ES2263764T3 - D-carbamoilasa de arthrobacter crystallopoietes dsm 20117. - Google Patents

D-carbamoilasa de arthrobacter crystallopoietes dsm 20117.

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ES2263764T3
ES2263764T3 ES02700264T ES02700264T ES2263764T3 ES 2263764 T3 ES2263764 T3 ES 2263764T3 ES 02700264 T ES02700264 T ES 02700264T ES 02700264 T ES02700264 T ES 02700264T ES 2263764 T3 ES2263764 T3 ES 2263764T3
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Oliver May
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Christoph Syldatk
Josef Altenbuchner
Markus Werner
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Abstract

D-carbamoilasa de Arthrobacter crystallopoietes según SEQ ID NO: 1.

Description

D-carbamoilasa de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117.
La presente invención se refiere a D-carbamoilasa, a secuencias génicas que codifican esta enzima, y al uso de la misma. La invención se refiere además a plásmidos, vectores y microorganismos modificados con la D-carbamoilasa.
El uso de procesos enzimáticos en la síntesis de compuestos orgánicos es ventajoso precisamente a escala industrial, puesto que a menudo son superiores a los procesos químicos normales con respecto a las selectividades y rendimientos de los productos. Precisamente, los aminoácidos enantiómeramente concentrados son las dianas preferidas para uso de procesos enzimáticos, pero en la naturaleza estos procesos también son de importancia decisiva, por ejemplo, en la biosíntesis de proteínas y albúminas. Los aminoácidos enantiómeramente concentrados son además productos importantes con respecto a la síntesis de compuestos bioactivos o en la alimentación parenteral.
Las carbamoilasas son enzimas que son capaces de convertir estereoselectivamente los N-carbamoilaminoácidos en el L- o D-aminoácido, a la vez que se retiene el carbamoilaminoácido enantiómero (ecuación 1).
Ecuación 1
1
Los N-carbamoilaminoácidos racémicos se pueden obtener preferiblemente de forma bastante fácil a partir de hidantoinas mediante hidantoinasas, o mediante reacción de aminoácidos con KOCN, y por esta razón tales procedimientos se usan a escala industrial para la preparación de aminoácidos enantiómeramente concentrados (Drauz K, Kottenhahn M, Makryaleas K, Klenk H, Bernd M, Angew Chem, (1991). Chemoenzymatic synthesis of D-\omega-ureidoaminoacids, 103, 704-706; ecuación 2).
Ecuación 2
2
Las D-carbamoilasas ya se conocen en la bibliografía (Syldatk et al. en "Enzymatic Catalysis in Organic Synthesis", eds.: Drauz, Waldmann, VCH, 1ª y 2ª Ed.), pero mayoritariamente no funcionan de forma muy eficaz, o son inestables (Syldatk C, Müller R, Pietzsch M, Wagner F (1992). Biocatalytic production of amino acids & derivatives; eds.: Rozzell D, Wagner F, Hanser Publishers, Munich; 129-176; Louwrier A, Knowles CJ (1996). The purification and characterization of a novel D-specific carbamoylase enzyme from Agrobacterium sp. Enzyme Microb Technol. 19; 562-571; Nanba H, Ikenaka Y, Yamada Y, Yajima K, Takano M, Takahashi S (1998). Isolation of Agrobacterium sp. strain KNK712 that produces N-carbamyl-D-amino acid amidohydrolase, cloning of the gene for this enzime, and properties of the enzyme. Biosci. Biotechnol. Biochem. 62(5) 875-881; Kim DM, Kim GJ, Kim HS (1994). Biotechnol Lett. (16) 11-16); documento WO 94/00577 A; Grifantini et al. Efficient conversion of 5-substituted hydantoins to D-alpha-amino acids using recombinant Escherichia coli strains, Microbiology, vol. 144, no. 4, abril 1998, páginas 947-954; Ikenaka et al. Screening, characterization, and cloning of the gene for N-carbamyl-D-amino acid amidohidrolase from thermotolerant soil bacteria, Biosci. Biotechnol. Biochem., vol. 62, no. 5, mayo 1998, páginas 882-886; Möller et al. Stereo- and substrate-specificity of a D-hidantoinase and a D-N-carbamyl-amino acid amidohydrolase of Arthrobacter crystallopoietes AM2, Enzyme and Microbial Technology, vol. 10, no. 10, 1988, páginas 618-625), y por esta razón aún existe la necesidad de carbamoilasas mejoradas adicionales.
El objeto de la presente invención fue, en consecuencia, proporcionar carbamoilasas adicionales que están mejoradas, cuando sea apropiado, con respecto a la técnica anterior.
El objeto se logró según las reivindicaciones. La reivindicación 1 protege a la nueva D-carbamoilasa de A-crystallopoietes DSM 20117. La reivindicación 2 se refiere a las secuencias génicas que codifican la D-carbamoilasa según la invención; la reivindicación 3 se refiere a plásmidos y vectores modificados con estas secuencias génicas, mientras que la reivindicación 4 se refiere a un microorganismo ventajoso modificado según la invención; y las reivindicaciones 5 y 6 protegen usos ventajosos de las D-carbamoilasas según la invención.
Al proporcionar la D-carbamoilasa de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117 (sec. 2), se obtiene la posibilidad de emplear a ésta ventajosamente en un procedimiento para la preparación de aminoácidos. Tales procedimientos son conocidos en principio por el experto (documentos WO0058449, WO0008374, DE100050123.0 o DE10050124.9, y la bibliografía citada allí). La enzima se puede usar, para el procedimiento descrito, como la enzima nativa, o ventajosamente en forma del compuesto preparado mediante un proceso recombinante. La preparación de las enzimas recombinantes según la invención se lleva a cabo mediante procesos de ingeniería genética conocidos por el experto (Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T (1989). Molecular Cloning. Cold Spring Harbor Laboratory Press; Vectors: A Survey of Molecular Cloning Vectors and Their Uses. R.L. Rodríguez & D.T. Denhardt, eds.: 205-225). Con respecto a los procedimientos generales (PCR y PCR de fusión, PCR inversa, clonación, expresión, etc.), se hace referencia a la siguiente bibliografía y a la citada allí (Riley J, Butler R, Finniear R, Jenner D, Powell S, Anand R, Smith JC, Markham AF (1990). A novel, rapid method for the isolation of terminal sequences from yeast artificial chromosome (YAC) clones. Nucl. Acids Res. 18, 8186; Triglia T, Peterson MG, Kemp DJ (1988). A procedure for in vitro amplification of DNA segments that lie outside the boundaries of known sequences. Nucleic Acids Res. 16, 8186; Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T (1989). Molecular Cloning. Cold Spring Harbor Laboratory Press; Vectors: A Survey of Molecular Cloning Vectors and Their Uses. R.L. Rodríguez & D.T. Denhardt, II).
