Germany), or from GIBCO / BRL (Eggenstei, Germany). [γ- 32 Ρ] ΑΤΡ was from Amersham / Buchler (Braunschweig, Germany). Oligonucleotides were from MWG-Biotech GmbH (Ebersberg, Germany). Agarose type NA was from Pharmacia-LKB (Uppsala, Sweden). All other chemicals were from Haarmann & Reimer (Holzminden, Germany), E. Merck AG (Darmstadt, Germany), Fluka Chemie (Buchs, Switzerland), Serva Feinbiochemica (Heidelberg, Germany) or Sigma Chemie (Deisenhofen, Germany).
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Príklad 1Example 1
Konštrukcia omega elementov ktoré sprostredkúvajú rezistencie voči kanamycínu (Ω Km) alebo gentamycínu (QGm).Construction of omega elements that mediate resistance to kanamycin (Ω Km) or gentamycin (QGm).
Na konštrukciu elementu ΩΚιτι bol v preparatívnom merítku izolovaný fragment 2099 bp Sg/I z Transposons Tn5 (E. A. Auierswald, G. Ludwig and H. Schuller. 1981. Cold Sprin Harb. Symp. Quant. Biol. 45:107-113; E. Beck, G. Ludwig, E. A. Auerswald, B. Reiss and H. Schaller. 1982. Genes 19:327-336; P. Mazodier, P. Cossart, E. Giraud and F. Gasser. 1985. Nucleic Acids Res. 13:195-205). Tento fragment bol skrátený na približne 990 bp použitím nukleázy Bal 31. Tento fragment, ktorý teraz obsahoval len gén pre rezistenciu voči kanamycínu (kódujúci aminoglykozid-3'-O-fosfotranferázu) bol potom ligovaný do rezu Smal pSKsym DNA (derivát pBluescript SK obsahujúci symetricky konštruované viacnásobné miesto pre klonovanie [Sa/I, H/ndlII, EcoRI, HindlW, Sa/I]). Z výsledného plazmidu bolo možné reizolovať ΩΚιτιThe 2099 bp Sg / I fragment from Transposons Tn5 was isolated on a preparative scale for the construction of the element ΩΚιτι (EA Auierswald, G. Ludwig and H. Schuller. 1981. Cold Sprin Harb. Symp. Quant. Biol. 45: 107-113; E. Beck, G. Ludwig, EA Auerswald, B. Reiss, and H. Schaller, 1982. Genes 19: 327-336, P. Mazodier, P. Cossart, E. Giraud, and F. Gasser, 1985. Nucleic Acids Res. 195-205). This fragment was truncated to approximately 990 bp using nuclease Bal 31. This fragment, which now contained only the kanamycin resistance gene (encoding aminoglycoside-3'-O-phosphotranferase), was then ligated into a SmaI section of pSKsym DNA (a pBluescript SK derivative containing symmetrically) constructed multiple cloning site [Sa / I, H / ndIII, EcoRI, HindIII, Sa / I]). It was possible to reisolate výsledιτι from the resulting plasmid
31700 h31700 h
·· ·· ·· ·· • · · · · · · • · · · · ··· • ··· · · · · « e • · · · · · ···· ·· ·· ·· element ako Smal fragment, EcoRI fragment, HindlH fragment alebo Sa/I fragment.· · · · · · · · • · · · • · · · · · · • · · · · · · «e • · · · · · · · · · · ···· element as a SmaI fragment, an EcoRI fragment, a HindIII fragment or an Sa / I fragment.
Na konštrukciu elementu QGm, bol v preparatívnom merítku izolovaný fragment Eael veľkosti 983 bp z plazmidu pBR1MCS-5 (M. E. Kovach, P. H. Elzer, D. S. Hill, G. T. Robertson, M. A. Farris, R. M. Roop and K. M. Peterson. 1995. Genes 166:175-176) a štiepený nukleázou z bôbu (postupujúca hydrolýza koncov molekúl jednovláknovej DNA). Tento fragment, ktorý teraz obsahoval len gén pre rezistenciu voči gentamycínu (kódujúci gentamycín-3acetyltransferázu) bol potom ligovaný do pSKsym DNA (pozri vyššie) štiepenej so Smal. Z takto pripraveného plazmidu bolo možné reizolovať QGm element ako Smal fragment, EcoRI fragment, Hind\\\ fragment alebo Sa/I fragment.For the construction of the QGm element, a 983 bp Eael fragment was isolated from plasmid pBR1MCS-5 (ME Kovach, PH Elzer, DS Hill, GT Robertson, MA Farris, RM Roop and KM Peterson. 1995. Genes 166: 175-176). ) and digested with nuclease from the bean (progressive hydrolysis of the ends of the single-stranded DNA molecules). This fragment, which now contained only the gentamycin resistance gene (encoding gentamycin-3-acetyltransferase), was then ligated into SmaI digested pSKsym DNA (see above). From the plasmid thus prepared, it was possible to reisolate the QGm element as a SmaI fragment, an EcoRI fragment, a HindIII fragment or an Sa / I fragment.
Príklad 2Example 2
Klonovanie génov z Pseudomonas sp. HR199 (DSM7063) s cieľom inaktivovať ich vložením Ω elementov alebo deléciou.Cloning of Pseudomonas sp. HR199 (DSM7063) to inactivate them by inserting Ω elements or by deletion.
Každý z génov fcs, ech, vdh a aat bol osobitne klonovaný z kmeňov E. coli S17-1 a to DSM 10439 a DSM 10440 s použitím plazmidov pE207 a pE5-1 (pozri EP-A 0845532). Z týchto plazmidov boli dané fragmenty izolované v preparatívnom merítku a spracované nasledovne:Each of the fcs, ech, vdh and aat genes were separately cloned from E. coli S17-1 strains DSM 10439 and DSM 10440 using plasmids pE207 and pE5-1 (see EP-A 0845532). From these plasmids, the fragments were isolated on a preparative scale and processed as follows:
Pre klonovanie génu fcs boli fragmenty 2350 bp Sa/l/EcoRI z plazmidu pE207 a 3700 bp EcoRI/Sa/l z plazmidu pE5-1 klonované spolu v pBluescript SK' tým spôsobom, že tieto dva fragmenty sa spojili svojimi EcoRI koncami. Z výsledného hybridného plazmidu bol izolovaný v preparatívnom merítku fragment 6050 bp Sa/I a skrátený na približne 2480 bp pomocou nukleázy BalFor cloning of the fcs gene, the 2350 bp Sa / l / EcoRI fragments from plasmid pE207 and the 3700 bp EcoRI / Sa / l from plasmid pE5-1 were cloned together in pBluescript SK 'by joining the two fragments with their EcoRI ends. From the resulting hybrid plasmid, a 6050 bp Sa / I fragment was isolated on a preparative scale and truncated to approximately 2480 bp by Bal nuclease
31. Na konce fragmentu boli postupne ligované linkery Psti a po štiepení s Psfí bol fragment klonovaný do pBluescript SK' (pSKfcs). Po transformácii E. coli XL1 blue sa získali klony s génmi fcs, ktoré vykazovali aktivitu FCS 0,2U/mg bielkovín.31. Psti linkers were sequentially ligated to the ends of the fragment, and after digestion with Psfi, the fragment was cloned into pBluescript SK '(pSKfcs). After transformation of E. coli XL1 blue, clones were obtained with fcs genes that exhibited FCS activity of 0.2U / mg protein.
31700 h ·· ·· ·· • · ·31700 h ·· ·· ·· · · ·
·· ·· • · · · • · · • ··· · • · ···· ·····························
Na klonovanie génu ech bol izolovaný fragment 3800 bp H/ndlll/EcoRI z plazmidu pE207 v preparativnom merítku a skrátený na približne 1470 bp nukleázou Bal 31. Na konce fragmentu boli potom ligované linkery EcoRI a po štiepení s EcoRI bol fragment klonovaný do pBluescript SK' (pSKech).For cloning the ech gene, a 3800 bp H / ndlll / EcoRI fragment was isolated from plasmid pE207 on a preparative scale and truncated to approximately 1470 bp by nuclease Bal 31. The EcoRI linkers were then ligated to the ends of the fragment and cloned into pBluescript SK '. (pSKech).
