PL202783B1 - Wyizolowany polinukleotyd, polipeptyd, wektor, bakterie Corynebacterium, starter, sonda oraz sposób wytwarzania L-aminokwasów - Google Patents

Wyizolowany polinukleotyd, polipeptyd, wektor, bakterie Corynebacterium, starter, sonda oraz sposób wytwarzania L-aminokwasów

Info

Publication number
PL202783B1
PL202783B1 PL344386A PL34438600A PL202783B1 PL 202783 B1 PL202783 B1 PL 202783B1 PL 344386 A PL344386 A PL 344386A PL 34438600 A PL34438600 A PL 34438600A PL 202783 B1 PL202783 B1 PL 202783B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
gene
seq
bacteria
polynucleotide
lysine
Prior art date
Application number
PL344386A
Other languages
English (en)
Other versions
PL344386A1 (en
Inventor
Bettina Möckel
Walter Pfefferle
Achim Marx
Jörn Kalinowski
Brigitte Bathe
Alfred Pühler
Original Assignee
Degussa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degussa filed Critical Degussa
Publication of PL344386A1 publication Critical patent/PL344386A1/xx
Publication of PL202783B1 publication Critical patent/PL202783B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/195Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C07K14/34Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Corynebacterium (G)
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04Alpha- or beta- amino acids
    • C12P13/08Lysine; Diaminopimelic acid; Threonine; Valine

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest wyizolowany polinukleotyd, polipeptyd, wektor, bakterie Corynebacterium, starter, sonda oraz sposób wytwarzania L-aminokwasów w szczególności L-lizyny.
Aminokwasy, zwłaszcza L-lizyna, znajdują zastosowanie w medycynie, w przemyśle farmaceutycznym oraz w żywieniu zwierząt.
Wiadomo, że można wytwarzać aminokwasy przez fermentacyjne hodowle szczepów bakterii z rodzaju Corynebacterium, zwłaszcza Corynebacterium glutamicum. Z powodu duż ego ich znaczenia, opracowuje się wciąż ulepszenia tych sposobów wytwarzania. Ulepszania mogą dotyczyć np. zużycia i zapotrzebowania na tlen, albo składu pożywek hodowlanych, jak np. stężenia cukru podczas fermentacji, albo obróbki produktu przez np. chromatografię jonowymienna albo wewnętrzne właściwości samych drobnoustrojów.
W celu polepszenia właściwości produkcyjnych tych drobnoustrojów, stosuje się sposoby mutagenezy, selekcji i wyboru mutantów. W ten sposób, otrzymuje się szczepy odporne na antymetabolity, jak np. analog lizyny S-(2-aminoetylo-cysteina albo auksotrofy w stosunku do regulacyjnych aminokwasów i wytwarzające L-lizynę.
Od kilku lat, stosuje się również metody rekombinacji DNA, w celu polepszenia szczepów Corynebacterium wytwarzających aminokwasy, w których amplifikuje się pojedyncze geny kodujące biosyntezę aminokwasów, oraz bada się ich działanie na wytwarzanie aminokwasów. Materiał przeglądowy dotyczący tego tematu można znaleźć w Kinoshita („Glutamic Acid Bacteria: w Biology of Industrial Microorganisms, Demain i Solomon (wyd.) Benjamin Cummings, Londyn, UK, 1985:115-142), Hilliger (BioTec 2, 40-44 (1991)), Eggeling (Amino Acids 6:261-272 (1994)), Jetten i Sinskey (Critical Reviews in Biotechnology, 15, 73-103 (1995)), Sahm i in., (Annuals of the New York Academy of Science 782:25-39 (1996).
Twórcy wynalazku postawili sobie za cel opracowanie nowych środków do fermentacyjnego wytwarzania aminokwasów, w szczególności L-lizyny.
Aminokwasy, zwłaszcza L-lizyna, znajdują zastosowanie w medycynie, w przemyśle farmaceutycznym oraz szczególnie w żywieniu zwierząt. Stąd powszechne jest zainteresowanie nowymi ulepszonymi sposobami wytwarzania aminokwasów, zwłaszcza L-lizyny.
W znaczeniu tu zastosowanym, aminokwasy oznaczają w szczególności L-lizynę albo lizynę, albo ich zasady i sole np. chlorowodorek lizyny albo siarczan lizyny.
Wynalazek dotyczy wyizolowanego polinukleotydu kodującego:
a) polipeptyd o sekwencji aminokwasowej przedstawionej na Id. Sekw. nr 2,
b) polipeptyd, którego sekwencja aminokwasowa jest w co najmniej 95% identyczna z sekwencją przedstawioną na Id. Sekw. nr 2.
W korzystnym polinukleotydzie sekwencja nukleotydowa jest wybrana z grupy obejmującej:
a) sekwencję nukleotydową przedstawioną na Id. Sekw. nr 1.,
b) sekwencję odpowiadającą sekwencji z a) z uwzględnieniem degeneracji kodu genetycznego, i
c) sekwencję nukleotydową odpowiadającą nukleotydom 413 do 1009 z sekwencji nukleotydowej przedstawionej na Id. Sekw. nr 1,
d) sekwencję nukleotydową komplementarną do sekwencji z a) i b).
Wynalazek dotyczy również polipeptydu o sekwencji aminokwasowej przedstawionej na
Id. Sekw. nr 2. Korzystny polinukleotyd pochodzi z bakterii Corynebacterium.
Ponadto wynalazek dotyczy wektora zdolnego do replikacji w bakteriach Corynebacterium, który obejmuje sekwencję nukleotydowa według wynalazku.
W zakres wynalazku wchodzą również bakterie Corynebacterium o zwiększonym wyraż aniu polinukleotydu kodującego polipeptyd, którego sekwencja aminokwasowa przedstawiona jest na Id. Sekw. nr 2 do poziomu, w którym zwiększone jest wytwarzanie L-aminokwasów w tych bakteriach. Korzystnie w bakteriach Corynebacterium wewnątrzkomórkowa aktywność polipeptydu, o sekwencji przedstawionej na Id. Sekw. Nr 2 jest zwiększona przez wzrost ilości kopii polinukleotydu kodującego ten polipeptyd lub przez zastosowanie silnego promotora i, gdzie jest to właściwe, przez kombinację tych cech. Korzystnie bakterie są transformowane wektorem obejmującym polinukleotyd kodujący polipeptyd przedstawiony na Id. Sekw. nr 2.
Wynalazek dotyczy również sposobu wytwarzania L-aminokwasów obejmującego etap, w którym bakterie wedł ug wynalazku poddawane są fermentacji w odpowiedniej poż ywce. Korzystny jest sposób, w którym bakterie poddaje się fermentacji w odpowiedniej pożywce przez co
PL 202 783 B1 poziom odpowiedniego L-aminokwasu/aminokwasów zwiększa się w pożywce lub w komórkach bakterii, a następnie izoluje się L-aminokwas/y.
Korzystnie stosuje się bakterie Corynebacterium wytwarzające L-lizynę.
Korzystnie L-lizynę wytwarza się przez fermentację bakterii, w których równocześnie zostały wzmocnione, w szczególności przez nadekspresję lub amplifikację jeden lub większa liczba genów wybranych z grupy składającej się z:
a) genu dapA dla syntazy dihydrodipikolinanowej,
b) genu lysC kodującego kinazę asparaginianową oporną na sprzężenie zwrotne,
c) genu dapD kodującego sukcynylazę tetradihydropikolinianową,
d) genu dapE kodującego desukcynylazę sukcynylodiaminopijabłaczanową,
e) genu gap dla dehydrogenazy gliceraldehydo-3-fosforanowej
f) genu pyc dla karboksylazy pirogronianowej
g) genu mqo dla oksydoreduktazy jabłczanowo:chinonowej;
h) genu lysE kodującego białko związane z eksportem lizyny.
