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DE10154175A1 - Genes coding for homeostasis and adaptation proteins - Google Patents

Genes coding for homeostasis and adaptation proteins

Info

Publication number
DE10154175A1
DE10154175A1 DE10154175A DE10154175A DE10154175A1 DE 10154175 A1 DE10154175 A1 DE 10154175A1 DE 10154175 A DE10154175 A DE 10154175A DE 10154175 A DE10154175 A DE 10154175A DE 10154175 A1 DE10154175 A1 DE 10154175A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cell
glutamicum
nucleic acid
protein
proteins
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.)
Withdrawn
Application number
DE10154175A
Other languages
German (de)
Inventor
Oskar Zelder
Markus Pompejus
Hartwig Schroeder
Burkhard Kroeger
Corinna Klopprogge
Gregor Haberhauer
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.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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 BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to DE10154175A priority Critical patent/DE10154175A1/en
Priority to KR1020047006766A priority patent/KR20050042247A/en
Priority to AU2002363458A priority patent/AU2002363458A1/en
Priority to PCT/EP2002/012133 priority patent/WO2003040290A2/en
Priority to EP02798305A priority patent/EP1444332A2/en
Publication of DE10154175A1 publication Critical patent/DE10154175A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • 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
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Abstract

The invention relates to novel nucleic acid molecules, to their use for constructing genetically improved microorganisms and to methods for producing fine chemicals, in particular, amino acids by using these genetically modified microorganisms.

Description

Gene die für Homeostase- und Adaptions-Proteine codierenGenes coding for homeostasis and adaptation proteins Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Bestimmte Produkte und Nebenprodukte von natürlich vorkommenden Stoffwechselprozessen in Zellen werden in vielen Industriezweigen verwendet, einschließlich der Nahrungsmittel-, Futtermittel-, Kosmetik- und pharmazeutischen Industrie. Diese Moleküle, die gemeinsam als "Feinchemikalien" bezeichnet werden, umfassen organische Säuren, sowohl proteinogene als auch nicht-proteinogene Aminosäuren, Nukleotide und Nukleoside, Lipide und Fettsäuren, Diole, Kohlehydrate, aromatische Verbindungen, Vitamine und Cofaktoren sowie Enzyme. Ihre Produktion erfolgt am besten mittels Anzucht von Bakterien im Großmaßstab, die entwickelt wurden, um große Mengen des jeweils gewünschten Moleküls zu produzieren und sezernieren. Ein für diesen Zweck besonders geeigneter Organismus ist Corynebacterium glutamicum, ein gram-positives, nicht-pathogenes Bakterium. Über Stammselektion ist eine Reihe von Mutantenstämmen entwickelt worden, die ein Sortiment wünschenswerter Verbindungen produzieren. Die Auswahl von Stämmen, die hinsichtlich der Produktion eines bestimmten Moleküls verbessert sind, ist jedoch ein zeitaufwendiges und schwieriges Verfahren. Certain products and by-products from naturally occurring Metabolic processes in cells are common in many industries used, including food, feed, Cosmetic and pharmaceutical industries. These molecules that collectively referred to as "fine chemicals" organic acids, both proteinogenic and non-proteinogenic Amino acids, nucleotides and nucleosides, lipids and fatty acids, Diols, carbohydrates, aromatic compounds, vitamins and Cofactors as well as enzymes. Their production is best done using Growing bacteria on a large scale that have been developed to to produce large quantities of the desired molecule and secrete. An organism particularly suitable for this purpose is Corynebacterium glutamicum, a gram-positive, non-pathogenic bacterium. About stem selection is a number of Mutant strains have been developed that make an assortment more desirable Produce connections. The selection of tribes regarding production of a particular molecule is improved however, a time consuming and difficult process.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Erfindung stellt neuartige Nukleinsäuremoleküle bereit, die sich zur Identifizierung oder Klassifizierung von Corynebacterium glutamicum oder verwandten Bakterienarten verwenden lassen. C. glutamicum ist ein gram-positives, aerobes Bakterium, das in der Industrie für die Produktion im Großmaßstab einer Reihe von Feinchemikalien, und auch zum Abbau von Kohlenwasserstoffen (bspw. beim Überlaufen von Rohöl) und zur Oxidation von Terpenoiden gemeinhin verwendet wird. Die Nukleinsäuremoleküle können daher zum Identifizieren von Mikroorganismen eingesetzt werden, die sich zur Produktion von Feinchemikalien, bspw. durch Fermentationsverfahren, verwenden lassen. C. glutamicum selbst ist zwar nicht-pathogen, jedoch ist es mit anderen Cotynebacterium-Arten, wie Corynebacterium diphtheriae (dem Erreger der Diphtherie) verwandt, die bedeutende Pathogene beim Menschen sind. Die Fähigkeit, das Vorhandensein von Corynebacterium-Arten zu identifizieren, kann daher auch eine signifikante klinische Bedeutung haben, z. B. bei diagnostischen Anwendungen. Diese Nukleinsäuremoleküle können zudem als Bezugspunkte zur Kartierung des C. glutamicum-Genoms oder von Genomen verwandter Organismen dienen. This invention provides novel nucleic acid molecules that to identify or classify Corynebacterium Have glutamicum or related types of bacteria used. C. glutamicum is a gram-positive, aerobic bacterium that is found in the Large-scale production of a number of industries Fine chemicals, and also for the degradation of hydrocarbons (e.g. when overflowing crude oil) and for the oxidation of terpenoids is commonly used. The nucleic acid molecules can therefore Identify microorganisms that are used for the production of fine chemicals, for example by Fermentation process. C. glutamicum itself is true non-pathogenic, however, it is with other Cotynebacterium species, such as Related to Corynebacterium diphtheriae (the causative agent of diphtheria), which are major pathogens in humans. The ability to do that Can identify presence of Corynebacterium species therefore also have a significant clinical significance, e.g. B. at diagnostic applications. These nucleic acid molecules can also as reference points for mapping the C. glutamicum genome or served by genomes of related organisms.

Diese neuen Nukleinsäuremoleküle codieren Proteine, die hier als Homöostase- und Anpassungs-(HA)-Proteine bezeichnet werden. Diese HA-Proteine können bspw. eine Funktion ausüben, die an der Aufrechterhaltung der Homöostase in C. glutamicum oder an der Fähigkeit dieses Mikroorganismus, sich an unterschiedliche Umweltbedingungen anzupassen, beteiligt ist. Aufgrund der Verfügbarkeit von Klonierungsvektoren zur Verwendung in Corynebacterium glutamicum, wie bspw. offenbart in Sinskey et al., US-Patent Nr. 4 649 119, und Techniken zur genetischen Manipulation von C. glutamicum und den verwandten Brevibacterium-Arten (z. B. Lactofermentum) Yoshihama et al., J. Bacteriol. 162 (1985) 591-597; Katsumata et al., J. Bacteriol. 159 (1984) 306-311; und Santamaria et al. J. Gen. Microbiol. 130 (1984) 2237-2246), lassen sich die erfindungsgemäßen Nukleinsäuremoleküle zur genetischen Manipulation dieses Organismus verwenden, um ihn als Produzenten von einer oder mehreren Feinchemikalien besser und effizienter zu machen. Die verbesserte Produktion oder Effizienz der Produktion einer Feinchemikalie kann auf einer direkten Wirkung der Manipulation eines erfindungsgemäßen Gens oder auf einer indirekten Wirkung einer solchen Manipulation beruhen. These new nucleic acid molecules encode proteins that are here called Homeostasis and adaptation (HA) proteins. This For example, HA proteins can perform a function that Maintaining homeostasis in C. glutamicum or at the Ability of this microorganism to adapt to different Adapting environmental conditions is involved. Due to availability of cloning vectors for use in Corynebacterium glutamicum, such as disclosed in Sinskey et al., U.S. Patent No. 4,649,119, and techniques for genetically manipulating C. glutamicum and the related Brevibacterium species (e.g. lactofermentum) Yoshihama et al., J. Bacteriol. 162: 591-597 (1985); Katsumata et al., J. Bacteriol. 159: 306-311 (1984); and Santamaria et al. J. Gene. Microbiol. 130 (1984) 2237-2246), the Nucleic acid molecules according to the invention for genetic manipulation use this organism to make him a producer of one or more fine chemicals to make them better and more efficient. The improved production or efficiency of producing one Fine chemical can affect the direct effect of manipulation of a gene according to the invention or on an indirect effect based on such manipulation.

Es gibt eine Reihe von Mechanismen, durch die die Veränderung eines erfindungsgemäßen HA-Proteins die Ausbeute, Produktion, und/oder Effizienz der Produktion einer Feinchemikalie aus einem C. glutamicum-Stamm, der ein verändertes Protein enthält, direkt beeinflussen kann. Durch genetische Manipulation von Enzymen, die aromatische oder aliphatische Verbindungen so modifizieren, daß diese Enzyme höhere oder niedrigere Aktivität oder Anzahl aufweisen, kann man die Produktion von einer oder mehreren Feinchemikalien, die die Modifikations- oder Abbauprodukte dieser Erfindungen sind, modulieren. Entsprechend stellen Enzyme, die am Metabolismus anorganischer Verbindungen beteiligt sind, Schlüsselmoleküle (bspw. Phosphor-, Schwefel- und Stickstoff-Moleküle) für die Biosynthese solcher Feinchemikalien, wie Aminosäuren, Vitaminen und Nukleinsäuren bereit. Durch Verändern der Aktivität oder der Anzahl dieser Enzyme in C. glutamicum kann man die Umwandlung dieser anorganischen Verbindungen steigern (oder alternative Verbindungen verwenden), wodurch verbesserte Raten des Einbaus anorganischer Atome in diese Feinchemikalien ermöglicht werden. Die genetische Manipulation von C. glutamicum-Enzymen, die an allgemeinen zellulären Prozessen beteiligt sind. Kann ebenfalls die Feinchemikalienproduktion direkt verbessern, da viele dieser Enzyme Feinchemikalien direkt modifizieren (bspw. Aminosäuren) oder die Enzyme, die an der Feinchemikaliensynthese oder -Sekretion beteiligt sind. Die Modulation der Aktivität oder die Anzahl zellulärer Proteasen kann ebenfalls eine direkte Wirkung auf die Feinchemikalienproduktion haben, da viele Proteasen Feinchemikalien oder Enzyme, die an der Feinchemikalienproduktion oder deren Abbau beteiligt sind, abbauen können. There are a number of mechanisms through which change takes place of an HA protein according to the invention the yield, production, and / or efficiency of producing a fine chemical from a C. glutamicum strain containing an altered protein directly can influence. Through genetic manipulation of enzymes that modify aromatic or aliphatic compounds so that these enzymes have higher or lower activity or number can have the production of one or more Fine chemicals that are the modification or degradation products of this Inventions are, modulate. Accordingly, enzymes that are on Metabolism of inorganic compounds are involved, Key molecules (e.g. phosphorus, sulfur and nitrogen molecules) for the Biosynthesis of such fine chemicals as amino acids, vitamins and nucleic acids ready. By changing the activity or the Number of these enzymes in C. glutamicum can be converted increase of these inorganic compounds (or alternative Use Connections), resulting in improved installation rates inorganic atoms in these fine chemicals are made possible. The genetic manipulation of C. glutamicum enzymes involved in general cellular processes are involved. Can also do that Fine chemicals production directly improve as many of these Modify enzymes fine chemicals directly (e.g. amino acids) or the enzymes involved in fine chemical synthesis or secretion involved. The modulation of the activity or the number Cellular proteases can also have a direct effect on the Fine chemicals have a lot of proteases Fine chemicals or enzymes involved in fine chemicals production or their Degradation are involved, can degrade.

Die vorstehend genannten Enzyme, die an der Modifikation und/oder am Abbau von aromatischen bzw. aliphatischen Verbindungen, allgemein Biokatalyse, Metabolismus oder Proteolyse anorganischer Verbindungen beteiligt sind, sind selbst Feinchemikalien, die für ihre Aktivität in verschiedenen In-vitro-Industrieanwendungen wünschenswert sind. Durch Verändern der Kopienzahl des Gens für ein oder mehrere dieser Enzyme in C. glutamicum kann man die Anzahl dieser Proteine, die von der Zelle produziert werden steigern, wodurch die potentielle Ausbeute oder Effizienz der Produktion dieser Proteine aus großangelegten C. glutamicum- oder verwandten Bakterienkulturen erhöht wird. The above enzymes involved in the modification and / or degradation of aromatic or aliphatic compounds, general biocatalysis, metabolism or proteolysis of inorganic Compounds involved are themselves fine chemicals that are responsible for their activity in various in vitro industrial applications are desirable. By changing the copy number of the gene for one or more of these enzymes can be found in C. glutamicum Number of these proteins that are produced by the cell increase, reducing the potential yield or efficiency of the Production of these proteins from large-scale C. glutamicum or related bacterial cultures is increased.

Die Veränderung eines erfindungsgemäßen HA-Proteins kann auch die Ausbeute, Produktion und/oder Effizienz der Produktion einer Feinchemikalie aus einem C. glutamicum-Stamm, der ein verändertes Protein enthält, indirekt beeinflussen. Durch Modulieren der Aktivität und/oder der Anzahl solcher Proteine, die am Aufbau oder an der Umordnung der Zellwand beteiligt sind, kann man bspw. die Struktur der Zellwand selbst modifizieren, so daß die Zelle dem mechanischen und anderen Streß, der bei Fermentergroßkulturen vorliegt, besser standhält. Das Wachstum von C. glutamicum im Großmaßstab erfordert ebenfalls eine signifikante Zellwandproduktion. Die Modulation der Aktivität oder der Anzahl der Zellwand- Biosynthese- oder Abbau-Enzyme kann schnellere Zellwand-Biosyntheseraten ermöglichen, was wiederum stärkere Wachstumsraten dieses Mikroorganismus in Kultur erlaubt und dadurch die Anzahl von Zellen, die die gewünschte Feinchemikalie produzieren, vergrößert. The modification of an HA protein according to the invention can also Yield, production and / or efficiency of producing one Fine chemical from a C. glutamicum strain that is an altered Contains protein, affect indirectly. By modulating the Activity and / or the number of such proteins involved in building or are involved in the rearrangement of the cell wall, for example Modify the structure of the cell wall itself so that the cell mechanical and other stress caused by large fermenter cultures exists, withstands better. The growth of C. glutamicum in Large scale also requires a significant one Cell wall production. The modulation of the activity or the number of cell wall Biosynthesis or degradation enzymes can be faster Cell wall biosynthesis rates allow, which in turn, stronger growth rates this microorganism allows in culture and thereby the number of Cells that produce the desired fine chemical increased.

Durch Modifikation der erfindungsgemäßen HA-Enzyme kann man auch indirekt die Ausbeute, Produktion oder Effizienz der Produktion von einer oder mehreren Feinchemikalien aus C. glutamicum beeinflussen. Bspw. haben viele allgemeine Enzyme in C. glutamicum eine erhebliche Auswirkung auf die globalen Zellprozesse (bspw. regulatorische Prozesse), was wiederum eine signifikante Auswirkung auf den Feinchemikalien-Metabolismus hat. It is also possible to modify the HA enzymes according to the invention indirectly the yield, production or efficiency of production of one or more fine chemicals from C. glutamicum influence. For example. have many common enzymes in C. glutamicum a significant impact on global cell processes (e.g. regulatory processes), which in turn is significant Has an impact on the fine chemical metabolism.

Entsprechend erhöhen Proteasen, Enzyme, die möglicherweise toxische aromatische oder aliphatische Verbindungen modifizieren oder abbauen, die Lebensfähigkeit von C. glutamicum. Die Proteasen unterstützen die selektive Entfernung falsch gefalteter oder falsch regulierter Proteine, wie solcher, die bspw. unter den relativ streßreichen Umweltbedingungen in einer Fermenter-Großkultur auftreten. Durch Verändern dieser Proteine kann man weiterhin diese Aktivität steigern und die Lebensfähigkeit von C. glutamicum in Kultur verbessern. Die aromatischen/aliphatischen Modifikations- oder Abbau-Proteine dienen nicht nur der Detoxifikation dieser Abfallverbindungen (die im Kulturmedium als Verunreinigungen oder als Abfallprodukte aus den Zellen selbst vorkommen), sondern ermöglichen ebenfalls, daß die Zelle alternative Kohlenstoffquellen nutzt, wenn die optimale Kohlenstoffquelle in der Kultur limitiert ist. Durch Erhöhen der Anzahl und/oder der Aktivität kann das Überleben von C. glutamicum-Zellen in Kultur verstärkt werden. Die erfindungsgemäßen anorganischen Stoffwechselproteine versorgen die Zelle mit den anorganischen Molekülen, die für sämtliche Protein- und Nukleotid-Synthesen (unter anderem) notwendig und somit für die Gesamtlebensfähigkeit der Zelle entscheidend sind. Ein Anstieg der Anzahl lebensfähiger Zellen, die eine oder mehrere Feinchemikalien in Großkultur produzieren, sollte einen gleichzeitigen Anstieg der Ausbeute, Produktion und oder Effizienz der Produktion der Feinchemikalie in der Kultur bewirken. Accordingly, proteases, enzymes, may increase modify toxic aromatic or aliphatic compounds or degrade the viability of C. glutamicum. The proteases support the selective removal of misfolded or incorrectly regulated proteins, such as those, for example, among the relative stressful environmental conditions in a large fermenter culture occur. By changing these proteins, you can still change them Increase activity and the viability of C. glutamicum in Improve culture. The aromatic / aliphatic modification or degradation proteins are not only used to detoxify them Waste compounds (which in the culture medium as impurities or occur as waste products from the cells themselves), but also allow the cell to have alternative carbon sources uses if the optimal carbon source in the culture is limited. By increasing the number and / or the activity can the survival of C. glutamicum cells in culture is enhanced become. The inorganic metabolic proteins according to the invention supply the cell with the inorganic molecules required for all protein and nucleotide syntheses (among others) necessary and thus for the overall viability of the cell are crucial. An increase in the number of viable cells that produce one or more fine chemicals in large culture, should have a simultaneous increase in yield, production and or efficiency of fine chemical production in culture cause.

Diese Erfindung stellt neue Nukleinsäuremoleküle bereit, die die hier als (HA)-Proteine bezeichneten Proteine codieren, welche bspw. eine Funktion ausüben, die an der Bewahrung der Homöostase in C. glutamicum beteiligt ist, oder an der Fähigkeit dieses Mikroorganismus beteiligt ist, sich an verschiedene Umweltbedingungen anzupassen. Nukleinsäuremoleküle, die ein HA-Protein codieren, werden hier als HA-Nukleinsäuremoleküle bezeichnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein HA-Protein an der C. glutamicum-Zellwand-Biosynthese oder an Umordnungen, Metabolismus anorganischer Verbindungen, Modifikation oder Abbau von aromatischen oder aliphatischen Verbindungen beteiligt, oder besitzt eine C. glutamicum-enzymatische oder proteolytische Aktivität. Beispiele für solche Proteine sind diejenigen, die von den in Tabelle 1 angegebenen Genen codiert werden. This invention provides new nucleic acid molecules that the encode proteins referred to herein as (HA) proteins which For example, perform a function that helps maintain homeostasis is involved in C. glutamicum, or in the ability of this Microorganism is involved in various Adapt environmental conditions. Nucleic acid molecules that are an HA protein encode, are referred to here as HA nucleic acid molecules. at a preferred embodiment is an HA protein at the C. glutamicum cell wall biosynthesis or rearrangements, metabolism inorganic compounds, modification or degradation of aromatic or aliphatic compounds involved, or has a C. glutamicum enzymatic or proteolytic activity. Examples of such proteins are those of those in Genes listed in Table 1 can be encoded.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft folglich isolierte Nukleinsäuremoleküle (bspw. cDNAs), umfassend eine Nukleotidsequenz, die ein HA-Protein oder biologisch aktive Abschnitte davon codiert, sowie Nukleinsäurefragmente, die sich als Primer oder Hybridisierungssonden zum Nachweisen oder zur Amplifikation von HA-codierender Nukleinsäure (bspw. DNA oder mRNA) eignen. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen umfaßt das isolierte Nukleinsäuremolekül eine der in Anhang A aufgeführten Nukleotidsequenzen oder den codierenden Bereich oder ein Komplement davon von einer dieser Nukleotidsequenzen. In anderen bevorzugten Ausführungsformen codiert das isolierte Nukleinsäuremolekül eine der in Anhang B aufgeführten Aminosäuresequenzen. Die bevorzugten erfindungsgemä-Ben HA-Proteine besitzen ebenfalls vorzugsweise mindestens eine der hier beschriebenen HA-Aktivitäten. One aspect of the invention therefore relates to isolated Nucleic acid molecules (e.g. cDNAs), comprising a nucleotide sequence which encodes an HA protein or biologically active portions thereof, as well as nucleic acid fragments, which act as primers or Hybridization probes for the detection or amplification of HA-coding nucleic acid (for example, DNA or mRNA) are suitable. With especially preferred embodiments include the isolated Nucleic acid molecule one of the nucleotide sequences listed in Appendix A or the coding region or a complement thereof from one of these nucleotide sequences. In other preferred embodiments the isolated nucleic acid molecule encodes one of those in Appendix B amino acid sequences listed. The preferred Ben HA proteins according to the invention likewise preferably have at least one of the HA activities described here.

