ES2325603T3 - Variantes de la 3-fosfoglicerato deshidrogenasa con una inhibicion reducida por l-serina, y genes que las codifican. - Google Patents

Variantes de la 3-fosfoglicerato deshidrogenasa con una inhibicion reducida por l-serina, y genes que las codifican. Download PDF

Info

Publication number
ES2325603T3
ES2325603T3 ES07102448T ES07102448T ES2325603T3 ES 2325603 T3 ES2325603 T3 ES 2325603T3 ES 07102448 T ES07102448 T ES 07102448T ES 07102448 T ES07102448 T ES 07102448T ES 2325603 T3 ES2325603 T3 ES 2325603T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
pgd
baselineskip
amino acids
serine
compounds
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES07102448T
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Maier
Renate Flinspach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Chemie AG
Original Assignee
Wacker Chemie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Chemie AG filed Critical Wacker Chemie AG
Application granted granted Critical
Publication of ES2325603T3 publication Critical patent/ES2325603T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0006Oxidoreductases (1.) acting on CH-OH groups as donors (1.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04Alpha- or beta- amino acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04Alpha- or beta- amino acids
    • C12P13/06Alanine; Leucine; Isoleucine; Serine; Homoserine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y101/00Oxidoreductases acting on the CH-OH group of donors (1.1)
    • C12Y101/01Oxidoreductases acting on the CH-OH group of donors (1.1) with NAD+ or NADP+ as acceptor (1.1.1)
    • C12Y101/01095Phosphoglycerate dehydrogenase (1.1.1.95)

Landscapes

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

Abstract

3-fosfoglicerato deshidrogenasa (PGD) que tiene, en comparación con una PGD de tipo salvaje de Escherichia coli, una sensibilidad disminuida frente a una inhibición por serina, con una secuencia de aminoácidos, que corresponde a la de la PGD de tipo salvaje de Escherichia coli (SEQ ID NO: 2) salvo en la posición 349, caracterizada porque en la posición 349 se encuentra el aminoácido D.