En otra realización, la invención se refiere a secuencias génicas que codifican la D-carbamoilasa según la invención (por ejemplo, sec. 1). Las secuencias génicas que codifican secuencias de aminoácidos incluyen todas las secuencias que parecen posibles según la degeneración del código genético.
Un siguiente aspecto de la invención se refiere a plásmidos o vectores que contienen las secuencias génicas según la invención.
Plásmidos o vectores posibles son, en principio, todas las realizaciones disponibles para el experto para este fin. Tales plásmidos y vectores se pueden encontrar en Studier et al., Methods Enzymol. 1990, 185, 61-69, o en los folletos de Novagen, Promega, New England Biolabs, Clontech o Gibco BRL. Otros plásmidos y vectores preferidos se pueden encontrar en: DNA cloning: a practical approach. volumen I-III, editado por D. M. Glover, IRL Press Ltd., Oxford, Washington DC, 1985, 1987; Denhardt, D. T. y Colasanti, J.: A surey of vectors for regulating expression of cloned DNA in E. coli. En: Rodríguez, R.L y Denhardt, D.T. (eds.), Vectors, Butterworth, Stoneham, MA, 1987, p. 179-204; Gene expression technology. En: Goeddel, D. V. (eds.), Methods in Enzymology, volumen 185, Academic Press, Inc., San Diego, 1990, Sambrook, J., Fritsch, E.F. y Maniatis, T. 1989. Molecular cloning: a laboratory manual, 2ª ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.
Los plásmidos con los que el constructo génico que contiene la secuencia génica según la invención se puede clonar de una manera muy preferida en el organismo hospedante son: pKK-177-3H (Roche Biochemicals), pBTac (Roche Biochemicals), pKK-233 (Stratagene) o pET (Novagen). Con la excepción de la serie TOPO, que tiene una resistencia a canamicina integrada, todos los otros plásmidos deben contener una \beta-lactamasa para resistencia a ampicilina. Los plásmidos muy preferidos son los siguientes:
\newpage
Nombre Propiedades Cebador implicado
pJW2 (fig. 1) pCRTOPOBluntII con IPCR1 +/-
amplicón de IPCR 1
pRW (fig. 2) pCRTOPOBluntII con IPCR5+/5-
amplicón de IPCR 2
La invención se refiere igualmente a microorganismos que contienen las secuencias génicas según la invención.
El microorganismo en el que se clona la secuencia génica se usa para incrementar y obtener una cantidad suficiente de la enzima recombinante. Los procedimientos para esto son bien conocidos por el experto (Sambrook et al. 1989, Molecular cloning: A Laboratory Manual, 2ª Edición, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Balbas P. & Bolivar F. 1990, Design and construction of expression plasmid vectors in E. coli, Methods Enzymology 185, 14-37). Los microorganismos que se pueden usar son, en principio, todos los organismos posibles para el experto, para este fin. Para este fin, se usan preferiblemente cepas de E. coli. Las siguientes son preferidas de forma muy particular: E. coli NM 522, JM109, JM105, RR1, DH5\alpha, TOP 10 o HB101. Más abajo se mencionan plásmidos con los que el constructo génico que contiene la secuencia génica según la invención se clona preferiblemente en el organismo hospedante.
Otros aspectos de la invención se refieren a los usos de la D-carbamoilasa según la invención. En principio, estos se pueden emplear en todos los procesos posibles para el experto, por ejemplo para la preparación de aminoácidos enantiómeramente concentrados, que se pueden emplear preferiblemente en alimentación parenteral o en nutrición animal. Sin embargo, los aminoácidos ópticamente concentrados, preparados de esta manera, se usan preferiblemente además para la síntesis de compuestos bioactivos. Los procedimientos para la preparación de aminoácidos enantiómeramente concentrados son, entre otros, aquellos procedimientos que se mencionan en los documentos WO0058449, WO0008374, DE100050123.0 o DE10050124.9 y en la bibliografía citada en ellos. Estos se pueden llevar a cabo de forma completamente análoga con la D-carbamoilasa de la presente invención.
Los procedimientos recién mencionados para la preparación de aminoácidos se llevan a cabo preferiblemente partiendo de hidantoinas en el sistema hidantoinasa/D-carbamoilasa, opcionalmente en presencia de una hidantoína racemasa o de una enzima que es capaz de racemización de carbamoilaminoácidos (documentos WO0058449, WO0008374). El procedimiento según la invención se lleva a cabo de forma particularmente preferible en un reactor de membrana de enzima (documento DE 19910691.6).
La carbamoilasa según la invención se puede usar, en un uso adicional, para la preparación de enzimas modificadas mediante ingeniería genética. Tales procedimientos son, en principio, conocidos por el experto (Eigen M. y Gardinger W. (1984) Evolutionary molecular engineering based on RNA replication. Pure & Appl. Chem. 56(8), 967-978; Chen & Arnold (1991) Enzyme engineering for nonaqueous solvents: random mutagenesis to enhance activity of subtilisin E in polar organic media. Bio/Technology 9, 1073-1077; Horwitz, M y L. Loeb (1986) "Promoters Selected From Random DNA-Sequences" Proceedings Of The National Academy Of Sciences Of The United States Of America 83(19): 7405-7409; Dube, D. y L. Loeb (1989) "Mutants Generated By The Insertion Of Random Oligonucleotides Into The Active-Site Of The Beta-Lactamase Gene" Biochemistry 28(14): 5703-5707; Stemmer PC (1994). Rapid evolution of a protein in vitro by DNA Shuffling. Nature. 370; 389-391 y Stemmer PC (1994) DNA shuffling by random fragmentation and reassembly: In vitro recombination for molecular evolution. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 91; 10747-10751).