Als Anhang A werden im folgenden die Nukleinsäuresequenzen des Sequenzprotokolls zusammen mit den in Tabelle 1 beschriebenen Sequenzveränderungen an der jeweiligen Position definiert. In the following, the nucleic acid sequences of the Sequence listing along with those described in Table 1 Sequence changes defined at the respective position.

Als Anhang B werden im folgenden die Polypeptidsequenzen des Sequenzprotokolls zusammen mit den in Tabelle 1 beschriebenen Sequenzveränderungen an der jeweiligen Position definiert. The polypeptide sequences of the Sequence listing along with those described in Table 1 Sequence changes defined at the respective position.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist das isolierte Nukleinsäuremolekül mindestens 15 Nukleotide lang und hybridisiert unter stringenten Bedingungen an ein Nukleinsäuremolekül, das eine Nukleotidsequenz aus Anhang A umfaßt. Das isolierte Nukleinsäuremolekül entspricht vorzugsweise einem natürlich vorkommenden Nukleinsäuremolekül. Die isolierte Nukleinsäure codiert stärker bevorzugt ein natürlich vorkommendes C. glutamicum-HA-Protein oder einen biologisch aktiven Abschnitt davon. In another embodiment, this is isolated Nucleic acid molecule at least 15 nucleotides long and hybridizes under stringent conditions on a nucleic acid molecule that a Nucleotide sequence from Appendix A comprises. The isolated Nucleic acid molecule preferably corresponds to a naturally occurring one Nucleic acid molecule. The isolated nucleic acid encodes more strongly preferably a naturally occurring C. glutamicum HA protein or a biologically active section of it.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft Vektoren, bspw. rekombinante Expressionsvektoren, die die erfindungsgemäßen Nukleinsäuremoleküle enthalten, und Wirtszellen, in die diese Vektoren eingebracht worden sind. Bei einer Ausführungsform wird zur Herstellung eines HA-Proteins eine Wirtszelle verwendet, die in einem geeigneten Medium gezüchtet wird. Das HA-Protein kann dann aus dem Medium oder der Wirtszelle isoliert werden. Another aspect of the invention relates to vectors, for example. recombinant expression vectors that the invention Contain nucleic acid molecules, and host cells, into which these Vectors have been introduced. In one embodiment Production of an HA protein uses a host cell that is in grown in a suitable medium. The HA protein can then be isolated from the medium or the host cell.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen genetisch veränderten Mikroorganismus, bei dem ein HA-Gen eingebracht oder verändert worden ist. Das Genom des Mikroorganismus ist bei einer Ausführungsform durch Einbringen mindestens eines erfindungsgemäßen Nukleinsäuremoleküls verändert worden, das die mutierte HA- Sequenz als Transgen codiert. Bei einer anderen Ausführungsform ist ein endogenes HA-Gen im Genom des Mikroorganismus durch homologe Rekombination mit einem veränderten HA-Gen verändert, z. B. funktionell disruptiert, worden. Der Mikroorganismus gehört bei einer bevorzugten Ausführungsform zur Gattung Corynebacterium oder Brevibacterium, wobei Corynebacterium glutamicum besonders bevorzugt ist. Der Mikroorganismus wird in einer bevorzugten Ausführungsform auch zur Herstellung einer gewünschten Verbindung, wie einer Aminosäure, besonders bevorzugt Lysin, verwendet. Another aspect of the invention relates to a genetically modified microorganism in which an HA gene is introduced or has been changed. The genome of the microorganism is one Embodiment by introducing at least one nucleic acid molecule according to the invention has been changed that the mutated HA Sequence encoded as a transgene. In another embodiment is an endogenous HA gene in the genome of the microorganism homologous recombination with an altered HA gene changed, e.g. B. functionally disrupted. The microorganism is one of them a preferred embodiment of the genus Corynebacterium or Brevibacterium, with Corynebacterium glutamicum particularly is preferred. The microorganism is preferred Embodiment also for producing a desired connection, such as an amino acid, particularly preferably lysine.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sind Wirtszellen, die mehr als eine der in Anhang A beschriebenen Nukleinsäuremoleküle besitzen. Solche Wirtszellen lassen sich auf verschiedene dem Fachmann bekannte Wege herstellen. Beispielsweise können sie durch Vektoren, die mehrere der erfindungsgemäßen Nukleinsäuremoleküle tragen, transfiziert werden. Es ist aber auch möglich mit einem Vektor jeweils ein erfindungsgemäßes Nukleinsäuremolekül in die Wirtszelle einzubringen und deshalb mehrere Vektoren entweder gleichzeitig oder zeitlich abgestuft einzusetzen. Es können somit Wirtszellen konstruiert werden, die zahlreiche, bis zu mehreren Hundert der erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenzen tragen. Durch eine solche Akkumulation lassen sich häufig überadditive Effekte auf die Wirtszelle hinsichtlich der Feinchemikalien-Produktivität erzielen. Another preferred embodiment are host cells that more than one of the nucleic acid molecules described in Appendix A. have. Such host cells can be divided into several Establish ways known to those skilled in the art. For example, they can by vectors that are several of the invention Carrying nucleic acid molecules, being transfected. But it is also possible with a vector each has a nucleic acid molecule according to the invention in to introduce the host cell and therefore multiple vectors either to be used simultaneously or at different times. So it can Host cells can be constructed that are numerous, up to several Carry one hundred of the nucleic acid sequences according to the invention. Such an accumulation often makes it possible to add additives Effects on the host cell in terms of Achieve fine chemical productivity.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein isoliertes HA-Protein oder einen Abschnitt, bspw. einen biologisch aktiven Abschnitt davon. Das isolierte HA-Protein oder sein Abschnitt kann in einer bevorzugten Ausführungsform an der Aufrechterhaltung der Homöostase in C. glutamicum beteiligt sein oder kann eine Funktion ausüben, die an der Anpassung dieses Mikroorganismus an unterschiedliche Umweltbedingungen beteiligt sind. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das isolierte HA-Protein oder ein Abschnitt davon hinreichend homolog zu einer Aminosäuresequenz von Anhang B, so daß das Protein oder sein Abschnitt weiterhin an der Aufrechterhaltung der Homöostase in C. glutamicum beteiligt sein oder eine Funktion ausüben kann, die an der Anpassung dieses Mikroorganismus an unterschiedliche Umweltbedingungen beteiligt ist. Another aspect of the invention relates to an isolated HA protein or a section, for example a biologically active one Section of it. The isolated HA protein or its section can in a preferred embodiment of maintaining the Homeostasis in C. glutamicum may or may not be involved Exercise function in adapting this microorganism different environmental conditions are involved. At a another preferred embodiment is the isolated HA protein or a section thereof sufficiently homologous to one Amino acid sequence from Appendix B so that the protein or its section continue to maintain homeostasis in C. glutamicum may be involved or have a role in the Adaptation of this microorganism to different environmental conditions is involved.

Die Erfindung betrifft zudem ein isoliertes HA-Proteinpräparat. Das HA-Protein umfaßt bei bevorzugten Ausführungsformen eine Aminosäuresequenz aus Anhang B. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein isoliertes Vollängenprotein, das zu einer vollständigen Aminosäuresequenz aus Anhang B (welche von einem offenen Leseraster in Anhang A codiert wird) im wesentlichen homolog ist. The invention also relates to an isolated HA protein preparation. The HA protein comprises one in preferred embodiments Amino acid sequence from Appendix B. Another preferred The invention relates to an isolated embodiment Full-length protein that forms a complete amino acid sequence from Appendix B (which is encoded by an open reading frame in Appendix A) in is essentially homologous.

Das HA-Polypeptid oder ein biologisch aktiver Abschnitt davon kann mit einem Nicht-HA-Polypeptid funktionsfähig verbunden werden, damit ein Fusionsprotein entsteht. Dieses Fusionsprotein hat bei bevorzugten Ausführungsformen eine andere Aktivität als das HA-Protein allein und ergibt bei anderen bevorzugten Ausführungsformen erhöhte Ausbeuten, eine erhöhte Produktion und/oder Effizienz der Produktion einer gewünschten Feinchemikalie aus C. glutamicum. Die Integration dieses Fusionsproteins in eine Wirtszelle moduliert bei besonders bevorzugten Ausführungsformen die Produktion einer gewünschten Verbindung von der Zelle. The HA polypeptide or a biologically active portion thereof can be operably linked to a non-HA polypeptide to create a fusion protein. This fusion protein has in preferred embodiments, an activity other than that HA protein alone and yields other preferred ones Embodiments increased yields, increased production and / or Efficiency of producing a desired fine chemical from C. glutamicum. The integration of this fusion protein into one In particularly preferred embodiments, the host cell modulates the Production of a desired connection from the cell.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Feinchemikalie. Das Verfahren sieht die Anzucht einer Zelle vor, die einen Vektor enthält, der die Expression eines erfindungsgemäßen HA-Nukleinsäuremoleküls bewirkt, so daß eine Feinchemikalie produziert wird. Dieses Verfahren umfaßt bei einer bevorzugten Ausführungsform zudem den Schritt der Gewinnung einer Zelle, die einen solchen Vektor enthält, wobei die Zelle mit einem Vektor transfiziert ist, der die Expression einer HA- Nukleinsäure bewirkt. Dieses Verfahren umfaßt bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zudem den Schritt, bei dem die Feinchemikalie aus der Kultur gewonnen wird. Die Zelle gehört bei einer bevorzugten Ausführungsform zur Gattung Corynebacterium oder Brevibacterium. Another aspect of the invention relates to a method for Manufacture of a fine chemical. The process sees the cultivation a cell that contains a vector that expresses of an HA nucleic acid molecule according to the invention, so that a fine chemical is produced. This procedure includes a preferred embodiment also the step of extraction a cell containing such a vector, the cell is transfected with a vector that expresses HA- Causes nucleic acid. This method involves another preferred embodiment also the step in which the Fine chemical is obtained from the culture. The cell belongs a preferred embodiment of the genus Corynebacterium or Brevibacterium.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft Verfahren zur Modulation der Produktion eines Moleküls aus einem Mikroorganismus. Diese Verfahren umfassen das Zusammenbringen der Zelle mit einer Substanz, die die HA-Proteinaktivität oder die HA-Nukleinsäure- Expression moduliert, so daß eine zellassoziierte Aktivität verglichen mit der gleichen Aktivität bei Fehlen der Substanz verändert wird. Die Zelle wird bei einer bevorzugten Ausführungsform für einen oder mehrere C. glutamicum-Prozesse, die an der der Zellwand-Biosynthese oder -Umordnungen, dem Metabolismus anorganischer Verbindungen, der Modifikation oder dem Abbau aromatischer oder aliphatischer Verbindungen oder an enzymatischen oder proteolytischen Aktivitäten beteiligt sind, moduliert. Die Substanz, die die HA-Proteinaktivität moduliert, stimuliert bspw. die HA-Proteinaktivität oder die HA-Nukleinsäure-Expression. Beispiele von Substanzen, die die HA-Proteinaktivität oder die HA- Nukleinsäureexpression stimulieren, umfassen kleine Moleküle, aktive HA-Proteine und Nukleinsäuren, die HA-Proteine codieren und in die Zelle eingebracht worden sind. Beispiele von Substanzen, die die HA-Aktivität oder -Expression hemmen, umfassen kleine Moleküle und Antisense-HA-Nukleinsäuremoleküle. Another aspect of the invention relates to methods for Modulation of the production of a molecule from a microorganism. These methods involve bringing the cell into contact with one Substance that inhibits HA protein activity or HA nucleic acid Expression modulates so that cell-associated activity compared to the same activity in the absence of the substance is changed. The cell is in a preferred embodiment for one or more C. glutamicum processes involved in the Cell wall biosynthesis or rearrangement, metabolism inorganic compounds, modification or degradation aromatic or aliphatic compounds or on enzymatic or proteolytic activities are modulated. The For example, substance that modulates HA protein activity stimulates. HA protein activity or HA nucleic acid expression. Examples of substances that inhibit HA protein activity or Stimulate nucleic acid expression include small molecules, active HA proteins and nucleic acids encoding HA proteins and have been introduced into the cell. Examples of substances which inhibit HA activity or expression include small ones Molecules and antisense HA nucleic acid molecules.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft Verfahren zur Modulation der Ausbeuten einer gewünschten Verbindung aus einer Zelle, umfassend das Einbringen eines HA-Wildtyp- oder -Mutantengens in eine Zelle, das entweder auf einem gesonderten Plasmid bleibt oder in das Genom der Wirtszelle integriert wird. Die Integration in das Genom kann zufallsgemäß oder durch homologe Rekombination erfolgen, so daß das native Gen durch die integrierte Kopie ersetzt wird, was die Produktion der gewünschten Verbindung aus der zu modulierenden Zelle hervorruft. Diese Ausbeuten sind bei einer bevorzugten Ausführungsform erhöht. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Chemikalie eine Feinchemikalie, die in einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine Aminosäure ist. Diese Aminosäure ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform L-Lysin. Another aspect of the invention relates to methods for Modulation of the yields of a desired compound from a cell, comprising inserting a wild-type or mutant HA gene into a cell that either remains on a separate plasmid or is integrated into the genome of the host cell. The integration into the genome can be random or by homologous recombination done so that the native gene through the integrated copy is replaced what the production of the desired compound from the cell to be modulated. These yields are one preferred embodiment increased. Another preferred embodiment, the chemical is a fine chemical which in a particularly preferred embodiment, an amino acid is. This amino acid is particularly preferred Embodiment L-lysine.

Eingehende Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Die vorliegende Erfindung stellt HA-Nukleinsäure- und -Proteinmoleküle bereit, die an der Zellwand-Biosynthese oder an Umordnungen, am Metabolismus anorganischer Verbindungen, an der Modifikation oder am Abbau aromatischer oder aliphatischer Verbindungen in C. glutamicum beteiligt sind, oder die eine C. glutamicum-enzymatische oder proteolytische Aktivität aufweisen. Die erfindungsgemäßen Moleküle lassen sich zur Modulation der Produktion von Feinchemikalien aus Mikroorganismen, wie C. glutamicum, entweder direkt (z. B. wo die Überexpression oder die Optimierung der Aktivität eines Proteins, das an der Produktion einer Feinchemikalie (z. B. eines Enzyms) eine direkte Auswirkung auf die Ausbeute, Produktion und/oder Effizienz der Produktion einer Feinchemikalie aus dem modifizierten C. glutamicum), einsetzen oder haben eine indirekte Auswirkung, die trotzdem einen Anstieg der Ausbeute, Produktion und/oder Effizienz der Produktion der gewünschten Verbindung bewirkt (z. B. wo die Modulation der Aktivität oder der Anzahl der Kopien eines aromatischen oder aliphatischen Modifikation- oder Abbauproteins aus C. glutamicum einen Anstieg der Lebensfähigkeit von C. glutamicum-Zellen bewirkt, was wiederum eine gesteigerte Produktion in einer Großmaßstab-Kultur ermöglicht. Die erfindungsgemäßen Aspekte werden nachstehend weiter erläutert. The present invention provides HA nucleic acid and - Protein molecules ready to participate in cell wall biosynthesis or Rearrangements, on the metabolism of inorganic compounds, on the Modification or degradation of aromatic or aliphatic compounds involved in C. glutamicum, or the one C. have glutamicum-enzymatic or proteolytic activity. The Molecules of the invention can be used to modulate production of fine chemicals from microorganisms, such as C. glutamicum, either directly (e.g. where the overexpression or the optimization of the Activity of a protein involved in the production of a Fine chemical (e.g. an enzyme) has a direct impact on the Yield, production and / or efficiency of producing one Fine chemical from the modified C. glutamicum), use or have an indirect impact that is nevertheless an increase in Yield, production and / or efficiency of production of the desired connection (e.g. where the modulation of the Activity or number of copies of an aromatic or aliphatic modification or degradation protein from C. glutamicum Increase in viability of C. glutamicum cells does what again increased production in a large scale culture allows. The aspects of the invention are as follows further explained.

1. Feinchemikalien1. Fine chemicals

Der Begriff "Feinchemikalie" ist im Fachgebiet bekannt und beinhaltet Moleküle, die von einem Organismus produziert werden und in verschiedenen Industriezweigen Anwendungen finden, wie bspw., jedoch nicht beschränkt auf die pharmazeutische Industrie, die Landwirtschafts-, und Kosmetik-Industrie. Diese Verbindungen umfassen organische Säuren, wie Weinsäure, Itaconsäure und Diaminopimelinsäure, sowohl proteinogene als auch nicht-proteinogene Aminosäuren, Purin- und Pyrimidinbasen, Nukleoside und Nukleotide (wie bspw. beschrieben in Kuninaka, A. (1996) Nucleotides and related compounds, S. 561-612, in Biotechnology Bd. 6, Rehm et al., Hrsg. VCH: Weinheim und den darin enthaltenen Zitaten), Lipide, gesättigte und ungesättigte Fettsäuren (bspw. Arachidonsäure), Diole (bspw. Propandiol und Butandiol), Kohlenhydrate (bspw. Hyaluronsäure und Trehalose), aromatische Verbindungen (bspw. aromatische Amine, Vanillin und Indigo), Vitamine und Cofaktoren (wie beschrieben in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Bd. A27, "Vitamins", S. 443-613 (1996) VCH: Weinheim und den darin enthaltenen Zitaten; und Ong, A. S., Niki, E. und Packer, L. (1995) "Nutrition, Lipids, Health and Disease " Proceedings of the UNESCO/Confederation of Scientific and Technological Associations in Malaysia and the Society for Free Radical Research - Asien, abgehalten am 1.-3. Sept. 1994 in Penang, Malysia, AOCS Press (1995)), Enzyme und sämtliche anderen von Gutcho (1983) in Chemicals by Fermentation, Noyes Data Corporation, ISBN: 0818805086 und den darin angegebenen Literaturstellen, beschriebenen Chemikalien. Der Metabolismus und die Verwendungen bestimmter Feinchemikalien sind nachstehend weiter erläutert. The term "fine chemical" is known in the art and contains molecules that are produced by an organism and find applications in various industries, such as but not limited to the pharmaceutical industry that Agriculture, and cosmetics industries. These connections include organic acids such as tartaric acid, itaconic acid and Diaminopimelic acid, both proteinogenic and non-proteinogenic Amino acids, purine and pyrimidine bases, nucleosides and nucleotides (as described, for example, in Kuninaka, A. (1996) Nucleotides and related compounds, pp. 561-612, in Biotechnology Vol. 6, Rehm et al., Ed. VCH: Weinheim and the quotes it contains), lipids, saturated and unsaturated fatty acids (e.g. arachidonic acid), Diols (e.g. propanediol and butanediol), carbohydrates (e.g. Hyaluronic acid and trehalose), aromatic compounds (e.g. aromatic amines, vanillin and indigo), vitamins and cofactors (such as described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A27, "Vitamins", pp. 443-613 (1996) VCH: Weinheim and den quotes contained therein; and Ong, A. S., Niki, E. and Packer, L. (1995) "Nutrition, Lipids, Health and Disease" Proceedings of the UNESCO / Confederation of Scientific and Technological Associations in Malaysia and the Society for Free Radical Research - Asia, held on 1-3 Sept. 1994 in Penang, Malysia, AOCS Press (1995)), Enzyme and all others by Gutcho (1983) in Chemicals by Fermentation, Noyes Data Corporation, ISBN: 0818805086 and the references cited therein Chemicals. The metabolism and uses of certain Fine chemicals are further explained below.

A. Aminosäure-Metabolismus und VerwendungenA. Amino acid metabolism and uses

Die Aminosäuren umfassen die grundlegenden Struktureinheiten sämtlicher Proteine und sind somit für die normalen Zellfunktionen essentiell. Der Begriff "Aminosäure" ist im Fachgebiet bekannt. Die proteinogenen Aminosäuren, von denen es 20 Arten gibt, dienen als Struktureinheiten für Proteine, in denen sie über Peptidbindungen miteinander verknüpft sind, wohingegen die nicht- proteinogenen Aminosäuren (von denen Hunderte bekannt sind) gewöhnlich nicht in Proteinen vorkommen (siehe Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Bd. A2, S. 57-97 VCH: Weinheim (1985 )). Die Aminosäuren können in der D- oder L-Konfiguration vorliegen, obwohl L-Aminosäuren gewöhnlich der einzige Typ sind, den man in natürlich vorkommenden Proteinen vorfindet. Biosynthese- und Abbauwege von jeder der 20 proteinogenen Aminosäuren sind sowohl bei prokaryotischen als auch eukaryotischen Zellen gut charakterisiert (siehe bspw. Stryer, L. Biochemistry, 3. Auflage, S. 578-590 (1988)). Die "essentiellen" Aminosäuren (Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin), so bezeichnet, da sie aufgrund der Komplexität ihrer Biosynthese mit der Ernährung aufgenommen werden müssen, werden durch einfache Biosyntheseswege in die übrigen 11 "nichtessentiellen" Aminosäuren (Alanin, Arginin, Asparagin, Aspartat, Cystein, Glutamat, Glutamin, Glycin, Prolin, Serin und Tyrosin) umgewandelt. Höhere Tiere besitzen die Fähigkeit, einige dieser Aminosäuren zu synthetisieren, jedoch müssen die essentiellen Aminosäuren mit der Nahrung aufgenommen werden, damit eine normale Proteinsynthese stattfindet. The amino acids comprise the basic structural units all proteins and are therefore for the normal Cell functions essential. The term "amino acid" is in the art known. The proteinogenic amino acids, of which there are 20 types, serve as structural units for proteins in which they over Peptide bonds are linked together, whereas the non- proteinogenic amino acids (hundreds of which are known) usually not found in proteins (see Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A2, pp. 57-97 VCH: Weinheim (1985)). The amino acids can be in the D or L configuration although L-amino acids are usually the only type which is found in naturally occurring proteins. Biosynthetic and degradation pathways of each of the 20 proteinogenic amino acids are in both prokaryotic and eukaryotic cells well characterized (see e.g. Stryer, L. Biochemistry, 3. Edition, pp. 578-590 (1988)). The "essential" amino acids (Histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, Threonine, tryptophan and valine), so called because of the Complexity of their biosynthesis with the diet added must be through simple biosynthetic pathways in the rest 11 "non-essential" amino acids (alanine, arginine, asparagine, Aspartate, cysteine, glutamate, glutamine, glycine, proline, serine and Tyrosine). Higher animals have the ability to do some to synthesize these amino acids, however, the essential amino acids are ingested with food so normal protein synthesis takes place.