Description

Variantes de la 3-fosfoglicerato deshidrogenasa con una inhibición reducida por L-serina, y genes que las codifican.
El invento se refiere a variantes de la 3-fosfoglicerato deshidrogenasa con una inhibición reducida por L-serina, y a genes que las codifican.
La preparación de los veinte aminoácidos proteinógenos naturales se realiza hoy en día predominantemente por fermentación de microorganismos. En este contexto, se aprovecha el hecho de que los microorganismos disponen de unas correspondientes rutas de biosíntesis para la síntesis de los aminoácidos naturales.
Tales rutas de biosíntesis están sujetas, sin embargo, en las cepas de tipos salvajes a un estricto control, que garantiza que los aminoácidos se preparen solamente para el consumo propio de la célula. Un importante mecanismo de control en muchas biosíntesis es, por ejemplo, el fenómeno de la inhibición por retroalimentación (en inglés feedback) (o inhibición por el producto final). En este caso, en la mayoría de los casos la enzima de una ruta de biosíntesis, que cataliza la reacción enzimática iniciadora de esta ruta de biosíntesis, es inhibida por el producto final de la ruta de biosíntesis. La inhibición tiene lugar en la mayoría de los casos mediante una fijación alostérica del producto final a la enzima y da lugar a una modificación de la conformación en un estado inactivo. De esta manera, se asegura que, en el caso de una acumulación del producto final en la célula, se reprima la síntesis ulterior mediante una inhibición de la etapa iniciadora.
Una producción industrial eficiente de productos metabólicos (tales como p.ej. aminoácidos) es posible, por lo tanto, solamente cuando se pueden suprimir las restricciones mediante una inhibición por retroalimentación de una ruta metabólica, y de esta manera se hacen disponibles unos microorganismos que, al contrario que los organismos del tipo salvaje, tienen un rendimiento de producción drásticamente aumentado para la producción del deseado producto metabólico.
La familia de aminoácidos de los fosfogliceratos es definida por el hecho de que se trata de unos aminoácidos, que en su biosíntesis se derivan del ácido 3-fosfoglicérico. La ruta natural del metabolismo conduce en tal caso primeramente, pasando por los compuestos intermedios 3-fosfohidroxipiruvato y 3-fosfo-L-serina, a la L-serina. La L-serina se puede convertir ulteriormente en glicina o bien, pasando por la O-acetil-serina, en la L-cisteína. También se ha de contar el L-triptófano como perteneciente a este grupo, puesto que en la biosíntesis él se deriva asimismo de la L-serina. Asimismo, los aminoácidos no naturales, que son preparados según el procedimiento descrito en el documento de solicitud de patente de los EE.UU. US 2002/0039767 A1, deben de ser asignados a la familia de los fosfogliceratos.
Ciertos compuestos, que se derivan del metabolismo de C1, muestran asimismo una dependencia con respecto de la biosíntesis de los aminoácidos de la familia de los fosfogliceratos. Esto se debe al hecho de que en el caso de la conversión de L-serina en glicina, el tetrahidrofolato actúa como aceptor de grupos C1 y el tetrahidrofolato cargado participa, como donante central de grupos metilo en el metabolismo de C1, en muchas biosíntesis (p.ej. de L-metionina, nucleótidos, ácido pantoténico, etc.). Conforme al invento, los compuestos que se derivan del metabolismo de C1 son, de manera preferida, unos compuestos que dependen en su biosíntesis de una transferencia de grupos C1 a través del ácido tetrahidrofólico.
La etapa iniciadora de la biosíntesis de los aminoácidos de la familia de los fosfogliceratos es la oxidación del ácido D-3-fosfoglicérico para dar un 3-fosfohidroxipiruvato y es catalizada por la enzima 3-fosfoglicerato deshidrogenasa (PGD) [EC 1.1.1.95]. Como aceptor para los equivalentes de reducción, que resultan en la reacción, sirve el NAD^{+}, que se hace reaccionar para dar el NADH/H^{+}.
Se conocen enzimas PGD a partir de los organismos más diversos (p.ej. Rattus norvegicus, Arabidopsis thaliana, Escherichia coli, Bacillus subtilis). En este caso, los representantes microbianos mejor caracterizados están sujetos a una inhibición por retroalimentación por la L-serina.
En el plano de la secuencia de aminoácidos, las enzimas PGD microbianas son muy similares unas a otras en la parte del terminal de N (aminoácidos 1-340 de la secuencia de E. coli), al contrario de lo cual la parte del terminal de C sólo tiene unas similaridades pequeñas. Precisamente en esta parte del terminal de C está localizado el dominio regulador, que es responsable de la inhibición por serina (Peters-Wendisch y colaboradores, 2002, Appl. Microbiol. Biotechnol. 60: 437-441).
La PGD mejor caracterizada es la procedente de Escherichia coli. La enzima se investigó detalladamente por medios bioquímicos (Dubrow & Pizer, 1977, J. Biol. Chem. 252, 1.527-1.538) y está sujeta a una inhibición por retroalimentación alostérica por la L-serina con una constante del inhibidor K_{i} de 5 \muM.
Esta inhibición por retroalimentación se opone a una producción eficiente de aminoácidos de la familia de los fosfogliceratos y, por lo tanto, ya fue un objetivo de enfoques de biología molecular.
Así, en el documento de solicitud de patente europea EP0620853A se describieron unas variantes de la PGD de Escherichia coli con una sensibilidad disminuida frente a la inhibición por serina, que tienen una modificación en el 25% terminal de C de la PGD de tipo salvaje (es decir los aminoácidos 307-410), de manera preferida una modificación en la región de los últimos 50 radicales (es decir los aminoácidos 361-410). Los mutantes descritos se obtuvieron mediante una mutagénesis con un engarzador, es decir, mediante un aprovechamiento sencillo de los sitios de corte por restricción, que están presentes en el gen serA de E. coli, y mediante una subsiguiente inserción de engarzadores de oligonucleótidos, con una longitud de 8-14 pares de bases.