Se investigó la cepa Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117 con respecto a la conversión de derivados de hidantoina, en la tesis doctoral de A. Marín (Stuttgart, 1997). Fue posible purificar homogéneamente, a partir de ella, D-hidantoinasa, y determinar los primeros 30 aminoácidos del término N.
Sin embargo, una purificación cromatográfica de una D-carbamoilasa fracasó puesto que es una enzima evidente y extremadamente inestable. Sin embargo, la clonación de la D-carbamoilasa según la invención fue posible vía la ruta indirecta de clonación de D-hidantoinasa. Mediante el uso de PCR degenerada y de PCR inversa, lo que confirmó la existencia de un racimo génico hyu, se descodificaron las secuencias génicas del gen estructural de D-carbamoilasa a partir de DSM 20117. Entonces, se hizo posible la producción recombinante de la D-carbamoilasa en Escherichia coli, y el producto génico se caracterizó con respecto a su función como una nueva D-carbamoilasa.
La enzima mencionada, opcionalmente en combinación con otras enzimas (por ejemplo, hidantoinasa/racemasa, véanse los documentos WO0058449, WO0008374), se puede usar en forma libre como compuestos homogéneamente purificados, o como una enzima preparada mediante un proceso recombinante. Además, también se puede emplear como un constituyente de un organismo intacto (huésped), o en combinación con la masa de células rotas de los organismos hospedantes particulares, la cual se ha purificado en cualquier grado deseado. También es posible el uso de las enzimas en forma inmovilizada (Bhavender P. Sharma, Lorraine F. Bailey y Ralph A. Messing, "Immobilisierte Biomaterialiern - Techniken und Anwendungen [Immobilized Biomaterials - Techniques and Uses]", Angew. Chem. 1982, 94, 836-852). La inmovilización se lleva a cabo ventajosamente mediante liofilización (Dordick et al., J. Am. Chem. Soc. 194, 116, 5009-5010; Okahata et al. Tetrahedron Lett. 1997, 38, 1971-1974; Adlercreutz et al. Biocatalysis 1992, 6, 291-305). Se prefiere de forma muy particular la liofilización en presencia de sustancias tensioactivas, tales como Aerosol OT, o polivinilpirrolidona, o polietilenglicol (PEG), o Brij 52 (éter monocetílico de dietilenglicol) (Goto et al., Biotechnol. Techniques 1997, 11, 375-378). También es concebible el uso como CLEC (Vaghjiani et al., Biocat. Biotransform. 2000, 18, 157 y sig.).
Como muestran los resultados de las conversiones de N-carbamoilaminoácidos con D-carbamoilasa, se puede convertir con éxito un número de diversos sustratos. La actividad de la enzima según la invención, con respecto a la alanina, es de importancia aquí. La D-carbamoilasa de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117 es idéntica a un máximo de 53% a las D-carbamoilasas descritas hasta ahora.
La producción de la D-carbamoilasa de la invención comienza aquí a partir de ADN cromosómico de un organismo que es capaz de convertir hidantoinas 5'-sustituidas en D-aminoácidos. Éste se rompe en fragmentos mediante técnicas conocidas por el experto (la digestión con enzima de restricción se lleva a cabo aquí, por ejemplo, según las instrucciones del fabricante del kit de restricción [Roche diagnostics]). Los fragmentos de ADN se clonan entonces en plásmidos adecuados, de forma análoga a medidas conocidas (Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T (1989). Molecular Cloning. Cold Spring Harbor Laboratory Press). Los plásmidos mencionados anteriormente se pueden considerar como adecuados. La hibridación del ADN plasmídico con el ADN de una enzima adecuada se logra, a su vez, mediante técnicas de hibridación conocidas por el experto (Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T (1989). Molecular Cloning. Cold Spring Harbor Laboratory Press), siendo posible que la hibridación exitosa tenga lugar, por ejemplo, por medio de amplificación de ADN (PCR), marcado (fluorescencia, radioactividad) de los oligonucleótidos, o por medio de librerías de expresión y detección de la actividad. Partiendo de una señal de hibridación, se identifican y se analizan las regiones adyacentes con respecto a la presencia de una D-hidantoinasa o D-carbamoilasa, por ejemplo, vía una IPCR (Genetic applications of an inverse polymerase chain reaction, Ochman H, Gerber A.S., Hartl D.L. GENETICS (1988 Nov), 120(3), 621-3; The polymerase chain reaction, Arnheim, Norman, Genet. Eng. (N. Y.) (1990), 12 115-37) del gen hibridado conocido, vía secuenciación convencional de ADN y comparación de secuencias o detección de la actividad. Esto también se lleva a cabo mediante métodos con los que está familiarizado el experto, es decir, vía la secuenciación de ADN y análisis de la secuencia de ADN mediante programas apropiados, tales como por ejemplo el programa GCG (véase también Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Joseph Sambrook y David W. Russell, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2000).
En el contexto de la invención, los compuestos ópticamente concentrados (enantiómeramente concentrados, concentrados en enantiómero) significa la presencia de una antípoda óptica como una mezcla con la otra en >50% en moles.
Hidantoinas significa los compuestos que derivan de 2,4-dioxo-imidazolidinas, y que están sustituidos en la posición 5 con un radical que puede derivar del radical \alpha de un aminoácido.
Radical \alpha de un aminoácido significa el radical en el átomo \alpha-C de un \alpha-aminoácido. Éste puede derivar de un aminoácido natural, como se describe en Beyer-Walter, Lehrbuch der organischen Chemie [Textbook of Organic Chemistry], S. Hirzel Verlag Stuttgart, 22ª edición, 1991, p. 822 y sig. Además, sin embargo, también se entiende que significa los radicales en \alpha correspondientes de los \alpha-aminoácidos no naturales, como se describen, por ejemplo, en el documento DE19903268.8.
El organismo Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117 está depositado en Deutsche Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen [Colección Alemana de Microorganismos y Cultivos Celulares], con el número correspondiente, y es accesible al público.