Abgesehen von ihrer Funktion bei der Proteinbiosynthese sind diese Aminosäuren interessante Chemikalien an sich, und man hat entdeckt, daß viele bei verschiedenen Anwendungen in der Nahrungsmittel-, Futter-, Chemie-, Kosmetik-, Landwirtschafts- und pharmazeutischen Industrie zum Einsatz kommen. Lysin ist nicht nur für die Ernährung des Menschen eine wichtige Aminosäure, sondern auch für monogastrische Tiere, wie Geflügel und. Schweine. Aside from their function in protein biosynthesis these amino acids have interesting chemicals in themselves and you have discovered that many in different applications in the Food, feed, chemical, cosmetic, agricultural and pharmaceutical industry. Lysine is not an important amino acid only for human nutrition, but also for monogastric animals such as poultry and. Pigs.

Glutamat wird am häufigsten als Geschmacksadditiv (Mononatriumglutamat, MSG) sowie weithin in der Nahrungsmittelindustrie verwendet, wie auch Aspartat, Phenylalanin, Glycin und Cystein. Glycin, L-Methionin und Tryptophan werden sämtlich in der pharmazeutischen Industrie verwendet. Glutamin, Valin, Leucin, Isoleucin, Histidin, Arginin, Prolin, Serin und Alanin werden in der pharmazeutischen Industrie und der Kosmetikindustrie verwendet. Threonin, Tryptophan und D-/L-Methionin sind weitverbreitete Futtermittelzusätze (Leuchtenberger, W. (1996) Amino acids - technical production and use, S. 466-502 in Rebin et al., (Hrsg.) Biotechnology Bd. 6, Kapitel 14a, VCH: Weinheim). Man hat entdeckt, daß sich diese Aminosäuren außerdem als Vorstufen für die Synthese von synthetischen Aminosäuren und Proteinen, wie N-Acetylcystein, S-Carboxymethyl-L-cystein, (S)-5-Hydroxytryptophan und anderen, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Bd. A2, S. 57-97, VCH, Weinheim, 1985 beschriebenen Substanzen eignen. Glutamate is most commonly used as a flavor additive (Monosodium glutamate, MSG) and widely used in the food industry used, as well as aspartate, phenylalanine, glycine and cysteine. Glycine, L-methionine and tryptophan are all found in the pharmaceutical industry used. Glutamine, valine, leucine, isoleucine, Histidine, arginine, proline, serine and alanine are used in the pharmaceutical and cosmetic industries. Threonine, tryptophan and D- / L-methionine are common Feed additives (Leuchtenberger, W. (1996) Amino acids - technical production and use, pp. 466-502 in Rebin et al., (ed.) Biotechnology Vol. 6, Chapter 14a, VCH: Weinheim). It has been discovered that these amino acids also act as precursors for synthesis of synthetic amino acids and proteins, such as N-acetylcysteine, S-carboxymethyl-L-cysteine, (S) -5-hydroxytryptophan and others, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A2, p. 57-97, VCH, Weinheim, 1985 are suitable substances.

Die Biosynthese dieser natürlichen Aminosäuren in Organismen, die sie produzieren können, bspw. Bakterien, ist gut charakterisiert worden (für einen Überblick der bakteriellen Aminosäure-Biosynthese und ihrer Regulation, s. Umbarger, H. E. (1978) Ann. Rev. Biochem. 47: 533-606). Glutamat wird durch reduktive Aminierung von α-Ketoglutarat, einem Zwischenprodukt im Citronensäure-Zyklus, synthetisiert. Glutamin, Prolin und Arginin werden jeweils nacheinander aus Glutamat erzeugt. Die Biosynthese von Serin erfolgt in einem Dreischritt-Verfahren und beginnt mit 3-Phosphoglycerat (einem Zwischenprodukt bei der Glykolyse), und ergibt nach Oxidations-, Transaminierungs- und Hydrolyseschritten diese Aminosäure. Cystein und Glycin werden jeweils aus Serin produziert, und zwar die erstere durch Kondensation von Homocystein mit Serin, und die letztere durch Übertragung des Seitenketten-β-Kohlenstoffatoms auf Tetrahydrofolat, in einer durch Serintranshydroxymethylase katalysierten Reaktion. Phenylalanin und Tyrosin werden aus den Vorstufen des Glycolyse- und Pentosephosphatweges, Erythrose-4-phosphat und Phosphoenolpyruvat in einem 9-Schritt-Biosyntheseweg synthetisiert, der sich nur in den letzten beiden Schritten nach der Synthese von Prephenat unterscheidet. Tryptophan wird ebenfalls aus diesen beiden Ausgangsmolekülen produziert, jedoch erfolgt dessen Synthese in einem 11-Schritt-Weg. Tyrosin läßt sich in einer durch Phenylalaninhydroxylase katalysierten Reaktion auch aus Phenylalanin herstellen. Alanin, Valin und Leucin sind jeweils Biosyntheseprodukte aus Pyruvat, dem Endprodukt der Glykolyse. Aspartat wird aus Oxalacetat, einem Zwischenprodukt des Citratzyklus, gebildet. Asparagin, Methionin, Threonin und Lysin werden jeweils durch Umwandlung von Aspartat produziert. Isoleucin wird aus Threonin gebildet. In einem komplexen 9-Schritt-Weg erfolgt die Bildung von Histidin aus 5-Phosphoribosyl-1-pyrophosphat, einem aktivierten Zucker. The biosynthesis of these natural amino acids in organisms that they can produce, for example bacteria, is well characterized (for an overview of the bacterial Amino acid biosynthesis and its regulation, see Umbarger, H.E. (1978) Ann. Rev. Biochem. 47: 533-606). Glutamate is obtained through reductive amination of α-ketoglutarate, an intermediate in Citric acid cycle, synthesized. Glutamine, proline and arginine are used successively generated from glutamate. The biosynthesis of serine takes place in a three-step process and begins with 3-phosphoglycerate (an intermediate in glycolysis), and gives after oxidation, transamination and hydrolysis steps Amino acid. Cysteine and glycine are both made from serine produces, the former by condensation of homocysteine with serine, and the latter by transferring the Side chain β-carbon atom on tetrahydrofolate, in a through Serine transhydroxymethylase catalyzed reaction. Phenylalanine and Tyrosine are derived from the precursors of glycolysis and Pentose phosphate pathway, erythrose 4-phosphate and phosphoenol pyruvate in one 9-step biosynthetic pathway, which is only in the last two steps after the synthesis of prephenate different. Tryptophan is also made from these two Starting molecules produced, but its synthesis takes place in one 11-step pathway. Tyrosine can be passed through in one Phenylalanine hydroxylase catalyzed reaction also from phenylalanine produce. Alanine, valine and leucine are each biosynthetic products from pyruvate, the end product of glycolysis. Aspartate is made Oxaloacetate, an intermediate of the citrate cycle. Asparagine, methionine, threonine and lysine are each made by Conversion of aspartate produced. Isoleucine is made from threonine educated. In a complex 9-step process, the formation of Histidine from 5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate, an activated one Sugar.

Aminosäuren, deren Menge den Proteinbiosynthesebedarf der Zelle übersteigt, können nicht gespeichert werden, und werden stattdessen abgebaut, so daß Zwischenprodukte für die Haupt-Stoffwechselwege der Zelle bereitgestellt werden (für einen Überblick siehe Stryer, L., Biochemistry, 3. Aufl. Kap. 21 "Amino Acid Degradation and the Urea Cycle"; S 495-516 (1988 )). Die Zelle ist zwar in der Lage, ungewünschte Aminosäuren in nützliche Stoffwechsel-Zwischenprodukte umzuwandeln, jedoch ist die Aminosäureproduktion hinsichtlich der Energie, der Vorstufenmoleküle und der für ihre Synthese nötigen Enzyme aufwendig. Es überrascht daher nicht, daß die Aminosäure-Biosynthese durch Feedback-Hemmung reguliert wird, wobei das Vorliegen einer bestimmten Aminosäure ihre eigene Produktion verlangsamt oder ganz beendet (für einen Überblick über den Rückkopplungs-Mechanismus bei Aminosäure-Biosynthesewegen, siehe Stryer, L., Biochemistry, 3. Aufl., Kap. 24, "Biosynthesis of Amino Acids and Heme", S. 575-600 (1988)). Der Ausstoß einer bestimmten Aminosäure wird daher durch die Menge dieser Aminosäure in der Zelle eingeschränkt. Amino acids, the amount of which the cell's protein biosynthesis requirements exceeds, cannot and will not be saved degraded instead so that intermediates for the Main cell metabolic pathways are provided (see for an overview Stryer, L., Biochemistry, 3rd ed. Chap. 21 "amino acid Degradation and the Urea Cycle "; S 495-516 (1988)). The cell is though able to convert unwanted amino acids into useful ones Convert metabolic intermediates, however, that is Amino acid production in terms of energy, precursor molecules and of the enzymes required for their synthesis. It is surprising therefore not that amino acid biosynthesis through feedback inhibition is regulated, the presence of a certain amino acid their own production slowed down or stopped completely (for one Overview of the feedback mechanism at Amino acid biosynthetic pathways, see Stryer, L., Biochemistry, 3rd ed., Chap. 24 "Biosynthesis of Amino Acids and Heme", pp. 575-600 (1988)). The Ejection of a certain amino acid is therefore determined by the amount this amino acid is restricted in the cell.

B. Vitamine, Cofaktoren und Nutrazeutika-Metabolismus sowie VerwendungenB. vitamins, cofactors and nutraceutical metabolism as well uses

Vitamine, Cofaktoren und Nutrazeutika umfassen eine weitere Gruppe von Molekülen. Höhere Tiere haben die Fähigkeit verloren, diese zu synthetisieren und müssen sie somit aufnehmen, obwohl sie leicht durch andere Organismen, wie Bakterien, synthetisiert werden. Diese Moleküle sind entweder biologisch aktive Moleküle an sich oder Vorstufen von biologisch aktiven Substanzen, die als Elektronenträger oder Zwischenprodukte bei einer Reihe von Stoffwechselwegen dienen. Diese Verbindungen haben neben ihrem Nährwert auch einen signifikanten industriellen Wert als Farbstoffe, Antioxidantien und Katalysatoren oder andere Verarbeitungs-Hilfstoffe. (Für einen Überblick über die Struktur, Aktivität und die industriellen Anwendungen dieser Verbindungen siehe bspw. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, "Vitamins", Bd. A27, S. 443-613, VCH: Weinheim, 1996). Der Begriff "Vitamin" ist im Fachgebiet bekannt und umfaßt Nährstoffe, die von einem Organismus für eine normale Funktion benötigt werden, jedoch nicht von diesem Organismus selbst synthetisiert werden können. Die Gruppe der Vitamine kann Cofaktoren und nutrazeutische Verbindungen umfassen. Der Begriff "Cofaktor" umfaßt nicht-proteinartige Verbindungen, die für das Auftreten einer normalen Enzymaktivität nötig sind. Diese Verbindungen können organisch oder anorganisch sein; die erfindungsgemäßen Cofaktor-Moleküle sind vorzugsweise organisch. Der Begriff "Nutrazeutikum" umfaßt Nahrungsmittelzusätze, die bei Pflanzen und Tieren, insbesondere dem Menschen, gesundheitsfördernd sind. Beispiele solcher Moleküle sind Vitamine, Antioxidantien und ebenfalls bestimmte Lipide (z. B. mehrfach ungesättigte Fettsäuren). Vitamins, cofactors and nutraceuticals include another Group of molecules. Higher animals have lost the ability to synthesize them and thus have to absorb them, though it is easily synthesized by other organisms such as bacteria become. These molecules are either biologically active molecules in itself or precursors of biologically active substances, which as Electron carriers or intermediates in a number of Serve metabolic pathways. These connections have next to hers Nutritional value also has a significant industrial value as colorants, Antioxidants and catalysts or others Processing auxiliaries. (For an overview of the structure, activity and the For industrial applications of these connections see, for example. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, "Vitamins", Vol. A27, Pp. 443-613, VCH: Weinheim, 1996). The term "vitamin" is in the Known in the art and includes nutrients derived from a Organism are required for normal function, but not of this organism itself can be synthesized. The group The vitamins can contain cofactors and nutraceutical compounds include. The term "cofactor" includes non-proteinaceous Compounds necessary for the occurrence of normal enzyme activity are. These compounds can be organic or inorganic; the cofactor molecules according to the invention are preferred organic. The term "nutraceutical" includes food additives, in plants and animals, especially humans, are good for your health. Examples of such molecules are vitamins, Antioxidants and also certain lipids (e.g. multiple unsaturated fatty acids).

Die Biosynthese dieser Moleküle in Organismen, die zu ihrer Produktion befähigt sind, wie Bakterien, ist umfassend charakterisiert worden (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, "Vitamins", Bd. A27, S. 443-613, VCH: Weinheim, 1996, Michal, G. (1999) Biochemical Pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, John Wiley & Sons; Ong, A. S., Niki, E. und Packer, L. (1995 ) "Nutrition, Lipids, Health and Disease" Proceedings of the UNESCO/Confederation of Scientific and Technological Associations in Malaysia and the Society for free Radical Research - Asien, abgehalten am 1.-3. Sept. 1994 in Penang, Malaysia, AOCS Press, Champaign, IL X, 374 S). The biosynthesis of these molecules in organisms that contribute to them Production capable, like bacteria, is extensive have been characterized (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, "Vitamins", Vol. A27, pp. 443-613, VCH: Weinheim, 1996, Michal, G. (1999) Biochemical Pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, John Wiley &Sons; Ong, A. S., Niki, E. and Packer, L. (1995) "Nutrition, Lipids, Health and Disease" Proceedings of the UNESCO / Confederation of Scientific and Technological Associations in Malaysia and the Society for free Radical Research - Asia, held on 1-3 Sept. 1994 in Penang, Malaysia, AOCS Press, Champaign, IL X, 374 S).

Thiamin (Vitamin B1) wird durch chemisches Kuppeln von Pyrimidin und Thiazol-Einheiten gebildet. Riboflavin (Vitamin B2) wird aus Guanosin-5'-triphosphat (GTP) und Ribose-5'-phosphat synthetisiert. Riboflavin wiederum wird zur Synthese von Flavinmononukleotid (FMN) und Flavinadenindinukleotid (FAD) eingesetzt. Die Familie von Verbindungen, die gemeinsam als. "Vitamin B6" bezeichnet werden (bspw. Pyridoxin, Pyridoxamin, Pyridoxal-5'-phosphat und das kommerziell verwendete Pyridoxinhydrochlorid), sind alle Derivate der gemeinsamen Struktureinheit 5-Hydroxy-6-methylpyridin. Panthothenat (Pantothensäure, R-(+)-N-(2, 4-Dihydroxy-3,3-dimethyl-1-oxobutyl)-β-alanin) kann entweder durch chemische Synthese oder durch Fermentation hergestellt werden. Die letzten Schritte bei der Pantothenat-Biosynthese bestehen aus der ATP-getriebenen Kondensation von β-Alanin und Pantoinsäure. Die für die Biosyntheseschritte für die Umwandlung in Pantoinsäure, in β-Alanin und zur Kondensation in Pantothensäure verantwortlichen Enzyme sind bekannt. Die metabolisch aktive Form von Pantothenat ist Coenzym A, dessen Biosynthese über 5 enzymatische Schritte verläuft. Pantothenat, Pyridoxal-5'-phosphat, Cystein und ATP sind die Vorstufen von Coenzym A. Diese Enzyme katalysieren nicht nur die Bildung von Pantothenat, sondern auch die Produktion von (R)-Pantoinsäure, (R)-Pantolacton, (R)-Panthenol (Provitamin B5), Pantethein (und seinen Derivaten) und Coenzym A. Thiamine (vitamin B 1 ) is formed by chemical coupling of pyrimidine and thiazole units. Riboflavin (vitamin B 2 ) is synthesized from guanosine 5'-triphosphate (GTP) and ribose 5'-phosphate. Riboflavin in turn is used to synthesize flavin mononucleotide (FMN) and flavin adenine dinucleotide (FAD). The family of connections that collectively as. "Vitamin B6" (for example. Pyridoxine, pyridoxamine, pyridoxal-5'-phosphate and the commercially used pyridoxine hydrochloride) are all derivatives of the common structural unit 5-hydroxy-6-methylpyridine. Panthothenate (pantothenic acid, R - (+) - N- (2,4-dihydroxy-3,3-dimethyl-1-oxobutyl) -β-alanine) can be produced either by chemical synthesis or by fermentation. The final steps in pantothenate biosynthesis consist of the ATP-driven condensation of β-alanine and pantoic acid. The enzymes responsible for the biosynthetic steps for the conversion into pantoic acid, into β-alanine and for the condensation into pantothenic acid are known. The metabolically active form of pantothenate is coenzyme A, whose biosynthesis takes place over 5 enzymatic steps. Pantothenate, pyridoxal-5'-phosphate, cysteine and ATP are the precursors of coenzyme A. These enzymes not only catalyze the formation of pantothenate, but also the production of (R) -pantoic acid, (R) -pantolactone, (R) - Panthenol (provitamin B 5 ), pantethein (and its derivatives) and coenzyme A.

Die Biosynthese von Biotin aus dem Vorstufenmolekül Pimeloyl-CoA in Mikroorganismen ist ausführlich untersucht worden, und man hat mehrere der beteiligten Gene identifiziert. Es hat sich herausgestellt, daß viele der entsprechenden Proteine an der Fe-Cluster- Synthese beteiligt sind und zu der Klasse der nifS-Proteine gehören. Die Liponsäure wird von der Octanonsäure abgeleitet und dient als Coenzym beim Energie-Metabolismus, wo sie Bestandteil des Pyruvatdehydrogenasekomplexes und des α-Ketoglutaratdehydrogenasekomplexes wird. Die Folate sind eine Gruppe von Substanzen, die alle von der Folsäure abgeleitet werden, die wiederum von L- Glutaminsäure, p-Aminobenzoesäure und 6-Methylpterin hergeleitet ist. Die Biosynthese der Folsäure und ihrer Derivate, ausgehend von den metabolischen Stoffwechselzwischenprodukten Guanosin-5'-triphosphat (GTP), L-Glutaminsäure und p-Aminobenzoesäure ist in bestimmten Mikroorganismen eingehend untersucht worden. The biosynthesis of biotin from the precursor molecule pimeloyl-CoA in microorganisms has been studied extensively, and one has identified several of the genes involved. It has found that many of the corresponding proteins on the Fe cluster Synthesis are involved and the class of nifS proteins belong. The lipoic acid is derived from the octanoic acid and serves as a coenzyme in energy metabolism, where it is a component of the pyruvate dehydrogenase complex and α-Ketoglutarate dehydrogenase complex. The folates are a group of substances which are all derived from folic acid, which in turn is derived from L- Glutamic acid, p-aminobenzoic acid and 6-methyl pterine are derived is. The biosynthesis of folic acid and its derivatives, starting out of metabolic metabolic intermediates Guanosine 5'-triphosphate (GTP), L-glutamic acid and p-aminobenzoic acid has been extensively studied in certain microorganisms.

Corrinoide (wie die Cobalamine und insbesondere Vitamin B12) und die Porphyrine gehören zu einer Gruppe von Chemikalien, die sich durch ein Tetrapyrrol-Ringsystem auszeichnen. Die Biosynthese von Vitamin B12 ist hinreichend komplex, daß sie noch nicht vollständig charakterisiert worden ist, jedoch ist inzwischen ein Großteil der beteiligten Enzyme und Substrate bekannt. Nikotinsäure (Nikotinat) und Nikotinamid sind Pyridin-Derivate, die auch als "Niacin" bezeichnet werden. Niacin ist die Vorstufe der wichtigen Coenzyme NAD (Nikotinamidadenindinukleotid) und NADP (Nikotinamidadenindinukleotidphosphat) und ihrer reduzierten Formen. Corrinoids (such as the cobalamins and especially vitamin B12) and the porphyrins belong to a group of chemicals that are characterized by a tetrapyrrole ring system. The biosynthesis of vitamin B 12 is sufficiently complex that it has not been fully characterized, but a large part of the enzymes and substrates involved is now known. Nicotinic acid (nicotinate) and nicotinamide are pyridine derivatives, which are also called "niacin". Niacin is the precursor of the important coenzymes NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) and NADP (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) and their reduced forms.