W korzystnym sposobie L-lizynę wytwarza się przez fermentację bakterii, w których atenuowany jest gen pgi kodujący izomerazę glukozo-6-fosforanową.
Korzystnie w sposobie stosuje się mikroorganizmy z gatunku Corynebacterium glutamicum.
Wektor pCR2.1zwa1exp zdeponowany w E. coli pod numerem dostępu DSM 13115 jest również objęty zakresem wynalazku.
Ponadto wynalazek dotyczy startera obejmującego, co najmniej 30 kolejnych nukleotydów z sekwencji polinukleotydowej przedstawionej na Id. Sekw. nr 1.
Korzystny starter obejmuje co najmniej 40 kolejnych nukleotydów z sekwencji polinukleotydowej przedstawionej na Id. Sekw. nr 1.
Wynalazek dotyczy również sondy obejmującej, co najmniej 30 kolejnych nukleotydów z sekwencji polinukleotydowej przedstawionej na Id. Sekw. nr 1.
Korzystna sonda obejmuje co najmniej 40 kolejnych nukleotydów z sekwencji polinukleotydowej przedstawionej na Id. Sekw. nr 1.
Wynalazek umożliwia również uzyskanie polinukleotydów obejmujących sekwencję polinukleotydową, możliwą do uzyskania metodą hybrydyzacji przez badanie przesiewowe odpowiedniego banku genów, który zawiera gen pełnej długości o sekwencji polinukleotydowej odpowiadającej Id. Sekw. nr 1. Badanie przesiewowe prowadzi się przy użyciu sondy, której sekwencja odpowiada polinukleotydom o Id. Sekw. nr 1 albo fragmentowi tej sekwencji i obejmuje izolowanie określonej sekwencji DNA.
Sekwencje polinukleotydowe według wynalazku można stosować jako sondy hybrydyzacyjne dla RNA, cDNA i DNA, w celu izolowania cDNA pełnej długości, kodującego białko Zwa1, oraz takich cDNA albo genów, które wykazują duże powinowactwo sekwencji z genem zwa1.
Sekwencje polinukleotydowe według wynalazku mogą również służyć jako startery do wytwarzania DNA z genów, które kodują zwa1, przez reakcję łańcuchową polimerazy (PCR).
Takie oligonukleotydy służące jako sondy albo startery obejmują około 30, korzystnie około 20, szczególnie korzystnie około 15 kolejnych zasad. Nadają się zwłaszcza oligonukleotydy o długości około 40 albo 50 par zasad.
„Wyizolowany” w znaczeniu tu zastosowanym oznacza wydzielony ze środowiska zewnętrznego.
Termin „polinukleotyd” dotyczy przede wszystkim polirybonukleotydów i polidezoksyrybonukleotydów, przy czym może dotyczyć niemodyfikowanych albo modyfikowanych RNA albo DNA.
„Polipeptydy” w znaczeniu tu zastosowanym oznaczają peptydy albo białka, które zawierają dwa albo więcej aminokwasy, połączone ze sobą wiązaniem peptydowym.
Rozwiązania według wynalazku umożliwia fermentacyjne wytwarzanie aminokwasów, zwłaszcza L-lizyny, przy zastosowaniu bakterii z rodzaju Corynebacterium, szczególnie tych, które już wytwarzają aminokwasy oraz takich, które posiadają nadmiernie wyrażone sekwencje nukleotydowe kodujące produkt genu zwa1, zwłaszcza tych, które wyrażają go na wyższym poziomie.
Określenie „wzmocnienie” oznacza zwiększenie wewnątrzkomórkowej aktywności jednego albo wielu enzymów (białek) drobnoustroju, które są kodowane przez odpowiednie DNA, przy czym stosuje się przykładowo zwiększenie liczby kopii genu, silny promotor albo gen kodujący odpowiedni enzym (białko), jak również można łączyć ze sobą powyższe możliwości.
Drobnoustroje, stanowiące przedmiot niniejszego wynalazku, potrafią wytwarzać L-aminokwasy, zwłaszcza L-lizynę z glukozy, sacharozy, laktozy, fruktozy, maltozy, melasy, skrobi, celulozy albo
PL 202 783 B1 z gliceryny i etanolu. Dotyczy to w szczególnoś ci przedstawicieli bakterii Corynebacterium, zwł aszcza gatunku Corynebacterium. Z gatunku Corynebacterium w szczególności należy wymienić Corynebacterium glutamicum, znany z tego, że wytwarza L-aminokwasy.
Przydatne szczepy gatunku Corynebacterium, zwłaszcza rodzaju Corynebacterium glutamicum są przykładowo znanymi szczepami typu dzikiego:
Corynebacterium glutamicum ATCC13032
Corynebacterium acetoglutamicum ATCC15806
Corynebacterium acetoacidophilum ATCC13870
Corynebacterium melassecoloa ATCC17965
Corynebacterium thermoaminogenes FERM BP-1539
Brevibacterium flavum ATCC14067
Brevibacterium lactofermentum ATCC13869 i
Brevibacterium divaricatum ATCC14020 oraz wytworzone z nich mutanty wytwarzające L-lizynę zwłaszcza szczepy, jak przykładowo
Corynebacterium glutamicum FERM-P 1709
Brevibacterium flavum FERM-P 1708
Brevibacterium lactofermentum FERM-P 1712
Corynebacterium glutamicum FERM-P 6463
Corynebacterium glutamicum FERM-P 6464 i
Corynebacterium glutamicum DSM5715
Twórcy wynalazku wyizolowali nowy gen zwa1, kodujący produkt genu Zwa1 z C. glutamicum.
W celu wyizolowania genu zwa1 albo innych genów z C. glutamicum można wytworzyć bank genów z interesującej bakterii. Wytwarzanie banków genów jest powszechnie znane z podręczników i niż ej opisanych publikacji. Przykł adowo, moż na wymienić podrę cznik Winnacker: Gene und Klone, Eine Eifuhrung in die Gentechnologie (Verlag Chemie, Weinheim, Niemcy, 1990) albo podręcznik Sambrook i in., Molecular Cloning: A Laboroatory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). Znane banki genów obejmują np. E. coli K-12 szczep W3110, wytworzony przy użyciu wektorów λ przez Kohara i in., (Cell 50, 495-508 (1987)). Bathe i in., (Molecular General Genetics, 252:255265, 1996) opisują bank genów z C. glutamicum ATCC13032, który wytworzono przy użyciu wektorów kosmidowych SuperCos I (Wahl i in., 1987, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 84:2160-2164) w E. coli K-12 szczepu NM554 (Raleigh i in., 1988, Nucleic Acids Research, 16:15631575). Bormann i in. (Molecular Microbiology, 6(3) 317-326 (1992)) opisują bank genów z C. glutamicum ATCC13032 wytworzony przy zastosowaniu kosmidów pHC79 (Hohn i Collins, Gene 11, 291298 (1980)). Do wytwarzania banku genów z C. glutamicum w E. coli, można również zastosować plazmidy takie jak pBR322 (Bolivar, Life Sciences, 25:807-818 (1979)) czy pUC9 (Vieira i in., 1982,
Gene, 19:259-268). Jako gospodarz, szczególnie nadają się szczepy E. coli wykazujące defekt enzymów restrykcyjnych i rekombinacyjnych. Przykładowo, szczep DH5aMRC opisany przez Grant i in., (Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 87 (1990) 4645-4649). Dłuższe fragmenty DNA klonowane przy użyciu kosmidów można klonować do wektorów przydatnych do sekwencjonowania i sekwencjonować sposobem opisanym przez np. Sanger i in., (Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 74:5463-5467(1977)).