Cuando se menciona la enzima según la invención, esto significa tanto la enzima nativa homogéneamente purificada como la enzima correspondiente preparada mediante un proceso recombinante. Esto también incluye todas las enzimas adicionales con la misma secuencia peptídica y la misma actividad con respecto a las secuencias que influyen en la reacción, pero que se han modificado, por ejemplo enzimas modificadas con un marcador His, o enzimas modificadas con un codón de partida, etc.
I. Obtención de biomasa de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117
Como el material de partida para los ensayos de la actividad de célula completa, para el aislamiento del ADN cromosómico y para el aislamiento enzimático de D-hidantoinasa, primero se debe proporcionar, en una cantidad suficiente, una masa celular fisiológicamente uniforme de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117. Según el trabajo de Brans (tesis doctoral, TU Braunschweig, 1991), se usó para esto un medio semisintético con D,L-lactato como fuente de carbono, extracto de levadura como un constituyente adicional, e hidantoína como un inductor para el cultivo en un biorreactor de 50 litros.
TABLA 1 Los datos se basan en disolución de nutriente de 1 l
Medio de lactato de sodio Ácido cítrico 0,75 g
pH 7,2 (V = 1 litro)
(Brans, 1991) Extracto de levadura 1,0 g
FeSO_{4} * 7 H_{2}O 0,01 g
MgSO_{4} * 7 H_{2}O 0,5 g
CaSO_{4} * 2 H_{2}O 0,22 g
MnSO_{4} * H_{2}O 0,055 g
ZnSO_{4} * 7 H_{2}O 0,005 g
(NH_{4})_{2}SO_{4} 6,0 g
D,L-Metionina 0,05 g
Hidantoína 1,0 g
50% D,L-Lactato 40 ml
1 M KH_{2}PO_{4} 23 ml
Se incubó toda la noche un primer precultivo (V = 20 ml), a 30ºC y 110 rpm. Después, todo el precultivo se usó para la inoculación del segundo precultivo (V = 2 l). Después de la incubación durante dos días, se usaron 1,5 l del segundo precultivo como el inóculo para la fermentación (V = 20 l). Puesto que la hidantoína inductora se consume durante el crecimiento, ésta se introdujo de forma medida, continuamente, con una bomba de suministro, de forma que la concentración de hidantoína en el medio fue constante, 0,2 g/l. Después de cosechar las células, se dividieron 205 g de BFM en partes alícuotas, y se almacenaron a -20ºC.
II. Purificación de la D-hidantoinasa de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117
El protocolo de purificación de la D-hidantoinasa de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117 está orientado, con algunas modificaciones, a la purificación proteínica de D-hidantoinasa descrita por Marín (tesis doctoral, Uni Stuttgart, 1997). Si es posible, las etapas de purificación se llevaron a cabo a 4ºC, y la determinación de la actividad de la hidantoinasa de las fracción se llevó a cabo inicialmente en el ensayo rápido con detección fotométrica mediante el método de Ehrlich. Después, se incubaron partes alícuotas de las muestras positivas con el sustrato patrón D,L-bencilhidantoina, y se determinó la actividad exacta por medio de HPLC.
La biomasa obtenida del cultivo (véase I) de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117 se sometió en primer lugar, como una suspensión celular del 30%, a ruptura mediante perlas de vidrio en un molino de bolas agitado. Después de registrar la cinética de la ruptura, se lograron concentraciones proteínicas de hasta 16,5 g/l tras un tiempo de ruptura de 20 minutos. El desecho celular y los constituyentes insolubles se separaron entonces mediante centrifugación, y el sobrenadante claro se empleó para la siguiente precipitación con sulfato de protamina. La viscosidad de la disolución se pudo reducir con esto antes de que se llevase a cabo una cromatografía en columna con DEAE Streamline.
Las proteínas unidas a la columna se eluyeron por medio de un gradiente de cloruro de sodio. Se añadió un volumen igual de (NH_{4})_{2}SO_{4} 2 M a las fracciones de Streamline reunidas, activas, a fin de separarlas subsiguientemente además por medio de una cromatografía de interacción hidrófoba (HIC). Después, las fracciones con la mayor actividad de hidantoinasa se combinaron y se separaron de otras proteínas vía una cromatografía de intercambio aniónico en una columna MonoQ.
En la tabla 2 se resumen los datos de la purificación de la hidantoinasa; la SDS-PAGE de la D-hidantoinasa purificada dio un peso molecular de 50 +/- 5 kDa para esta enzima [10% de SDS-PAGE de la D-hidantoinasa purificada después de la concentración de las fracciones MonoQ, marcador de peso molecular ProSieve y L-hidantoinasa de A. aurescens DSM 3745 como patrón interno de 49,7 kDa (May, disertación de la Uni Stuttgart, 1998)].
TABLA 2 Datos de purificación para la D-hidantoinasa
Purificación Vol. Prot. Activ. espec. Factor de Rendimiento
[ml] [g/l] [U/mg] purificación [%]
Ruptura celular 32 16 1,5 - 100
Precipitación con 29 17 1,4 0,9 89
sulfato de protamina
Fracciones de 61 3,8 1,9 1,3 57
Streamline combinadas
Precip. con sulfato de 120 1,5 3,7 2,4 85
amonio del sobrenadante
Fracciones de HIC 30 0,8 13,3 8,8 41
combinadas
Fracciones MonoQ 19 0,4 30,1 19,8 29
combinadas
III. Digestión tríptica de la D-hidantoinasa
Las secuenciaciones N-terminales dieron resultados de secuencias fiables sólo para los primeros 30 aminoácidos. La secuencia dada en el trabajo de Marín, sin embargo, no permitió que se derivaran cebadores. Por lo tanto, la proteína se tuvo que dividir en varios péptidos mediante digestión con proteasa, para determinar la información adicional de la secuencia. Para la fragmentación enzimática, se usó, con tripsina, una endopeptidasa que se escinde específicamente tras los aminoácidos lisina y arginina. Sin embargo, es de esperar una actividad reducida si le sigue un aminoácido ácido, e incluso es de esperar una ausencia de hidrólisis si le sigue un radical de prolina. Con una aparición media de lisina y arginina en las proteínas de 5,7% y 5,4% respectivamente, es de esperar una longitud media del péptido de alrededor de 9 aminoácidos, con la digestión completa. La mezcla peptídica se separó entonces mediante HPLC cuantitativa.