Na klonovanie génu vdh bol v preparativnom merítku izolovaný fragment 2350 bp Sa/l/EcoRI z plazmidu pE207. Po klonovaní do pBluescript SK' bol fragment skrátený na jednom konci o cca 1530 bp systémom exonukleáza III/ bobová nukleáza. Na koniec fragmentu bol ligovaný linker EcoRI a po štiepení s EcoRI bol fragment klonovaný do pBluescript SK' (pSKvdh). Transformáciou E. coli XL1 blue sa získali klony s génmi VDH, ktoré vykazovali aktivitu VDH 0,01 U/mg bielkovín.For cloning of the vdh gene, a 2350 bp Sa / l / EcoRI fragment was isolated from plasmid pE207 on a preparative scale. After cloning into pBluescript SK ', the fragment was truncated at one end by about 1530 bp with the exonuclease III / bean nuclease system. The EcoRI linker was ligated to the end of the fragment, and after digestion with EcoRI, the fragment was cloned into pBluescript SK '(pSKvdh). Transformation of E. coli XL1 blue resulted in clones with VDH genes that showed VDH activity of 0.01 U / mg protein.
Na klonovanie génu aat bol v preparativnom merítku izolovaný fragment 3700 bp EcoRI/Sa/l z plazmidu pE5-1 a skrátený na cca 1590 bp nukleázou Bal 31. Na konce fragmentu boli potom pripútané linkery EcoRI a po hydrolýze s EcoRI bol fragment klonovaný do pBluescript SK' (pSKaaŕ).For the cloning of the aat gene, a 3700 bp EcoRI / Sa / 1z fragment of plasmid pE5-1 was isolated on a preparative scale and truncated to ca. 1590 bp by nuclease Bal 31. The fragment was then chained with EcoRI linkers and after hydrolysis with EcoRI the fragment was cloned into pBluescript SK (pSKaar).
Príklad 3Example 3
Inaktivácia vyššie popísaných génov vložením Ω elementov alebo vystrihnutím oblastí so základnými zložkami z týchto génov.Inactivation of the genes described above by inserting Ω elements or cutting out regions with the basic components from these genes.
Plazmid pSKŕcs, ktorý obsahoval gén fcs, bol štiepený pomocou BssHII, čím došlo k excízii fragmentu o veľkosti 1200 bp z génu fcs. Následnou religáciou sa získal delečný derivát génu fcs (fcsN) (pozri obr. 1i a 2i) v klonovanej forme v pBluescript SK' (pSKfcsA). Po excízii spomínaného fragmentu boli naviac namiesto neho naligované omega elementy QKm a OGm. Tak boli vytvorené Ω-inaktivované deriváty génu fcs (fcsQKm, pozri Obr. 1g a 2g) a (fcsQGm, pozri Obr. 1h a 2h) v klonovanej forme v pBluescript SK' (pSKfcsOKm a pSKfcsOGm). V extraktoch takto získaných klonov E. coli,The plasmid pSKrcs containing the fcs gene was digested with BssHII to excise the 1200 bp fragment from the fcs gene. Subsequent religions yielded the deletion derivative of the fcs gene (fcsN) (see Figures 1i and 2i) in cloned form in pBluescript SK '(pSKfcsA). In addition, the omega elements QKm and OGm were ligated instead after excision of said fragment. Thus, Ω-inactivated derivatives of the fcs gene (fcsQKm, see Figures 1g and 2g) and (fcsQGm, see Figures 1h and 2h) were generated in cloned form in pBluescript SK '(pSKfcsOKm and pSKfcsOGm). In the extracts of the E. coli clones thus obtained,
31700 h ··31700 h ··
·· ·· ·· ·· • · · · · · · • · · · · ··· • ··· · · · 9 9 9 • · · · · · ···· ·· ·· «· ktorých hybridné plazmidy mali gény fcs inaktivované deléciou alebo vložením Ω elementov, nebola detekovaná žiadna aktivita FCS.9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 hybrid plasmids had fcs genes inactivated by deletion or insertion of Ω elements, no FCS activity was detected.
Plazmid pSKech, ktorý niesol gén ech, bol hydrolyzovaný pomocou Λ/rul, čím sa z génu ech vyštiepili dva fragmenty, 53 bp a 430 bp. Po religácii sa získal delečný derivát génu ech (echá, pozri obr. 11 a 21) v klonovanej forme v pBluescriptSK' (pSKec/ιΔ). Okrem toho po vyštiepení fragmentov boli namiesto nich do génu ligované omega elementy ΩΚγπ a QGm. Tak sa získali Ωinaktivované deriváty génu ech (echQKm a echQGm) v klonovanej forme v pBluescript SK' (pSKec^Km a pSKec^Gm).The plasmid pSKech, which carried the ech gene, was hydrolyzed with, / ruler, thereby cleaving two fragments from the ech gene, 53 bp and 430 bp. After religation, the ech gene deletion derivative (echa, see Figures 11 and 21) was obtained in cloned form in pBluescriptSK '(pSKec / ιΔ). In addition, the omega elements fragmentγπ and QGm were ligated into the gene after cleavage of the fragments. Thus, inactivated ech gene derivatives (echQKm and echQGm) were obtained in cloned form in pBluescript SK '(pSKec ^ Km and pSKec ^ Gm).
Plazmid pSKvd/7 ktorý obsahoval gén vdh bol hydrolyzovaný s físsHII, čím bol z génu vdh vyštiepený fragment 210 bp. Po religácii sa získal delečný derivát génu vdh (vdhA, pozri obr. 1o a 2o) v klonovanej forme v pBluescript SK- (pSKvc/ΛΔ). Naviac po vyštiepení uvedeného fragmentu boli namiesto neho do génu ligované omega elementy ΩΚγπ a ΩΘιτι. Tak sa získali Ω-inaktivované deriváty génu vdh (vdhQKm a vdM^Gm) v klonovanej forme v pBluescript SK' (pSKvd^Km, pozri obr. 1m a 2m) a (pSKvd^Gm, pozri obr. 1n a 2n). V hrubých extraktoch takto získaných klonov E. coli, ktorých hybridné plazmidy obsahovali gén vdh inaktivovaný deléciou alebo vložením Ω elementov, nebola detekovaná žiadna aktivita VDH.The plasmid pSKvd / 7 containing the vdh gene was hydrolyzed with fissHII to cleave a 210 bp fragment from the vdh gene. After religation, the deletion derivative of the vdh gene (vdhA, see Figs. 1o and 2o) was obtained in cloned form in pBluescript SK- (pSKvc / ΛΔ). Moreover, after cleavage of the fragment, omega elements γγπ and ΩΘιτι were ligated into the gene instead. Thus, Ω-inactivated derivatives of the vdh gene (vdhQKm and vdMMGm) were obtained in cloned form in pBluescript SK '(pSKvd ^ Km, see Figures 1m and 2m) and (pSKvddGm, see Figures 1n and 2n). No VDH activity was detected in the crude extracts of the thus obtained E. coli clones whose hybrid plasmids contained the vdh gene inactivated by deletion or insertion of Ω elements.