W ten sposób, otrzymuje się nowe sekwencje DNA kodujące gen zwa1 z C. glutamicum, które jako Id. Sekw. nr 1 stanowią przedmiot według wynalazku. Dalej, na podstawie sekwencji DNA można poznać sekwencję aminokwasów odpowiednich białek. Na Id. Sekw. nr 2 pokazano odpowiednią sekwencję aminokwasową produktu genu zwa1.
Kodujące sekwencje DNA, pochodzące z Id. Sekw. nr 1 na skutek degeneracji kodu genetycznego, stanowią również część wynalazku. W podobny sposób, sekwencje DNA, które hybrydyzują z Id. Sekw. nr 1 albo częściami Id. Sekw. nr 1, stanowią również część wynalazku. W stanie techniki znane są konserwatywne zastąpienia w białkach aminokwasów, jak np. zamiana glicyny na alaninę albo kwasu asparginowego na kwas glutaminowy, jako tzw. „mutacje sensowne”, które nie powodują zasadniczych zmian aktywności białka, tzn. są neutralne czynnościowo. Dalej wiadomo, że zmiana końca N- i/lub C- białka, nie wpływa zasadniczo na czynność albo stabilność. Literatura dotycząca tego zagadnienia to Ben-Bassat i in., (Journal of Bacteriology 169:751-757 (1987)), O'Regan i in., (Gene 77:237-251 (1989)), Sahin-Toth i in., Prot. Sci. 3:240-247 (1994)), Hochuli i in., (Bio/Technology 6:1321-1325 (1988)) i znane podręczniki genetyki i biologii molekularnej. Sekwencje aminokwasowe, które w ten sposób odpowiadają Id. Sekw. nr 2 stanowią część wynalazku.
PL 202 783 B1
Opisy sposobów identyfikacji sekwencji DNA przy użyciu hybrydyzacji można znaleźć przede wszystkim w podręczniku „The DIG System Users Guide for Filter Hybridization”, firmy Boehringer Mannheim GmbH (Mannheim, Niemcy, 1993 oraz Liebl i in., (International Journal of Systematic Bacteriology, (1991) 41:255-260). Sposoby amplifikacji sekwencji DNA przy pomocy reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) można znaleźć m.in. w podręczniku Gait: Oligonucleotide synthesis: A Practical Approach (IRL Press, Oxford, UK, 1984) oraz w Newton i Graham: PCR (Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Niemcy, 1994).
Twórcy wynalazku stwierdzili, że bakterie Corynebacterium glutamicum w ulepszony sposób wytwarzają L-lizynę w wyniku nadekspresji genu zwa1.
W celu wywoł ania nadmiernej ekspresji moż na zwiększyć liczbę kopii genu albo zmutowa ć regiony promotorowe i regulatorowe albo miejsca przyłączania rybosomów, które znajdują się powyżej genów strukturalnych. W podobny sposób działają kasety ekspresji, które włącza się powyżej genów strukturalnych. Przez zastosowanie indukowalnych promotorów możliwe jest dodatkowo zwiększenie ekspresji w celu fermentacyjnego wytwarzania L-lizyny. Zwiększyć ekspresję można dodatkowo przez przedłużenie czasu trwania mRNA. Zapobiegając rozkładowi białek enzymatycznych można zwiększyć ich aktywność. Gen albo konstrukt genetyczny może być obecny zarówno na plazmidach o różnej liczbie kopii albo powielony i wintegrowany w chromosom. Alternatywnie, można osiągnąć zwiększenie ekspresji konkretnego genu przez zmianę składu pożywki i warunków hodowli.
W tym celu moż na znaleźć wskazówki w Martin i in. (Bio/Technology 5, 137-146 (1987)); Guerrero i in. (Gene 138, 35-41 (1994)); Tsuchiya i Morinaga (Bio/Technology 6, 428-430 (1988)); Eikmanns i in. (Gene 102, 93-98 (1991)); europejski opis patentowy EPS 0 472 869; patent USA 4, 601, 893; Schwartzer i Puhler (Bio/Technology 9, 84-87 (1991), Reinscheid i in., (Applied and Environtal Microbiology 60, 126-132 (1994)); LaBarre i in. (Journal of Bacteriology 175, 1001-1007 (1993)); zgłoszenie patentowe WO 96/15246; Malumbres i in. (Gene 134, 15-24 (1993)), japońska publikacja patentowa JP-A-10-229891; Jensen i Hammer (Biotechnology Bioengineering 58 191-195 (1998)); Makrides (Microbiological Reviews 60:512-538 (1996)) oraz w znanych podręcznikach genetyki i biologii molekularnej.
Przykładowo, gen zwa1 można nadmiernie wyrażać, względnie osiągnąć amplifikację genu przez zintegrowanie z chromosomem, jak opisali Reinscheid i in. (Appl. Environ. Microbiol. 60, 126132 (1994)). Tą metodą do wektora plazmidowego klonuje się gen pełnej długości, który może replikować w gospodarzu (zwykle E. coli), ale nie w Corynebacterium glutamicum. Jako wektory można zastosować pSUP301 (Simon i in., Bio/Technology 1, 784-791 (1983)), pK18mob albo pK19mob (Schafer i in., Gene 145, 69-73 (1994)), pGEM-T (Promega Corporation, Madison, WI, USA), pCR2.1-TOPO (Shuman (1994) J. Biol. Chem. 269:32678-84; US-A 5,487,993), pCR®Blunt (Invi-trogen, Groningen, Holandia; Bernard i in., J. Mol. Biol. 234:534-541 (1993)) albo pEM1 (Schrumpf i in., 1991, J. Bacteriol. 173:4510-4516). Wektor plazmidowy zawierający gen do amplifikacji, przenosi się przez koniugację albo transformację do pożądanego szczepu Corynebacterium glutamicum. Metodę koniugacji opisano, przykładowo w Schafer i in., Applied Environmental Microbiology 60, 756-759 (1994)). Sposoby Transformacji opisane są przez Thierbach i in. (Applied Microbiology and Biotechnology 29, 356-362 (1988)), Dunican i Shivnan (Bio/Technology 7, 1067-1070 (1989)) i Tauch i in., (FEMS Microbiological Letters 123, 343-347 (1994)). Po rekombinacji homologicznej, powstały szczep otrzymuje na drodze zjawiska „crossing over”, przynajmniej dwie kopie odpowiedniego genu. W ten sposób, przy użyciu plazmidu integracyjnego pCR2.1zwa1exp wytworzono szczep DSM5715::pCR2.1zwa1exp, niosący dwie kopie genu zwa1.
Oprócz tego, do wytwarzania aminokwasów, zwłaszcza L-lizyny oprócz genu zwa1 można również nadmiernie wyrażać inne enzymy ze szlaku biosyntezy, jak enzymy szlaku glikolizy, szlaków anaplerotycznych, cyklu kwasu cytrynowego i wydalania aminokwasów.
W celu wytwarzania L-lizyny moż na równocześnie nadmiernie wyraż ać następujące enzymy:
• gen dapA dla syntazy dihydrodipikolinanowej (EP-B 0 197 335);
• gen lysC kodujący kinazę asparaginianową oporną na sprzężenie zwrotne;
• gen dapD kodujący sukcynylazę tetradihydropikolinianową (Wehrmann i in., Journal of Bacteriology, 180, 3159-3165 (1998)), • gen dapE kodujący desukcynylazę sukcynylodiaminopijabłczanową (Wehrmann i in., J. Bacteriol., 180, 3159-3165 (1998)), • gen gap dla dehydrogenazy gliceraldehydo-3-fosforanowej (Eikmanns (1992) Journal of Bacteriology 174:6076-6086);
PL 202 783 B1 • gen pyc dla karboksylazy pirogronianowej (Eikmanns (1992) Journal of Bacteriology 174:6076-6086);
• gen mqo dla oksydoreduktazy jabł czanowo:chinonowej (Molenaar i in., (1998) Eur. J. Biochem., 254, 395-403);
• gen lysE zwią zany z wydalaniem lizyny (DE-A-195 48 222).