Para digerir la hidantoinasa de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117 con tripsina, ésta se purificó hasta las fracciones MonoQ como se describe, y después se concentraron con un filtro Amicon (corte 30 kDa) y se separó mediante SDS-PAGE. Para asegurarse de que la proteína también era D-hidantoinasa, se transfirió una porción del gel a una membrana vía una transferencia western y se cortó, y se determinaron los ocho primeros aminoácidos N-terminales. Con la excepción de la posición 2, todos los aminoácidos determinados coincidieron con el N-término determinado por Marín (disertación, University of Stuttgart, 1997), de forma que se pudo suponer que la proteína aislada aquí fue la misma enzima que ya había sido descrita y caracterizada por Marín.
La banda de hidantoinasa se cortó entonces directamente del gel de poliacrilamida de las fracciones MonoQ separadas, y se sometió a digestión con tripsina in situ según las instrucciones del fabricante (Sigma, Steinheim). Los péptidos se extrajeron del gel con acetonitrilo, y se separaron entre sí mediante HPLC preparativa.
Las fracciones se secaron en un Speed-vac, y después se secuenciaron N-terminalmente vía degradación de Edman.
Globalmente, además del N-término, se pudieron secuenciar sin ambigüedad nueve péptidos. Uno de los fragmentos peptídicos tuvo el motivo de consenso GXXDXHXH de amidasas cíclicas, que participa en la unión de un átomo de cinc en el centro activo (Abendroth et al., Acta Cryst. 2000, D56, 1166-1169). Las secuencias peptídicas que no terminan con una lisina (K) o arginina (R) interrumpieron la secuenciación prematuramente debido a problemas técnicos o a una falta de calidad o cantidad de las muestras.
IV. Clonación de la agrupación del gen hyu 1. Aislamiento de ADN cromosómico a partir de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117
La biomasa húmeda, obtenida mediante cultivo de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117 sobre medio de lactado (véase I), también se usó para el aislamiento de ADN cromosómico. Después de la lisis celular y de la purificación mediante centrifugación en gradiente de densidad de cloruro de cesio, se pudo aislar ADN genómico altamente puro. La calidad se evaluó registrando un espectro de absorción, a fin de ser capaces de este modo de descartar la contaminación con fenol. La concentración de ADN determinada fotométricamente fue 60 \mug ADN/ml.
El ADNc se empleó para una digestión con enzimas de restricción, y se usó como la matriz para las PCR.
2. PCR con cebadores degenerados
Además del N-término de la D-hidantoinasa, se pudo obtener información de secuencia adicional secuenciando péptidos que se originan a partir de la digestión tríptica (véase III). Los péptidos se emparejaron con el programa ClustalX con la secuencia proteínica conocida de Agrobacterium sp. IP I-671 (Thompson et al., 1997, The ClustalX windows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools. Nucleic Acids Research. 24, 4876-4882).
Para derivar cebadores degenerados a partir de las secuencias peptídicas conocidas, se tuvieron que elegir secciones de secuencias de dos péptidos que tienen un grado bajo de degeneración en la composición de los aminoácidos. Para ello, se escogieron los péptidos 61.61 y 73.31. El cebador 61.61a se empareja con la hebra más, y el cebador 73.31b se empareja con la hebra menos del ADN.
TABLA 3 Construcción de los cebadores degenerados
Péptido Secuencia de ADN derivada Nombre del Sec.
cebador
SLVMYETGVAEGK 5'-GT(AGCT)ATGTA(CT)GA(AG)AC(AGC)GG-3' 61.61a 10
(61.61 SEQ. 12)
QNMDYTLFEGK 5'-GT(AG)TA(AG)TCCAT(AG)TT(CT)TC-3' 73.31b 11
(73.31 SEQ. 13)
Para reducir adicionalmente el grado de degeneración del cebador 61.61a, se tomó en cuenta la distribución de secuencias del codón a partir de Arthrobacter sp. en base al banco de datos CUTG (Nakamura et al., Nucl. Acids Res. 1999, 27, 292). El triplete de bases "GTA", en la posición 3 de este oligonucleótido, se pudo ignorar en la construcción del cebador como resultado, debido a la baja probabilidad de este codón de 10,4% para el aminoácido valina.
Para estimar la longitud del amplicón de PCR, se llevó a cabo un alineamiento de los dos cebadores con la D-hidantoinasa de Agrobacterium sp. IP I-671. En el alineamiento, la distancia entre los dos oligos es de 69 aminoácidos, de forma que una PCR con los cebadores degenerados 61.61a y 73.31b debería de conducir a un producto de PCR de aprox. 207 pb de longitud.
La PCR se ajustó en el perfil de temperatura según el lote estándar, a una temperatura de hibridación de 42ºC, y se optimizó a una concentración de 2 mM con respecto al contenido de magnesio. El lote de PCR se separó entonces en un gel de agarosa al 3%, y se determinó el tamaño de las bandas con un programa de ordenador de análisis de imágenes Imagemaster (marcador de peso molecular D-15 de Novex). La banda que tuvo un tamaño calculado de 218 pb se eluyó del gel y se ligó en el vector pCR TOPO BluntII (fig. 3). El plásmido obtenido se denominó pJW1 (fig. 4). La secuenciación subsiguiente del vector mostró homologías con dihidropirimidinasas ya conocidas, de forma que la primera sección de ADN estaba así presente en forma clonada en el gen estructural de D-hidantoinasa.
3. Secuenciación de la agrupación del gen hyu vía una PCR inversa
Para obtener una información adicional de secuencia a partir de las regiones de ADN flanqueantes, se empleó la técnica de la PCR inversa (IPCR).
Para la digestión del ADN genómico procedente de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117, se usaron las enzimas de restricción BamHI, EcoRI, SacI, PstI, BglII, HindIII, SalI, MunI, y MluI. Los productos digeridos se separaron sobre un gel de agarosa al 1%, y se fijaron sobre una membrana de nailon por medio de una transferencia southern.