Plazmid pSKaaf, ktorý obsahoval gén aat, bol hydrolyzovaný s SssHII, čím bol z génu aat vyštiepený fragment 59 bp. Po religácii sa získal derivát génu aat (aat&, pozri obr. 1r a 2r) v klonovanej forme v pBluescript SK' (pskaaŕA). Naviac, po vyštiepení uvedeného fragmentu boli namiesto neho do génu ligované omega elementy ΩΚγπ a Ωβιτι. Tak sa získali Ω-inaktivované deriváty génu aat (aaftlKm, pozri obr. 1p a 2p) a (aaŕQGm, pozri obr. 1q a 2q) v klonovanej forme v pBluescript SK' (pSKaatoKm a pSKaaffiGm).Plasmid pSKaaf, which contained the aat gene, was hydrolyzed with SssHII, leaving a 59 bp fragment from the aat gene. After religation, the aat gene derivative (aat & see Figs. 1r and 2r) was obtained in cloned form in pBluescript SK '(pskaaàA). In addition, after cleavage of the fragment, omega elements ΩΚγπ and Ωβιτι were ligated into the gene instead. Thus, Ω-inactivated derivatives of the aat gene (aaft1Km, see Figures 1p and 2p) and (aaaQGm, see Figures 1q and 2q) were obtained in cloned form in pBluescript SK '(pSKaatoKm and pSKaaffiGm).
31700 h31700 h
Príklad 4Example 4
Subklonovanie génov inaktivovaných pomocou Ω elementov do konjugatívne prenosného „sebevražedného plazmidu,, pSUP202.Subcloning of Ω-element inactivated genes into the conjugally transferable "suicide plasmid" pSUP202.
Na to, aby sa dali nahradiť intaktné gény v Pseudomonas sp. HR199 génmi inaktivovanými Ω-elementom, je potrebný vektor, ktorý na jednej strane môže byť prenesený do pseudomonád (konjugatívne prenosné plazmidy), ale ktorý sa na strane druhej nemôže v týchto baktériách replikovať a je teda v pseudomonádach nestabilný („sebevražedný plazmid,,). Segmenty DNA ktoré sú takýmto plazmidovým systémom prenesené do pseudomonád sa v nich uchovajú len ak sú do genómu bakteriálnej bunky integrované homologickou rekombináciou (Rec A-dependentná rekombinácia). V našom prípade bol použitý „sebevražedný plazmid,, pSUP202 (Šimon et al. 1983. In: A. Puhler. Molecular genetics of the bacteria-plant interaction. Springer Verlag, Berlín, New York, pp. 98-106).In order to replace the intact genes in Pseudomonas sp. HR199 genes inactivated by the element-element, a vector is required which, on the one hand, can be transferred to pseudomonads (conjugally transferable plasmids), but which on the other hand cannot replicate in these bacteria and is therefore unstable in the pseudomonads ("suicide plasmid") . DNA segments that are transferred into such pseudomonads by such a plasmid system are only retained therein if they are integrated into the genome of the bacterial cell by homologous recombination (Rec A-dependent recombination). In our case, the "suicide plasmid" pSUP202 (Simon et al. 1983. In: A. Puhler. Molecular genetics of the bacterial-plant interaction. Springer Verlag, Berlin, New York, pp. 98-106) was used.
Po štiepení s Psŕl sa inaktivované gény /οδΩΚπι a /οβΩΘιτι izolovali z plazmidov pSKfcsfíKm a pSKfcsQGm a ligovali do DNA z pSUP202 štiepenej sPsŕl. Ligačné zmesi sa preniesli do E. coli S17-1. Selekcia prebehla na LB médiu obsahujúcom tetracyklín a tiež buď kanamycín alebo gentamycín. Získali sa tak transformanty rezistentné voči kanamycínu, ktorých hybridný plazmid (pSUPft^Km) obsahoval inaktivovaný gén fcsQKm. Príslušný hybridný plazmid (pSUPft^Gm) transformantov rezistentných voči gentamycínu obsahoval inaktivovaný gén ft^Gm.After digestion with PsIII, the inactivated genes (οδΩΚπι and / οβΩΘιτι) were isolated from plasmids pSKfcsf1Km and pSKfcsQGm and ligated into DNA from pSUP202 digested with sPsl1. The ligation mixtures were transferred to E. coli S17-1. Selection was performed on LB medium containing tetracycline as well as either kanamycin or gentamycin. Thus, kanamycin resistant transformants were obtained whose hybrid plasmid (pSUPft ^ Km) contained the inactivated fcsQKm gene. The respective hybrid plasmid (pSUPft.RTM.) Of gentamicin-resistant transformants contained an inactivated .beta.Gm gene.
Po štiepení s EcoRI boli z plazmidov pSKecbQKm a pSKec^Gm izolované inaktivované gény ec/iQKm a echQGm a ligované do DNA z pSUP202 štiepenej s EcoRI. Ligačné zmesi boli transformované do E. coli S17-1. Selekcia prebehla na LB médiu obsahujúcom tetracyklín a tiež buď kanamycín alebo gentamycín. Získali sa tak transformanty rezistentné voči kanamycínu, ktorých hybridný plazmid (pSUPec^Km) obsahoval inaktivovanýAfter digestion with EcoRI, inactivated ec / iQKm and echQGm genes were isolated from the plasmids pSKecbQKm and pSKec1Gm and ligated into EcoRI digested pSUP202 DNA. The ligation mixtures were transformed into E. coli S17-1. Selection was performed on LB medium containing tetracycline as well as either kanamycin or gentamycin. Thus, kanamycin resistant transformants were obtained whose hybrid plasmid (pSUPec ^ Km) contained inactivated
31700 h • · • · • · • ··· • · ··· gén echQKm. Príslušný hybridný plazmid (pSUPecbQGm) transformantov rezistentných voči gentamycínu obsahoval inaktivovaný gén echQGm.31700 h echQKm gene. The respective hybrid plasmid (pSUPecbQGm) of gentamicin-resistant transformants contained the inactivated echQGm gene.
Po štiepení pomocou EcoRI boli z plazmidov pSKvďhQKm a pSKvdňQGm izolované inaktivované gény vc/ňQKm a vdhQGm a ligované do DNA z pSUP202 štiepenej s EcoRI. Ligačné zmesi boli transformované do E. coli S17-1. Selekcia prebehla na LB médiu obsahujúcom tetracyklín a tiež buď kanamycín alebo gentamycín. Získali sa tak transformanty rezistentné voči kanamycínu, ktorých hybridný plazmid (pSUPvdňQKm) obsahoval inaktivovaný gén νάΛΩΚιτι. Príslušný hybridný plazmid (pSUPvdhQGm) transformantov rezistentných voči gentamycínu obsahoval inaktivovaný gén vdhQGm.After digestion with EcoRI, inactivated genes in c / qKm and vdhQGm were isolated from plasmids pSKvhQKm and pSKvdQQm and ligated into EcoRI digested pSUP202 DNA. The ligation mixtures were transformed into E. coli S17-1. Selection was performed on LB medium containing tetracycline as well as either kanamycin or gentamycin. Thus, kanamycin-resistant transformants were obtained whose hybrid plasmid (pSUPvdQQm) contained an inactivated gene. The respective hybrid plasmid (pSUPvdhQGm) of gentamicin resistant transformants contained the inactivated vdhQGm gene.
Po štiepení pomocou EcoRI boli z plazmidov pSKaaŕQKm a pSKaaíQGm izolované inaktivované gény aaŕQKm a aaŕQGm a ligované do DNA z pSUP202 štiepenej s EcoRI. Ligačné zmesi boli transformované do E. coli S17-1. Selekcia prebehla na LB médiu obsahujúcom tetracyklín a tiež buď kanamycín alebo gentamycín. Získali sa tak transformanty rezistentné voči kanamycínu, ktorých hybridný plazmid (pSUPaaŕQKm) obsahoval inaktivovaný gén aaíQKm. Príslušný hybridný plazmid (pSUPaa/QGm) transformantov rezistentných voči gentamycínu obsahoval inaktivovaný gén aafQGm.After digestion with EcoRI, inactivated genes aaqKm and aaqQm were isolated from the plasmids pSKaaqKm and pSKaaqQm and ligated into EcoRI digested pSUP202 DNA. The ligation mixtures were transformed into E. coli S17-1. Selection was performed on LB medium containing tetracycline as well as either kanamycin or gentamycin. Thus, kanamycin-resistant transformants were obtained whose hybrid plasmid (pSUPaaQKm) contained the inactivated aaQKm gene. The respective hybrid plasmid (pSUPaa / QGm) of gentamicin-resistant transformants contained the inactivated aafQGm gene.