Tales mutagénesis con engarzadores son, no obstante, problemáticas en la mayoría de los casos, puesto que, mediante la incorporación o respectivamente la supresión de varios radicales, la estructura de la proteína es modificada muy grandemente y de esta manera se influye negativamente sobre la actividad total o la estabilidad de la proteína. Realmente, la mayoría de los mutantes descritos en el documento EP0620853A muestran una actividad apenas detectable.
También en microorganismos corineformes se llevaron a cabo unas mutagénesis en el gen serA, que tenían el objetivo de una disminución de la sensibilidad de la PGD frente a una inhibición por serina:
-
Peters-Wendisch y colaboradores (2002, Appl. Microbiol. Biotechnol. 60:437-441) describen supresiones en el terminal de C de la PGD de Corynebacterium glutamicum. También en este caso, las supresiones conducen a unas mermas parcialmente fuertes de actividad enzimática.
-
El documento de solicitud de patente europea EP0943687A2 describe un intercambio del radical de ácido glutámico en la posición 325 de la PGD de Brevibacterium flavum. Este radical se encuentra, en relación con la PGD de Escherichia coli, en una concordancia (en inglés alignment) con el algoritmo GAP del programa GCG (de GCG Wisconsin Package, Genetics Computer Group (GCG) Madison, Wisconsin, EE.UU.) ya en la parte variable del terminal de C de la proteína y se correlaciona con el radical de asparagina 364 de la proteína de Escherichia coli. Puesto que esta modificación se encuentra en la parte variable del terminal de C de la PGD, no es posible sacar ninguna conclusión en cuanto a la proteína de Escherichia coli.
A partir de la cita bibliográfica de Grant Gregory A. y colaboradores, Journal of Biological Chemistry, tomo 273, nº 35, del 28 de agosto de 1998, páginas 22389 - 22394 es conocido que la variante G349W de la PGD de E. coli tiene una sensibilidad esencialmente disminuida frente a una inhibición por serina.
Al-Rabiee Regina y colaboradores, Journal of Biological Chemistry, tomo 271, nº 22, 1996, páginas 13013 - 13017 divulgan una mutante doble A359C, G349C, que tiene la misma actividad enzimática que la PGD de tipo salvaje de E. coli, pero tiene una sensibilidad disminuida por el factor de 100 frente a una inhibición por serina.
Fue misión del presente invento poner a disposición una variante de la PGD de Escherichia coli, que tenga una sensibilidad disminuida en comparación con la PGD de tipo salvaje de Escherichia coli frente a una inhibición por serina.
El problema planteado por esta misión es resuelto mediante una 3-fosfoglicerato deshidrogenasa (PGD), que tiene una sensibilidad disminuida en comparación con la PGD de tipo salvaje de Escherichia coli, frente a una inhibición por serina, con una secuencia de aminoácidos, que corresponde a la de la PGD de tipo salvaje de Escherichia coli (SEQ ID NO: 2) salvo en la posición 349, caracterizada porque en la posición 349 se encuentra el aminoácido D.
El invento se refiere además a una secuencia de ADN que codifica una PGD conforme al invento. Este alelo serA se diferencia del gen de la PGD de Escherichia coli (gen serA, SEQ ID NO: 1) por el hecho de que el codón 349 codifica el aminoácido natural D.
Las variantes de PGD, que poseen un intercambio de aminoácidos en la posición 349, se pueden producir mediante técnicas clásicas de la biología molecular. Para ello, en los correspondientes codones se introducen unas mutaciones en el gen serA, que codifica una PGD. Se conocen unos correspondientes métodos para la introducción de mutaciones en posiciones específicas dentro de un fragmento de ADN.
Como material de partida para la mutagénesis sirve de manera preferida el ADN del gen serA de E. coli. El gen serA, que se ha de mutar, puede ser codificado en el cromosoma o fuera del cromosoma. De manera preferida, el gen serA es amplificado, no obstante, mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y es clonado en un vector. Mediante aplicación de los métodos antes mencionados de mutagénesis, se modifican uno o varios nucleótidos de la secuencia de ADN, de tal manera que la PGD codificada tenga el aminoácido D en la posición 349, constituyendo la metionina de partida la posición 1 de la SEQ ID NO: 1.
Estas mutaciones dan lugar a que la PGD codificada posea una sensibilidad disminuida frente a una inhibición por L-serina (= resistencia por retroalimentación). En este caso, es especialmente ventajoso el hecho de que las variantes conformes al invento de la PGD, en ausencia de L-serina, tienen, en comparación con la PGD de tipo salvaje, una actividad de más de un 10%, de manera preferida una actividad inalterada.
Para la determinación del grado de la resistencia por retroalimentación de una variante conforme al invento de la PGD se puede aprovechar cualquier método que permita determinar la actividad de la enzima en presencia de L-serina. Por ejemplo, la determinación de la actividad de la PGD se puede efectuar apoyándose en el método descrito por McKitrick y Pizer (1980, J. Bacteriol. 141:235-245). La actividad enzimática se mide basándose en la retrorreacción en una tanda, que contiene fosfohidroxipiruvato y un NADH/H^{+}. La reacción se inicia mediante adición de la enzima y se vigila en un fotómetro espectral a través de la disminución de la extinción a 340 nm, que es provocada por oxidación del NADH/H^{+}. La inhibición de la actividad de la PGD se ensaya en presencia de diferentes concentraciones de L-serina en la tanda de reacción. La actividad catalítica de las diferentes variantes de PGD se determina en presencia y en ausencia de L-serina, y a partir de ella se determina la constante del inhibidor K_{i}. La K_{i} describe la concentración del inhibidor en la que la actividad sólo es de un 50% de la actividad, que se había determinado en ausencia del inhibidor.
A causa de su resistencia frente a la retroalimentación, la enzima PGD conforme al invento se puede utilizar para la preparación de aminoácidos de la familia de los fosfogliceratos o de compuestos, que se derivan del metabolismo de C1. Para ello, el alelo serA conforme al invento se expresa en una cepa anfitriona.