Para preparar una sonda adecuada, el plásmido pJW1 linealizado con MunI (fig. 4) se marcó radioactivamente con ^{32}P-\alpha-ATP, vía una traducción de mella (Nick Translation Kit de Roche Diagnostics), y se empleó para la hibridación con la transferencia (marcador de peso molecular MWM VII).
En base al tamaño de las señales de hibridación obtenidas de la transferencia southern, el producto de la digestión con PstI genómico (aprox. 2000 pb) se usó como la matriz en la siguiente IPCR. Para esto, el producto de la digestión se separó en un gel de agarosa, se eluyó del gel en el intervalo entre 1500 y 2800 pb (marcador de peso molecular MWM VII), y después se ligó y se linealizó con MunI. A partir de la secuencia conocida del gen de hidantoinasa, se pudieron derivar los cebadores IPCR1+ (sec. 3) e IPCR1- (sec. 4) para la IPCR. La temperatura de hibridación de 60ºC se derivó de las temperaturas de fusión de los oligos.
Se pudo generar una única banda como el amplicón, que entonces se eluyó y se clonó en el sistema TOPO (fig. 3). El plásmido formado se denominó pJW2 (fig. 1). La agrupación del gen hyu reconstruida después de las secuenciaciones de pJW2 contiene el marco de lectura abierta de hyuH de D-hidantoinasa, y una porción del marco de lectura abierta de hyuC_{D} de D-carbamoilasa.
En la siguiente etapa, se debería de clonar el marco de lectura completo de la D-carbamoilasa, igualmente vía la técnica de la IPCR. Para ello, se podían encontrar, a partir de la sección de secuencia conocida de D-carbamoilasa, enzimas de restricción que satisfacen los requisitos de la IPCR y que deben de romper tan lejos como sea posible en el extremo 5' del gen de D-carbamoilasa. Finalmente, se llevó a cabo una digestión genómica con las enzimas de restricción SacI, NaeI, SfuI, NarI y SphI y, tras la separación en gel de agarosa, se llevó a cabo una transferencia sobre una membrana de nailon.
El pequeño fragmento de una digestión doble de pJW1 con NarI/BamHI fue adecuado como una sonda (fig. 4). Se llevó a cabo la separación en un gel, la elución y el marcado radioactivo subsiguiente por medio de una traducción de mella (Nick Translation Kit de Roche Diagnostics), y el producto se empleó para la hibridación.
En base a las señales de hibridación, el producto de la digestión con NarI religado (1,4 kb) se escogió como el molde de ADN para la segunda IPCR. Como cebadores, se emplearon los oligos IPCR5+ (sec. 5) e IPCR5- (sec. 6), a una temperatura de hibridación de 57ºC.
La banda se clonó en el vector TOPO (fig. 3), y el plásmido TOPO formado se denominó pRW (fig. 2). Después de secuenciar el inserto, la agrupación del gen hyu se pudo reconstruir en un grado tal que el marco de lectura de la D-carbamoilasa estaba presente al completo.
V. Expresión de la D-carbamoilasa
Después de que se concluyó la secuenciación de la agrupación del gen hyu, tuvo lugar una investigación de la secuencia de ADN para determinar marcos de lectura potenciales. Además del codón de partida atg, también es posible aquí un codón de partida ttg no habitual, para el comienzo de la traducción de la D-carbamoilasa, conduciendo este codón a un alargamiento del N-término en cinco aminoácidos. Puesto que, a pesar de los indicios, no se pudo encontrar una prueba clara de la presencia de un codón de partida ttg raro, se clonaron tanto la ttg- como la atg-D-carbamoilasa, y se estudiaron con respecto a su expresión y actividad en Escherichia coli.
Para ello, las D-carbamoilasas se amplificaron a partir del ADN genómico de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117 por medio de la PCR. Aquí se emplearon diferentes pares de cebadores, de forma que fue posible clonar tres D-carbamoilasas diferentes: una D-carbamoilasa con el codón de partida atg sin el marcador His, y dos D-carbamoilasas con el codón de partida ttg. Una de estas con la otra sin el marcador de His. En la construcción del cebador, el triplete de bases ttg de la secuencia de Arthrobacter se sustituyó en Escherichia coli por un codón atg (tabla 4).
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 4 Propiedades de los diversos clones de la D-carbamoilasa
Nombre del cebador pMW1 (fig. 5) pMW2 (fig.6) pMW3 (véase fig.5)
Codón de partida en ttg ttg atg
Arthrobacter
Par de cebador K_DCn2/c2 K_DCn2/c3 K_DCn1/c2
Sitio de restricción NdeI NdeI NdeI
N-terminal
Sitio de restricción BamHI BamHI BamHI
C-terminal
Marcador His_{6} sí no No
\vskip1.000000\baselineskip
Los amplicones se clonaron en el vector pCR TOPO BluntII (fig. 3), y el plásmido formado se sometió a una doble digestión con las enzimas de restricción NdeI y BamHI. Se usó el vector de expresión de ramnosa pJOE4036 (fig. 7) para subclonar el fragmento formado de 947 pb de tamaño. Los plásmidos se transformaron en Escherichia coli JM109, y las células se indujeron con 0,2 g/l de ramnosa al comienzo de la fase exponencial.
No se detecta ninguna banda creciente de proteína al nivel de D-carbamoilasa (34 kDa) con el codón de partida atg alternativo, mientras que se registra un incremento claro en la D-carbamoilasa con el codón de partida ttg. Sin embargo, después de la inducción durante 20 horas, la intensidad de la banda de proteína recombinante disminuye nuevamente, lo que probablemente se puede atribuir a una digestión proteolítica de la proteína.
Después de la ruptura celular de los dos clones con un homogeneizador, se encontró que la actividad de D-carbamoilasa existía sólo con el clon con el codón de partida ttg, mientras que la actividad para pMW3 permaneció por debajo del límite de detección.
La D-carbamoilasa está presente de forma predominante en el sobrenadante. El peso molecular de la proteína expresada se pudo especificar como 34,6 kDa con la ayuda del programa Image Master (Amersham Life Sciences, Freiburg). Este peso molecular coincide bien con el valor calculado para la D-carbamoilasa con el marcador His (35,4 kDa). También se pudo determinar, con la ayuda de este programa, que el contenido de D-carbamoilasa en el sobrenadante constituye hasta el 30% de la proteína total. Después de registrar un perfil de expresión, se encontró que la expresión máxima se alcanza después de un tiempo de inducción de aprox. seis horas. La actividad específica también muestra su máximo en este punto de tiempo (2 U/mg para DL-C-Phe).