Príklad 5Example 5
Subklonovanie delečne-inaktivovaných génov do konjugatívne prenosného „sebevražedného plazmidu,, pHE55, ktorý obsahuje „systém selekcie sacB„.Subcloning of deletion-inactivated genes into a conjugally transferable " suicide plasmid " pHE55 that contains a " sacB selection system ".
Aby sa dali nahradiť intaktné gény v Pseudomonas sp. HR199 delečneinaktivovanými génmi, je potrebný vektor, ktorý má vlastnosti už popísané v prípade pSUP202. Keďže na rozdiel od génov inaktivovaných Ω-elementami v prípade delečne inaktivovaných génov neexistuje žiadna možnosť selekcie (žiadna rezistencia voči antibiotikám) pre úspešné nahradenie génovIn order to replace the intact genes in Pseudomonas sp. HR199 by deletion-inactivated genes, a vector is required which has the properties already described for pSUP202. Since, unlike in-inactivated genes, in the case of deletion-inactivated genes, there is no possibility of selection (no antibiotic resistance) for successful gene replacement
31700 h • · · · • · · • ··· • · ···· ·· • · · • · ··· • * · · ·· ·· v Pseudomonas sp. HR199, musel sa použiť iný systém. V „systéme selekcie sacB„ je nahrádzajúci, delečne inaktivovaný gén klonovaný do plazmidu obsahujúceho gén sacB spolu s génom rezistencie voči antibiotiku. Pri konjugatívnom prenose tohto hybridného plazmidu do pseudomonád je plazmid zaradený homologickou rekombináciou v tom mieste genómu, kde sa nachádza intaktný gén (prvý crossover). Takto vznikne „heterogenotický“ kmeň, ktorý obsahuje aj intaktný aj delečne inaktivovaný gén, pričom sú tieto od seba oddelené s DNA pHE55. Tieto kmene vykazujú rezistenciu kódovanú vektorom a zároveň majú aktívny gén sacB. Zámerom potom je odstrániť z genómu DNA pHE55 aj s intaktným génom pomocou druhej homologickej rekombinácie (druhý crossover). Takouto rekombináciou vznikne kmeň, ktorý má len inaktivovaný gén, a z genómu tohto kmeňa bola odstránená tak rezistencia kódovaná pHE55 ako aj gén sacB. Ak sa kmene nanesú na médium obsahujúce sacharózu, rast kmeňov ktoré prejavujú gén sacB je inhibovaný, keďže genetický produkt premieňa sacharózu na polymér, ktorý sa ukladá v periplazme buniek. Rast tých buniek, ktoré vďaka uvedenej druhej rekombinácii už nenesú gén sacB, nie je inhibovaný. Aby bolo fenotypicky možné rozlíšiť zaradenie delečne-inaktivovaného génu, tento gén sa nezamieňa za intaktný gén; namiesto toho sa použije kmeň, v ktorom je gén ktorý má byť nahradený, označený vložením Ω elementom. Ak je zámena úspešná, výsledný kmeň stratí antibiotickú rezistenciu zakódovanú v Ω elemente.31700 h * in Pseudomonas sp. HR199, another system had to be used. In the "sacB selection system", a replacement, deletion-inactivated gene is cloned into a plasmid containing the sacB gene along with an antibiotic resistance gene. In conjugative transfer of this hybrid plasmid to pseudomonads, the plasmid is inserted by homologous recombination at the site of the genome where the intact gene (first crossover) is located. This results in a "heterogenotic" strain that contains both an intact and a deletion inactivated gene, separated from the pHE55 DNA. These strains exhibit resistance encoded by the vector while having an active sacB gene. The intention then is to remove the pHE55 DNA genome even with the intact gene by means of a second homologous recombination (second crossover). Such recombination results in a strain having only an inactivated gene, and both the pHE55 encoded and the sacB gene have been removed from the genome of that strain. When strains are applied to a medium containing sucrose, the growth of strains exhibiting the sacB gene is inhibited since the genetic product converts sucrose into a polymer that is stored in the periplasm of cells. The growth of those cells that no longer carry the sacB gene due to said second recombination is not inhibited. In order to distinguish phenotypically the deletion of the deletion-inactivated gene, this gene is not confused with the intact gene; instead, the strain in which the gene to be replaced is indicated by the insertion of the Ω element is used. If the substitution is successful, the resulting strain loses antibiotic resistance encoded in the Ω element.
Po štiepení s Pst\ bol inaktivovaný gén fcsA izolovaný z plazmidu pSKfcsA a ligovaný do DNA pHE55 štiepenej s Pst\. Ligačná zmes bola transformovaná do E. coli S17-1. Selekcia sa vykonala na LB médiu obsahujúcom tetracyklín. Získali sa tak transformanty rezistentné voči tetracyklínu, ktorých hybridný plazmid (pHEfcsA) obsahoval inaktivovaný gén fcsA.After digestion with Pst I, the inactivated fcsA gene was isolated from plasmid pSKfcsA and ligated into Pst I digested pHE55 DNA. The ligation mixture was transformed into E. coli S17-1. Selection was performed on LB medium containing tetracycline. Thus, tetracycline resistant transformants were obtained whose hybrid plasmid (pHEfcsA) contained the inactivated fcsA gene.
31700 h • · • · • · • ··· • · ···· ··31700 h · · · · · · · ·
Po štiepení s EcoRI sa z plazmidu pSKechA izoloval inaktivovaný gén echá a hydrolyzoval sa bobovou nukleázou (tvorba tupých koncov). Fragment bol ligovaný do DNA pHE55 štiepenej s SamHI a spracovanej bobovou nukleázou. Ligačná zmes bola transformovaná do E. coli S17-1. Selekcia sa uskutočnila na LB médiu obsahujúcom tetracyklín. Získali sa tak transformanty rezistentné na tetracyklín, ktorých plazmid (pHEechA) obsahoval inaktivovaný gén echá.After digestion with EcoRI, the inactivated echa gene was isolated from plasmid pSKechA and hydrolyzed with bean nuclease (blunt end formation). The fragment was ligated into SamHI digested pHE55 DNA and treated with bean nuclease. The ligation mixture was transformed into E. coli S17-1. Selection was performed on LB medium containing tetracycline. This resulted in tetracycline resistant transformants whose plasmid (pHEechA) contained the inactivated echo gene.
Po štiepení s EcoRI sa z plazmidu pSKvdhA izoloval inaktivovaný gén vdhk a spracoval pomocou bobovou nukleázou. Fragment sa ligoval do DNA pHE55 štiepenej s SamHI a spracovanej bobovou nukleázou. Ligačná zmes bola transformovaná do E. coli S17-1. Selekcia prebehla na médiu LB obsahujúcom tetracyklín. Získali sa tak transformanty rezistentné na tetracyklín, ktorých plazmid (pHEvdhA) obsahoval inaktivovaný gén vdhk.After digestion with EcoRI, the inactivated vdhk gene was isolated from plasmid pSKvdhA and processed by bean nuclease. The fragment was ligated into SamHI digested pHE55 DNA and treated with bean nuclease. The ligation mixture was transformed into E. coli S17-1. Selection was performed on LB medium containing tetracycline. This resulted in tetracycline resistant transformants whose plasmid (pHEvdhA) contained the inactivated vdhk gene.