Oprócz tego, celu wytwarzania aminokwasów, a zwłaszcza L-lizyny można równocześnie osłabić następujące enzymy:
• gen pck dla karboksykinazy fosfoenolopirogronianowej (DE 199 50 409.1, DSM 13047) i/lub;
• gen pgi dla izomerazy glukozo-6-fosforanowej (US 09/396,478, DSM 12969).
Dalej, w celu wytwarzania aminokwasów, zwłaszcza L-lizyny, korzystne jest, oprócz nadmiernej ekspresji genu zwa1, wyłączenie niepożądanych reakcji (Nakayama: „Breeding of Amino Acids Producing Micro-Organisms”, w: Overproduction of Microbial Products, Krumphanzl, Sikyta, Vanek (wyd.) Academic Press, Londyn UK, 1982).
Oprócz wzmocnienia genu zwa1 korzystne jest osłabienie genu zwa2 albo działania produktu genu zwa2. Odpowiedni gen i sposoby opisano w równoległym zgłoszeniu patentowym 199 59 327.2.
Wektor integracyjny pCR2.1zwa2, nadający się do mutagenezy insercyjnej zdeponowano w E. coli TOP10F' pod numerem DSM13113.
Plazmid pCR2.1zwa2int obejmuje plazmid pCR2.1-TOPO, opisany przez Mead i in. ((1991) Bio/Technology 9:657-663), w którym wbudowano wewnętrzny fragment genu zwa2, pokazany na Id. Sekw. nr 1 niemieckiego zgłoszenia patentowego 199 59 327.2. Plazmid ten prowadzi po transformacji i rekombinacji homologicznej z chromosomalnym genem zwa2 (insercja) do całkowitej utraty funkcji. W ten sposób wytwarza się przykładowo szczep DSM5715::pCR2.1zwa2int, w którym wyłączono produkt genu zwa2.
Drobnoustroje według wynalazku mogą być hodowane w sposób nieciągły albo ciągły, sposobem wsadowym albo innym, w celu wytwarzania aminokwasów, zwłaszcza L-lizyny. Podsumowanie znanych sposobów hodowania opisano w podręczniku Chmiel (Bioprozestechnik 1. Einfuhrung in die Bioverfahrenstechnik (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991) albo w podręczniku Storhas (Bioreaktoren und periphere Einrichtungen (Vieweg Verlag, Braunschweig/Wiesbaden, 1994).
Konkretna pożywka hodowlana musi być odpowiednia dla określonego szczepu według wynalazku. Opis pożywek hodowlanych dla różnych drobnoustrojów można znaleźć w podręczniku „Manual of Methods for General Bacteriology”, Am. Soc. Bacteriol., (Washington D.C., USA, 1981). Jako źródło węgla można zastosować różne źródła węglowodanów i cukrów nie ograniczone do glukozy, sacharozy, laktozy, fruktozy, maltozy, melasy, skrobi, celulozy, olejów i tłuszczów jak np. olej sojowy, słonecznikowy, arachidowy i kokosowy, kwasów tłuszczowych jak np. kwas palmitynowy, stearynowy i linolowy, albo alkoholi jak np. gliceryna i etanol oraz kwasy organiczne jak np. kwas octowy. Te związki można zastosować pojedynczo albo w mieszaninie. Jako źródła azotu można zastosować związki zawierające organiczny azot jak peptony, ekstrakty drożdży, ekstrakty mięsa, ekstrakty słodu, syrop z kukurydzy, mąka sojowa i mocznik albo związki nieorganiczne jak siarczan amonu, chlorek amonu, fosforan amonu, węglan amonu i azotan amonu. Źródła azotu można zastosować pojedynczo oraz jako mieszaninę. Jako źródła fosforanów można zastosować kwas fosforowy, fosforan potasu albo fosforan dipotasu albo odpowiednie sole zawierające azot. Pożywka hodowlana powinna zawierać również sole metali, jak np. siarczan magnezu albo siarczan żelaza, które są konieczne dla wzrostu. Na koniec, oprócz powyższych związków należy zastosować niezbędne czynniki wzrostowe, jak aminokwasy i witaminy. Powyższe związki można dostarczać do hodowli w sposób ciągły albo w sposób wsadowy.
W celu kontrolowania pH, stosuje się zwią zki zasadowe takie jak wodorotlenek sodu, wodorotlenek potasu, amoniak, względnie wodę amoniakalną albo związki kwasowe, jak kwas fosforowy albo siarkowy. W celu kontrolowania tworzenia się piany można zastosować substancję przeciwdziałające tworzeniu się piany, jak np. estery poliglikolowe kwasów tłuszczowych. W celu uzyskania stabilności plazmidu, można zastosować w pożywce substancje działające wybiórczo, jak np. antybiotyki. W celu prowadzenia procesu tlenowego można doprowadzać do hodowli tlen albo mieszaniny zawierające tlen, jak np. powietrze. Temperatura hodowli w normalnych warunkach mieści się w zakresie od 20°C do 45°C, zaś korzystnie od 25°C do 40°C. Hodowlę prowadzi się do uzyskania maksymalnego wytwarzania lizyny. Osiąga się to zwykle po 10 do 160 godzin hodowli.
Analizę L-lizyny przeprowadza się przez chromatografię anionowymienną z derywatyzacją ninhydryną według metody opisanej przez Spackman i in. (Analytical Chemistry, 30, (1958) 1190).
PL 202 783 B1
Poniższe drobnoustroje zdeponowano w Deutschen Sammlung fur Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ, Brunszwik, Niemcy) w oparciu o Traktat Budapeszteński:
Escherichia coli szczep TOP10F'/pCR2.1zwa1exp jako depozyt DSM 13115.
Sposoby według wynalazku służą do fermentacyjnego wytwarzania aminokwasów, zwłaszcza L-lizyny.
Oprócz wzmocnienia genu zwa1 korzystne jest osłabienie genu zwa2 albo działania produktu genu zwa2. Odpowiedni gen i sposoby opisano w równoległym zgłoszeniu patentowym 199 59 327.2. Wektor integracyjny pCR2.1zwa2, nadający się do mutagenezy insercyjnej zdeponowano w E. coli TOP10F' pod numerem DSM13113.
Przykłady
Poniższe przykłady obrazują rozwiązania według wynalazku.
P r z y k ł a d 1
Wytwarzanie genomowego banku genów w kosmidach z Corynebacterium glutamicum ATCC 13032
Chromosomalny DNA z Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 izolowano sposobem opisanym przez Tauch i in., (1995, Plazmid 33:168-179) i częściowo trawiono enzymem restrykcyjnym Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Niemcy, kod nr 27-0913-02). Fragmenty DNA defosforylowano fosfatazą alkaliczną z krewetek (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Niemcy, kod nr 1758250). DNA wektorów kosmidowych SuperCos1 (Wahl i in., (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:2160-2164), wytworzony przez Stratagene (La Jolla, USA, kod nr 251301) cięto enzymem restrykcyjnym Xbal (Amersham Pharmacia, Freiburg, Niemcy, kod nr 27-0948-02) i defosforylowano fosfatazą alkaliczną z krewetek. Na koniec, kosmidowy DNA cięto enzymem restrykcyjnym BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Niemcy, kod nr 27-0868-04). Traktowany w ten sposób kosmidowy DNA zmieszano z DNA z ATCC 13032 i traktowano ligazą DNA T4 (Amersham Pharmacia, Freiburg, Niemcy, kod nr 27-0870-04). Mieszaninę ligacyjną pakowano do fagów przy użyciu ekstraktu Gigapack II XL (Stratagene, La Jolla, USA kod nr 200217). W celu zakażania E. coli szczepu NM554 (Raleigh i in., 1988, Nucl. Acids Res., 16:1563-1575), komórki pobrano w 10 mM MgSO4, i zmieszano z porcją zawiesiny fagów. Zakażenie i miareczkowanie banku kosmidowego przeprowadzono sposobem według
Sambrook i in., Molecular Cloning: A Laboroatory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press,
1989), przy czym komórki wysiano na agar LB (Lennox, 1955, Virology 1:190) z dodatkiem 100 μg/ml ampicyliny. Po inkubacji przez noc, w 37°C selekcjonowano pojedyncze rekombinowane kolonie.