La expresión del alelo serA conforme al invento se puede efectuar bajo el control del promotor propio, que está localizado delante del gen serA, o mediando utilización de otros sistemas promotores adecuados, que son conocidos para un experto en la especialidad. En este caso, el correspondiente alelo se puede encontrar, por ejemplo, bajo el control de un promotor de este tipo, o bien en una copia o en varias copias, en el cromosoma del organismo anfitrión. Las estrategias para la integración de genes en el cromosoma son estado de la técnica. De manera preferida, el alelo serA que se ha de expresar, es clonado, no obstante, en un vector, de manera preferida en un plásmido.
El invento se refiere, por lo tanto, también a un vector, que está caracterizado porque contiene un alelo serA conforme al invento, que está bajo el control funcional de un promotor.
Para la clonación del alelo serA conforme al invento se pueden utilizar unos vectores, que ya contienen elementos genéticos (p.ej. promotores constitutivos o regulables, y terminadores), que o bien hacen posible una expresión persistente o una expresión inducible, controlada, del gen que codifica la PGD. Además, en un vector de expresión se encuentran de manera preferida otros elementos reguladores tales como sitios de fijación a ribosomas y secuencias de terminación, así como unas secuencias, que codifican marcadores selectivos y/o genes reporteros. La expresión de tales marcadores de selección facilita la identificación de los transformantes. Como marcador de selección se adecuan unos genes, que codifican una resistencia frente a p.ej. ampicilina, tetraciclina, cloramfenicol, kanamicina u otros antibióticos. Cuando el alelo serA conforme al invento se deba de replicar fuera del cromosoma, el vector plasmídico deberá contener de manera preferida un punto de origen de la replicación. Se prefieren especialmente unos vectores plasmídicos tales como, por ejemplo, los vectores de E. coli pACYC184, pUC18, pQE-70, pBR322, pSC101 y sus derivados. Como promotores inducibles se adecuan, por ejemplo, el promotor lac, tac, trc, lambda PL, ara ó tet, o unas secuencias derivadas de ellos.
Por lo demás, se prefieren especialmente unos vectores plasmídicos, que ya contienen un gen/alelo, cuyo empleo conduce asimismo a una sobreproducción de aminoácidos de la familia de los fosfogliceratos o respectivamente de compuestos, que se derivan del metabolismo de C1, tal como, por ejemplo, para la producción de:
-
L-serina (p.ej. los genes serB, serC, el gen de vehículo de la exportación, tal como se describe en el documento de solicitud de patente alemana DE10044831A1)
-
N-acetil-serina, O-acetil-serina, cistina, cisteína o derivados de cisteína (p.ej. alelos cysE tales como los que se describen en el documento de solicitud de patente internacional WO97/15673, genes de eflujo, tales como los que se describen en el documento EP0885962A1, el gen cysB tal como se describe en el documento de patente alemana DE19949579C1, y el gen yfiK, tal como se describe en el documento DE10232930A)
-
L-triptófano (p.ej. alelos trpE, tal como se describen en el documento EP0662143A)
-
ácido pantoténico (p.ej. tal como se describe en el documento WO02061108).
Tales vectores hacen posible la producción directa de cepas de microorganismos conformes al invento con un alto rendimiento de producción a partir de una cepa arbitraria de microorganismo, puesto que un plásmido de este tipo también da lugar a la supresión de otras restricciones de la ruta metabólica en un microorganismo.
Mediante un método habitual de transformación (p.ej. una electroporación) los plásmidos conformes al invento, que contienen un alelo serA, se introducen en microorganismos y se seleccionan, por ejemplo, mediante la resistencia frente a antibióticos, en clones que llevan plásmidos.
El invento se refiere, por consiguiente, también a un procedimiento para la producción de una cepa de microorganismo conforme al invento, que está caracterizado porque en una cepa de microorganismo se introduce un vector conforme al invento.
También es posible introducir vectores con un alelo serA conforme al invento en microorganismos, que por ejemplo ya expresan en el cromosoma los genes/alelos individuales, antes mencionados, o varios de ellos, y que ya tienen una sobreproducción de un producto metabólico. En tales casos, mediante la introducción de un alelo serA conforme al invento se puede aumentar de nuevo el rendimiento de producción.
Por lo general, como microorganismo anfitrión para vectores conformes al invento se adecuan todos los organismos, que tienen la ruta de biosíntesis para aminoácidos de la familia de los fosfogliceratos, que son accesibles a procedimientos recombinantes y que se pueden cultivar por fermentación. Tales microorganismos pueden ser hongos, levaduras o bacterias. De manera preferida, pasan a emplearse bacterias del grupo filogenético de las Eubacterias. Se prefieren especialmente los microorganismos de la familia de las Enterobacteriaceae y en particular de la especie Escherichia coli.
El invento se refiere por consiguiente además a una cepa de microorganismo, que se adecua para la preparación por fermentación de aminoácidos de la familia de los fosfogliceratos o de sus derivados, o respectivamente de compuestos, que se derivan del metabolismo de C1, la cual está caracterizada porque ella posee una PGD conforme al invento.
Un objeto adicional del invento es la preparación de aminoácidos de la familia de los fosfogliceratos o respectivamente de compuestos, que se derivan del metabolismo de C1, mediante cultivación de una cepa de microorganismo conforme al invento.
Para ello, se cultiva la cepa de microorganismo conforme al invento, por ejemplo, en un fermentador, en un medio nutricio, que contiene una fuente adecuada de carbono y una fuente adecuada de energía, así como otros aditivos.
Las sustancias que se han formado durante la fermentación, tales como, por ejemplo, L-fosfoserina, L-serina, O-acetil-L-serina, L-cisteína, glicina, L-triptófano, 1,2,4-triazol-2-il-L-alanina, L-metionina o ácido pantoténico, se pueden purificar a continuación.