Die Produktion dieser Verbindungen im Großmaßstab beruht größtenteils auf zellfreien chemischen Synthesen, obwohl einige dieser Chemikalien ebenfalls durch großangelegte Anzucht von Mikroorganismen produziert worden sind, wie Riboflavin, Vitamin B6, Pantothenat und Biotin. Nur Vitamin B12 wird aufgrund der Komplexität seiner Synthese lediglich durch Fermentation produziert. In-vitro-Verfahren erfordern einen erheblichen Aufwand an Materialien und Zeit und häufig an hohen Kosten. The production of these compounds on a large scale is largely based on cell-free chemical syntheses, although some of these chemicals have also been produced by large-scale cultivation of microorganisms, such as riboflavin, vitamin B 6 , pantothenate and biotin. Only vitamin B 12 is only produced by fermentation due to the complexity of its synthesis. In vitro processes require a considerable amount of materials and time and often high costs.

C. Purin-, Pyrimidin-, Nukleosid- und Nukleotid-Metabolismus und VerwendungenC. Purine, Pyrimidine, Nucleoside and Nucleotide Metabolism and uses

Gene für den Purin- und Pyrimidin-Stoffwechsel und ihre entsprechenden Proteine sind wichtige Ziele für die Therapie von Tumorerkrankungen und Virusinfektionen. Der Begriff "Purin" oder "Pyrimidin" umfaßt stickstoffhaltige Basen, die Bestandteil der Nukleinsäuren, Coenzyme und Nukleotide sind. Der Begriff "Nukleotid" beinhaltet die grundlegenden Struktureinheiten der Nukleinsäuremoleküle, die eine stickstoffhaltige Base, einen Pentose- Zucker (bei RNA ist der Zucker Ribose, bei DNA ist der Zucker D- Desoxyribose) und Phosphorsäure umfassen. Der Begriff "Nukleosid" umfaßt Moleküle, die als Vorstufen von Nukleotiden dienen, die aber im Gegensatz zu den Nukleotiden keine Phosphorsäureeinheit aufweisen. Durch Hemmen der Biosynthese dieser Moleküle oder ihrer Mobilisation zur Bildung von Nukleinsäuremolekülen ist es möglich, die RNA- und DNA-Synthese zu hemmen; wird diese Aktivität zielgerichtet bei kanzerogenen Zellen gehemmt, läßt sich die Teilungs- und Replikations-Fähigkeit von Tumorzellen hemmen. Es gibt zudem Nukleotide, die keine Nukleinsäuremoleküle bilden, jedoch als Energiespeicher (d. h. AMP) oder als Coenzyme (d. h. FAD und NAD) dienen. Genes for the purine and pyrimidine metabolism and their corresponding proteins are important targets for the therapy of Tumor diseases and viral infections. The term "purine" or "Pyrimidine" includes nitrogenous bases that are part of the Are nucleic acids, coenzymes and nucleotides. The term "Nucleotide" contains the basic structural units of the Nucleic acid molecules that contain a nitrogenous base, a pentose Sugar (for RNA, the sugar is ribose, for DNA, the sugar is D- Deoxyribose) and phosphoric acid. The term "nucleoside" includes molecules that serve as precursors to nucleotides that but in contrast to the nucleotides no phosphoric acid unit exhibit. By inhibiting the biosynthesis of these molecules or it is their mobilization to form nucleic acid molecules possible to inhibit RNA and DNA synthesis; will this Targeted activity inhibited in carcinogenic cells, the Inhibit the ability of tumor cells to divide and replicate. It also gives nucleotides that do not form nucleic acid molecules, however, as an energy store (i.e. AMP) or as a coenzyme (i.e. FAD and NAD) serve.

Mehrere Veröffentlichungen haben die Verwendung dieser Chemikalien für diese medizinischen Indikationen beschrieben, wobei der Purin- und/oder Pyrimidin-Metabolismus beeinflußt wird (bspw. Christopherson, R. I. und Lyons, S. D. (1990) "Potent inhibitors of de novo pyrimidine and purine biosynthesis as chemotherapeutic agents", Med. Res. Reviews 10: 505-548). Untersuchungen an Enzymen, die am Purin- und Pyrimidin-Metabolismus beteiligt sind, haben sich auf die Entwicklung neuer Medikamente konzentriert, die bspw. als Immunsuppressionsmittel oder Antiproliferantien verwendet werden können (Smith, J. L. "Enzymes in Nucleotide Synthesis" Curr. Opin. Struct. Biol. 5 (1995) 752-757; Biochem. Soc. Transact. 23 (1995) 877-902). Die Purin- und Pyrimidinbasen, Nukleoside und Nukleotide haben jedoch auch andere Einsatzmöglichkeiten: als Zwischenprodukte bei der Biosynthese verschiedener Feinchemikalien (z. B. Thiamin, S-Adenosyl-methionin, Folate oder Riboflavin), als Energieträger für die Zelle (bspw. ATP oder GTP) und für Chemikalien selbst, werden gewöhnlich als Geschmacksverstärker verwendet (bspw. IMP oder GMP) oder für viele medizinische Anwendungen (siehe bspw. Kuninaka, A., (1996) "Nucleotides and Related Compounds in Biotechnology Bd. 6, Rehm et al., Hrsg. VCH: Weinheim, S. 561-612). Enzyme, die am Purin-, Pyrimidin-, Nukleosid- oder Nukleotid-Metabolismus beteiligt sind, dienen auch immer stärker als Ziele, gegen die Chemikalien für den Pflanzenschutz, einschließlich Fungiziden, Herbiziden und Insektiziden entwickelt werden. Several publications have used this Chemicals for these medical indications are described, the Purine and / or pyrimidine metabolism is influenced (e.g. Christopherson, R.I. and Lyons, S.D. (1990) "Potent inhibitors of de novo pyrimidine and purine biosynthesis as chemotherapeutic agents ", Med. Res. Reviews 10: 505-548) Enzymes involved in purine and pyrimidine metabolism have focused on developing new drugs that for example as an immunosuppressant or antiproliferant can be used (Smith, J.L. "Enzymes in Nucleotide Synthesis" Curr. Opin. Struct. Biol. 5 (1995) 752-757; Biochem. Soc. Transact. 23 (1995) 877-902). The purine and pyrimidine bases, However, nucleosides and nucleotides also have others Possible uses: as intermediates in the biosynthesis of various Fine chemicals (e.g. thiamine, S-adenosyl methionine, folate or Riboflavin), as an energy source for the cell (e.g. ATP or GTP) and for chemicals themselves, are commonly called Flavor enhancers used (e.g. IMP or GMP) or for many medical applications (see, for example, Kuninaka, A., (1996) "Nucleotides and Related Compounds in Biotechnology Vol. 6, Rehm et al., ed. VCH: Weinheim, pp. 561-612). Enzymes that are based on purine, pyrimidine, Nucleoside or nucleotide metabolism are involved also always stronger than targets against the chemicals for the Plant protection, including fungicides, herbicides and Insecticides are being developed.

Der Metabolismus dieser Verbindungen in Bakterien ist charakterisiert worden (für Übersichten siehe bspw. Zalkin, H. und Dixon, J. E. (1992) "De novo purin nucleotide biosynthesis" in Progress in Nucleic Acids Research and Molecular biology, Bd. 42, Academic Press, S. 259-287; und Michal, G. (1999) "Nucleotides and Nucleosides"; Kap. 8 in: Biochemical Pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, Wiley, New York). Der Purin-Metabolismus, das Objekt intensiver Forschung, ist für das normale Funktionieren der Zelle essentiell. Ein gestörter Purin-Metabolismus in höheren Tieren kann schwere Erkrankungen verursachen, bspw. Gicht. Die Purinnukleotide werden über eine Reihe von Schritten über die Zwischenverbindung Inosin-5'-phosphat (IMP) aus Ribose-5-phosphat synthetisiert, was zur Produktion von Guanosin-5'-monophosphat (GMP) oder Adenosin-5'-monophosphat (AMP) führt, aus denen sich die als Nukleotide verwendeten Triphosphatformen leicht herstellen lassen. Diese Verbindungen werden auch als Energiespeicher verwendet, so daß ihr Abbau Energie für viele verschiedene biochemische Prozesse in der Zelle liefert. Die Pyrimidinbiosynthese erfolgt über die Bildung von Uridin-5'-monophosphat (UMP) aus Ribose-5-phosphat. UMP wiederum wird in Cytidin-5'-triphosphat (CTP) umgewandelt. Die Desoxyformen sämtlicher Nukleotide werden in einer Einschritt-Reduktionsreaktion aus der Diphosphat-Riboseform des Nukleotides zur Diphosphat-Desoxyriboseform des Nukleotides hergestellt. Nach der Phosphorylierung können diese Moleküle an der DNA-Synthese teilnehmen. The metabolism of these compounds in bacteria is have been characterized (for overviews see, for example, Zalkin, H. and Dixon, J.E. (1992) "De novo purin nucleotide biosynthesis" in Progress in Nucleic Acids Research and Molecular biology, Vol. 42, Academic Press, pp. 259-287; and Michal, G. (1999) "Nucleotides and Nucleosides "; Chapter 8 in: Biochemical Pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, Wiley, New York). The Purine metabolism, the object of intensive research, is for the normal Functioning of the cell essential. A disturbed purine metabolism in higher animals can cause serious illnesses, e.g. Gout. The purine nucleotides are made through a series of steps via the intermediate compound inosine 5'-phosphate (IMP) Ribose-5-phosphate synthesized, leading to the production of Guanosine 5'-monophosphate (GMP) or adenosine 5'-monophosphate (AMP) leads from which are used as nucleotides Have triphosphate molds made easily. These connections will also used as an energy store so that their degradation is energy for many delivers different biochemical processes in the cell. The Pyrimidine biosynthesis occurs through the formation of Uridine 5'-monophosphate (UMP) from ribose 5-phosphate. UMP is in turn Cytidine 5'-triphosphate (CTP) converted. The deoxy forms of all Nucleotides are generated in a one-step reduction reaction Diphosphate ribose form of the nucleotide for Diphosphate deoxyribose form of the nucleotide produced. After phosphorylation these molecules can participate in DNA synthesis.

D. Trehalose-Metabolismus und VerwendungenD. Trehalose metabolism and uses

Trehalose besteht aus zwei Glucosemolekülen, die über α,α-1,1-Bindung miteinander verknüpft sind. Sie wird gewöhnlich in der Nahrungsmittelindustrie als Süßstoff, als Additiv für getrocknete oder gefrorene Nahrungsmittel sowie in Getränken verwendet. Sie wird jedoch auch in der pharmazeutischen Industrie, der Kosmetik- und Biotechnologie-Industrie angewendet (s. bspw. Nishimoto et al., ( 1998) US-Patent Nr. 5 759 610; Singer, M. A. und Lindquist, S. Trends Biotech. 16 (1998) 460-467; Paiva, C. L. A. und Panek, A. D. Biotech Ann. Rev. 2 (1996) 293-314; und Shiosaka, M. J. Japan 172 (1997) 97-102). Trehalose wird durch Enzyme von vielen Mikroorganismen produziert und auf natürliche Weise in das umgebende Medium abgegeben, aus dem sie durch im Fachgebiet bekannte Verfahren gewonnen werden kann. Trehalose consists of two glucose molecules that are about α, α-1,1 bond are linked together. It becomes ordinary in the food industry as a sweetener, as an additive for dried or frozen foods and in beverages used. However, it is also used in the pharmaceutical industry, applied in the cosmetics and biotechnology industry (see e.g. Nishimoto et al., (1998) U.S. Patent No. 5,759,610; Singer, M. A. and Lindquist, S. Trends Biotech. 16 (1998) 460-467; Paiva, C.L.A. and Panek, A.D. Biotech Ann. Rev. 2 (1996) 293-314; and Shiosaka, M.J. Japan 172 (1997) 97-102). Trehalose gets through Enzymes produced by many microorganisms and based on natural ones Were released into the surrounding medium, from which they are im Methods known in the art can be obtained.

II. Aufrechterhaltung der Homöostase in C. alutamicum und Umwelt- AnpassungII. Maintaining homeostasis in C. alutamicum and environmental Adaptation

Die metabolischen und anderen biochemischen Prozesse, durch die Zellen funktionieren, sind gegenüber Umweltbedingungen, wie Temperatur, Druck, Konzentrationen an gelösten Stoffen und Sauerstoffverfügbarkeit empfindlich. Werden eine oder mehrere dieser Umweltbedingungen gestört oder in eine Weise verändert, die mit dem normalen Funktionieren dieser Zellprozesse nicht kompatibel ist, muß die Zelle eine intrazelluläre Umgebung aufrechterhalten, die es ihr ermöglicht, trotz der feindlichen extrazellulären Umgebung zu überleben. Gram-positive Bakterienzellen, wie C. glutamicum-Zellen, haben eine Reihe von Mechanismen, durch die die interne Homöostase trotz ungünstiger extrazellulärer Bedingungen aufrechterhalten werden kann. Diese umfassen eine Zellwand, Proteine, die mögliche toxische aromatische und aliphatische Verbindungen abbauen können, Proteolyse-Mechanismen, durch die falsch gefaltete oder falsch regulierte Proteine rasch zerstört werden können und Katalysatoren, die intrazelluläre Reaktionen ermöglichen können, die unter den Bedingungen, die für Bakterienwachstum optimal sind, normal nicht stattfinden würden. The metabolic and other biochemical processes through which Cells work, are like environmental conditions Temperature, pressure, concentrations of solutes and Oxygen availability sensitive. Become one or more of these Environmental conditions disturbed or changed in a way that with incompatible with the normal functioning of these cell processes the cell must maintain an intracellular environment, which enables her, despite the hostile extracellular Survive environment. Gram-positive bacterial cells, such as C. glutamicum cells have a number of mechanisms by which the internal homeostasis despite unfavorable extracellular conditions can be maintained. These include a cell wall Proteins, the possible toxic aromatic and aliphatic Connections can degrade, proteolysis mechanisms go wrong folded or incorrectly regulated proteins are quickly destroyed can and catalysts that intracellular reactions can enable that under the conditions necessary for bacterial growth are optimal, would not normally take place.

Neben dem bloßen Überleben in einer feindlichen Umgebung können sich Bakterienzellen (z. B. C. glutamicum-Zellen) häufig anpassen, so daß sie aus solchen Bedingungen einen Vorteil ziehen können. Zellen in einer Umgebung, der die gewünschten Kohlenstoffquellen fehlen, können sich bspw. an das Wachstum auf einer weniger geeigneten Kohlenstoffquelle anpassen. Auch können Zellen weniger wünschenswerte anorganische Verbindungen nutzen, wenn die gewöhnlich verwendeten nicht verfügbar sind. C. glutamicum-Zellen besitzen eine Reihe von Genen, die ihnen ermöglichen, sich anzupassen, so daß sie anorganische Moleküle nutzen, denen sie gewöhnlich unter optimalen Wachstumsbedingungen als Nährstoffe und Vorstufen für den Metabolismus nicht begegnen würden. Nachstehend sind Aspekte der zellulären Prozesse eingehend beschrieben, die an der Homöostase und an der Anpassung beteiligt sind. In addition to surviving in a hostile environment, you can bacterial cells (e.g. C. glutamicum cells) adapt frequently, so that they can take advantage of such conditions. Cells in an environment that has the desired carbon sources are missing, for example, can grow on one less adjust suitable carbon source. Cells can also do less use desirable inorganic compounds if the commonly used are not available. C. glutamicum cells possess a number of genes that enable them to express themselves adapt so that they use inorganic molecules to which they usually under optimal growing conditions as nutrients and Precursors for metabolism would not encounter. below Aspects of cellular processes are described in detail are involved in homeostasis and adaptation.

A. Modifikation und Abbau aromatischer und aliphatischer VerbindungenA. Modification and degradation of aromatic and aliphatic links

Bakterienzellen sind regelmäßig einer Vielzahl von aromatischen und aliphatischen Verbindungen in der Natur ausgesetzt. Aromatische Verbindungen sind organische Moleküle mit einer cyclischen Ringstruktur, wohingegen aliphatische Verbindungen organische Moleküle mit offenen Kettenstrukturen statt Ringstrukturen sind. Diese Verbindungen können als Nebenprodukte industrieller Verfahren vorkommen (z. B. Benzol oder Toluol), können jedoch auch durch bestimmte Mikroorganismen (z. B. Alkohole) produziert werden. Viele dieser Verbindungen sind für die Zellen toxisch, insbesondere die aromatischen Verbindungen, die aufgrund der energiereichen Ringstruktur hochreaktiv sind. Folglich haben bestimmte Bakterien Mechanismen entwickelt, durch die sie diese Verbindungen modifizieren oder abbauen können, so daß sie für die Zelle nicht länger gefährlich sind. Zellen können Enzyme besitzen, die aromatische oder aliphatische Verbindungen hydroxylieren, isomerisieren oder methylieren können, so daß sie entweder weniger toxisch gemacht werden, oder so daß die modifizierte Form durch Standard- Zellabfall- und Abbauwege verarbeitet werden kann. Zellen können auch Enzyme besitzen, die eine oder mehrere dieser potentiell toxischen Substanzen spezifisch abbauen können, wodurch die Zelle geschützt wird. Prinzipien und Beispiele für diese Typen von Modifikations- und Abbauprozesse in Bakterien sind in mehreren Veröffentlichungen beschrieben, bspw. Sahm, H.. (1999) "Procaryotes in Industrial Production" in Lengler, J. W. et al., Hrsg. Biology of the Procaryotes, Thieme Verlag: Stuttgart, und Schlegel, H. G. (1992 ) Allgemeine Mikrobiologie, Thieme, Stuttgart). Bacterial cells are regularly a variety of aromatic and aliphatic compounds exposed in nature. Aromatic compounds are organic molecules with a cyclic one Ring structure, whereas aliphatic compounds are organic Are molecules with open chain structures instead of ring structures. These compounds can be industrial by-products Processes occur (e.g. benzene or toluene), but can also by certain microorganisms (e.g. alcohols) are produced. Many of these compounds are toxic to the cells, especially the aromatic compounds that are due to the high-energy ring structure are highly reactive. Hence certain Bacteria develop mechanisms by which they make these connections can modify or degrade so that they are not for the cell are dangerous longer. Cells can have enzymes that hydroxylate aromatic or aliphatic compounds, Can isomerize or methylate, making them either less toxic be made, or so that the modified form by standard Cell waste and degradation routes can be processed. Cells can also possess enzymes that potentially have one or more of these can specifically degrade toxic substances, causing the cell is protected. Principles and examples of these types of Modification and breakdown processes in bacteria are in several Publications described, for example. Sahm, H .. (1999) "Procaryotes in Industrial Production "in Lengler, J.W. et al., ed. Biology of the Procaryotes, Thieme Published by Stuttgart, and Schlegel, H. G. (1992) General Microbiology, Thieme, Stuttgart).

Neben dem einfachen Inaktivieren schädlicher aromatischer oder aliphatischer Verbindungen haben sich viele Bakterien derart angepaßt, daß sie diese Verbindungen als Kohlenstoffquellen für einen kontinuierlichen Metabolismus nutzen können, wenn die bevorzugten Kohlenstoffquellen der Zellen nicht verfügbar sind. Bspw. sind Pseudomonas-Stämme bekannt, die Toluol, Benzol und 1,10-Dichlordecan als Kohlenstoffquellen nutzen können (Chang, B. V. et al. (1998) Chemosphere 35(12): 2807-2815; Wischnak, C. et al. (1988 ) Appl. Environ. Microbiol. 64(9): 3507-3511; Churchill, S. A. et al. (1999) Appl. Environ. Microbiol. 65(2): 549-552). Es gibt ähnliche Beispiele für viele andere Bakterienarten, die im Fachgebiet bekannt sind. In addition to simply inactivating harmful aromatic or Aliphatic compounds have many bacteria like this adapted to use these compounds as carbon sources for can use a continuous metabolism if the preferred carbon sources of the cells are not available. For example. Pseudomonas strains are known, the toluene, benzene and Can use 1,10-dichlorodecane as carbon sources (Chang, B.V. et al. (1998) Chemosphere 35 (12): 2807-2815; Wischnak, C. et al. (1988) Appl. Environ. Microbiol. 64 (9): 3507-3511; Churchill, S.A. et al. (1999) Appl. Environ. Microbiol. 65 (2): 549-552). It are similar examples of many other types of bacteria found in Are known in the art.