P r z y k ł a d 2
Izolowanie i sekwencjonowanie genu zwa1
Kosmidowy DNA pojedynczych kolonii izolowano przy użyciu zestawu Qiaprep Spin Miniprep Kit (produkt nr 27106, Qiagen, Hilden, Niemcy) według instrukcji producenta i częściowo cięto enzymem restrykcyjnym Sau3AI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Niemcy, kod nr 27-0913-02). Fragmenty DNA defosforylowano fosfatazą alkaliczną z krewetek (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Niemcy, kod nr 1758250). Po rozdziale elektroforetycznym, izolowano fragmenty kosmidów w zakresie wielkości od 1500 do 2000 bp, przy użyciu zestawu QiaExII Gel Extraction Kit (produkt nr 20021, Qiagen, Hilden, Niemcy). DNA wektora do sekwencjonowania pZero-1 firmy Invitrogen (Groningen, Holandia, produkt nr K2500-01) cięto enzymem restrykcyjnym BamHI (Amersham Pharmacia, Freiburg, Niemcy, kod nr 27-0868-04). Ligację fragmentów kosmidów w wektorze do sekwencjonowania pZero1 przeprowadzono sposobem opisanym przez Sambrook i in., Molecular Cloning: A Laboroatory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989), w którym mieszaninę DNA inkubowano przez noc z ligazą DNA T4 (Pharmacia, Freiburg, Niemcy). Mieszaninę ligacyjną elektroporowano do bakterii E. coli DH5aMRC (Grant i in., (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87 (1990) 4645-4649), metodą Tauch i in., (1995, Plazmid 33:168-179), po czym komórki wysiano na agar LB (Lennox, 1955, Virology 1:190) z dodatkiem 50 μg/ml zeocyny. Preparaty plazmidowe rekombinowanych klonów otrzymano przy użyciu Biorobot 9600 (produkt nr 900200, Qiagen, Hilden, Niemcy). Sekwencjonowanie przeprowadzono metodą przerywania łańcucha przy użyciu dideoksynukleotydów metodą Sanger i in., (1977, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74:5463-5467) z modyfikacjami Zimmermann i in., (1990, Nucl. Acids Res. 18:1067). Zastosowano zestaw wykorzystujący RR dRodaminę PE Applied Biosystems (nr produktu 403044, Weitrstadt, Niemcy). Elektroforetyczny rozdział i analizę reakcji sekwencjonowania przeprowadzono przy użyciu żelu „Rotiophorese NF Acrylamid/bisacrylamid” (29:1) (kod produktu A124.1, Roth, Karlsruhe, Niemcy) przy użyciu urządzenia do sekwencjonowania ABI Prism 377.
PL 202 783 B1
Otrzymane sekwencje opracowano przy użyciu pakietu oprogramowania Staden (1986, Nucl. Acids Res. 14:217-231) wersja 97-0. Pojedyncze sekwencje pochodzące z pZero-01 łączy się w postać pojedynczego kontigu. Oparte o analizę komputerową regiony kodujące opracowano programem XNIP. Dalszą analizę przeprowadzono „programem poszukującym BLAST” (Altshul i in., 1997, Nucl. Acids Res., 2 5:3389-3402) na nienadmiarowej bazie danych National Center for Biotechnology Information (NCBI, Bethesda, MD, USA).
Otrzymaną sekwencję nukleotydową przestawiono na Id. Sekw. nr 1. Analiza sekwencji wykazała otwartą ramkę odczytu wielkości 597 par zasad, które można określić jako gen zwa1. Gen zwa1 koduje białko wielkości 199 aminokwasów, którego sekwencja została przedstawiona na Id. Sekw. nr 2.
P r z y k ł a d 3
Wytwarzanie wektorów do nadekspresji genu zwa1
Chromosomalny DNA izolowano ze szczepu ATCC13032 metodą Eikmanns i in., (Microbiology 140:1817-1828 (1994)). Na podstawie znanej z Przykładu 2 sekwencji genu zwa1 wybrano następujące startery do PCR:
zwa1-d1:
5' TCA CA CCG ATG ATT CAG GC 3' zwa1-d2:
5' AGA TTT AGC CGA AAG CG 3'
Startery zsyntetyzowano w firmie MWG Biotech (Ebersberg, Niemcy). Reakcję PCR przeprowadzono standardową metodą Innis i in., (PCR Protocols: A guide to methods and applications, 1990 Academic Press) przy użyciu polimerazy Pwo Boehringer Mannheim. Przy użyciu łańcuchowej reakcji polimerazy wyizolowano fragment wielkości około 1,0 kb, zawierający gen zwa1.
Amplifikowany fragment DNA poddano ligacji do wektora pCR2.1-TOPO (Mead i in., (1991) Bio/Technology 9:657-663) przy użyciu zestawu do klonowania TOPO TA Invitrogen Corporation (Carlsbad, USA, nr kat. K4500-01). Na koniec, elektroporowano mieszaniną ligacyjną E. coli szczepu
DH5a (Hanahan, w: DNA cloning. A practical approach. Vol.I.IRL-Press, Oxford, Washington DC, USA). Selekcję komórek niosących plazmid przeprowadzono przez wysianie mieszaniny na agarze LB (Sambrook i in., Molecular Cloning: A Laboroatory Manual wydanie drugie. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.) zawierającym 25 mg/l kanamycyny. Plazmidowy DNA izolowano z transformantów przy użyciu zestawu QIAprep Spin Miniprep Kit firmy Qiagen. Plazmidy sprawdzono przez trawienie restrykcyjne EcoRI i elektroforezę na żelu agarozowym (0,8%). Plazmid określono jako pCR2.1zwa1exp.
P r z y k ł a d 4
Duplikacja genu zwa1 w wytwarzającym lizynę szczepie DSM5715
Wektor pCR2.1zwa1exp z Przykładu 3 wprowadzono przez elektroporację metodą Tauch i in., (FEMS Microbiol. Lett, 123:343-347 (1994)) do Corynebacterium glutamicum DSM 5715. Szczep DSM 5715 jest szczepem wytwarzającym lizynę, opornym na AEC (aminoetylocysteinę). Wektor pCR2.1zwa1exp nie może samodzielnie replikować w DSM 5715 i jest jedynie zatrzymywany w komórkach gdy zintegruje się z chromosomem. Selekcję klonów z wintegrowanym do chromosomu pCR2.1zwa1exp przeprowadzono przez wysianie mieszaniny elektroporacyjnej na agar LB (Sambrook i in., Molecular Cloning: A Laboroatory Manual drugie wydanie Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1989)) z dodatkiem 15 mg/ml kanamycyny. W celu potwierdzenia integracji, przeprowadzono reakcję PCR standardową metodą Innis i in., (PCR Protocols: A guide to methods and applications, 1990 Academic Press) przy użyciu polimerazy Pwo Boehringer. Przez kombinację starterów zwa1-d1 i zwa1-d2 (Przykład 3) z uniwersalnym starterem M13 forward (5' GTTTTCCCAGTCACGAC 3') (Invitrogen Corp., nr kat N540-02) i uniwersalnym starterem M13 reverse (5' CAGGAAACAGCTATGAC 3') (Invitrogen Corporation, nr kat N530-02) wiążącymi się z wewnętrzną sekwencją wektora pCR2.1zwa1exp, można było wykazać, że plazmid pCR2.1zwa1exp został wprowadzony do chromosomu szczepu wytwarzającego lizynę DSM 5715. Szczep nazwano DSM5715: :pCR2.1zwa1exp.