Los siguientes Ejemplos sirven para la explicación adicional del invento. Todos los procedimientos de biología molecular que se emplean, tales como la reacción en cadena de la polimerasa, el aislamiento y la purificación de ADN, la modificación de un ADN mediante enzimas de restricción, mediante el fragmento de Klenow y la ligasa, una transformación, etc., se llevaron a cabo de la manera conocida para un experto en la especialidad, que se describe en la bibliografía o que es recomendada por los respectivos fabricantes.
Ejemplo 1 Clonación del gen serA
El gen serA de la cepa W3110 de Escherichia coli (American Type Culture Collection, ATCC27325) se amplificó con ayuda de la reacción en cadena de la polimerasa. Como cebadores específicos sirvieron los oligonucleótidos
1
El fragmento de ADN resultante se digirió con las enzimas de restricción NdeI y HindIII y las partes sobresalientes en 5' se rellenaron con una enzima de Klenow. A continuación, el fragmento de ADN se purificó con ayuda de una electroforesis en gel de agarosa y se aisló con el método GeneClean (estuche GeneClean BIO101 P.O.Box (Caja postal) 2285 La Jolla, California, EE.UU., 92.038-2.284). La clonación del fragmento serA obtenido de esta manera se efectuó en el vector de expresión pQE-70 (de Qiagen, Hilden, Alemania). Para ello, el vector se cortó primeramente con SpHI y BamHI y la parte sobresaliente en 3' se digirió con la enzima de Klenow, o respectivamente la parte sobresaliente en 5' se rellenó con una enzima de Klenow. A continuación, el fragmento de vector se purificó y se ligó con el fragmento de serA. El vector resultante lleva la denominación pFL209. Después de la verificación de la construcción artificial por secuenciación, la cepa JM109 de Escherichia coli (de Stratagene, Amsterdam, Holanda) se transformó, y se seleccionaron con ampicilina unos correspondientes transformantes. La cepa bacteriana Escherichia coli JM109/pFL209 se depositó en la DSMZ (Deutsche Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH = Colección alemana de Microorganismos y Cultivos celulares GmbH) D-38142 Braunschweig, Alemania) bajo el número DSM 15628 en concordancia con el Acuerdo de Budapest.
Ejemplo 2 Mutagénesis dirigida a un sitio del gen serA
La mutagénesis específica para un sitio en el codón 349 del gen serA se llevó a cabo mediante una reacción en cadena de la polimerasa inversa. Como matriz sirvió el vector pFL209 que se ha descrito en el Ejemplo 1. Para la mutagénesis del codón 349 se utilizaron los cebadores
2
El producto obtenido de la PCR se circularizó mediante ligación y se transformó en el seno de la cepa JM109 de E. coli. Mediante secuenciación se determinó finalmente la mutación en el codón 349 y se comprobó el carácter correcto de la secuencia restante.
Ejemplo 3 Determinación de la actividad de PGD y de la constante del inhibidor K_{i}
Para la determinación de las actividades enzimáticas de PGD y de la influencia de L-serina sobre la actividad, 100 ml de un medio LB (10 g/l de triptona, 5 g/l de un extracto de levadura, 10 g/l de NaCl), que contenía adicionalmente 100 mg/l de ampicilina, se inocularon con 2 ml de un cultivo durante la noche de las cepas con los alelos serA codificados en plásmidos y se incubaron a 30ºC y 150 rpm en un dispositivo sacudidor. Con una densidad óptica de 1,0 se indujo la expresión de serA mediante adición de isopropil-\beta-tiogalactósido 0,4 mM, y se incubó el cultivo durante otras 3 horas. A continuación, las células se cosecharon mediante centrifugación, se lavaron y se resuspendieron en 2 ml de un tampón (fosfato de K 100 mM, de pH 7,0; MgCl_{2} 10 mM; ditiotreitol 1 mM). La disgregación de las células se efectuó con ayuda de una prensa French Press (de Spectronic Instruments, Inc., Rochester, Nueva York, EE.UU) a una presión de 18.000 psi (1.260 kg/cm^{2}). Los extractos en bruto se clarificaron mediante centrifugación a 30.000 g y se determinó la actividad de PGD con el ensayo de McKitrick y Pizer (1980, J. Bacteriol. 141: 235-245).
Las siguientes Tablas muestran la actividad de PGD de diferentes mutantes, así como las correspondientes constantes del inhibidor K_{i}.
TABLA 1 Mutación en el codón 349
3
<110> Consortium fuer elektrochemische Industrie GmbH
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<120> Variantes de la 3-fosfoglicerato deshidrogenasa con una inhibición reducida por L-serina y genes que las codifican
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<130> mutantes de serA
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<140>
\vskip0.400000\baselineskip
<141>
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 8
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<170> PatentIn Ver. 2.0
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 1.233
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Escherichia coli
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> CDS
\vskip0.400000\baselineskip
<222> (1)...(1.230)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip1.000000\baselineskip
4
5
6
7
8
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 410
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Escherichia coli
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
9
10
11
12
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 3
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 30
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador para la PCR
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 3
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip1cm
13
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 4
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 30
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador para la PCR
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 4
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip1cm
14
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 5
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 27
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador para la PCR
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 5
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip1cm
15
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 6
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 18
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Secuencia artificial
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Cebador para la PCR