Man hat begonnen, die Fähigkeit bestimmter Bakterien, aromatische und aliphatische Verbindungen zu modifizieren oder abzubauen, auszunutzen. Rohöl ist ein komplexes Gemisch von Chemikalien, das aliphatische Moleküle und aromatische Verbindungen enthält. Durch Anwendung von Bakterien, die diese toxischen Verbindungen von ausgelaufenem Öl abbauen oder modifizieren können, kann man viele Umweltschäden mit hoher Effizienz und niedrigen Kosten eindämmen (s. bspw. Smith, M. R. (1990) "The biodegradation of aromatic hydrocarbons by bacteria" Biodegradation 1(2-3): 191-206; und Suyama, T. et al. (1998> "Bacterials isolates degrading aliphatic polycarbonates" FEMS Microbiol. Lett. 161(2): 255-261). One has started the ability of certain bacteria to be aromatic and modify or degrade aliphatic compounds, exploit. Crude oil is a complex mixture of chemicals that contains aliphatic molecules and aromatic compounds. By Application of bacteria that these toxic compounds from Leaking or modifying leaking oil can be done in many ways Curb environmental damage with high efficiency and low costs (See, for example, Smith, M.R. (1990) "The biodegradation of aromatic hydrocarbons by bacteria "Biodegradation 1 (2-3): 191-206; and Suyama, T. et al. (1998> "Bacterials isolates degrading aliphatic polycarbonates "FEMS Microbiol. Lett. 161 (2): 255-261).

B. Metabolismus anorganischer VerbindungenB. Metabolism of inorganic compounds

Zellen (bspw. Bakterienzellen) enthalten große Mengen unterschiedlicher Moleküle, wie Wasser, anorganische Ionen und organische Substanzen (bspw. Proteine, Zucker und andere Makromoleküle). Die Hauptmasse einer gewöhnlichen Zelle besteht aus 4. Atomtypen: Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff. Anorganische Substanzen machen zwar nur einen kleineren Prozentsatz des Zellinhaltes aus, jedoch sind sie für das korrekte Funktionieren der Zelle gleichermaßen von Bedeutung. Diese Moleküle umfassen Phosphor, Schwefel, Calcium, Magnesium, Eisen, Zink, Mangan, Kupfer, Molybdän, Wolfram und Kobalt. Viele dieser Verbindungen sind für den Aufbau wichtiger Moleküle, wie Nukleotide (Phosphor) und Aminosäuren (Stickstoff und Schwefel) von Bedeutung. Andere dieser anorganischen Ionen dienen als Cofaktoren für Enzymreaktionen oder tragen zum osmotischen Druck bei. All diese Moleküle müssen von dem Bakterium aus der Umgebung aufgenommen werden. Cells (e.g. bacterial cells) contain large amounts different molecules, such as water, inorganic ions and organic substances (e.g. proteins, sugar and other Macromolecules). The main mass of an ordinary cell consists of 4. Atom types: carbon, oxygen, hydrogen and nitrogen. Inorganic substances only make a smaller one Percentage of cell content, however, they are correct Functioning of the cell is equally important. These molecules include phosphorus, sulfur, calcium, magnesium, iron, zinc, Manganese, copper, molybdenum, tungsten and cobalt. Many of these Connections are essential for building molecules, such as nucleotides (Phosphorus) and amino acids (nitrogen and sulfur) from Importance. Others of these inorganic ions serve as cofactors for Enzyme reactions or contribute to osmotic pressure. All these Molecules must be absorbed by the bacterium from the environment become.

Für jede dieser organischen Verbindungen ist es wünschenswert, daß das Bakterium die Form aufnimmt, die von der Standard-Stoffwechselmaschinerie der Zelle am leichtesten verwendet werden kann. Das Bakterium kann jedoch auf Umgebungen stoßen, in denen diese bevorzugten Formen nicht einfach zur Verfügung stehen. Um unter solchen Bedingungen überleben zu können, ist es wichtig, daß die Bakterien zusätzliche biochemische Mechanismen aufweisen, die weniger metabolisch aktive, jedoch leicht verfügbare Formen dieser anorganischen Verbindungen in Formen umwandeln können, die vom Zellmetabolismus genutzt werden können. Bakterien besitzen häufig einer Reihe von Genen, die Enzyme für diesen Zweck codieren, die nur dann exprimiert werden, wenn die gewünschten anorganischen Spezies nicht verfügbar sind. Diese Gene für den Metabolismus verschiedener anorganischer Verbindungen dienen als weiteres Werkzeug, die Bakterien zur Anpassung an suboptimale Umweltbedingungen nutzen können. For each of these organic compounds, it is desirable that the bacterium takes the form that the Standard cell metabolism machinery is the easiest to use can. However, the bacterium can encounter environments in which these preferred forms are not readily available. Around to survive in such conditions, it is important that the bacteria have additional biochemical mechanisms, the less metabolically active but readily available forms can convert these inorganic compounds into forms that can be used by cell metabolism. Possess bacteria often a set of genes that make enzymes for this purpose encode that are only expressed when the desired ones inorganic species are not available. These genes for the Metabolism of various inorganic compounds serve as another tool, the bacteria to adapt to suboptimal Can use environmental conditions.

Stickstoff ist nach Kohlenstoff das wichtigste Element. Eine gewöhnliche Bakterienzelle enthält 12 bis 15% Stickstoff. Er ist Bestandteil von Aminosäuren und Nukleotiden sowie vieler anderer Moleküle in der Zelle. Stickstoff kann zudem als Ersatz für Sauerstoff als terminaler Elektronenakzeptor im Energiemetabolismus dienen. Gute Quellen für Stickstoff umfassen viele organische und anorganische Verbindungen, wie Ammoniakgas oder Ammoniumsalze (z. B. NH4Cl, (NH4)2SO4 oder NH4OH), Nitrate, Harnstoff, Aminosäuren oder komplexe Stickstoffquellen, wie Masiquellwasser, Sojamehl, Sojaprotein, Hefeextrakt, Fleischextrakt usw. Ammonium- Stickstoff wird durch die Wirkung bestimmter Enzyme fixiert: Glutamatdehydrogenase, Glutaminsynthase und Glutamin-2-oxoglutarataminotransferase. Die Übertragung von Amino-Stickstoff von einem organischen Molekül auf ein anderes erfolgt durch Aminotransferasen, eine Klasse von Enzymen, die eine Aminogruppe von einer alpha-Aminosäure auf eine alpha-Ketosäure übertragen. Nitrat kann durch Nitratreduktase, Nitritreduktase und weitere Redoxenzyme reduziert werden, bis es zu molekularem Stickstoff oder Ammoniak umgewandelt ist, die sich leicht in Standard-Stoffwechselwegen von der Zelle verwenden lassen. After carbon, nitrogen is the most important element. An ordinary bacterial cell contains 12 to 15% nitrogen. It is part of amino acids and nucleotides as well as many other molecules in the cell. Nitrogen can also serve as a replacement for oxygen as a terminal electron acceptor in energy metabolism. Good sources of nitrogen include many organic and inorganic compounds such as ammonia gas or ammonium salts (e.g. NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 SO 4 or NH 4 OH), nitrates, urea, amino acids or complex nitrogen sources such as masiquell water, soy flour , Soy protein, yeast extract, meat extract etc. Ammonium nitrogen is fixed by the action of certain enzymes: glutamate dehydrogenase, glutamine synthase and glutamine-2-oxoglutarate aminotransferase. Amino nitrogen is transferred from one organic molecule to another by aminotransferases, a class of enzymes that transfer an amino group from an alpha amino acid to an alpha keto acid. Nitrate can be reduced by nitrate reductase, nitrite reductase and other redox enzymes until it is converted to molecular nitrogen or ammonia, which are easily used by the cell in standard metabolic pathways.

Phosphor wird intrazellulär in organischen und anorganischen Formen gefunden und kann von der Zelle in beiden Formen aufgenommen werden, obwohl die meisten Mikroorganismen vorzugsweise anorganisches Phosphat aufnehmen. Die Umwandlung von organischem Phosphat in eine Form, die die Zelle nutzen kann, erfordert die Wirkung von Phosphatasen (z. B. Phytasen, die phytatergebendes Phosphat und Inositol-Derivate hydrolysieren). Phosphat ist ein Schlüsselbestandteil der Synthese von Nukleinsäuren und spielt somit eine signifikante Rolle im zellulären Energiemetabolismus (z. B. bei der Synthese von ATP, ADP und AMP). Phosphorus becomes intracellular in organic and inorganic Forms found and can be taken up by the cell in both forms although most microorganisms are preferred absorb inorganic phosphate. The conversion of organic phosphate in a form that the cell can use requires the effect of phosphatases (e.g. phytases, the phytate-producing phosphate and hydrolyze inositol derivatives). Phosphate is a Key component of the synthesis of nucleic acids and thus plays a role significant role in cellular energy metabolism (e.g. in the synthesis of ATP, ADP and AMP).

Schwefel ist für die Synthese von Aminosäuren (z. B. Methionin und Cystein), Vitaminen (z. B. Thiamin, Biotin und Liponsäure) und Eisen-Schwefelproteine notwendig. Bakterien erhalten Schwefel vorwiegend aus anorganischem Sulfat, obwohl Thiosulfat, Sulfit, und Sulfid gewöhnlich auch genutzt werden. Unter Bedingungen, unter denen diese Verbindungen nicht leicht verfügbar sind, exprimieren viele Bakterien Gene, die es ihnen ermöglichen, Sulfonatverbindungen, wie 2-Aminosulfonat (Taurin) zu nutzen (Kertesz, M. A. (1993) "Proteins induced by sulfate limitation in Escherichia coli. Pseudomonas putida oder Staphyloccocus aureus" J. Bacteriol. 175: 1187-1190). Sulfur is for the synthesis of amino acids (e.g. methionine and Cysteine), vitamins (e.g. thiamine, biotin and lipoic acid) and Iron-sulfur proteins necessary. Bacteria get sulfur predominantly from inorganic sulfate, although thiosulfate, sulfite, and Sulfide is also commonly used. Under conditions, under to whom these compounds are not readily available many bacteria genes that allow them Use sulfonate compounds such as 2-aminosulfonate (taurine) (Kertesz, M. A. (1993) "Proteins induced by sulfate limitation in Escherichia coli. Pseudomonas putida or Staphyloccocus aureus "J. Bacteriol. 175: 1187-1190).

Andere anorganische Atome, bspw. Metall- oder Calciumionen, sind für die Lebensfähigkeit von Zellen ebenfalls entscheidend. Eisen spielt bspw. eine Schlüsselrolle bei Redoxreaktionen und ist ein Cofaktor von Eisen-Schwefel-Proteinen, Häm-Proteinen, und Cytochromen. Die Aufnahme von Eisen in die Bakterienzelle kann durch die Wirkung von Siderophoren, Chelatbildnern, die extrazelluläre Eisenionen binden und sie in das Innere der Zelle befördern, erfolgen. Für den Metabolismus von Eisen und anderen anorganischen Verbindungen, siehe: Lengler et al., (1999) Biology of Prokaryotes, Thieme Verlag: Stuttfart; Neidhardt, F. C., et al., Hrsg. Escherichia coli and Salmonella. ASM-Press: Washington, D. C.; Sonenshein, A. L. et al., Hrsg. (1996) Bacillus subtilis and other Gram-Positive Bacteria, ASM-Press: Washington, D. C:; Voet, D. und Voet, J. G. (1992) Biochemie, VCH: Weinheim; Brock, T. D. und Madigan, M. T. (1991) Biology of Microorganisms, 6. Aufl. Prentice Hall: Eaglewood Cliffs, S. 267-269; Rhodes, P. M. und Stanbury, P. F. Applied Microbial Physiology - A Practical Approach, Oxford Univ. Press: Oxford. Other inorganic atoms, for example metal or calcium ions, are also crucial for the viability of cells. iron plays a key role in redox reactions and is a Cofactor of iron-sulfur proteins, heme proteins, and Cytochromes. The absorption of iron in the bacterial cell can be caused by the effect of siderophores, chelating agents, the extracellular Bind iron ions and carry them inside the cell, respectively. For the metabolism of iron and other inorganic Compounds, see: Lengler et al., (1999) Biology of Prokaryotes, Thieme Published by Stuttfart; Neidhardt, F.C., et al., Ed. Escherichia coli and Salmonella. ASM Press: Washington, DC; Sonenshein, A.L. et al., Ed. (1996) Bacillus subtilis and other Gram-Positive Bacteria, ASM-Press: Washington, D. C :; Voet, D. and Voet, J.G. (1992) Biochemistry, VCH: Weinheim; Brock, T. D. and Madigan, M. T. (1991) Biology of Microorganisms, 6th Edition Prentice Hall: Eaglewood Cliffs, pp. 267-269; Rhodes, P.M. and Stanbury, P.F. Applied Microbial Physiology - A Practical Approach, Oxford Univ. Press: Oxford.

C. Enzyme und ProteolyseC. Enzymes and Proteolysis

Die intrazellulären Bedingungen, für die Bakterien, wie C. glutamicum, optimiert sind, sind häufig nicht Bedingungen, unter denen gewöhnlich viele biochemische Reaktionen stattfinden würden. Damit diese Reaktionen unter physiologischen Bedingungen erfolgen, nutzen die Zellen Enzyme. Enzyme sind biologische Protein-Katalysatoren, die die reagierenden Moleküle räumlich orientieren oder eine spezialisierte Umgebung schaffen, so daß die Energiehürde für eine biochemische Reaktion gesenkt wird. Unterschiedliche Enzyme katalysieren unterschiedliche Reaktionen, und jedes Enzym kann einer Transkriptions-, Translations- oder posttranslationalen Regulation unterliegen, so daß die Reaktion nur unter den geeigneten Bedingungen und zu bestimmten Zeiten erfolgt. Enzyme können zum Abbau (z. B. Proteasen), Synthese (bspw. Synthasen), oder Modifikation (z. B. Transferasen oder Isomerasen) von Verbindungen beitragen, die alle die Produktion notwendiger Verbindungen in der Zelle ermöglichen. Dies wiederum trägt zur Aufrechterhaltung der zellulären Homöostase bei. The intracellular conditions, for the bacteria, like C. glutamicum, are often not conditions under which usually many biochemical reactions would take place. So that these reactions take place under physiological conditions, the cells use enzymes. Enzymes are biological Protein catalysts that spatially orientate the reacting molecules or create a specialized environment so that the energy hurdle for a biochemical reaction. different Enzymes catalyze different reactions, and every enzyme can be a transcription, translation or subject to post-translational regulation, so that the reaction only under the suitable conditions and at certain times. enzymes can be used for degradation (e.g. proteases), synthesis (e.g. synthases), or modification (e.g. transferases or isomerases) of Connections contribute to all the production necessary Enable connections in the cell. This in turn contributes to Maintaining cellular homeostasis.

Die Tatsache, daß Enzyme bezüglich der Aktivität unter den physiologischen Bedingungen optimiert sind, unter denen das Bakterium am lebensfähigsten ist, bedeutet jedoch, daß die Enzymaktivität bei einer Störung der Umweltbedingungen höchstwahrscheinlich auch gestört wird. Bspw. können Temperaturänderungen aberrant gefaltete Proteine hervorbringen, und gleiches gilt für pH- Wert-Änderungen - die Proteinfaltung ist stark abhängig von elektrostatischen und hydrophoben Wechselwirkungen der Aminosäuren innerhalb der Polypeptidkette, so daß jede Änderung der Ladungen einzelner Aminosäuren (wie sie bspw. durch eine Änderung des zellulären pH-Wertes hervorgerufen wird) eine erhebliche Wirkung auf die Fähigkeit des Proteins haben kann, sich korrekt zu falten. Änderungen der Temperatur ändern effizient die Menge an kinetischer Energie, die das Polypeptidmolekül besitzt, was die Fähigkeit des Polypeptides beeinflußt, sich in einer korrekt gefalteten, energetisch stabilen Konfiguration niederzuschlagen. Falsch gefaltete Proteine können aus zwei Gründen für die Zelle gefährlich sein. Zuerst kann das aberrant gefaltete Protein eine ähnlich aberrante Aktivität oder auch keine Aktivität aufweisen. Zweitens können falsch gefaltete Proteine keine Konformationsbereiche aufweisen, die für die richtige Regulation durch andere zelluläre Systeme notwendig sind, und können somit weiterhin aktiv sein, jedoch in einer unkontrollierten Weise. The fact that enzymes are among the most active physiological conditions are optimized, under which the The most viable bacterium, however, means that the Enzyme activity in the event of a disturbance in the environmental conditions is most likely disturbed. For example. can change temperature produce aberrantly folded proteins, and the same applies to pH Value changes - protein folding is highly dependent on electrostatic and hydrophobic interactions of the amino acids within the polypeptide chain so that any change in charges individual amino acids (as, for example, by changing the cellular pH value) has a significant effect the ability of the protein to fold correctly. Changes in temperature efficiently change the amount kinetic energy that the polypeptide molecule possesses, which the Ability of the polypeptide to affect itself correctly folded, energetically stable configuration. Not correct folded proteins can serve the cell for two reasons be dangerous. First, the aberrantly folded protein can be a similarly aberrant activity or have no activity. Secondly, incorrectly folded proteins cannot Conformational areas that are necessary for the correct regulation by others cellular systems are necessary and can continue to do so be active, but in an uncontrolled manner.

Die Zelle hat einen Mechanismus, durch den falsch gefaltete Enzyme und regulatorische Proteine rasch zerstört werden können, bevor die Zelle geschädigt, wird: Proteolyse. Proteine, wie diejenigen der la/lon-Familie und diejenigen der Clp-Familie, erkennen und bauen falsch gefaltete Proteine spezifisch ab (s. bspw. Sherman, M. Y., Goldberg, A. L. (1999) EXS 77: 57-78 und die darin aufgeführten Literaturstellen, sowie Porankiewicz, J. (1999) Molec. Microbiol. 32(3). 449-58 und darin enthaltene Literaturstellen; Neidhardt, F. C. et al. (1996) E. coli and Salmonella, ASM Press: Washington, D. C. und darin enthaltene Literaturstellen; und Pritchard, G. G. und Coolbear, T. (1993) FEMS Microbiol. Rev. 12 (1-3): 179-206 und darin zitierte Literaturstellen). Diese Enzyme binden an falsch gefaltete oder nicht gefaltete Proteine und bauen sie in einer ATP-abhängigen Weise ab. Die Proteolyse dient somit als wichtiger Mechanismus, der von der Zelle eingesetzt wird, um die normalen Zellfunktionen bei Umweltänderungen vor Beschädigung zu bewahren, und ermöglich der Zelle zudem, unter Bedingungen und in Umgebungen zu überleben, die aufgrund eines falsch regulierten und/oder aberranten Enzyms oder regulatorischer Aktivität ansonsten toxisch wären. The cell has a mechanism by which misfolded Enzymes and regulatory proteins can be destroyed quickly, before the cell is damaged: proteolysis. Proteins like those of the la / lon family and those of the Clp family and specifically break down incorrectly folded proteins (see e.g. Sherman, M.Y., Goldberg, A.L. (1999) EXS 77: 57-78 and those therein references, as well as Porankiewicz, J. (1999) Molec. Microbiol. 32 (3). 449-58 and contained therein References; Neidhardt, F.C. et al. (1996) E. coli and Salmonella, ASM Press: Washington, D.C. and references therein; and Pritchard, G.G. and Coolbear, T. (1993) FEMS Microbiol. Rev. 12 (1-3): 179-206 and references cited therein). This Enzymes bind to incorrectly folded or unfolded proteins and break them down in an ATP-dependent manner. Proteolysis serves thus as an important mechanism used by the cell is used to restore normal cell functions to environmental changes Preserve damage, and also enables the cell to underneath Conditions and survive in environments that are due to a improperly regulated and / or aberrant enzyme or regulatory activity would otherwise be toxic.

Die Proteolyse hat ebenfalls wichtige Funktionen in der Zellen unter optimalen Umweltbedingungen. Innerhalb normaler Stoffwechselprozesse, unterstützen Proteasen die Hydrolyse von Peptidbindungen beim Katabolismus komplexer Moleküle, um die nötigen Abbauprodukte bereitzustellen, und bei der Proteinmodifikation. Sezernierte Proteasen spielen beim Katabolismus externer Nährstoffe sogar vor dem Eintritt dieser Verbindungen in die Zelle eine wichtige Rolle. Die proteolytische Aktivität selbst kann zudem regulatorische Funktionen ausüben; die Sporulation bei B. subtilis und der Verlauf des Zellzyklus in Caulobactet.spp. Werden bekanntlich durch proteolytische Schlüsselereignisse in jeder dieser Arten reguliert (Gottesman, S. (1.999) Curr. Opin. Microbiol. 2(2): 142-147). Somit sind proteolytische Prozesse der Schlüssel für das zelluläre Überleben unter suboptimalen und optimalen Umweltbedingungen, und tragen zur Gesamterhaltung der Homöostase in Zellen bei. Proteolysis also has important functions in the cells under optimal environmental conditions. Within normal Metabolic processes, proteases support the hydrolysis of Peptide bonds in the catabolism of complex molecules to the necessary Provide breakdown products, and in protein modification. Secreted proteases play in the catabolism of external nutrients even before these compounds enter the cell important role. The proteolytic activity itself can also perform regulatory functions; the sporulation in B. subtilis and the course of the cell cycle in Caulobactet.spp. Become as is well known through proteolytic key events in everyone of these species regulated (Gottesman, S. (1.999) Curr. Opin. Microbiol. 2 (2): 142-147). So proteolytic processes are key for cellular survival under suboptimal and optimal Environmental conditions, and contribute to overall homeostasis conservation Cells at.