Po štiepení s EcoRI sa z plazmidu pSKaaŕA izoloval inaktivovaný gén aaŕA a spracoval pomocou bobovej nukleázy. Fragment sa ligoval do DNA pHE55 štiepenej s SamHI a ošetrenej s bobovou nukleázou. Ligačná zmes bola transformovaná do E. coli S17-1. Selekcia prebehla na médiu LB obsahujúcom tetracyklín. Získali sa tak transformanty rezistentné na tetracyklín, ktorých plazmid (pHEaaŕA) obsahoval inaktivovaný gén aaŕA.After digestion with EcoRI, the inactivated aa? A gene was isolated from plasmid pSKaa? A and processed with bean nuclease. The fragment was ligated into SamHI digested pHE55 DNA and treated with bean nuclease. The ligation mixture was transformed into E. coli S17-1. Selection was performed on LB medium containing tetracycline. Thus, tetracycline resistant transformants were obtained whose plasmid (pHEaa? A) contained the inactivated aa? A gene.
Príklad 6Example 6
Generovanie kmeňov Pseudomonas sp. HR199 v ktorých boli gény pre katabolizmus eugenolu špecificky inaktivované inzerciou Ω-elementu.Generation of strains of Pseudomonas sp. HR199 in which eugenol catabolism genes were specifically inactivated by Ω-element insertion.
Kmeň Pseudomonas sp. HR199 sa využil ako recipient v konjugačných experimentoch v ktorých ako donory boli použité kmene E. coli S17-1 prechovávajúce doleuvedené hybridné plazmidy z pSUP202. Transkonjuganty boli selektované na minerálnom médiu obsahujúcom glukonát a antibiotikum prislúchajúce k patričnému Ω elementu. Na základe rezistencie voči tetracyklínuPseudomonas sp. HR199 was used as a recipient in conjugation experiments in which E. coli S17-1 strains harboring the above hybrid plasmids from pSUP202 were used as donors. The transconjugants were selected on a mineral medium containing gluconate and an antibiotic belonging to the appropriate Ω element. Based on tetracycline resistance
31700 h • · · · · · · ··· • · · · · ··· · · • ··· · · ·· ··· · • t · · · · ·· ···· ·· ·· ·· ·· · kódovanej pSUP202 bolo možné rozlišovať „homogenotické“ (nahradenie intaktného génu génom inaktivovaným inzerciou Ω elementu pomocou dvojitého crossoveru) a „heterogenotické“ (integrácia hybridného plazmidu do genómu jednoduchým crossoverom) transkonjuganty.31700 h · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · The encoded pSUP202 was able to distinguish between "homogeneous" (replacement of the intact gene by a gene inactivated by pomocou element insertion by a double crossover) and "heterogenotic" (integration of a hybrid plasmid into the genome with a single crossover) transconjugants.
Mutanty Pseudomonas sp. HR199 fcsQKm a Pseudomonas sp. HR199 ΖόδΩΘηη sa získali konjugovaním Pseudomonas sp. HR199 buď s E. coli S17-1 (pSUPft^Km) alebo s E. coli S17-1 (pSUPft^Gm). Náhrada intaktného génu fcs génmi inaktivovanými s ΩΚγπ a OGm (/όδΩΚιτι alebo ft^Gm) bola potvrdená sekvenovaním DNA.Mutants of Pseudomonas sp. HR199 fcsQKm and Pseudomonas sp. HR199 ΖόδΩΘηη were obtained by conjugating Pseudomonas sp. HR199 with either E. Coli S17-1 (pSUPft? Gm) or with E. Coli S17-1 (pSUPft? Gm). Replacement of the intact fcs gene by genes inactivated with ΩΚγπ and OGm (/ όδΩΚιτι or ft ^Gm) was confirmed by DNA sequencing.
Mutanty Pseudomonas sp. HR199 echQKm a Pseudomonas sp. HR199 echQGm sa získali konjugovaním Pseudomonas sp. HR199 buď s E. coli S17-1 (pSUPecŕtoKm) alebo s E. coli 17-1 (pSUPechQGm). Náhrada intaktného génu ech génmi inaktivovanými s ΩΚγπ a ΩΟηη (ecriQKm alebo echQGm) bola potvrdená sekvenovaním DNA.Mutants of Pseudomonas sp. HR199 echQKm and Pseudomonas sp. HR199 echQGm were obtained by conjugating Pseudomonas sp. HR199 with either E. Coli S17-1 (pSUPecretKm) or E. coli 17-1 (pSUPechQGm). Replacement of the intact gene by ech genes inactivated with ΩΚγπ and ΩΟηη (ecriQKm or echQGm) was confirmed by DNA sequencing.
Mutanty Pseudomonas sp. HR199 vdhQKm a Pseudomonas sp. HR199 vdhQGm sa získali po konjugovaní Pseudomonas sp. HR199 buď s E. coli S171 (pSUPvd^Km) alebo s E. coli 17-1 (pSUPvcWGm). Náhrada intaktného génu vdh génmi inaktivovanými s ΩΚγπ a Ωθιη (vdhQKm alebo vdhQGm) bola potvrdená sekvenovaním DNA.Mutants of Pseudomonas sp. HR199 vdhQKm and Pseudomonas sp. HR199 vdhQGm were obtained after conjugation of Pseudomonas sp. HR199 with either E. coli S171 (pSUPvd ^ Km) or E. coli 17-1 (pSUPvcWGm). Replacement of the intact gene with vdh genes inactivated with ΩΚγπ and Ωθιη (vdhQKm or vdhQGm) was confirmed by DNA sequencing.
Mutanty Pseudomonas sp. HR199 aaíQKm a Pseudomonas sp. HR199 aaK^Gm sa získali konjugovaním Pseudomonas sp. HR199 buď s E. coli S17-1 (pSUPaaKIKm) alebo s E. coli 17-1 (pSUPaaK7Gm). Náhrada intaktného génu aat génmi inaktivovanými s ΩΚγπ (aaíQKm) a ΩΟγπ (aaKlGm) bola potvrdená sekvenovaním DNA.Mutants of Pseudomonas sp. HR199 and QKm and Pseudomonas sp. HR199 and αK G Gm were obtained by conjugating Pseudomonas sp. HR199 with either E. coli S17-1 (pSUPaaK7Gm) or E. coli 17-1 (pSUPaaK7Gm). Replacement of the intact gene with the aat genes inactivated with ΩΚγπ (aaíQKm) and ΩΟγπ (aaK1Gm) was confirmed by DNA sequencing.
Mutant Pseudomonas sp. HR199 ft^KmvďW2Gm sa získal konjugovaním Pseudomonas sp. HR199fcsQKm s E. coli S17-1Mutant Pseudomonas sp. HR199 ft ^ KmvW2Gm was obtained by conjugating Pseudomonas sp. HR199fcsQKm with E. coli S17-1
31700 h • · • · • · • ··· • · (pSUPvdhQGm). Náhrada intaktného génu vdh génom inaktivovaným s QGm (vddQGm) bola potvrdená sekvenovaním DNA.31700 h (pSUPvdhQGm). Replacement of the intact gene with the vdh gene inactivated with QGm (vddQGm) was confirmed by DNA sequencing.
Mutant Pseudomonas sp. HR199 vddQKmaa/QGm sa získal konjugovaním Pseudomonas sp. HR199vdôQKm s E. coli S17-1 (pSUPaaŕQGm). Náhrada intaktného génu aat génom inaktivovaným s QGm (aa/QGm) bola potvrdená sekvenovaním DNA.Mutant Pseudomonas sp. HR199 vddQKmaa / QGm was obtained by conjugating Pseudomonas sp. HR199 in QKm with E. coli S17-1 (pSUPαarQGm). Replacement of the intact gene with the aat gene inactivated with QGm (aa / QGm) was confirmed by DNA sequencing.
Mutant Pseudomonas sp. HR199 vddQKmecôQGm sa získal konjugovaním Pseudomonas sp. HR199vd/7QKm s E. coli S17-1 (pSUPecdQGm). Náhrada intaktného génu ech génom inaktivovaným s QGm (ecôQGm) bola potvrdená sekvenovaním DNA.Mutant Pseudomonas sp. HR199 was obtained by conjugating Pseudomonas sp. HR199vd / 7QKm with E. coli S17-1 (pSUPecdQGm). Replacement of the intact ech gene with QGm inactivated gene (ec6QGm) was confirmed by DNA sequencing.