Claims (7)

1. 3-fosfoglicerato deshidrogenasa (PGD) que tiene, en comparación con una PGD de tipo salvaje de Escherichia coli, una sensibilidad disminuida frente a una inhibición por serina, con una secuencia de aminoácidos, que corresponde a la de la PGD de tipo salvaje de Escherichia coli (SEQ ID NO: 2) salvo en la posición 349, caracterizada porque en la posición 349 se encuentra el aminoácido D.
2. Alelo serA que codifica una PGD de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque él se diferencia con respecto del gen de la PGD de Escherichia coli (gen serA, SEQ ID NO: 1) en el hecho de que el codón 349 codifica el aminoácido natural D.
3. Vector, caracterizado porque él contiene un alelo serA de acuerdo con la reivindicación 2 bajo el control funcional de un promotor.
4. Procedimiento para la preparación de una cepa de microorganismo, caracterizado porque en una cepa de microorganismo se introduce un vector de acuerdo con la reivindicación 3.
5. Cepa de microorganismo, que se adecua para la preparación por fermentación de aminoácidos de la familia de los fosfogliceratos o de sus derivados, o respectivamente de compuestos, que se derivan del metabolismo de C1, caracterizada porque ella posee una PGD de acuerdo con la reivindicación 1.
6. Procedimiento para la preparación de aminoácidos de la familia de los fosfogliceratos o respectivamente de compuestos, que se derivan del metabolismo de C1, mediante cultivación de una cepa de microorganismo de acuerdo con la reivindicación 5.
7. Utilización de una PGD de acuerdo con la reivindicación 1 para la preparación de aminoácidos de la familia de los fosfogliceratos o de compuestos, que se derivan del metabolismo de C1.
ES07102448T 2003-07-10 2004-07-01 Variantes de la 3-fosfoglicerato deshidrogenasa con una inhibicion reducida por l-serina, y genes que las codifican. Expired - Lifetime ES2325603T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10331291A DE10331291A1 (de) 2003-07-10 2003-07-10 Varianten der 3-Phosphoglyceratdehydrogenase mit reduzierter Hemmung durch L-Serin und dafür codierende Gene
DE10331291 2003-07-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2325603T3 true ES2325603T3 (es) 2009-09-09