D. Zellwandproduktion und UmordnungenD. Cell wall production and rearrangements

Die biochemische Maschinerie der Zelle kann sich zwar leicht an andere oder möglicherweise ungünstige Umgebungen anpassen, jedoch benötigen die Zellen noch einen generellen Mechanismus, durch den sie vor der Umgebung geschützt sind. Für viele Bakterien bietet die Zellwand einen solchen Schutz, die auch eine Rolle bei der Adhäsion, beim Zellwachstum und der Zellteilung und beim Transport der gewünschten gelösten Stoffe und Abfallmaterialien spielt. The cell's biochemical machinery can adhere easily adjust other or possibly adverse environments, however the cells still need a general mechanism through which they are protected from the environment. Offers for many bacteria the cell wall has such protection, which also plays a role in Adhesion, in cell growth and division and in Transport of the desired solutes and waste materials plays.

Die Zellen benötigen - um funktionsfähig zu sein - intrazelluläre Konzentrationen von Metaboliten und anderen Molekülen, die im Wesentlichen über denen der umgebenden Medien liegen. Da diese Metaboliten größtenteils daran gehindert werden, die Zelle aufgrund der hydrophoben Membran zu verlassen, besteht die Tendenz, daß das System Wassermoleküle aus dem Außenmedium in die Zelle hinein läßt, so daß die inneren Konzentrationen der gelösten Stoffe den äußeren Konzentrationen entsprechen. Wassermoleküle können leicht die Zellmembran passieren, und diese Membran kann dem resultierenden Quellen und dem Druck nicht standhalten, was zu einer osmotischen Lyse der Zelle führen würde. Die Festigkeit der Zelle verbessert stark die Fähigkeit der Zelle, diesen Drücken standzuhalten, und bietet eine weitere Schranke für die ungewünschte Diffusion dieser Metaboliten und der gewünschten gelösten Stoffe aus der Zelle. Die Zellwand verhindert ebenfalls, daß ungewünschtes Material in die Zelle gelangt. The cells need - in order to be functional - intracellular Concentrations of metabolites and other molecules in the Are substantially above those of the surrounding media. This one Metabolites are largely prevented from being due to the cell leaving the hydrophobic membrane there is a tendency that the system water molecules from the external medium into the cell leaves, so that the inner concentrations of the solutes the correspond to external concentrations. Water molecules can easily pass the cell membrane, and this membrane can resulting sources and the pressure do not withstand what osmotic lysis of the cell. The strength of the Cell greatly improves the cell's ability to withstand these pressures to withstand, and offers another barrier for the unwanted diffusion of these metabolites and the desired ones dissolved substances from the cell. The cell wall also prevents unwanted material gets into the cell.

Die Zellwand nimmt auch an einer Reihe von anderen zellulären Prozessen teil, wie der Adhäsion, Zellwachstum und -teilung. Aufgrund der Tatsache, daß die Zellwand die Zelle vollständig umgibt, muß jede Wechselwirkung der Zelle mit seinen Umgebungen durch die Zellwand vermittelt werden. Die Zellwand muß somit an jeder Anheftung der Zellen an andere Zellen und an gewünschte Oberflächen beteiligt sein. Die Zelle kann zudem nicht wachsen oder sich teilen ohne gleichzeitige Änderungen in der Zellwand. Da der Schutz, den die Wand bietet, auch beim Wachstum, bei der Morphogenese und Vermehrung zugegen sein muß, ist einer der Schlüsselschritte bei der Zellteilung die Zellwandsynthese in der Zelle, so daß sich, eine neue Zelle von der alten abspaltet. Die Zellwandsynthese wird somit häufig mit dem Zellwachstum und der Zellteilung tandemreguliert (s. bspw. Sonenshein, A. L. Hrsg. (1993) Bacillus subtilis and Other Gram-Positive Bacteria, ASM: Washington, D. C.). The cell wall also takes part in a number of other cellular Processes such as adhesion, cell growth and division. Due to the fact that the cell wall completely covers the cell surrounds any interaction of the cell with its surroundings are mediated through the cell wall. The cell wall must therefore be on each attachment of the cells to other cells and to desired ones Surfaces to be involved. The cell also cannot grow or divide without simultaneous changes in the cell wall. Because the protection that the wall offers, also with the growth, with the Morphogenesis and propagation must be present is one of the Key steps in cell division in cell wall synthesis Cell so that a new cell splits from the old one. The Cell wall synthesis is thus often associated with cell growth and Cell division tandem regulated (see e.g. Sonenshein, A. L. ed. (1993) Bacillus subtilis and Other Gram-Positive Bacteria, ASM: Washington, D.C.).

Die Struktur der Zellwand variiert zwischen gram-positiven und gram-negativen Bakterien. In beiden Typen bleibt die grundlegende Struktur der Wand ähnlich: ein überlappendes Gitter von zwei Polysacchariden, N-Acetyl-glucosmain (NAG) und N-Acetylmuraminsäure (NAM), die über Aminosäuren (meist L-Alanin, D-Glutamat, Diaminopimelinsäure und D-Alanin) vernetzt sind, das als "Peptidoglycan" bezeichnet wird. Die an der Zellwandsynthese beteiligten Prozesse sind bekannt (s. bspw. Michal, G. Hrsg. (1999) Biochmeical Pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, Wiley: New York). The structure of the cell wall varies between gram-positive and gram-negative bacteria. The basic remains in both types Structure similar to the wall: an overlapping grid of two Polysaccharides, N-acetyl-glucosmain (NAG) and N-acetylmuramic acid (NAM), which contains amino acids (mostly L-alanine, D-glutamate, Diaminopimelinsäure and D-alanine) are cross-linked, which as "peptidoglycan" referred to as. The processes involved in cell wall synthesis are known (see, for example, Michal, G. Ed. (1999) Biochmeical Pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, Wiley: New York).

Bei gram-negativen Bakterien ist die innere Zellmembran mit einer einschichtigen Peptidoglycan-Schicht beschichtet (etwa 10 nm dick), die als Murein-Sacculus bezeichnet wird. Die Peptidoglycan-Struktur ist sehr fest und ihre Struktur bestimmt die Form des Organismus. Die äußere Fläche des Murein-Sacculus ist mit einer Außenmembran bedeckt, die Porine und andere Membranproteine, Phospholipide und Lipospolysaccharide enthält. Zur Aufrechterhaltung einer festen Bindung mit der Außenmembran besitzt die gram- negative Zellwand darin verstreute Lipidmoleküle, die sie in der umgebenden Membran verankern. In the case of gram-negative bacteria, the inner cell membrane has one single-layer peptidoglycan layer coated (about 10 nm thick), which is called Murein sacculus. The Peptidoglycan structure is very strong and its structure determines the shape of the organism. The outer surface of the Murein sacculus is with an outer membrane that covers porins and other membrane proteins, Contains phospholipids and lipospolysaccharides. to Maintaining a firm bond with the outer membrane has the gram- negative cell wall, lipid molecules scattered in it, which they in the Anchor the surrounding membrane.

Bei gram-positiven Bakterien, wie Corynebacterium glutamicum, ist die Cytoplasmamembran mit einem mehrschichtigen, ezwa 20 bis 80 nm dicken Peptidoglycan bedeckt (s. bspw. Lengeler et al. (1999) Biology of Prokaryotes Theime-Verlag: Stuttgart, S. 913-918, S. 875-899 und S. 88-109 und die darin aufgeführten Literaturstellen). Die gram-positive Zellwand enthält auch Teichonsäure, ein Polymer aus Glycerin oder Ribitol, die über Phosphatgruppe miteinander verknüpft sind. Teichonsäure kann auch mit Aminosäure assoziieren und bildet kovalente Bindungen mit Muraminsäure. In der Zellwand müssen zudem auch Lipoteichonsäuren und Teichuronsäuren zugegen sein. Falls vorhanden, werden zelluläre Oberflächenstrukturen, wie Flagellen oder Kapseln, auch in dieser Schicht der Wand verankert. Gram-positive bacteria such as Corynebacterium glutamicum the cytoplasmic membrane with a multilayer, approximately 20 to 80 nm thick peptidoglycan covered (see, for example, Lengeler et al. (1999) Biology of Prokaryotes Theime-Verlag: Stuttgart, pp. 913-918, p. 875-899 and pp. 88-109 and those listed therein References). The gram-positive cell wall also contains tonic acid, a Polymer made from glycerin or ribitol that has a phosphate group are linked together. Pond acid can also be combined with amino acid associate and form covalent bonds with muramic acid. In the cell wall also needs lipoteichoic acids and Ponduronic acids be present. If present, they become cellular Surface structures, such as flagella or capsules, also in this Layer of the wall anchored.

III. Erfindungsgemäße Elemente und VerfahrenIII. Elements and methods according to the invention

Die vorliegende Erfindung beruht zumindest teilweise auf der Entdeckung von neuen Molekülen, die hier als HA-Nukleinsäure- und Protein-Moleküle bezeichnet werden und an der Aufrechterhaltung der Homöostase in C. glutamicum beteiligt sind, oder eine Funktion ausüben, die an der Anpassung dieses Mikroorganismus an unterschiedliche Umweltbedingungen beteiligt ist. Bei einer Ausführungsform nehmen die HA-Moleküle an der C. glutamicum-Zellwandsynthese oder an Umordnungen, am Metabolismus anorganischer Verbindungen, an der Modifikation oder am Abbau aromatischer oder aliphatischer Verbindungen teil, oder besitzen eine enzymatische oder proteolytische Aktivität. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat die Aktivität der erfindungsgemäßen HA-Moleküle hinsichtlich der Zellwandbiosynthese oder der -Umordnungen, des Metabolismus anorganischer Verbindungen, der Modifikation oder des Abbaus aromatischer oder aliphatischer Verbindungen oder der enzymatischen oder proteolytischen Aktivität eine Auswirkung auf die Produktion einer gewünschten Feinchemikalie durch diesen Organismus. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform haben die erfindungsgemäßen HA-Moleküle eine derart modulierte Aktivität, daß die zellulären Prozesse in C. glutamicum, an denen die HA-Moleküle beteiligt sind (z. B. C. glutamicum-Zellwand-Biosynthese oder -Umordnungen, Metabolismus anorganischer Verbindungen, Modifikation oder Abbau aromatischer oder aliphatischer Verbindungen oder enzymatische oder proteolytische Aktivität), ebenfalls veränderte Aktivität aufweisen, was entweder direkt oder indirekt eine Modulation der Ausbeute, Produktion und/oder Effizienz der Produktion einer gewünschten Feinchemikalie durch C. glutamicum bewirkt. The present invention is based at least in part on the Discovery of new molecules, here called HA nucleic acid and Protein molecules are referred to and maintaining the homeostasis involved in C. glutamicum, or a Exercise function in adapting this microorganism different environmental conditions is involved. At a Embodiment take the HA molecules at the C. glutamicum cell wall synthesis or rearrangements, the metabolism of inorganic Compounds, modification or degradation of aromatic or Aliphatic compounds, or have an enzymatic or proteolytic activity. In a particularly preferred Embodiment has the activity of the invention HA molecules with regard to cell wall biosynthesis or rearrangements, the metabolism of inorganic compounds, the modification or the degradation of aromatic or aliphatic compounds or an impact on enzymatic or proteolytic activity on the production of a desired fine chemical by this Organism. In a particularly preferred embodiment the HA molecules according to the invention are modulated in this way Activity that the cellular processes in C. glutamicum to which the HA molecules are involved (e.g. C. glutamicum cell wall biosynthesis or rearrangement, metabolism of inorganic compounds, Modification or degradation of aromatic or aliphatic Compounds or enzymatic or proteolytic activity), also have altered activity, which is either direct or indirectly a modulation of the yield, production and / or Efficiency of producing a desired fine chemical by C. causes glutamicum.

Der Begriff "HA-Protein" oder "HA-Polypeptid" umfaßt Proteine, die an einer Reihe von zellulären Prozessen beteiligt sind, die mit der C. glutamicum-Homöostase oder der Fähigkeit von C. glutamicum-Zellen zur Anpassung an ungünstige Umweltbedingungen zusammenhängen. Bspw. kann ein HA-Protein an der C. glutamicum-Zellwandbiosynthese oder an Umordnungen, am Metabolismus anorganischer Verbindungen in C. glutamicum, an der Modifikation oder am Abbau aromatischer oder aliphatischer Verbindungen in C. glutamicum beteiligt sein, oder eine enzymatische oder proteolytische C. glutamicum-Aktivität aufweisen. Beispiele für HA-Proteine umfassen solche, die von den in Tabelle 1 und Anhang A aufgeführten. HA-Genen codiert werden. Die Audrücke "HA-Gen" oder "HA-Nukleinsäuresequenz" umfassen Nukleinsäuresequenzen, die ein HA-Protein codieren, das aus einem codierenden Bereich und entsprechenden untranslatierten 5'- und 3'-Sequenzbereichen besteht. Beispiele für HA-Gene sind in Tabelle 1 aufgelistet. Die Begriffe "Produktion" oder "Produktivität" sind im Fachgebiet bekannt und beinhalten die Konzentration des Fermentationsproduktes (bspw. der gewünschten Feinchemikalie, die innerhalb einer festgelegten Zeitspanne und eines festgelegten Fermentationsvolumens gebildet werden (bspw. kg Produkt pro Std. pro 1). Der Begriff "Effizienz der Produktion" umfaßt die Zeit, die zur Erzielung einer bestimmten Produktionsmenge nötig ist (bspw. wie lange die Zelle zur Aufrichtung einer bestimmten Durchsatzrate einer Feinchemikalie benötigt). Der Begriff "Ausbeute" oder" Produkt/Kohlenstoff-Ausbeute" ist im Fachgebiet bekannt und umfaßt die Effizienz der Umwandlung der Kohlenstoffquelle in das Produkt (d. h. die Feinchemikalie). Dies wird bspw. gewöhnlich ausgedrückt als kg Produkt pro kg Kohlenstoffquelle. Durch Vergrößern der Ausbeute oder Produktion der Verbindung wird die Menge der gewonnenen Moleküle oder der geeigneten gewonnenen Moleküle dieser Verbindung in einer bestimmten Kulturmenge über einen festgelegten Zeitraum erhöht. Die Begriffe "Biosynthese" oder "Biosyntheseweg" sind im Fachgebiet bekannt und umfassen die Synthese einer Verbindung, vorzugsweise einer organischen Verbindung, durch eine Zelle aus Zwischenverbindungen, bspw. in einem Mehrschritt- oder stark regulierten Prozeß. Die Begriffe "Abbau" oder "Abbauweg" sind im Fachgebiet bekannt und umfassen die Spaltung einer Verbindung, vorzugsweise einer organischen Verbindung, durch eine Zelle in Abbauprodukte (allgemeiner gesagt, kleinere oder weniger komplexe Moleküle), bspw. in einem Mehrschritt- oder stark regulierten Prozeß. Der Begriff "Metabolismus" ist im Fachgebiet bekannt und umfaßt die Gesamtheit der in einem Organismus stattfindenden biochemischen Reaktionen. Der Metabolismus einer bestimmten Verbindung (z. B. der Metabolismus einer Aminosäure, wie Glycin) umfaßt dann sämtliche Biosynthese-, Modifikations- und Abbauwege dieser Verbindung in der Zelle. Der Begriff "Homöostase" ist im Fachgebiet bekannt und umfaßt sämtliche Mechanismen, die von der Zelle genutzt werden, um eine konstante intrazelluläre Umgebung trotz der herrschenden extrazellulären Bedingungen aufrechtzuerhalten. Ein nicht-einschränkendes Beispiel dieser Prozesse ist die Verwendung der Zellwand zur Verhinderung der osmotischen Lyse aufgrund der hohen intrazellulären Konzentrationen an gelösten Stoffen. Der Begriff "Anpassung" oder "Anpassung an eine Umweltbedingung" ist im Fachgebiet bekannt und umfaßt Mechanismen, die von der Zelle genutzt werden, um die Zelle zum Überleben unter nicht bevorzugten Umweltbedingungen zu befähigen (allgemein gesagt, solche Umweltbedingungen, in denen einer oder mehrere günstige Nährstoffe fehlen oder in denen eine Umweltbedingung, wie Temperatur, pH-Wert, Osmolarität, prozentualer Sauerstoffanteil und dergleichen außerhalb des optimalen Überlebensbereichs der Zelle liegen). Viele Zellen, einschließlich C. glutamicum-Zellen, besitzen Gene, die Proteine codieren, welche unter diesen Umweltbedingungen exprimiert werden, und die in diesen suboptimalen Bedingungen ein kontinuierliches Wachstum ermöglichen. The term "HA protein" or "HA polypeptide" includes proteins involved in a number of cellular processes that with C. glutamicum homeostasis or the ability of C. glutamicum cells for adaptation to unfavorable environmental conditions related. For example. can an HA protein on the C. glutamicum cell wall biosynthesis or rearrangements, metabolism inorganic compounds in C. glutamicum, on the modification or on Degradation of aromatic or aliphatic compounds in C. glutamicum, or an enzymatic or proteolytic C. have glutamicum activity. Examples of HA proteins include those of those listed in Table 1 and Appendix A. HA genes can be encoded. The expression "HA-Gen" or "HA nucleic acid sequence" include nucleic acid sequences that contain an HA protein encode that from a coding area and corresponding untranslated 5 'and 3' sequence regions. Examples for HA genes are listed in Table 1. The terms "Production" or "productivity" are known in the art and include the concentration of the fermentation product (e.g. the desired fine chemical within a set Time period and a fixed fermentation volume formed (e.g. kg product per hour per 1). The term "efficiency of production "comprises the time it takes to achieve a certain production volume is necessary (e.g. how long the cell is to Establishing a certain throughput rate of a fine chemical required). The term "yield" or " Product / Carbon Yield "is known in the art and encompasses the efficiency of the Converting the carbon source into the product (i.e. the Fine chemical). For example, this is usually expressed as kg of product per kg of carbon source. By increasing the yield or Production of the compound is the amount of molecules obtained or the appropriate recovered molecules of this compound in a certain amount of culture over a fixed period of time elevated. The terms "biosynthesis" or "biosynthetic pathway" are used in Known in the art and include the synthesis of a compound preferably an organic compound, through a cell Interconnections, for example in a multi-step or strong regulated process. The terms "degradation" or "degradation route" are in Known in the art and include splitting a connection, preferably an organic compound, through a cell in Breakdown products (more generally, smaller or less complex Molecules), for example in a multi-step or highly regulated Process. The term "metabolism" is known in the art and encompasses all that takes place in an organism biochemical reactions. The metabolism of a certain one Compound (e.g. the metabolism of an amino acid such as glycine) then all the biosynthetic, modification and degradation pathways Connection in the cell. The term "homeostasis" is in the Known in the art and includes all mechanisms by the cell used to maintain a constant intracellular environment despite to maintain the prevailing extracellular conditions. A non-limiting example of these processes is that Use of the cell wall to prevent osmotic lysis due to the high intracellular concentrations of dissolved Substances. The term "adjustment" or "adjustment to a." Environmental Condition "is known in the art and includes mechanisms by the cell cannot be used to make the cell survive enabling preferred environmental conditions (generally speaking, those environmental conditions in which one or more favorable Nutrients are missing or in which an environmental condition such as Temperature, pH, osmolarity, percentage oxygen and the like outside the optimal survival range of the cell lie). Many cells, including C. glutamicum cells, possess genes that encode proteins that are among them Environmental conditions are expressed, and those in these suboptimal Conditions allow for continuous growth.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen HA- Moleküle zur Modulation eines gewünschten Moleküls, wie einer Feinchemikalie, in einem Mikroorganismus, wie C. glutamicum, befähigt. Es gibt eine Reihe von Mechanismen, durch die die Veränderung eines erfindungsgemäßen HA-Proteins die Ausbeute, Produktion und/oder Effizienz der Produktion einer Feinchemikalie aus einem C. glutamicum-Stamm, der ein solches verändertes Protein enthält, direkt beeinflußt werden. Durch Modifkation von Enzymen, die aromatische oder aliphatische Verbindungen derart modifizieren, daß diese Enzyme eine höhere oder niedrigere Aktivität oder Anzahl aufweisen, kann man die Produktion von einer oder mehreren Feinchemikalien, die die Modifikations- oder Abbauprodukte dieser Verbindungen sind, modulieren. Entsprechend stellen Enzyme, die am Metabolismus anorganischer Verbindungen beteiligt sind, Schlüsselmoleküle (bspw. Phosphor-, Schwefel- und Stickstoffmoleküle) für die Biosynthese solcher Feinchemikalien, wie Aminosäuren, Vitaminen und Nukleinsäuren, bereit. Durch Verändern der Aktivität oder der Anzahl dieser Enzyme in C. glutamicum kann man die Umwandlung dieser anorganischen Verbindungen erhöhen (oder alternative anorganische Verbindungen verwenden), um so verbesserte Raten des Einbaus anorganischer Atome in diese Feinchemikalien zu ermöglichen. Die genetische Manipulation von C. glutamicum-Enzymen, die an allgemeinen zellulären Prozessen beteiligt sind, kann die Feinchemikalienproduktion auch direkt verbessern, da viele dieser Enzyme die Feinchemikalien (bspw. Aminosäuren) oder die Enzyme, die an der Feinchemikaliensynthese oder -sekretion beteiligt sind, direkt modifizieren. Die Modulation der Aktivität oder der Anzahl zellulärer Proteasen kann auch eine direkte Wirkung auf die Feinchemikalienproduktion haben, da viele Proteasen Feinchemikalien oder Enzyme, die an der Feinchemikalienproduktion oder am -abbau beteiligt sind, abbauen können. Die vostehend genannten Enzyme, die an der Modifikation oder am Abbau aromatischer oder aliphatischer Verbindungen, an der allgemeinen Biokatalyse, am Metabolismus anorganischer Verbindungen oder an der Proteolyse beteiligt sind, sind jeweils selbst Feinchemikalien, die wegen ihrer Aktivität in verschiedenen industriellen in-vitro-Anwendungen wünschenswert sind. Durch Verändern der Kopienzahl des Gens für eines oder mehrere Enzyme in C. glutamicum kann man die Anzahl dieser Proteine, die von der Zelle produziert wird, vergrößern, wodurch die potentielle Ausbeute oder Effizienz der Produktion dieser Proteine aus großangelegten Kulturen von C; glutamicum oder verwandten Bakterien erhöht wird. In a further embodiment, the HA- Molecules to modulate a desired molecule, such as one Fine chemical, in a microorganism such as C. glutamicum, capable. There are a number of mechanisms through which the Change of a HA protein according to the invention the yield, Production and / or efficiency of the production of a fine chemical a C. glutamicum strain that contains such an altered protein contains, are directly influenced. By modifying enzymes, the aromatic or aliphatic compounds like this modify that these enzymes have a higher or lower activity or Number can show the production of one or more Fine chemicals that are the modification or degradation products of this Connections are, modulate. Accordingly, enzymes that are involved in the metabolism of inorganic compounds, Key molecules (e.g. phosphorus, sulfur and Nitrogen molecules) for the biosynthesis of such fine chemicals, such as Amino acids, vitamins and nucleic acids, ready. By changing the Activity or the number of these enzymes in C. glutamicum can be seen increase the conversion of these inorganic compounds (or use alternative inorganic compounds), so improved rates of incorporation of inorganic atoms into them To enable fine chemicals. The genetic manipulation of C. glutamicum enzymes involved in general cellular processes can also directly improve fine chemical production, because many of these enzymes contain fine chemicals (e.g. amino acids) or the enzymes involved in fine chemical synthesis or -secretion involved, modify directly. The modulation of the Activity or number of cellular proteases can also be a have a direct effect on fine chemical production, as many Proteases fine chemicals or enzymes involved in the Involved in the production or mining of fine chemicals. The The above-mentioned enzymes that are involved in the modification or degradation aromatic or aliphatic compounds, on the general Biocatalysis, on the metabolism of inorganic compounds or on the proteolysis involved are each self Fine chemicals because of their activity in various industrial in vitro applications are desirable. By changing the Copy number of the gene for one or more enzymes in C. glutamicum you can see the number of these proteins produced by the cell will increase, increasing the potential yield or efficiency the production of these proteins from large-scale cultures of C; glutamicum or related bacteria is increased.