Príklad 7Example 7
Generovanie mutantov kmeňa Pseudomonas sp. HR199 v ktorých boli gény pre katabolizmus eugenolu špecificky inaktivované vystrihnutím oblastí so základnými zložkami z týchto génov.Generation of Pseudomonas sp. HR199 in which eugenol catabolism genes have been specifically inactivated by excision of the constituent regions from these genes.
Kmene Pseudomonas sp. HR199 fcsQKm, Pseudomonas sp. HR199 ecdQKm, Pseudomonas sp. HR199 vddQKm, Pseudomonas sp. HR199 aafQKm, sa využili ako recipienti v konjugačných experimentoch v ktorých ako donory boli použité kmene E. coli S17-1 prechovávajúce doleuvedené hybridné plazmidy z pHE55. „Heterogenotické“ transkonjuganty boli selektované na minerálnom médiu obsahujúcom glukonát a antibiotikum prislúchajúce k patričnému Q elementu a tiež tetracyklín (rezistencia kódovaná s pHE55). Po nanesení na minerálnu pôdu obsahujúcu sacharózu sa získali transkonjuganty v ktorých bola DNA vektora odstránená druhou rekombináciou (druhý crossover). Nanesením na minerálnu pôdu bez antibiotika alebo obsahujúcu antibiotikum zodpovedajúce príslušnému Q elementu bolo možné identifikovať mutanty v ktorých bol gén inaktivovaný Q elementom nahradený delečne inaktivovaným génom (bez rezistencie voči antibiotiku).Pseudomonas sp. HR199 fcsQKm, Pseudomonas sp. HR199 ecdQKm, Pseudomonas sp. HR199 vddQKm, Pseudomonas sp. HR199 and QFKm, were used as recipients in conjugation experiments in which E. coli S17-1 strains harboring the above hybrid plasmids from pHE55 were used as donors. The "heterogeneous" transconjugants were selected on a mineral medium containing gluconate and an antibiotic belonging to the appropriate Q element as well as tetracycline (resistance encoded by pHE55). After loading onto sucrose containing mineral broth, transconjugants were obtained in which the vector DNA was removed by a second recombination (second crossover). By applying to an antibiotic-free mineral soil or containing an antibiotic corresponding to the respective Q element, it was possible to identify mutants in which the Q element inactivated gene was replaced by a deletion-inactivated gene (without antibiotic resistance).
31700 h • · · • ··· · • · · · · ··· · · ··31700 h · · · ··· · · · · · ···
Konjugáciou Pseudomonas sp. HR199 fcsQKm s E. coli S17-1 (pHEfcsA) sa získal mutant Pseudomonas sp. HR199 fcsA. Náhrada génu inaktivovaného s QKm (fcsQKm) delečne inaktivovaným génom (fcsA) bola potvrdená sekvenovaním DNA.Conjugation of Pseudomonas sp. HR199 fcsQKm with E. coli S17-1 (pHEfcsA), a mutant of Pseudomonas sp. HR199 fcsA. Replacement of the gene inactivated with QKm (fcsQKm) by the deletion inactivated gene (fcsA) was confirmed by DNA sequencing.
Konjugáciou Pseudomonas sp. HR199 echQKm s E. coli S17-1 (pHEecňA) sa získal mutant Pseudomonas sp. HR199 echk. Náhrada génu inaktivovaného s QKm (ec/?QKm) delečne inaktivovaným génom (echA) bola potvrdená sekvenovaním DNA.Conjugation of Pseudomonas sp. HR199 echQKm with E. coli S17-1 (pHEecnA), a mutant of Pseudomonas sp. HR199 echk. Replacement of the gene inactivated with QKm (ec / QQKm) by the deletion inactivated gene (echA) was confirmed by DNA sequencing.
Konjugáciou Pseudomonas sp. HR199 vdňQKm s E. coli S17-1 (pHEvdňA) sa získal mutant Pseudomonas sp. HR199 vdhh. Náhrada génu inaktivovaného s QKm (vdhQKm) delečne inaktivovaným génom (vdňA) bola potvrdená sekvenovaním DNA.Conjugation of Pseudomonas sp. HR199 in E. coli S17-1 (pHEvdA) gave a mutant of Pseudomonas sp. HR199 vdhh. Replacement of the gene inactivated with QKm (vdhQKm) by the deletion-inactivated gene (vddA) was confirmed by DNA sequencing.
Konjugáciou Pseudomonas sp. HR199 aaŕQKm s E. coli S17-1 (pHEaaŕA) sa získal mutant Pseudomonas sp. HR199 aaŕA. Náhrada génu inaktivovaného s QKm (aaŕQKm) delečne inaktivovaným génom (aaŕA) bola potvrdená sekvenovaním DNA.Conjugation of Pseudomonas sp. HR199 and QKm with E. coli S17-1 (pHEaaŕA), a mutant of Pseudomonas sp. HR199 aaàA. Replacement of the gene inactivated with QKm (aa? QKm) by the deletion inactivated gene (aa? A) was confirmed by DNA sequencing.
Príklad 8Example 8
Biotransformácia eugenolu na vanilín mutantom Pseudomonas sp. HR199 vdríQKm.Biotransformation of eugenol to vanillin by mutant Pseudomonas sp. HR199 vdríQKm.
Kmeň Pseudomonas sp. HR199 vd/jQKm bol propagovaný v 50 ml HRMM obsahujúceho 6mM eugenolu kým sa nedosiahla optická denzita približne OD600nm=0,6. Po 17 h bolo možné v supernatante kultivačnej zmesi stanoviť 2,9 mM vanilínu, 1,4 mM kyseliny feruiovej a 0,4 mM kyseliny vanilovej.Pseudomonas sp. HR199 d / µKm was propagated in 50 ml HRMM containing 6 mM eugenol until an optical density of approximately OD600nm = 0.6 was reached. After 17 h, 2.9 mM vanillin, 1.4 mM feruic acid and 0.4 mM vanillic acid could be determined in the culture supernatant.
31700 h • · · • B · • ·31700 h • B
B ··· • · • · B B B B ··B ··· • B B B B
B··· ·· ·· ·· ··B ··· ·· ·· ·· ··
Príklad 9Example 9
Biotransformácia eugenolu na kyselinu ferulovú mutantom Pseudomonas sp. HR199 vdhQGmaaťQKm.Biotransformation of eugenol to ferulic acid by mutant Pseudomonas sp. HR199 vdhQGmaaťQKm.
Kmeň Pseudomonas sp. HR199 vdňQGmaaíQKm bol propagovaný v 50 ml HR-MM obsahujúceho 6mM eugenolu kým sa nedosiahla optická denzita približne OD600nm=0,6. Po 18 h bolo v supernatante kultivačnej zmesi možné stanoviť 1,9 mM vanilínu, 2,4 mM kyseliny ferulovej a 0,6 mM kyseliny vanilovej.Pseudomonas sp. HR199 in GmA and QKm was propagated in 50 ml HR-MM containing 6 mM eugenol until an optical density of approximately OD600nm = 0.6 was reached. After 18 h it was possible to determine 1.9 mM vanillin, 2.4 mM ferulic acid and 0.6 mM vanillic acid in the culture supernatant.
Príklad 10Example 10
Biotransformácia eugenolu na koniferylalkohol mutantom Pseudomonas sp. HR199 vdftQGmaaťQKm.Biotransformation of eugenol to coniferyl alcohol by Pseudomonas sp. HR199 vdftQGmaaťQKm.