Family

ID=33441709

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES07102448T Expired - Lifetime ES2325603T3 (es) 2003-07-10 2004-07-01 Variantes de la 3-fosfoglicerato deshidrogenasa con una inhibicion reducida por l-serina, y genes que las codifican.
ES04015524T Expired - Lifetime ES2283906T3 (es) 2003-07-10 2004-07-01 Variantes de 3-fosfoglicerato-deshidrogenasa con una reducida inhibicion por l-serina, y genes que las codifican.

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES04015524T Expired - Lifetime ES2283906T3 (es) 2003-07-10 2004-07-01 Variantes de 3-fosfoglicerato-deshidrogenasa con una reducida inhibicion por l-serina, y genes que las codifican.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7582460B2 (es)
EP (3) EP1496111B1 (es)
JP (1) JP4695855B2 (es)
CN (1) CN100526457C (es)
AT (3) ATE431847T1 (es)
DE (4) DE10331291A1 (es)
ES (2) ES2325603T3 (es)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2019868A2 (en) * 2006-05-24 2009-02-04 Evonik Degussa GmbH Process for the preparation of l-methionine
DE602009000714D1 (de) * 2008-03-06 2011-03-24 Ajinomoto Kk L-Zystein-produzierendes Bakterium und Verfahren zur Herstellung von L-Zystein
JP5332237B2 (ja) * 2008-03-06 2013-11-06 味の素株式会社 L−システイン生産菌及びl−システインの製造法
CN102341502B (zh) * 2008-12-31 2015-07-01 代谢探索者公司 用于制备二醇的方法
BR112012012915B1 (pt) 2009-11-30 2020-12-01 Ajinomoto Co., Inc. método para produção de l-cisteína, l-cistina, um derivado das mesmas, ou uma mistura das mesmas
JP5803927B2 (ja) 2010-09-14 2015-11-04 味の素株式会社 含硫アミノ酸生産菌及び含硫アミノ酸の製造法
JP2014087259A (ja) 2011-02-22 2014-05-15 Ajinomoto Co Inc L−システイン生産菌及びl−システインの製造法
US9234223B2 (en) 2011-04-01 2016-01-12 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing L-cysteine
EP2695940B1 (en) 2011-04-01 2016-11-30 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing l-cysteine
JP2014131487A (ja) 2011-04-18 2014-07-17 Ajinomoto Co Inc L−システインの製造法
DE102011075656A1 (de) 2011-05-11 2012-03-29 Wacker Chemie Ag Verfahren zur fermentativen Produktion von L-Cystin
DE102011078481A1 (de) 2011-06-30 2013-01-03 Wacker Chemie Ag Verfahren zur fermentativen Produktion von natürlichem L-Cystein
CN102433312A (zh) * 2011-11-30 2012-05-02 天津科技大学 一种d-3-磷酸甘油酸脱氢酶及其编码基因及构建方法
DE102012208359A1 (de) * 2012-05-18 2013-11-21 Wacker Chemie Ag Verfahren zur fermentativen Produktion von L-Cystein und Derivaten dieser Aminosäure
DE102012216527A1 (de) 2012-09-17 2014-03-20 Wacker Chemie Ag Verfahren zur fermentativen Produktion von L-Cystein und Derivaten dieser Aminosäure
DE102013209274A1 (de) 2013-05-17 2014-11-20 Wacker Chemie Ag Mikroorganismus und Verfahren zur fermentativen Überproduktion von Gamma-Glutamylcystein und Derivaten dieses Dipeptids
CN103436504A (zh) * 2013-09-02 2013-12-11 江南大学 抗l-丝氨酸反馈抑制的谷氨酸棒杆菌syps-062的构建方法及应用
US20230265473A1 (en) 2020-06-26 2023-08-24 Wacker Chemie Ag Improved cysteine-producing strains
JP7620698B2 (ja) 2021-07-05 2025-01-23 ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフト スルフィン酸をスルホン酸に酵素的に酸化する方法
US20250179540A1 (en) 2022-03-01 2025-06-05 Wacker Chemie Ag Improved cysteine-producing strains
CN116376857A (zh) * 2023-04-19 2023-07-04 中国科学院天津工业生物技术研究所 一种酶活性和热稳定性提高的3-磷酸甘油酸脱氢酶突变体
CN120796214A (zh) * 2025-07-18 2025-10-17 合肥和晨生物科技有限公司 磷酸甘油酸脱氢酶突变体、工程菌及其生产l-丝氨酸的应用

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW313589B (es) * 1991-12-12 1997-08-21 Wacker Chemie Gmbh
DE4232468A1 (de) * 1992-09-28 1994-03-31 Consortium Elektrochem Ind Mikroorganismen für die Produktion von Tryptophan und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE19539952A1 (de) 1995-10-26 1997-04-30 Consortium Elektrochem Ind Verfahren zur Herstellung von O-Acetylserin, L-Cystein und L-Cystein-verwandten Produkten
DE19726083A1 (de) 1997-06-19 1998-12-24 Consortium Elektrochem Ind Mikroorganismen und Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Cystein, L-Cystin, N-Acetyl-Serin oder Thiazolidinderivaten
JP3997631B2 (ja) 1998-01-12 2007-10-24 味の素株式会社 発酵法によるl−セリンの製造法
JP4066543B2 (ja) * 1998-01-12 2008-03-26 味の素株式会社 発酵法によるl−セリンの製造法
DE19949579C1 (de) 1999-10-14 2000-11-16 Consortium Elektrochem Ind Verfahren zur fermentativen Herstellung von L-Cystein oder L-Cystein-Derivaten
DE10044831A1 (de) 2000-03-01 2002-04-04 Forschungszentrum Juelich Gmbh Verbessertes Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von L-Serin sowie ein dazu geeigneter genetisch veränderter Mikroorganismus
DE10046934A1 (de) * 2000-09-21 2002-04-18 Consortium Elektrochem Ind Verfahren zur fermentativen Herstellung von nicht-proteinogenen L-Aminosäuren
HU227432B1 (hu) 2001-01-19 2011-06-28 Basf Ag Mikroorganizmusok és eljárások pantotenát fokozott termelésére
DE10232930A1 (de) 2002-07-19 2004-02-05 Consortium für elektrochemische Industrie GmbH Verfahren zur fermentativen Herstellung von Aminosäuren und Aminosäure-Derivaten der Phosphoglycerat-Familie