Die Veränderung eines erfindungsgemäßen HA-Proteins kann die Ausbeute, Produktion und/oder Effizienz der Produktion einer Feinchemikalie aus einem C. glutamicum-Stamm, der ein solches verändertes Protein enthält, auch indirekt beeinflussen. Durch Modulieren der Aktivität und/oder der Anzahl dieser Proteine, die am Aufbau oder der Umordnung der Zellwand beteiligt sind, kann man bspw. die Struktur der Zellwand selbst modifizieren, so daß die Zelle dem mechanischen oder anderen Streß, der bei großangelegten Fermenteranzuchten vorherrscht, besser standhalten kann. Zudem erfordert das Wachstum von C. glutamicum im Großmaßstab eine erhebliche Zellwandproduktion. Die Modulation der Aktivität oder der Anzahl von Zellwand-Biosynthese- oder -Abbau-Enzymen kann schnellere Zellwand-Biosyntheseraten ermöglichen, was wiederum stärkere Wachstumsraten dieses Mikroorganismus in Kultur ermöglicht und dadurch die Anzahl an Zellen vergrößert, die die gewünschte Feinchemikalie produzieren. The modification of an HA protein according to the invention can Yield, production and / or efficiency of producing one Fine chemical from a C. glutamicum strain containing one contains modified protein, also affect indirectly. By Modulating the activity and / or the number of these proteins, which on Building or rearrangement of the cell wall are involved, one can For example, modify the structure of the cell wall itself so that the Cell the mechanical or other stress that occurs in large-scale Prevails, can withstand better. moreover requires the growth of C. glutamicum on a large scale substantial cell wall production. The modulation of the activity or the number of cell wall biosynthesis or degradation enzymes enable faster cell wall biosynthesis rates, which in turn stronger growth rates of this microorganism in culture enables and thereby increases the number of cells that the produce the desired fine chemical.

Durch Modifizieren der erfindungsgemäßen HA-Enzyme kann man die Ausbeute, Produktion oder Effizienz der Produktion von einer oder mehreren Feinchemikalien aus C. glutamicum indirekt beeinflussen. Bspw. haben viele der allgemeinen Enzyme in C. glutamicum eine signifikante Auswirkung auf globale zelluläre Prozesse (bspw. regulatorische Prozesse), was wiederum eine signifikante Auswirkung auf den Feinchemikalien-Metabolismus hat. By modifying the HA enzymes according to the invention, the Yield, production or efficiency of the production of one or indirectly influence several fine chemicals from C. glutamicum. For example. many of the common enzymes in C. glutamicum have one significant impact on global cellular processes (e.g. regulatory processes), which in turn is significant Has an impact on the fine chemical metabolism.

Entsprechend erhöhen Proteasen, Enzyme, die möglicherweise toxische aromatische oder aliphatische Verbindungen modifizieren oder abbauen, die Lebensfähigkeit von C. glutamicum. Die Proteasen unterstützen die selektive Entfernung falsch gefalteter oder falsch regulierter Proteine, wie solcher, die bspw. unter den relativ streßreichen Umweltbedingungen in einer Fermenter-Großkultur auftreten. Durch Verändern dieser Proteine kann man weiterhin diese Aktivität steigern und die Lebensfähigkeit von C. glutamicum in Kultur verbessern. Die aromatischen/aliphatischen Modifikations- oder Abbau-Proteine dienen nicht nur der Detoxifikation dieser Abfallverbindungen (die im Kulturmedium als Verunreinigungen oder als Abfallprodukte aus den Zellen selbst vorkommen), sondern ermöglichen ebenfalls, daß die Zelle alternative Kohlenstoffquellen nutzt, wenn die optimale Kohlenstoffquelle in der Kultur limitiert ist. Durch Erhöhen der Anzahl und/oder der Aktivität kann das Überleben von C. glutamicum-Zellen in Kultur verstärkt werden. Die erfindungsgemäßen anorganischen Stoffwechselproteine versorgen die Zelle mit den anorganischen Molekülen, die für sämtliche Protein- und Nukleotid-Synthesen (unter anderem) notwendig und somit für die Gesamtlebensfähigkeit der Zelle entscheidend sind. Ein Anstieg der Anzahl lebensfähiger Zellen, die eine oder mehrere Feinchemikalien in Großkultur produzieren, sollte einen gleichzeitigen Anstieg der Ausbeute, Produktion und/ oder Effizienz der Produktion der Feinchemikalie in der Kultur bewirken. Accordingly, proteases, enzymes, may increase modify toxic aromatic or aliphatic compounds or degrade the viability of C. glutamicum. The proteases support the selective removal of misfolded or incorrectly regulated proteins, such as those, for example, among the relative stressful environmental conditions in a large fermenter culture occur. By changing these proteins, you can still change them Increase activity and the viability of C. glutamicum in Improve culture. The aromatic / aliphatic modification or degradation proteins are not only used to detoxify them Waste compounds (which in the culture medium as impurities or occur as waste products from the cells themselves), but also allow the cell to have alternative carbon sources uses if the optimal carbon source in the culture is limited. By increasing the number and / or the activity can the survival of C. glutamicum cells in culture is enhanced become. The inorganic metabolic proteins according to the invention supply the cell with the inorganic molecules required for all protein and nucleotide syntheses (among others) necessary and thus for the overall viability of the cell are crucial. An increase in the number of viable cells that produce one or more fine chemicals in large culture, should a simultaneous increase in yield, production and / or efficiency of fine chemical production in culture cause.

Als Ausgangspunkt zur Herstellung der erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenzen eignet sich das Genom eines Corynebacterium glutamicum-Stammes, der von der American Type Culture Collection unter der Bezeichnung ATCC 13032 erhältlich ist. As a starting point for the production of the invention The genome of a Corynebacterium is suitable for nucleic acid sequences glutamicum strain, owned by the American Type Culture Collection the designation ATCC 13032 is available.

Von diesen Nukleinsäuresequenzen lassen sich durch die in Tabelle 1 bezeichneten Veränderungen die erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenzen mit üblichen Verfahren herstellen. These nucleic acid sequences can be identified by the in Table 1 designates the changes according to the invention Prepare nucleic acid sequences using conventional methods.

In den nachstehenden Unterabschnitten sind verschiedene Aspekte der Erfindung ausführlicher beschrieben: There are several aspects in the subsections below described in more detail of the invention:

A. Isolierte NukleinsäuremoleküleA. Isolated nucleic acid molecules

Ein Aspekt der Erfindung betrifft isolierte Nukleinsäuremoleküle, die HA-Polypeptide oder biologisch aktive Abschnitte davon codieren, sowie Nukleinsäurefragmente, die zur Verwendung als Hybridisierungssonden oder Primer zur Identifizierung oder Amplifizierung von HA-codierenden Nukleinsäuren (z. B. HA-DNA) hinreichen. Der Begriff "Nukleinsäuremolekül " soll DNA-Moleküle (z. B. cDNA oder genomische DNA) und RNA-Moleküle (z. B. mRNA) sowie DNA- oder RNA-Analoga, die mittels Nukleotidanaloga erzeugt werden, umfassen. Dieser Begriff umfaßt zudem die am 3'- und am 5'-Ende des codierenden Genbereichs gelegene untranslatierte Sequenz: mindestens etwa 100 Nukleotide der Sequenz stromaufwärts des 5'-Endes des codierenden Bereichs und mindestens etwa 20 Nukleotide der Sequenz stromabwärts des 3'-Endes des codierenden Genbereichs. Das Nukleinsäuremolekül kann einzelsträngig oder doppelsträngig sein, ist aber vorzugsweise eine doppelsträngige DNA. Ein "isoliertes" Nukleinsäuremolekül wird aus anderen Nukleinsäuremolekülen abgetrennt, die in der natürlichen Quelle der Nukleinsäure zugegen sind. Eine "isolierte" Nukleinsäure hat vorzugsweise keine Sequenzen, die die Nukleinsäure in der genomischen DNA des Organismus, aus dem die Nukleinsäure stammt, natürlicherweise flankieren (bspw. Sequenzen, die sich am 5'- bzw. 3'-Ende der Nukleinsäure befinden). In verschiedenen Ausführungsformen kann bspw. das isolierte HA-Nukleinsäuremolekül weniger als etwa 5 kb, 4 kb, 3 kb, 2 kb, 1 kb, 0,5 kb oder 0,1 kb der Nukleotidsequenzen, die natürlicherweise das Nukleinsäuremolekül in der genomiischen DNA der Zelle, aus der die Nukleinsäure stammt (bspw. eine C. glutamicum-Zelle) flankieren. Ein "isoliertes" Nukleinsäuremolekül, wie ein cDNA-Molekül kann überdies im wesentlichen frei von einem anderen zellulären Material oder Kulturmedium sein, wenn es durch rekombinante Techniken hergestellt wird, oder frei von chemischen Vorstufen oder anderen Chemikalien sein, wenn es chemisch synthetisiert wird. One aspect of the invention relates to isolated nucleic acid molecules, the HA polypeptides or biologically active portions thereof encode, as well as nucleic acid fragments for use as Hybridization probes or primers for identification or Amplification of HA-coding nucleic acids (e.g. HA-DNA) are sufficient. The term "nucleic acid molecule" is intended to mean DNA molecules (e.g. cDNA or genomic DNA) and RNA molecules (e.g. mRNA) as well as DNA or RNA analogs generated using nucleotide analogs include. This term also includes those at the 3 'and 5' ends of the coding gene region located untranslated sequence: at least about 100 nucleotides of the sequence upstream of the 5 'end of the coding region and at least about 20 nucleotides of the Sequence downstream of the 3 'end of the coding gene region. The nucleic acid molecule can be single-stranded or double-stranded but is preferably a double-stranded DNA. On "Isolated" nucleic acid molecule is made from others Nucleic acid molecules separated in the natural source of the nucleic acid are present. An "isolated" nucleic acid preferably has no sequences that the nucleic acid in the genomic DNA of the Organism from which the nucleic acid originates, naturally flank (e.g. sequences that are at the 5 'or 3' end of the Nucleic acid). In various embodiments for example the isolated HA nucleic acid molecule is less than about 5 kb, 4 kb, 3 kb, 2 kb, 1 kb, 0.5 kb or 0.1 kb of Nucleotide sequences that naturally contain the nucleic acid molecule in the genomic DNA of the cell from which the nucleic acid originates (e.g. a Flank C. glutamicum cell). An "isolated" Nucleic acid molecule, such as a cDNA molecule, can also be essentially free from another cellular material or culture medium, if made by recombinant techniques, or free of chemical precursors or other chemicals if there is is chemically synthesized.

Ein erfindungsgemäßes Nukleinsäuremolekül, bspw. eine Nukleinsäuremolekül mit einer Nukleotidsequenz aus Anhang A oder ein Abschnitt davon, kann mittels molekularbiologischer Standard-Techniken und der hier bereitgestellten Sequenzinformation isoliert werden. Bspw. kann eine C. glutamicum-HA-cDNA aus einer C. glutamicum-Bank isoliert werden, indem eine vollständige Sequenz aus Anhang A oder ein Abschnitt davon als Hybridisierungssonde und Standard-Hybridisierungstechniken (wie bspw. beschrieben in Sambrook, J., Fritsch, E. F. und Maniatis, T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2. Aufl. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989) verwendet werden. Überdies läßt sich ein Nukleinsäuremolekül, umfassend eine vollständige Sequenz aus Anhang A oder ein Abschnitt davon, durch Polymerasekettenreaktion isolieren, wobei die Oligonukleotidprimer, die auf der Basis dieser Sequenz erstellt wurden, verwendet werden (z. B. kann ein Nukleinsäuremolekül, umfassend eine vollständige Sequenz aus Anhang A oder einen Abschnitt davon, durch Polymerasekettenreaktion isoliert werden, indem Oligonukleotidprimer verwendet werden, die auf der Basis dieser gleichen Sequenz aus Anhang A erstellt worden sind). Bspw. läßt sich mRNA aus normalen Endothelzellen isolieren (bspw. durch das Guanidiniumthiocyanat-Extraktionsverfahren von Chirgwin et al. (1979) Biochemistry 18: 5294-5299) und die cDNA kann mittels reverser Transkriptase (bspw. Moloney-MLV-Reverse-Transkriptase, erhältlich bei Gibco/BRL, Bethesda, MD, oder AMV-Reverse-Transkriptase, erhältlich von Seikagaku America, Inc., St. Petersburg, FL) hergestellt werden. Synthetische Oligonukleotidprimer für die Amplifizierung via Polymerasekettereaktion lassen sich auf der Basis einer der in Anhang A gezeigten Nukleotidsequenzen erstellen. Eine erfindungsgemäße Nukleinsäure kann mittels cDNA oder alternativ genomischer DNA als Matrize und geeigneten Oligonukleotidprimern gemäß PCR-Standard-Amplifikationstechniken ampliifiziert werden. Die so amplifizierte Nukleinsäure kann in einen geeigneten Vektor kloniert werden und durch DNA-Sequenzanalyse charakterisiert werden. Oligonukleotide, die einer HA-Nukleotidsequenz entsprechen, können durch Standard-Syntheseverfahren, bspw. mit einem automatischen DNA-Synthesegerät, hergestellt werden. A nucleic acid molecule according to the invention, for example one Nucleic acid molecule with a nucleotide sequence from Appendix A or Section of it can be done using molecular biological Standard techniques and the sequence information provided here isolated become. For example. can a C. glutamicum HA cDNA from a C. Glutamicum bank can be isolated by a complete sequence Appendix A or a section thereof as a hybridization probe and Standard hybridization techniques (such as described in Sambrook, J., Fritsch, E.F. and Maniatis, T. Molecular Cloning: A Laboratory manual. 2nd edition Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989) be used. In addition, a nucleic acid molecule comprising a complete sequence from Appendix A or a section isolate thereof by polymerase chain reaction, the Oligonucleotide primer created based on this sequence have been used (e.g. a nucleic acid molecule, comprising a complete sequence from Appendix A or a section of which are isolated by the polymerase chain reaction by Oligonucleotide primers can be used based on this same sequence from Appendix A). For example. leaves isolate mRNA from normal endothelial cells (e.g. through the Guanidinium thiocyanate extraction method by Chirgwin et al. (1979) Biochemistry 18: 5294-5299) and the cDNA can be determined using reverse transcriptase (e.g. Moloney MLV reverse transcriptase, available from Gibco / BRL, Bethesda, MD, or AMV reverse transcriptase available from Seikagaku America, Inc., St. Petersburg, FL) can be produced. Synthetic oligonucleotide primers for the Amplification via polymerase chain reaction can be carried out on the Basis of one of the nucleotide sequences shown in Appendix A. create. A nucleic acid according to the invention can be by means of cDNA or alternatively, genomic DNA as a template and suitable Oligonucleotide primers according to standard PCR amplification techniques be amplified. The nucleic acid amplified in this way can be converted into a appropriate vector can be cloned and by DNA sequence analysis be characterized. Oligonucleotides, one HA nucleotide sequence can be matched by standard synthetic methods, For example, with an automatic DNA synthesizer become.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt ein erfindungsgemäßes isoliertes Nukleinsäuremolekül eine der in Anhang A aufgeführten Nukleotidsequenzen. Die Sequenzen von Anhang A entsprechen den erfindungsgemäßen HA-cDNAs aus Corynebacterium glutamicum. Diese cDNAs umfassen Sequenzen, die HA-Proteine (d. h. den "codierenden Bereich", der in jeder Sequenz in Anhang A angegeben ist), sowie die 5'- und 3'-untranslatierten Sequenzen, die ebenfalls in Anhang A angegeben sind. Das Nukleinsäuremolekül kann alternativ nur den codierenden Bereich einer der Sequenzen in Anhang A umfassen. In a preferred embodiment, a Isolated nucleic acid molecule according to the invention one of the in Appendix A nucleotide sequences listed. The sequences of Appendix A correspond to the Corynebacterium HA cDNAs according to the invention glutamicum. These cDNAs include sequences that contain HA proteins (i.e., the "coding area" as specified in each sequence in Appendix A. ) and the 5 'and 3' untranslated sequences that are also given in Appendix A. The nucleic acid molecule can alternatively only the coding region of one of the sequences in Include Appendix A.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt ein erfindungsgemäßes isoliertes Nukleinsäuremolekül ein zu einer der in Anhang A gezeigten Nukleotidsequenzen komplementäres Nukleinsäuremolekül oder einen Abschnitt davon, wobei es sich um ein Nukleinsäuremolekül handelt, das zu einer der in Anhang A gezeigten Nukleotidsequenzen hinreichend komplementär ist, daß es mit einer der in Anhang A angegebenen Sequenzen hybridisieren kann, wodurch ein stabiler Duplex entsteht. In a further preferred embodiment, a isolated nucleic acid molecule according to the invention one of the in The nucleotide sequences shown in Appendix A are complementary Nucleic acid molecule or a portion thereof, which is a Nucleic acid molecule that is one of those shown in Appendix A. Nucleotide sequences is sufficiently complementary that it is with a of the sequences given in Appendix A can hybridize, whereby a stable duplex is created.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt ein erfindungsgemäßes isoliertes Nukleinsäuremolekül eine Nukleotidsequenz, die mindestens etwa 50-60%, vorzugsweise mindestens etwa 60-70%, stärker bevorzugt mindestens etwa 70-80%, 80-90% oder 90-95% und noch stärker bevorzugt mindestens etwa 95%, 96%, 97%, 98%, 99% oder noch homologer zu einer in Anhang A angegebenen Nukleotidsequenz oder einem Abschnitt davon ist. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt ein erfindungsgemäßes isoliertes Nukleinsäuremolekül eine Nukleotidsequenz, die, bspw.. unter stringenten Bedingungen, mit einer der in Anhang A gezeigten Nukleotidsequenzen oder einem Abschnitt davon hybridisiert. In a further preferred embodiment, a Isolated nucleic acid molecule according to the invention Nucleotide sequence that is at least about 50-60%, preferably at least about 60-70%, more preferably at least about 70-80%, 80-90% or 90-95% and more preferably at least about 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or even more homologous to one given in Appendix A. Nucleotide sequence or a portion thereof. Another preferred embodiment comprises an inventive isolated nucleic acid molecule a nucleotide sequence which, for example, under stringent conditions, with one of those shown in Appendix A. Nucleotide sequences or a portion thereof hybridized.