Kmeň Pseudomonas sp. HR199 vdňQGmaa/QKm bol propagovaný v 50 ml HR-MM obsahujúceho 6mM eugenolu kým sa nedosiahla optická denzita približne OD600nm=0,4. Po 15 h bolo možné stanoviť v supernatante kultivačnej zmesi 1,7 mM koniferylalkoholu, 1,4 mM vanilínu, 1,4 mM kyseliny ferulovej a 0,2 mM kyseliny vanilovej.Pseudomonas sp. HR199 in qGmaa / QKm was propagated in 50 ml HR-MM containing 6 mM eugenol until an optical density of approximately OD600nm = 0.4 was reached. After 15 h, it was possible to determine 1.7 mM coniferyl alcohol, 1.4 mM vanillin, 1.4 mM ferulic acid and 0.2 mM vanillic acid in the culture supernatant.
Príklad 11Example 11
Fermentačná produkcia prírodného vanilínu z eugenolu v 10 I fermentore mutantom Pseudomonas sp. HR199 vdbQKm.Fermentation production of natural vanillin from eugenol in a 10 L fermentor with Pseudomonas sp. HR199 vdbQKm.
Produkčný fermentor bol inokulovaný 100 ml 24 hodín starej kultúry propagovanej pri 32 °C na trepačkovom inkubátore (120 rpm) v médiu, ktoré bolo upravené na pH 7,0 a ktoré pozostávalo z 12,5 g glycerolu/1,10 g kvasničného extraktu/l a 0,37 g kyseliny octovej/l. Fermentor obsahoval 9,9 I média nasledovného zloženia: 1,5 g kvasničného extraktu/l, 1,6 g KH2PO4/I, 0,2 g NaCI/l, 0,2 g MgSO4/l. pH bolo nastavené na pH 7,0 roztokom hydroxidu sodného. Po sterilizácii boli do média pridané 4g eugenolu. Teplota bola 32 °C,The production fermenter was inoculated with 100 ml of a 24 hour old culture propagated at 32 ° C in a shaker incubator (120 rpm) in a medium adjusted to pH 7.0 consisting of 12.5 g glycerol (1.10 g yeast extract) and 0.37 g of acetic acid / l. The fermenter contained 9.9 L of the following composition: 1.5 g yeast extract / L, 1.6 g KH 2 PO 4 / L, 0.2 g NaCl / L, 0.2 g MgSO 4 / L. The pH was adjusted to pH 7.0 with sodium hydroxide solution. After sterilization, 4g of eugenol was added to the medium. The temperature was 32 ° C,
31700 h ·· • · · · • · * • ··· • · ···· ·· ·· • · · • · ··· • · ·· ·· ·· ·· ·· · aerácia 3 Nl/min a rýchlosť miešadla 600 ot./min. pH bolo udržiavané na pH 6,5 roztokom hydroxidu sodného.31700 h * 3 * aeration 3 Nl / min and stirrer speed 600 rpm. The pH was maintained at pH 6.5 with sodium hydroxide solution.
Po 4 hodinách od inokulácie bolo zahájené kontinuálne dávkovanie eugenolu tak, že keď bola fermentácia po 65 hodinách ukončená, celkový prídavok bol 255 g eugenolu. Počas fermentácie bolo tiež pridaných 40 g kvasničného extraktu. Na konci fermentácie bola koncentrácia eugenolu 0,2 g/1. Obsah vanilínu bol 2,6 g/1, tiež bola prítomná kyselina ferulová 3,4 g/1.After 4 hours of inoculation, continuous dosing of eugenol was initiated such that when fermentation was complete after 65 hours, the total addition was 255 g of eugenol. 40 g of yeast extract was also added during the fermentation. At the end of the fermentation, the eugenol concentration was 0.2 g / l. The vanillin content was 2.6 g / l, and ferulic acid 3.4 g / l was also present.
Vanilín získaný týmto spôsobom možno izolovať známymi fyzikálnymi metódami ako je chromatografia, destilácia a/alebo extrakcia a môže byť použitý na prípravu prírodných ochucovadiel.The vanillin obtained in this way can be isolated by known physical methods such as chromatography, distillation and / or extraction, and can be used to prepare natural flavorings.
Popis obrázkov na výkresochDescription of the drawings
OBR. 1a až 1 r:FIG. 1 to 1 years:
Génové štruktúry pre izolácie organizmov a mutantov calA*\ Časť inaktivovaného génu pre koniferylalkoholdehydrogenázu calB*: Časť inaktivovaného génu pre koniferylaldehyddehydrogenázu fcs*: Časť inaktivovaného génu pre feruloyl-CoA-syntetázu ech*: Časť inaktivovaného génu pre enoyl-CoA-hydratázu-aldolázu vdh*: Časť inaktivovaného génu pre vanilíndehydrogenázu aaf: Časť inaktivovaného génu pre beta-ketotiolázuGene structures for isolation of organisms and mutants of calA * \ Part of the inactivated coniferyl alcohol dehydrogenase gene calB *: Part of the inactivated coniferyl aldehyde dehydrogenase gene fcs *: Part of the inactivated gene for feruloyl-CoA-synthase-echo * co for inactivated gol *: *: Part of the inactivated vanillin dehydrogenase gene aaf: Part of the inactivated beta-ketothiolase gene
Zatiaľčo pre konštrukciu boli použité body pre hydrolýzu reštrikčnými enzýmami značené vo výsledných produktoch sú nefunkčné.While the restriction enzyme hydrolysis points labeled in the resulting products were used for construction, they were non-functional.
OBR. 2a: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu ca/ΑΩΚηΊFIG. 2a: Nucleotide sequence for the structure of the ca / ΑΩΚηΊ gene
OBR. 2b: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu ca/AQGmFIG. 2b: Nucleotide sequence for the structure of the ca / AQGm gene
OBR. 2c: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu ca/ΑΔFIG. 2c: Nucleotide sequence for the structure of the ca / ΑΔ gene
31700 h • · • · • · ·· · • ·· · ·· • · · · • · ··· · · • · ·· ··· · • · · · · ·31700 h · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
OBR. 1d: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu ca/8QKmFIG. 1d: Nucleotide sequence for the ca / 8QKm gene structure
OBR. 1e: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu ca/BOGmFIG. 1e: Nucleotide sequence for the structure of the ca / BOGm gene
OBR. 1f: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu ca/ΒΔFIG. 1f: Nucleotide sequence for the ca / štrukt gene structure
OBR. 1g: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu fcsOKmFIG. 1g: Nucleotide sequence for fcsOKm gene structure
OBR. 1h: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu fcsOGmFIG. 1h: Nucleotide sequence for fcsOGm gene structure
OBR. 1 i: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu fcsAFIG. 11 i: Nucleotide sequence for fcsA gene structure
OBR. 1j: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu ecftQKmFIG. 1j: Nucleotide sequence for ecftQKm gene structure
OBR. 2k: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu ecftQGmFIG. 2k: Nucleotide sequence for ecftQGm gene structure
OBR. 2I: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu ech&FIG. 2I: Nucleotide sequence for ech < > gene structure
OBR. 2m: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu vdríQKmFIG. 2m: Nucleotide sequence for gene structure
OBR. 2n: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu vďhOGmFIG. 2n: Nucleotide sequence for gene structure in hOGm
OBR. 2o: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu vdhbFIG. 2o: Nucleotide sequence for vdhb gene structure
OBR. 2p: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu aa/ΩΚπιFIG. 2p: Nucleotide sequence for aa / ΩΚπι gene structure
OBR. 2q: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu aaŕOGmFIG. 2q: Nucleotide sequence for aaOGOG gene structure
OBR. 2r: Sekvencia nukleotidov pre štruktúru génu aaŕAFIG. 2r: Nucleotide sequence for aa? A gene structure
31700 h • · • ·31700 h • · · ·
JJ • · · · · · • · · ··· · · φJJ · · · · · · · φ ·
···· · ·· ·· ······ · ·· ·· ··
Claims (16)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19850242A DE19850242A1 (en) | 1998-10-31 | 1998-10-31 | Construction of production strains for the production of substituted phenols by targeted inactivation of genes of eugenol and ferulic acid catabolism |