VI. Purificación de la D-carbamoilasa
A fin de ser capaces de caracterizar la D-carbamoilasa, ésta se purificó. En el proceso de purificación, la biomasa de la cepa de Escherichia coli recombinante correspondiente se cultivó en primer lugar, y la suspensión celular se rompió con un homogeneizador (véase II). La D-carbamoilasa contenida en el sobrenadante se purificó entonces vía cromatografía de afinidad por metal (columnas Talon® de Stratagene). Al volver a tamponar en 0,1 M de KPB, pH 8,0, por medio de filtración en gel (mediante columnas PD-10 de Pharmacia), se eliminó el imidazol contenido en el tampón de elución de la columna Talon. Las etapas de purificación individuales se documentaron mediante SDS-PAGE.
VII. Caracterización de la D-carbamoilasa
La D-carbamoilasa purificada homogéneamente, con el marcador His y el codón de partida ttg (pMW1 - fig. 1), se usó para la caracterización de la enzima obtenida de esta manera. La enzima estaba presente en 0,1 M de KPB, pH 8,0.
1. Determinación del pH óptimo
Para determinar el pH óptimo de la D-carbamoilasa purificada, se llevaron a cabo conversiones a diversos valores de pH en un intervalo desde 6,5 hasta 9,0, con DL-C-fenilalanina como sustrato, a 30ºC. A fin de ser capaces de descartar los efectos de la concentración, la concentración del tampón de todos los tampones usados (Tris, fosfato de potasio y Tris-glicina) se ajustó hasta un valor de 100 mM. El máximo de actividad de la D-carbamoilasa fue a pH 8.
2. Estabilidad térmica
A fin de investigar la estabilidad térmica de la D-carbamoilasa a 4ºC, la enzima se almacenó en 0,1 M de KPB a pH 8,0 durante un período de 4 días en el refrigerador, y se tomó un valor de medida cada 24 horas. A esta temperatura, la semivida de la enzima es aproximadamente 100 horas.
A fin de determinar la estabilidad térmica a 20, 30 y 40ºC, la enzima se incubó durante 40 minutos a la temperatura de reacción particular, y la actividad se determinó cada 5 minutos. Los resultados se muestran en la fig. 8.
3. Determinación de la temperatura óptima
A fin de determinar la temperatura óptima, se llevó a cabo la conversión de D,L-carbamoil-fenilalanina en las condiciones del ensayo estándar a diversas temperaturas. El óptimo para la temperatura de reacción es alrededor de 30ºC.
4. Determinación de los parámetros cinéticos
Para la determinación de v_{max} y K_{m}, se representó gráficamente la velocidad de reacción v como función de la concentración del sustrato. La gráfica para D-carbamoil-triptófano se muestra en la fig. 10. El cálculo de los parámetros cinéticos se llevó a cabo vía el programa Enzumfit (desarrollado en el Institute of Bioprocess Technology, University of Stuttgart). Para el D-carbamoil-triptófano, el valor de K_{m} es 7,5 mM y v_{max} es 2,4 U/mg. La reacción se puede describir aquí mediante la cinética de Michaelis-Menten (véase la ecuación 1).
\newpage
Ecuación 1
Cinética de Michaelis-Menten
r = \frac{r_{max} \cdot [S]}{K_{m} + [S]}
r_{max}
velocidad máxima de reacción
S
concentración del sustrato
K_{m}
constante de Michaelis-Menten
5. Determinación del peso molecular
La determinación del peso molecular en condiciones desnaturalizantes en gel de SDS, con el programa Imagemaster (Amersham Life Sciences, Freiburg), dio un valor de 34,6 kDa. Este valor concuerda bien con el valor calculado en base a la secuencia de aminoácidos de la D-carbamoilasa con el marcador His (35,46 kDa). Para averiguar si la enzima está presente en el estado mono- u oligomérico en el estado nativo, se llevó a cabo una electroforesis en gel nativa con la enzima con marcador His homogéneamente purificada, a una concentración de acrilamida de 7,5% en peso. A esta concentración, el intervalo lineal de la separación está entre 16 y 91 kDa. Después de la calibración del gel con el marcador proteínico ProSieve, se determinó que el tamaño molecular de la D-carbamoilasa, con el programa Igemaster, es 75 kDa. En consecuencia, parece que la enzima está presente como un dímero en el estado
nativo.
6. Dependencia del cofactor
En una incubación de la D-carbamoilasa purificada a 25ºC y en presencia de 10 mM de EDTA, no se encontró inactivación de la enzima. No obstante, se observa una inhibición competitiva de la enzima en menos de dos horas cuando se incubó con 10 mM de ácido 8-hidroxiquinolinsulfónico (8-HQSA). A fin de ser capaces de diferenciar la inactivación mediante el agente complejante de la inactivación térmica, se coincubó una parte alícuota de la disolución enzimática sin 8-HQSA, y se monitorizó la actividad con respecto al tiempo. ¿Conclusión? Para reactivar la enzima, se hubo de eliminar el 8-HQSA de la enzima mediante filtración en gel, y la incubación se tuvo que llevar a cabo en presencia de 2 mM de iones metálicos. Sin embargo, ni Cu^{2+}, Co^{2+}, Mn^{2+}, Mg^{2+}, Fe^{2+} ni Zn^{2+} condujeron a una reactivación de la enzima.
Los reactivos sulfhidrílicos (yodo, acetato, 2-nitrobenzoato y benzoato de para-cloro-mercurio), añadidos a la enzima en concentraciones de 1 mM, condujeron a una inactivación completa de la D-carbamoilasa.