P r z y k ł a d 5
Wytwarzanie lizyny
Szczep C. glutamicum otrzymany w Przykładzie 4, DSM5715::pCR2.1zwa1exp, zastosowano do wytwarzania lizyny w odpowiedniej pożywce odżywczej i określano zawartość lizyny w nadsączu hodowlanym.
PL 202 783 B1
W tym celu, szczep wysiany na p łytkę agarową uzupełnioną odpowiednim antybiotykiem (agar z wycią giem z mózgu i serca z kanamycyną 25 mg/l) i inkubowano przez 24 godziny w 33°C. Pobierając materiał z płytki założono hodowlę wstępną (10 ml pożywki w 100 ml kolbie Erlenmeyera). Jako pożywkę do hodowli wstępnej zastosowano pożywkę Cglll. Następnie dodano kanamycynę (25 mg/l). Hodowlę wstępną inkubowano wytrząsając z szybkością 240 obrotów na minutę w 33°C na wytrząsarce przez 48 godzin. Tą hodowlą wstępną zaszczepiono hodowlę główną, tak że jej OD (660 nm) wynosiła 0,1 OD. Do hodowli głównej zastosowano pożywkę MM.
Pożywka MM
CSL (Corn Steep Liquor - syrop kukurydziany) 5 g/l
MOPS 20 g/l glukoza (osobno autoklawowana) 50 g/l
Sole:
(NH4)2SO4 25 g/l
KH2PO4 0,1 g/l
MgSO4 x 7 H2O 1,0 g/l
CaCl2 x 2 H2O 10 mg/l
FeSO4 x 7 H2O 10 mg/l
MnSO4 x H2O 5,0 mg/l
Biotyna (sterylizowana przez filtrację) 0,3 mg/l
Tiamina x HCl (sterylizowana przez filtrację) 0,2 mg/l
Leucyna (sterylizowana przez filtrację) 0,1 g/l
CaCO3 25 g/l
CSL, MOPS i roztwór soli doprowadzono do pH 7 przy użyciu wody amoniakalnej i autoklawowano. Na koniec, dodano sterylizowany roztwór substratów i witamin, jak również autoklawowany CaCO3 w postaci suchej.
Hodowlę prowadzono w 10 ml objętości w 100 ml kolbie Erlenmeyera z progami. Dodano kanamycynę (25 mg/l). Hodowla przebiegała w 33°C i 80% wilgotności powietrza.
Po 48 godzinach określono OD przy długości fali 660 nm na urządzeniu Biomek 1000 (Beckmann Instruments GmbH, Monachium). Wytworzoną lizynę określono przy użyciu analizatora aminokwasów Eppendorf-BioTronik (Hamburg, Niemcy) stosując chromatografię jonowymienną i derywatyzację z wykrywaniem metodą ninhydrynową.
W Tabeli 1 przedstawiono wyniki doś wiadczenia.
T a b e l a 1
Szczep OD (660) Lizyna HCl g/l
DSM5715/pCR2.1 zwal exp 12,1 11,93
DSM5715 13,1 9,54
Opis Figur
Figura 1: Mapa plazmidu DSM5715/pCR2.1zwa1exp. Podane wielkości mają charakter przybliżony. Zastosowano następujące skróty i opisy:
ColE1 ori miejsce początku replikacji plazmidu ColE1
lacZ koniec 5' genu β-galaktozydazy
f1 ori miejsce początku replikacji faga f1
KmR gen oporności na kanamycynę
ApR gen oporności na amplicylinę
EcoRI miejsce restrykcyjne EcoRI
Zwa1 gen zwa1
PL 202 783 B1
LISTA SEKWENCJI <110> Degussa-HUls AG <120> izolowany polinukleotyd, wektor zawierający go i komórka gospoda rza, oraz sposób wytwarzania L-aminokwasów <130> 990172 BT <140>
<141>
<160> 2 <170> Patentln Ver. 2.1 <210> 1 <211> 1260 <212> DNA <213> Corynebacterium glutamicum <220>
<221> -10_sygnał <222> (383)..(388) <220>
<221> ~35_sygnał <222> (360)..(365) <220>
<221> CDS <222> (413)..(1009) <400> 1
ccgaaatatt ccaaatatgt aacataaatc acacccgatg attcaggcgg gatgacctgc 60
gacttcaagg tcgcaccaaa gtcagattga tatagatttc gtaaataacg tgacacaatc 120
gtgaccttcg ggttaccgtg tatcccaggc accgcaacag ttcatctgca agtccggctc 180
31 CC} CC 3 3.3 C cc t: er h n fc. ctctcj —------j j ςι gtcggaagtt gaacaacctc cttggtgcaa cagaacttta 240
aaccacaaac tcccgcattc atgtgggcca tattgcagac agggacgggg aaaccaccca 300
ccatcttttc acaaaagaag gcatggaggc caactccttg gggtgaagcc agacatccac 360
tggeagagca actcctccgc tctaacccga cagctaacct cgacggcgac aa atg aga Met Arg 418
gga Gly aaa Lys ctt Leu 5 ttc Phe atg Met gga Gly cgt Arg cac His 10 tcc Ser act Thr aag Lys act Thr agc Ser 15 tcc Ser ,gcg Ala ttc Phe 466
acc aag ctc gca gct tcc acc atc gct ttc ggt gct gct gca acc atc 514
Thr Lys Leu Ala Ala Ser Thr Ile Ala Phe Gly Ala Ala Ala Thr Ile
20 25 30
atg gct cct tct gca tct gct gca cct gat tcc gac tgg gat cgc etc 562
Met Ala Pro Ser Ala Ser Ala Ala Pro ASp Ser Asp Trp Asp Arg Leu
35 40 45 50
PL 202 783 B1
gca Ala cag Gin tgc Cys gag Glu tcc Ser 55 ggt Gly ggt Gly aac Asn tgg Trp gca Al a 60 atc Ile aac Asn acc Thr ggt Gly aac Asn 65 ggc Gly 610
tac cac ggt ggt ctg cag ttc tcc gct agc acc tgg gct gct tac ggc 658
Tyr His Gly Gly Leu Gin Phe Ser Ala Ser Thr Trp Ala Ala Tyr Gly
70 75 80
ggc cag gag ttc gct acc tac gca tac cag gca acc cgt gag cag cag 706
Gly Gin Glu Phe Ala Thr Tyr Ala Tyr Gin Ala Thr Arg Glu Gin Glrt
Θ5 90 95
atc gct. gtt gca gag cgc acc ttg gct ggt cag ggc tgg ggc gca tgg 754
Ile Ala Val Ala Glu Arg Thr Leu Ala Gly Gin Giy Trp Gly Ala Trp
100 105 110
cct gct tgc tcc gct tcc ctt gga ctg aac tcc gct cca acc cag cgt 802
Pro Ala Cys Ser Ala Ser Leu Gly Leu Asn Ser Ala Pro Thr Gin Arg
115 120 125 130
gac ctc tcc gct acc acc tcc acc cca gag cca gct gca gct gca cca 850
Asp Leu Ser Ala Thr Thr Ser Thr Pro Glu Pro Ala Ala Ala Ala Pro
135 140 145
gct gtt gct gag tac aac gct cct gca gcc aac atc gca gtt ggc tcc 898
Ala Val Ala Glu Tyr Asn Ala Pro Ala Ala Asn Ile Ala Val Gly Ser
150 155 160
acc gac ttg aac acc atc aag tcc acc tac ggc gct gtc acc ggc acc 946
Thr Asp Leu Asn Thr Ile Lys Ser Thr Tyr Gly Ala Val Thr Gly Thr
165 170 175
ctc gct cag tac ggc atc acc gtt cca gct gag gtt gag tct tac tac 994
Leu Ala Gin Tyr Gly Ile Thr Val Pro Ala Glu val Glu Ser Tyr Tyr
180 185 190