PCT/EP1999/007952 WO2000026355A2 (en) | 1998-10-31 | 1999-10-20 | Construction of production strains for producing substituted phenols by specifically inactivating genes of the eugenol and ferulic acid catabolism |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK5742001A3 true SK5742001A3 (en) | 2001-12-03 |
Family
ID=7886266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK574-2001A SK5742001A3 (en) | 1998-10-31 | 1999-10-20 | Construction of production strains for producing substituted phenols by specifically inactivating genes of the eugenol and ferulic acid catabolism |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1124947A2 (en) |
JP (1) | JP2003533166A (en) |
KR (1) | KR20020022045A (en) |
CN (1) | CN1325444A (en) |
AU (1) | AU761093B2 (en) |
BR (1) | BR9914930A (en) |
CA (1) | CA2348962A1 (en) |
DE (1) | DE19850242A1 (en) |
HK (1) | HK1041902A1 (en) |
HU (1) | HUP0104772A3 (en) |
IL (1) | IL142272A0 (en) |
PL (1) | PL348647A1 (en) |
SK (1) | SK5742001A3 (en) |
WO (1) | WO2000026355A2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100830691B1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-20 | 광주과학기술원 | Novel bacterium able to biotransform isoeugenol and eugenol to natural vanillin or vanillic acid |
WO2012172108A1 (en) | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Symrise Ag | Microorganisms and methods for producing substituted phenols |
JP6509215B2 (en) | 2013-07-22 | 2019-05-08 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | Genetic engineering of Pseudomonas putida KT 2440 for rapid and high yield production of vanillin from ferulic acid |
CN103805640B (en) * | 2014-01-26 | 2016-04-06 | 东华大学 | A kind of method utilizing bacterial oxidation pine uncle aldehyde to prepare forulic acid |
EP3000888B1 (en) * | 2014-09-29 | 2018-12-05 | Symrise AG | Process for converting ferulic acid into vanillin |
FR3041655B1 (en) * | 2015-09-29 | 2017-11-24 | Lesaffre & Cie | NEW BACTERIAL STRAINS FOR VANILLIN PRODUCTION |
CN111019995B (en) | 2019-12-31 | 2021-04-27 | 厦门欧米克生物科技有限公司 | Method for producing vanillin by fermentation with eugenol as substrate |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05227980A (en) * | 1992-02-21 | 1993-09-07 | Takasago Internatl Corp | Production of vanillin and its related compound by fermentation |
DE4227076A1 (en) * | 1992-08-17 | 1994-02-24 | Haarmann & Reimer Gmbh | Process for the preparation of substituted methoxyphenols and microorganisms suitable therefor |
GB9606187D0 (en) * | 1996-03-23 | 1996-05-29 | Inst Of Food Research | Production of vanillin |
DE19649655A1 (en) * | 1996-11-29 | 1998-06-04 | Haarmann & Reimer Gmbh | Synthetic enzymes for the production of coniferyl alcohol, coniferyl aldehyde, ferulic acid, vanillin and vanillic acid and their use |
-
1998
- 1998-10-31 DE DE19850242A patent/DE19850242A1/en not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-10-20 AU AU10413/00A patent/AU761093B2/en not_active Ceased
- 1999-10-20 PL PL99348647A patent/PL348647A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-10-20 CA CA002348962A patent/CA2348962A1/en not_active Abandoned
- 1999-10-20 BR BR9914930-3A patent/BR9914930A/en not_active IP Right Cessation
- 1999-10-20 EP EP99953892A patent/EP1124947A2/en not_active Withdrawn
- 1999-10-20 WO PCT/EP1999/007952 patent/WO2000026355A2/en not_active Application Discontinuation
- 1999-10-20 HU HU0104772A patent/HUP0104772A3/en unknown
- 1999-10-20 SK SK574-2001A patent/SK5742001A3/en unknown
- 1999-10-20 CN CN99812907A patent/CN1325444A/en active Pending
- 1999-10-20 KR KR1020017005493A patent/KR20020022045A/en not_active Application Discontinuation
- 1999-10-20 JP JP2000579727A patent/JP2003533166A/en active Pending
- 1999-10-20 IL IL14227299A patent/IL142272A0/en unknown
-
2002
- 2002-05-21 HK HK02103793.1A patent/HK1041902A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL348647A1 (en) | 2002-06-03 |
WO2000026355A3 (en) | 2000-11-09 |
AU1041300A (en) | 2000-05-22 |
BR9914930A (en) | 2001-07-10 |
HUP0104772A3 (en) | 2003-10-28 |
IL142272A0 (en) | 2002-03-10 |
KR20020022045A (en) | 2002-03-23 |
HK1041902A1 (en) | 2002-07-26 |
HUP0104772A2 (en) | 2002-03-28 |
CN1325444A (en) | 2001-12-05 |
AU761093B2 (en) | 2003-05-29 |
EP1124947A2 (en) | 2001-08-22 |
WO2000026355A2 (en) | 2000-05-11 |
JP2003533166A (en) | 2003-11-11 |
CA2348962A1 (en) | 2000-05-11 |
DE19850242A1 (en) | 2000-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4763017B2 (en) | Multiple promoters for gene expression and uses thereof | |
Bron et al. | Protein secretion and possible roles for multiple signal peptidases for precursor processing in bacilli | |
EP1094111B1 (en) | Coryneform Bacteria with a deletion of Phosphoenolpyruvate-carboxykinase and their use | |
US5470719A (en) | Modified OmpA signal sequence for enhanced secretion of polypeptides | |
DE19539952A1 (en) | Process for the preparation of O-acetylserine, L-cysteine and L-cysteine-related products | |
US11278610B2 (en) | Glycosylation method | |
RU2000117837A (en) | CORINEBACTERIA PRODUCING L-LYSINE AND METHOD FOR PRODUCING L-LYSINE | |
KR101739128B1 (en) | High level expression of recombinant crm197 | |
WO1988009819A2 (en) | C. glutamicum threonine biosynthetic pathway | |
SK5742001A3 (en) | Construction of production strains for producing substituted phenols by specifically inactivating genes of the eugenol and ferulic acid catabolism | |
AU753879B2 (en) | Industrial method for producing heterologous proteins in E.coli and strains useful for said method | |
JPH0838184A (en) | Kanamycin resistant gene derived from rhodococcus bacterium | |
US20240271084A1 (en) | Microorganism strain and method for antibiotic-free plasmid-based fermentation | |
CN116710471A (en) | Mutant host cells with reduced cell motility | |
EP3599282B1 (en) | Method for the fermentative production of l-lysine | |
US20040101837A1 (en) | Nucleotide sequences coding for proteins involved in the biosynthesis of L-serine, an improved method for the microbial production of L-serine and a genetically modified microorganism suitable therefor | |
CN113166787A (en) | Method for the fermentative production of L-lysine using L-lysine-secreting bacteria of the species Corynebacterium glutamicum having the gene whiB4 completely or partially deleted | |
CN111471631A (en) | Process for the fermentative production of L-lysine | |
JP2516777B2 (en) | Recombinant plasmid having gene of enzyme for asymmetric hydrolysis of carboxylic acid ester, microorganism transformed with the same, and method for producing optically active carboxylic acid by the microorganism | |
EP3594355A1 (en) | Method for the fermentative production of l-lysine | |
EP1555320B1 (en) | Expression system derived from the lipase regulation cascade of Pseudomonas alcaligenes | |
US20230407361A1 (en) | Inducible cell lysis system | |
MXPA01004338A (en) | Construction of production strains for producing substituted phenols by specifically inactivating genes of the eugenol and ferulic acid catabolism | |
RU2819270C1 (en) | Microorganism for producing l-amino acid, having high activity of cytochrome c, and method of producing l-amino acid using same microorganism | |
WO2000008170A1 (en) | Gene participating in the production of homo-glutamic acid and utilization thereof |