7. Especificidad del sustrato
Para determinar el espectro del sustrato, la enzima se incubó a una temperatura de reacción de 30ºC con el sustrato particular, en presencia de 0,1 M de tampón de fosfato potásico, pH 8,0. Para asegurar la misma concentración del D-isómero, se demostró si el sustrato estaba presente como una mezcla de isómeros a una concentración de 20 mM; se demostró si el sustrato estaba presente como un isómero puro a una concentración de 10 mM. Aquí se usó D,L-carbamoil-fenilalanina como el sustrato de referencia, y se estableció como 100% (que corresponde a 2 U/ml) en el cálculo de las actividades relativas. Los sustratos de carbamoílo mostrados con las fórmulas estructurales en la tabla 5 se convirtieron con las actividades particulares. La D-carbamoilasa de Arthrobacter crystallopoietes DSM 20117 es capaz de convertir los compuestos carbamoílicos con radicales alifáticos y con radicales aromáticos, convirtiéndose estos últimos de forma más rápida. Una característica adicional de la D-carbamoilasa encontrada es, por ejemplo, la clara preferencia por el sustrato D-carbamoil-alanina, que se convierte al menos cinco veces mejor que todos los otros sustratos. Como el único sustrato aquiral entre los compuestos estudiados, la carbamoil-glicina se convirtió con velocidades de reacción similares a los carbamoil-aminoácidos con radicales alifáticos.
TABLA 5 Fórmulas estructurales, abreviaturas y conversiones relativas de los sustratos de D-carbamoilasa
3
\newpage
Los aminoácidos con radicales no naturales, tales como, por ejemplo, D,L-para-cloro-fenilalanina, D,L-carbamoil-terc-leucina o D,L-carbamoil-piridilalanina, también se pueden detectar como el producto de reacción tras la conversión de los sustratos correspondientes.
Al comparar la conversión de D,L-, D- y L-carbamoil-fenilalanina, se puede observar que la enzima es enantioespecífica para este sustrato, y que la mezcla racémica se convierte de forma reproducible más lentamente que el isómero D puro. De este modo, el isómero L parece tener un ligero efecto inhibidor sobre la catálisis enzimática a concentraciones de 10 mM, puesto que la misma concentración del isómero D estaba presente en los lotes con D- y D,L-carbamoil-fenilalanina.
Tampoco se convirtieron otros L-carbamoil-aminoácidos puros, tales como L-carbamoil-valina o L-carbamoil-triptófano. Adicionalmente, se ensayaron el \beta-ureidopropionato y \beta-ureidosuccinato (D,L-carbamoil-aspartato) como un posible sustrato fisiológico. Ambos compuestos no se convirtieron en las condiciones de ensayo escogidas.
<110> Degussa-Hüls Aktiengesellschaft
\vskip0.400000\baselineskip
<120> D-Carbamoilasa de Arthrobacter crystallopoietes
\vskip0.400000\baselineskip
<130> 000753 AM
\vskip0.400000\baselineskip
<140>
\vskip0.400000\baselineskip
<141>
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 13
\vskip0.400000\baselineskip
<170> PatentIn Ver. 2.1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
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<211> 948
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Arthrobacter crystallopoietes
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> CDS
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<222> (1)..(948)
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip1.000000\baselineskip
5
6
7
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
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<211> 315
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<212> PRT
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<213> Arthrobacter crystallopoietes
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
\vskip1.000000\baselineskip
8
9
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 26
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<212> ADN
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<213> Secuencia artificial
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<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia artificial: Cebador IPCR1+
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<400> 3
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\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gatgttcacg caccttcttt cacttc
\hfill
26
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 4
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<211> 25
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<212> ADN
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<213> Secuencia artificial
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<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia artificial: Cebador ICPR1-
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<400> 4
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\hskip-.1em\dddseqskip
ggtgttgtag cccaggacga cgagc
\hfill
25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 5
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<211> 26
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<212> ADN
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Descripción de la secuencia artificial: Cebador ICPR1+
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<400> 5
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\hskip-.1em\dddseqskip
gagggcgatg aagtcgtcgt tgtgaa
\hfill
26
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 6
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<211> 25
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<212> ADN
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Descripción de la secuencia artificial: Cebador ICPR5-
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<400> 6
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\hskip-.1em\dddseqskip
gttctggtat gcccctgcct gaagt
\hfill
25
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 7
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<211> 26
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<212> ADN
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Descripción de la secuencia artificial: Cebador K_DCn2
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<400> 7
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\hskip-.1em\dddseqskip
aacatatggc gaaaaacttg atgctc
\hfill
26
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<210> 8
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<211> 26
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<212> ADN
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<213> Secuencia artificial
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<220>
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<223> Descripción de la secuencia artificial: Cebador K_DCc2
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<400> 8
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\hskip-.1em\dddseqskip
aaggatccgt cattcacgtt gaacgg
\hfill
26
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 9
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<211> 29
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<212> ADN
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<213> Secuencia artificial
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia artificial: Cebador K_DCc2
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 9
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
aaggatcctt agtcattcac gttgaacgg
\hfill
29
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 10
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 17
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia artificial: Cebador degenerado 61.61a
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 10
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gtnatgtayg aracvgg
\hfill
17
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 11
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 17
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<212> ADN
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<213> Secuencia artificial
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia artificial: Cebador degenerado 73.31b
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 11
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\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
gtrtartcca trttytc
\hfill
17
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 12
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 13
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Arthrobacter crystallopoietes
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 12
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Ser Leu Val Met Tyr Glu Thr Gly Val Ala Glu Gly Lys}
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 13
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<211> 11
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Arthrobacter crystallopoietes
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 13
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Gln Asn Met Asp Tyr Thr Leu Phe Glu Gly Lys}

Claims (6)

1. D-carbamoilasa de Arthrobacter crystallopoietes según SEQ ID NO: 1.
2. Secuencias génicas que codifican una D-carbamoilasa según la reivindicación 1.
3. Plásmido o vector que contiene una secuencia génica según la reivindicación 2.
4. Microorganismos que contienen una secuencia génica recombinante según la reivindicación 2.
5. Uso de una D-carbamoilasa según la reivindicación 1, para la preparación de un aminoácido enantiómeramente concentrado.
6. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque las hidantoinas se convierten en el sistema hidantoinasa/D-carbamoilasa, opcionalmente en presencia de una hidantoína racemasa o de una enzima que es capaz de racemizar carbamoilaminoácidos.
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