Also Published As

Publication number Publication date
DE502004009513D1 (de) 2009-07-02
EP1950287A3 (de) 2008-08-13
DE502004003661D1 (de) 2007-06-14
EP1950287A2 (de) 2008-07-30
JP4695855B2 (ja) 2011-06-08
EP1496111A2 (de) 2005-01-12
CN1609208A (zh) 2005-04-27
ES2283906T3 (es) 2007-11-01
US20050009162A1 (en) 2005-01-13
EP1496111A3 (de) 2005-03-09
JP2005040134A (ja) 2005-02-17
EP1950287B1 (de) 2009-08-26
ATE431847T1 (de) 2009-06-15
DE502004009985D1 (de) 2009-10-08
US7582460B2 (en) 2009-09-01
ATE361361T1 (de) 2007-05-15
EP1496111B1 (de) 2007-05-02
ATE440946T1 (de) 2009-09-15
CN100526457C (zh) 2009-08-12
EP1813669B1 (de) 2009-05-20
DE10331291A1 (de) 2005-02-17
EP1813669A1 (de) 2007-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2325603T3 (es) Variantes de la 3-fosfoglicerato deshidrogenasa con una inhibicion reducida por l-serina, y genes que las codifican.
KR100275287B1 (ko) O-아세틸세린,l-시스테인및l-시스테인 유도생성물의 제조방법
JP4173777B2 (ja) 微生物株、プラスミド、微生物株の製造方法及びホスホグリセレート−ファミリーのアミノ酸の製造方法
DK2314710T3 (en) A process for the production of methionine by culturing a microorganism modified to enhance the production of cysteine
CN102906272B (zh) 生产o-磷酸丝氨酸的微生物和使用该微生物由o-磷酸丝氨酸生产l-半胱氨酸或其衍生物的方法
CN104411821B (zh) 用于发酵生产甲硫氨酸的重组微生物
KR101789215B1 (ko) 메티오닌 생산에서의 유도성 프로모터의 용도
KR101915819B1 (ko) 메티오닌 생산을 위한 균주 및 방법
RU2683208C1 (ru) Мутант пируватдегидрогеназы, микроорганизм, содержащий мутант, и способ получения L-аминокислоты с использованием микроорганизма
CN108473948A (zh) 烟酰胺核糖苷的微生物生产
CZ295853B6 (cs) DNA kódující aspartokinázu a způsob výroby L-aminokyseliny
KR20120070531A (ko) 호모세린 아세틸 트랜스퍼라제 활성을 가지는 변이형 폴리펩티드 및 이를 발현하는 미생물
CN106906176A (zh) 提高nadph可用性用于甲硫氨酸产生
CN115427580A (zh) 用于改善依克多因产生的经修饰的微生物和方法
JP2008529485A (ja) 低いγ脱離活性を有する発現酵素を含む微生物
CN102165056A (zh) 生产l-氨基酸的微生物和使用其生产l-氨基酸的方法
RU2694589C1 (ru) Новый вариант эффлюксного белка О-фосфосерина и способ продуцирования О-фосфосерина, цистеина и его производного с использованием этого варианта
US20060160173A1 (en) Feedback-resistant homoserine transsuccinylases having a modified c terminus
JP2014506129A (ja) 新規o−アセチルホモセリンスルフヒドリラーゼまたはその変異タンパク質およびこれを用いたメチオニン転換方法
US7371551B1 (en) Feedback-resistant homoserine transsuccinylases
Tsujimoto et al. L-Lysine biosynthetic pathway of Methylophilus methylotrophus and construction of an L-lysine producer
CN111406104B (zh) 减少为了生产氨基酸或氨基酸衍生产物的亚胺/烯胺的积累
CN111770993B (zh) 调节csr系统以生产赖氨酸和赖氨酸衍生产物
CN109790557B (zh) 控制生物膜分散以产生氨基酸或氨基酸衍生产物
Gunji et al. Characterization of the L-lysine biosynthetic pathway in the obligate methylotroph Methylophilus methylotrophus