aac gct ttc gtc ggc taaatctagc tgcacttttt aaaagggagg gaaccttaaa 10<Τ
Asn Ala Phe Val Gly
195
<210> 2 <211> 199 <212> PR7 <213> Corynebacterium glutamicum <400> 2
Met Arg Gly Lys Leu Phe Met Gly Arg His Ser Thr Lys Thr Ser Ser 15 10 15
Ala Phe Thr Lys Leu Ala Ala Ser Thr Ile Ala Phe Gly Ala Ala Ala 20 25 30
PL 202 783 B1
Thr Ile Met Ala Pro Ser Ala Ser Ala Ala Pro Asp Ser Asp Trp Asp 35 40 45
Arg Leu Ala Gin Cys Glu Ser Gly Gly Asn Trp Ala Ile Asn Thr Gly 50 55 60
Asn Gly Tyr His Gly Gly Leu Gin Phe Ser Ala Ser Thr Trp Ala Ala
70 75 80
Tyr Gly Gly Gin Glu Phe Ala Thr Tyr Ala Tyr Gin Ala Thr Arg Glu
90 95
Gin Gin Ile Ala Val Ala Glu Arg Thr Leu Ala Gly Gin Gly Trp Gly 100 105 110
Ala Trp Pro Ala Cys Ser Ala Ser Leu Gly Leu Asn Ser Ala Pro Thr 115 120 125
Gin Arg Asp Leu Ser Ala Thr Thr Ser Thr Pro Glu Pro Ala Ala Ala 130 135 140
Ala Pro Ala Val Ala Glu Tyr Asn Ala Pro Ala Ala Asn Ile Ala Val
145 150 155 160
Gly Ser Thr Asp Leu Asn Thr Ile Lys Ser Thr Tyr Gly Ala Val Thr
165 170 175
Gly Thr Leu Ala Gin Tyr Gly Ile Thr Val Pro Ala Glu Val Glu Ser 180 185 190
Tyr Tyr Asn Ala Phe Val Gly 195
PL 202 783 B1

Claims (19)

1. Wyizolowany polinukleotyd kodujący:
a) polipeptyd o sekwencji aminokwasowej przedstawionej na Id. Sekw. nr 2,
b) polipeptyd, którego sekwencja aminokwasowa jest w co najmniej 95% identyczna z sekwencją przedstawioną na Id. Sekw. nr 2.
2. Polinukleotyd według zastrz. 1, znamienny tym, że sekwencja nukleotydowa jest wybrana z grupy obejmującej:
a) sekwencję nukleotydową przedstawioną na Id. Sekw. Nr 1,
b) sekwencję odpowiadającą sekwencji z a) z uwzględnieniem degeneracji kodu genetycznego, i
c) sekwencję nukleotydową odpowiadającą nukleotydom 413 do 1009 z sekwencji nukleotydowej przedstawionej na Id. Sekw. nr 1.
d) sekwencję nukleotydową komplementarną do sekwencji z a) b).
3. Polipeptyd o sekwencji aminokwasowej przedstawionej na Id. Sekw. nr 2.
4. Polinukleotyd według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pochodzi z bakterii Corynebacterium.
5. Wektor zdolny do replikacji w bakteriach Corynebacterium, który obejmuje sekwencję nukleotydową określoną w zastrz. 1 albo 2, albo 4.
6. Bakterie Corynebacterium o zwiększonym wyrażeniu polinukleotydu kodującego polipeptyd, którego sekwencja aminokwasowa przedstawiona jest na Id. Sekw. nr 2 do poziomu, w którym zwiększone jest wytwarzanie L-aminokwasów w tych bakteriach.
7. Bakterie Corynebacterium według zastrz. 6, znamienne tym, że wewnątrzkomórkowa aktywność polipeptydu, o sekwencji przedstawionej na Id. Sekw. Nr 2 jest zwiększona przez wzrost ilości kopii polinukleotydu kodującego ten polipeptyd lub przez zastosowanie silnego promotora i, gdzie jest to właściwe, przez kombinację tych cech.
8. Bakterie Corynebacterium według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że są transformowane wektorem obejmującym polinukleotyd kodujący polipeptyd przedstawiony na Id. Sekw. nr 2.
9. Sposób wytwarzania L-aminokwasów, znamienny tym, że obejmuje etap, w którym bakterie określone w zastrz. 6 albo 7 albo 8 poddawane są fermentacji w odpowiedniej pożywce.
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że
a) bakterie poddaje się fermentacji w odpowiedniej pożywce,
b) poziom odpowiedniego L-aminokwasu/aminokwasów zwiększa się w pożywce lub w komórkach bakterii, i
c) izoluje się L-aminokwas/y.
11. Sposób według zastrz. 9 albo 10, albo 11, znamienny tym, że stosuje się bakterie Corynebacterium wytwarzające L-lizynę.
12. Sposób według zastrz. 9 albo 10, albo 11, znamienny tym, że L-lizynę wytwarza się przez fermentację bakterii, w których równocześnie zostały wzmocnione, w szczególności przez nadekspresję lub amplifikację jeden lub większa liczba genów wybranych z grupy składającej się z:
a) genu dapA dla syntazy dihydrodipikolinanowej,
b) genu lysC kodującego kinazę asparaginianową oporną na sprzężenie zwrotne,
c) genu dapD kodującego sukcynylazę tetradihydropikolinianową,
d) genu dapE kodującego desukcynylazę sukcynylodiaminopijabłaczanową,
e) genu gap dla dehydrogenazy gliceraldehydo-3-fosforanowej
f) genu pyc dla karboksylazy pirogronianowej,
g) genu mqo dla oksydoreduktazy jabłczanowo:chinonowej;
h) genu lysE kodującego białko związane z eksportem lizyny.
13. Sposób według zastrz. 9 albo 10, albo 11, znamienny tym, że L-lizynę wytwarza się przez fermentację bakterii, w których atenuowany jest gen pgi kodujący izomerazę glukozo-6-fosforanową.
14. Sposób według jednego z zastrz. od 9 do 13, znamienny tym, że stosuje się mikroorganizmy z gatunku Corynebacterium glutamicum.
15. Wektor pCR2.1zwa1exp zdeponowany w E. coli pod numerem dostępu DSM 13115.
16. Starter obejmujący, co najmniej 30 kolejnych nukleotydów z sekwencji polinukleotydowej przedstawionej na Id. Sekw. nr 1.
PL 202 783 B1
17. Starter według zastrz. 16, znamienny tym, że obejmuje co najmniej 40 kolejnych nukleotydów z sekwencji polinukleotydowej przedstawionej na Id. Sekw. nr 1.
18. Sonda obejmująca, co najmniej 30 kolejnych nukleotydów z sekwencji polinukleotydowej przedstawionej na Id. Sekw. nr 1.
19. Sonda według zastrz. 18, znamienna tym, że obejmuje co najmniej 40 kolejnych nukleotydów z sekwencji polinukleotydowej przedstawionej na Id. Sekw. nr 1.
PL344386A 1999-12-09 2000-12-08 Wyizolowany polinukleotyd, polipeptyd, wektor, bakterie Corynebacterium, starter, sonda oraz sposób wytwarzania L-aminokwasów PL202783B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19959328A DE19959328A1 (de) 1999-12-09 1999-12-09 Neue für das zwa1-Gen codierende Nukleotidsequenzen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL344386A1 PL344386A1 (en) 2001-06-18
PL202783B1 true PL202783B1 (pl) 2009-07-31

Family

ID=7931969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL344386A PL202783B1 (pl) 1999-12-09 2000-12-08 Wyizolowany polinukleotyd, polipeptyd, wektor, bakterie Corynebacterium, starter, sonda oraz sposób wytwarzania L-aminokwasów

Country Status (17)

Country Link
US (3) US6632644B2 (pl)
EP (1) EP1111062B1 (pl)
JP (1) JP2001197893A (pl)
KR (1) KR20010062272A (pl)
CN (1) CN1304998A (pl)
AT (1) ATE293698T1 (pl)
AU (1) AU7201800A (pl)
BR (1) BR0005804A (pl)
DE (2) DE19959328A1 (pl)
ES (1) ES2241538T3 (pl)
HU (1) HUP0004880A2 (pl)
ID (1) ID28607A (pl)
MX (1) MXPA00010971A (pl)
PL (1) PL202783B1 (pl)
RU (1) RU2260048C2 (pl)
SK (1) SK18342000A3 (pl)
ZA (1) ZA200007269B (pl)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060014259A9 (en) * 1999-07-09 2006-01-19 Kevin Burke Process for the preparation of L-amino acids with amplification of the zwf gene
US20050112733A1 (en) * 2000-03-20 2005-05-26 Degussa Ag Process for the preparation of L-amino acids with amplification of the zwf gene
DE10047142A1 (de) * 2000-09-23 2002-04-11 Degussa Verfahren zur fermentativen Herstellung von D-Pantothensäure unter Verwendung coryneformer Bakterien
CA2456416A1 (en) * 2001-08-06 2003-02-20 Degussa Ag Coryneform bacteria which produce chemical compounds ii
US7160711B2 (en) 2001-08-06 2007-01-09 Degussa Ag Coryneform bacteria which produce chemical compounds I
WO2003029457A1 (fr) * 2001-09-28 2003-04-10 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Procede de production d'acide amine
DE10210527A1 (de) 2002-03-09 2003-09-18 Degussa Allele des aceA-Gens aus coryneformen Bakterien
DE102004011248A1 (de) * 2004-03-09 2005-09-22 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von L-Aminosäuren unter Verwendung coryneformer Bakterien
KR100768748B1 (ko) * 2004-12-30 2007-10-19 씨제이 주식회사 외래의 nadp 의존적 글리세르알데히드-3-포스페이트디히드로게나제 유전자를 포함하는 에세리키아 종 또는코리네박리움 종 미생물 및 그를 이용하여 l-라이신을생산하는 방법
DE102005013676A1 (de) 2005-03-24 2006-09-28 Degussa Ag Allele des zwf-Gens aus coryneformen Bakterien
US20070092951A1 (en) 2005-03-24 2007-04-26 Degussa Ag Alleles of the zwf gene from coryneform bacteria
DE102005023829A1 (de) 2005-05-24 2006-11-30 Degussa Ag Allele des opcA-Gens aus coryneformen Bakterien
DE102007005072A1 (de) 2007-02-01 2008-08-07 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur fermentativen Herstellung von Cadaverin
US20090246226A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Zeon Corporation Avian vaccines possessing a positive marker gene
KR101294935B1 (ko) 2011-04-01 2013-08-08 씨제이제일제당 (주) 에세리키아 속 균주에서 유래된 프락토키나제 유전자가 도입된 코리네박테리움 속 균주 및 상기 균주를 이용하여 l-아미노산을 생산하는 방법
US9988624B2 (en) 2015-12-07 2018-06-05 Zymergen Inc. Microbial strain improvement by a HTP genomic engineering platform
US11208649B2 (en) 2015-12-07 2021-12-28 Zymergen Inc. HTP genomic engineering platform
BR112018011503A2 (pt) 2015-12-07 2018-12-04 Zymergen Inc promotores da corynebacterium glutamicum
US10544390B2 (en) 2016-06-30 2020-01-28 Zymergen Inc. Methods for generating a bacterial hemoglobin library and uses thereof
EP3478845A4 (en) 2016-06-30 2019-07-31 Zymergen, Inc. METHOD OF GENERATING A GLUCOSE PERMEASE LIBRARY AND USES THEREOF
KR20200026881A (ko) 2017-06-07 2020-03-11 지머젠 인코포레이티드 코리네박테리움 글루타미컴으로부터의 프로모터 및 보조 유전자 발현을 조절하는 데 이의 용도

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5643758A (en) * 1987-03-10 1997-07-01 New England Biolabs, Inc. Production and purification of a protein fused to a binding protein
GB2223754B (en) * 1988-09-12 1992-07-22 Degussa Dna encoding phosphoenolpyruvate carboxylase
DE3943117A1 (de) * 1989-12-27 1991-07-04 Forschungszentrum Juelich Gmbh Verfahren zur fermentativen herstellung von aminosaeure, insbesondere l-lysin, dafuer geeignete mikroorganismen und rekombinante dna
US6797509B1 (en) * 1999-07-09 2004-09-28 Degussa-Huls Ag Nucleotide sequences which code for the tal gene

Also Published As

Publication number Publication date
US20020127663A1 (en) 2002-09-12
KR20010062272A (ko) 2001-07-07
US20060205046A1 (en) 2006-09-14
US6632644B2 (en) 2003-10-14
DE50010097D1 (de) 2005-05-25
ZA200007269B (en) 2001-06-07
US7262036B2 (en) 2007-08-28
PL344386A1 (en) 2001-06-18
HUP0004880A2 (en) 2002-10-28
SK18342000A3 (sk) 2001-12-03
EP1111062B1 (de) 2005-04-20
ES2241538T3 (es) 2005-11-01
CN1304998A (zh) 2001-07-25
EP1111062A1 (de) 2001-06-27
DE19959328A1 (de) 2001-06-13
US7074607B2 (en) 2006-07-11
ID28607A (id) 2001-06-14
AU7201800A (en) 2001-06-14
HU0004880D0 (pl) 2001-02-28
RU2260048C2 (ru) 2005-09-10
MXPA00010971A (es) 2002-05-23
JP2001197893A (ja) 2001-07-24
ATE293698T1 (de) 2005-05-15
US20040063180A1 (en) 2004-04-01
BR0005804A (pt) 2001-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2249293T3 (es) Secuencias de nucleotidos para el gen tal.
US6632644B2 (en) Nucleotide sequences which code for the zwa1 gene
US20020106748A1 (en) Novel nucleotide sequences encoding the zwa2 gene
HUP0101166A2 (hu) A dapC-gént kódoló nukleotid szekvenciák és eljárás L-lizin előállítására
KR100828451B1 (ko) lysR3 유전자를 암호화하는 뉴클레오타이드 서열
KR100762112B1 (ko) ptsH 유전자를 암호화하는 신규한 뉴클레오타이드 서열
US6913910B2 (en) Nucleotide sequences coding for the glk-gene
ES2233665T3 (es) Secuencias de nucleotidos que codifican el gen iysr3.
US6818432B2 (en) Nucleotide sequences encoding the ptsH gene
US20020094554A1 (en) Nucleotide sequences encoding the ptsH gene
US6806068B1 (en) Nucleotide sequences which encode the pfk gene
US6830921B2 (en) Nucleotide sequences which code for the ACP gene
MXPA00011412A (es) Nuevas secuencias nucleotidas que condifican al gen pfka.
US20020155555A1 (en) Nucleotide sequences which code for the pgsA2 gene
KR20020097244A (ko) pgsA2 유전자를 암호화하는 신규한 뉴클레오타이드 서열