Das erfindungsgemäße Nukleinsäuremolekül kann überdies nur einen Abschnitt des codierenden Bereichs von einer der Sequenzen in Anhang A umfassen, bspw. ein Fragment, das als Sonde oder Primer oder Fragment verwendet werden kann, welches einen biologisch aktiven Abschnitt eines HA-Proteins codiert. Die aus der Klonierung der HA-Gene aus C. glutamicum ermittelten Nukleotidsequenzen ermöglichen die Erzeugung von Sonden und Primern, die zur Identifizierung und/oder Klonierung von HA-Homologa in anderen Zelltypen und Organismen und HA-Homologa von anderen Corynebakterien oder verwandten Arten ausgelegt sind. Die Sonde bzw. der Primer umfassen gewöhnlich im wesentlichen gereinigtes Oligonukleotid. Das Oligonukleotid umfaßt gewöhnlich einen Nukleotidsequenzbereich, der unter stringenten Bedingungen an mindestens etwa 12, vorzugsweise etwa 25, stärker bevorzugt etwa 40, 50 oder 75 aufeinanderfolgende Nukleotide eines Sense-Stranges von einer der in Anhang A angegebenen Sequenzen, eines Antisense-Stranges von einer der in Anhang A angegebenen Sequenzen oder natürlich vorkommenden Mutanten davon hybridisiert. Primer auf der Basis einer Nukleotidsequenz aus Anhang A können in PCR-Reaktionen zur Klonierung von HA-Homologa verwendet werden. Sonden auf der Basis der HA-Nukleotidsequenzen können zum Nachweisen von Transkripten oder genomischen Sequenzen, die das gleiche oder homologe Proteine codieren, verwendet werden. In bevorzugten Ausführungsformen umfaßt die Sonde zudem eine daran gebundene Markierungsgruppe, bspw. ein Radioisotop, eine fluoreszierende Verbindung, ein Enzym oder einen Enzym-Cofaktor. Diese Sonden können als Teil eines diagnostischen Test-Kits zur Identifizierung von Zellen verwendet werden, die ein HA-Protein misexprimieren, wie durch Messen einer Menge einer HA-codierenden Nukleinsäure in einer Zellenprobe, bspw. Messen der HA-mRNA-Spiegel oder durch Bestimmen, ob ein genomisches HA-Gen mutiert oder deletiert ist. The nucleic acid molecule according to the invention can moreover only have one Section of the coding region from one of the sequences in Appendix A includes, for example, a fragment that acts as a probe or primer or fragment can be used, which a biological encoded active portion of an HA protein. The one from the cloning of the HA genes from C. glutamicum determined nucleotide sequences enable the generation of probes and primers which are used for Identification and / or cloning of HA homologs in other cell types and organisms and HA homologs from other Corynebacteria or related species are designed. The probe or the primer usually include essentially purified oligonucleotide. The Oligonucleotide usually includes a nucleotide sequence region under stringent conditions on at least about 12, preferably about 25, more preferably about 40, 50 or 75 successive nucleotides of a sense strand from one of those in Appendix A sequences indicated, an antisense strand from one of the sequences given in Appendix A or naturally occurring Mutants hybridized therefrom. Primer based on a Nucleotide sequence from Appendix A can be used in PCR reactions for cloning from HA homologs. Probes based on the HA nucleotide sequences can be used to detect transcripts or genomic sequences that are the same or homologous proteins encode, are used. Included in preferred embodiments the probe also includes a label group attached thereto, e.g. Radioisotope, a fluorescent compound, an enzyme or an enzyme cofactor. These probes can be part of a diagnostic test kits used to identify cells that misexpress an HA protein, such as by measuring an amount an HA-encoding nucleic acid in a cell sample, e.g. Measure the HA mRNA level or by determining whether a genomic HA gene is mutated or deleted.

Bei einer Ausführungsform codiert das erfindungsgemäße Nukleinsäuremolekül ein Protein oder einen Abschnitt davon, der eine Aminosäuresequenz umfaßt, die hinreichend homolog zu einer Aminosäuresequenz von Anhang B ist, daß das Protein oder ein Abschnitt davon weiterhin an der Aufrechterhaltung der Homöostase in C. gIutamicum beteiligt sein kann, oder eine Funktion ausüben kann, die an der Anpassung dieses Mikroorganismus an verschiedene Umweltbedingungen beteiligt ist. Wie hier verwendet, betrifft der Begriff "hinreichend homolog" Proteine oder Abschnitte davon, deren Aminosäuresequenzen eine minimale Anzahl identischer oder äquivalenter Aminosäurereste (bspw. ein Aminosäuretest mit einer ähnlichen Seitenkette wie ein Aminosäurerest in einer der Sequenzen von Anhang B) zu einer Aminosäuresequenz aus Anhang B aufweisen, so daß das Protein oder ein Abschnitt davon weiterhin an der Aufrechterhaltung der Homöostase in C. glutamicum beteiligt sein kann, oder eine Funktion ausüben kann, die an der Anpassung dieses Mikroorganismus an verschiedene Umweltbedingungen beteiligt ist. Proteine, die an der C. glutamicum-Zellwand-Biosynthese oder an -Umordnungen, am Metabolismus anorganischer Verbindungen, an der Modifikation oder am Abbau aromatischer oder aliphatischer Verbindungen beteiligt sind oder eine enzymatische oder proteolytische C. glutamicum-Aktivität aufweisen, wie hier beschrieben, können eine Rolle bei der Produktion und Sekretion von einer oder mehreren Feinchemikalien spielen. Beispiele dieser Aktivitäten sind ebenfalls hier beschrieben. Somit betrifft die "Funktion eines HA-Proteins" entweder direkt oder indirekt die Ausbeute, Produktion und/oder Effizienz der Produktion von einer oder mehreren Feinchemikalien. In Tabelle 1 sind Beispiele der HA-Proteinaktivitäten angegeben. In one embodiment, the invention encodes Nucleic acid molecule a protein or a portion thereof, the one Amino acid sequence that is sufficiently homologous to one Amino acid sequence from Appendix B is that the protein or a section of which continue to maintain homeostasis in C. gIutamicum may be involved, or may perform a function who adapt this microorganism to different ones Environmental conditions is involved. As used here, the Term "sufficiently homologous" proteins or sections thereof, whose amino acid sequences have a minimal number of identical or equivalent amino acid residues (e.g. an amino acid test with a similar side chain as an amino acid residue in one of the Sequences from Appendix B) to an amino acid sequence from Appendix B have so that the protein or a portion thereof continues to the Maintaining homeostasis in C. glutamicum may be involved can, or can perform a function related to the adjustment this microorganism involved in various environmental conditions is. Proteins involved in C. glutamicum cell wall biosynthesis or to rearrangements, to the metabolism of inorganic compounds modification or degradation of aromatic or aliphatic Compounds are involved or an enzymatic or have proteolytic C. glutamicum activity, as described here, can play a role in the production and secretion of one or play several fine chemicals. Examples of these activities are also described here. Thus, the "function of a HA protein "either directly or indirectly the yield, Production and / or efficiency of the production of one or more Fine chemicals. In Table 1 are examples of the HA protein activities indicated.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Protein mindestens etwa 50-60%, vorzugsweise mindestens etwa 60-70%, stärker bevorzugt mindestens etwa 70-80%, 80-90%, 90-95% und am stärksten bevorzugt mindestens etwa 96%, 97%, 98%, 99% oder noch homologer zu einer vollständigen Aminosäuresequenz in Anhang B. In another embodiment, the protein is at least about 50-60%, preferably at least about 60-70%, more preferably at least about 70-80%, 80-90%, 90-95% and most preferably at least about 96%, 97%, 98%, 99% or even more homologous a complete amino acid sequence in Appendix B.

Abschnitte von Proteinen, die von den erfindungsgemäßen HA-Nukleinsäuremolekülen codiert werden, sind vorzugsweise biologisch aktive Abschnitte von einem der HA-Proteine. Der Begriff "biologisch aktiver Abschnitt eines HA-Proteins", wie er hier verwendet wird, soll einen Abschnitt, bspw. eine Domäne oder ein Motiv, eines HA-Proteins umfassen, die/das an der Aufrechterhaltung der Homöostase in C. glutamicum beteiligt sein kann, oder eine Funktion ausüben kann, die an der Anpassung dieses Mikroorganismus an verschiedene Umweltbedingungen beteiligt ist, oder eine in Tabelle 1 angegebene Aktivität aufweist. Zur Bestimmung, ob ein HA- Protein oder ein biologisch aktiver Abschnitt davon an der C. glutamicum-Zellwand-Biosynthese oder an -Umordnungen, am Metabolismus anorganischer Verbindungen, an der Modifikation oder am Abbau aromatischer oder aliphatischer Verbindungen beteiligt ist oder eine enzymatische oder proteolytische C. glutanicum-Aktivität aufweist, kann ein Test der enzymatischen Aktivität durchgeführt werden. Diese Testverfahren, wie eingehend beschrieben in Beispiel 8 des Beispielteils, sind dem Fachmann geläufig. Sections of proteins by those of the invention HA nucleic acid molecules are encoded are preferably biological active sections of one of the HA proteins. The term "Biologically active section of an HA protein" as used here a section, e.g. a domain or a motif, of an HA protein involved in the maintenance of the Homeostasis in C. glutamicum can be involved, or one Can perform function on the adaptation of this microorganism different environmental conditions is involved, or one in Activity shown in Table 1. To determine whether an HA Protein or a biologically active portion thereof at the C. glutamicum cell wall biosynthesis or rearrangements, on Metabolism of inorganic compounds, on modification or on Degradation of aromatic or aliphatic compounds is involved or an enzymatic or proteolytic C. Having glutanicum activity can be a test of enzymatic activity be performed. This test procedure, as described in detail in Example 8 of the example part are familiar to the person skilled in the art.

Zusätzliche Nukleinsäurefragmente, die biologisch aktive Abschnitte eines HA-Proteins codieren, lassen sich durch Isolieren eines Abschnitts von einer der Sequenzen in Anhang B, Exprimieren des codierten Abschnitt des HA-Proteins oder -Peptides (z. B. durch rekombinante Expression in vitro) und Bestimmen der Aktivität des codierten Abschnittes des HA-Proteins oder Peptides herstellen. Additional nucleic acid fragments that are biologically active Coding sections of an HA protein can be isolated a portion of one of the sequences in Appendix B, Express the encoded portion of the HA protein or peptide (e.g. by recombinant expression in vitro) and determining the Activity of the coded portion of the HA protein or peptide produce.

Die Erfindung umfaßt zudem Nukleinsäuremoleküle, die sich von einer der in Anhang A gezeigten Nukleotidsequenzen (und Abschnitten davon) aufgrund des degenerierten genetischen Codes unterscheiden und somit das gleiche HA-Protein codieren wie dasjenige, das von den in Anhang A gezeigten Nukleotidsequenzen codiert wird. In einer anderen Ausführungsform hat ein erfindungsgemäßes isoliertes Nukleinsäuremolekül eine Nukleotidsequenz, die ein Protein mit einer in Anhang B gezeigten Aminosäuresequenz codiert. In einer weiteren Ausführungsform codiert das erfindungsgemäße Nukleinsäuremolekül ein. C. glutamicum-Vollängenprotein, das zu einer Aminosäuresequenz aus Anhang B (codiert von einem in Anhang A gezeigten offenen Leseraster) im wesentlichen homolog ist. The invention also encompasses nucleic acid molecules that differ from one of the nucleotide sequences (and sections of this) due to the degenerate genetic code and thus encode the same HA protein as that of the nucleotide sequences shown in Appendix A is encoded. In another embodiment has an insulated according to the invention Nucleic acid molecule is a nucleotide sequence that contains a protein an amino acid sequence shown in Appendix B. In a another embodiment encodes the invention Nucleic acid molecule. C. glutamicum full-length protein that leads to a Amino acid sequence from Appendix B (encoded by one in Appendix A shown open reading frame) is essentially homologous.

Ein isoliertes Nukleinsäuremolekül, das ein HA-Protein codiert, das zu einer Proteinsequenz aus Anhang B homolog ist, kann durch Einbringen von einer oder mehreren Nukleotidsubstitutionen, -additionen oder -deletionen in eine Nukleotidsequenz aus Anhang A erzeugt werden, so daß eine oder mehrere Aminosäuresubstitutionen, -additionen oder -deletionen in das codierte Protein eingebracht werden. Die Mutationen können in eine der Sequenzen aus Anhang A durch Standard-Techniken eingebracht werden, wie stellengerichtete Mutagenese und PCR-vermittelte Mutagenese. Vorzugsweise werden konservative Aminosäuresubstitutionen an einer oder mehreren der vorhergesagten nichtessentiellen Aminosäureresten eingeführt. Bei einer "konservativen Aminosäuresubstitution" wird der Aminosäurerest durch einen Aminosäurerest mit einer ähnlichen Seitenkette ausgetauscht. Im Fachgebiet sind Familien von Aminosäureresten mit ähnlichen Seitenketten definiert worden. Diese Familien umfassen Aminosäuren mit basischen Seitenketten (z. B. Lysin, Arginin, Histidin), sauren Seitenketten (z. B. Asparaginsäure, Glutaminsäure), ungeladenen polaren Seitenketten (z. B. Glycin, Asparagin, Glutamin, Serin, Threonin, Tyrosin, Cystein), nicht-polaren Seitenketten, (bspw. Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Prolin, Phenylalanin, Methionin, Tryptophan), betaverzweigten Seitenketten (z. B. Threonin, Valin, Isoleucin) und aromatischen Seitenketten (z. B. Tyrosin, Phenylalanin, Tryptophan, Histidin). Ein vorhergesagter nicht-essentieller Aminosäurerest in einem HA-Protein wird somit vorzugsweise durch einen anderen Aminosäurerest der gleichen Seitenkettenfamilie ausgetauscht. In einer weiteren Ausführungsform können die Mutationen alternativ zufallsgemäß über die gesamte oder einen Teil der HAcodierenden Sequenz eingebracht werden, bspw. durch Sättigungsmutagenese, und die resultierenden Mutanten können auf die hier beschriebene HA-Aktivität untersucht werden, um Mutanten zu identifizieren, die eine HA-Aktivität beibehalten. Nach der Mutagenese von einer der Sequenzen aus Anhang A kann das codierte Protein rekombinant exprimiert werden, und die Aktivität des Proteins kann bspw. mit den hier beschriebenen Tests (siehe Beispiel 8 des Beispielteils) bestimmt werden. An isolated nucleic acid molecule that encodes an HA protein which is homologous to a protein sequence from Appendix B can be obtained by Introduction of one or more nucleotide substitutions, additions or deletions into a nucleotide sequence from Appendix A are generated so that one or more Amino acid substitutions, additions or deletions into the encoded protein be introduced. The mutations can be in one of the sequences from Appendix A by standard techniques such as site-directed mutagenesis and PCR-mediated mutagenesis. Conservative amino acid substitutions on one or more of the predicted nonessentials Amino acid residues introduced. With a "conservative amino acid substitution" the amino acid residue is replaced by an amino acid residue with a similar side chain replaced. There are families of Amino acid residues with similar side chains have been defined. These families include amino acids with basic side chains (e.g. lysine, arginine, histidine), acidic side chains (e.g. Aspartic acid, glutamic acid), uncharged polar side chains (e.g. glycine, asparagine, glutamine, serine, threonine, tyrosine, Cysteine), non-polar side chains (e.g. alanine, valine, leucine, Isoleucine, proline, phenylalanine, methionine, tryptophan), beta branched side chains (e.g. threonine, valine, isoleucine) and aromatic side chains (e.g. tyrosine, phenylalanine, Tryptophan, histidine). A predicted non-essential Amino acid residue in an HA protein is thus preferably by a other amino acid residue of the same side chain family replaced. In a further embodiment, the mutations alternatively randomly over all or part of the HA coding sequence can be introduced, for example by Saturation mutagenesis, and the resulting mutants can be related to the here described HA activity to be examined to identify mutants identify who maintain HA activity. After the mutagenesis from one of the sequences from Appendix A the encoded protein are expressed recombinantly, and the activity of the protein can, for example, with the tests described here (see Example 8 of the Example part) can be determined.

B. Rekombinante Expressionsvektoren und WirtszellenB. Recombinant Expression Vectors and Host Cells

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft Vektoren, vorzugsweise Expressionsvektoren, die eine Nukleinsäure enthalten, die ein HA- Protein (oder einen Abschnitt davon) codieren. Wie hier verwendet betrifft der Begriff "Vektor" ein Nukleinsäuremolekül, das eine andere Nukleinsäure transportieren kann, an welche es gebunden ist. Ein Vektortyp ist ein "Plasmid", was für eine zirkuläre doppelsträngige DNA-Schleife steht, in die zusätzlichen DNA-Segmente ligiert werden können. Ein weiterer Vektortyp ist ein viraler Vektor, wobei zusätzliche DNA-Segmente in das virale Genom ligiert werden können. Bestimmte Vektoren können in einer Wirtszelle, in die sie eingebracht worden sind, autonom replizieren (bspw. Bakterienvektoren, mit bakteriellem Replikationsursprung und episomale Säugetiervektoren). Andere Vektoren (z. B. nichtepisomale Säugetiervektoren) werden in das Genom einer Wirtszelle beim Einbringen in die Wirtszelle integriert und dadurch zusammen mit dem Wirtsgenom repliziert. Zudem können bestimmte Vektoren die Expression von Genen, mit denen sie funktionsfähig verbunden sind, steuern. Diese Vektoren werden als "Expressionsvektoren" bezeichnet. Gewöhnlich haben die Expressionsvektoren, die bei DNA-Rekombinationstechniken verwendet werden, die Form von Plasmiden. In der vorliegenden Beschreibung können "Plasmid" und "Vektor" austauschbar verwendet werden, da das Plasmid die am häufigsten verwendete Vektorform ist. Die Erfindung soll diese anderen Expressionsvektorformen, wie virale Vektoren (bspw. replikationsdefiziente Retroviren, Adenoviren und adenoverwandte Viren), die ähnliche Funktionen ausüben, umfassen. Another aspect of the invention relates to vectors, preferably Expression vectors that contain a nucleic acid that contains an HA Encode protein (or a portion thereof). As used here the term "vector" refers to a nucleic acid molecule that contains a can transport other nucleic acid to which it is bound is. A vector type is a "plasmid", what a circular double-stranded DNA loop is in the additional DNA segments can be ligated. Another type of vector is viral Vector, with additional DNA segments in the viral genome can be ligated. Certain vectors can be in one Autonomously replicate the host cell into which they have been introduced (e.g. bacterial vectors, with bacterial origin of replication and mammalian episomal vectors). Other vectors (e.g. non-episomal mammalian vectors) are inserted into the genome of a host cell integrated into the host cell when it is introduced and thus together replicated with the host genome. In addition, certain vectors the expression of genes with which they are operably linked are, control. These vectors are called "expression vectors" designated. Usually the expression vectors used in Recombinant DNA techniques are used in the form of Plasmids. In the present description, "plasmid" and "Vector" can be used interchangeably because the plasmid is the most most common vector form is. The invention aims at this other expression vector forms, such as viral vectors (e.g. replication-deficient retroviruses, adenoviruses and adeno-related Viruses) that perform similar functions.

Der erfindungsgemäße rekombinante Expressionsvektor umfaßt eine erfindungsgemäße Nukleinsäure in einer Form, die sich zur Expression der Nukleinsäure in einer Wirtszelle eignet, was bedeutet, daß die rekombinanten Expressionsvektoren eine oder mehrere regulatorische Sequenzen, ausgewählt auf der Basis der zur Expression zu verwendenden Wirtszellen, die mit der zu exprimierenden Nukleinsäuresequenz funktionsfähig verbunden ist, umfaßt. In einem rekombinanten Expressionsvektor bedeutet "funktionsfähig verbunden", daß die Nukleotidsequenz von Interesse derart an die regulatorische(n) Sequenz(en) gebunden ist, daß die Expression der Nukleotidsequenz möglich ist (bspw. in einem In-vitro-Transkriptions-/Translationssystem oder in einer Wirtszelle, wenn der Vektor in die Wirtszelle eingebracht ist). Der Begriff "regulatorische Sequenz" soll Promotoren, Enhancer und andere Expressionskontrollelemente (bspw. Polyadenylierungssignale) umfassen. Diese regulatorischen Sequenzen sind bspw beschrieben in Goeddel: Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990). Regulatorische Sequenzen umfassen solche, die die konstitutive Expression einer Nukleotidsequenz in vielen Wirtszelltypen steuern, und solche, die die direkte Expression der Nukleotidsequenz nur in bestimmten Wirtszellen steuern. Der Fachmann ist sich dessen bewußt, daß die Gestaltung eines Expressionsvektors von Faktoren abhängen kann, wie der Wahl der zu transformierenden Wirtszelle, dem Ausmaß der Expression des gewünschten Proteins usw. Die erfindungsgemäßen Expressionsvektoren können in die Wirtszellen eingebracht werden, so daß dadurch Proteine oder Peptide, einschließlich Fusionsproteinen oder -peptiden, die von den Nukleinsäuren, wie hier beschrieben, codiert werden, hergestellt werden (bspw. HA-Proteine, mutierte Formen von HA-Proteinen, Fusionsproteine, usw.). The recombinant expression vector according to the invention comprises a Nucleic acid according to the invention in a form which is for Expression of the nucleic acid in a host cell, which means that the recombinant expression vectors one or more regulatory sequences selected on the basis of the Expression to use host cells with the to expressing nucleic acid sequence is operatively linked. In a recombinant expression vector means "functional linked "that the nucleotide sequence of interest to the regulatory sequence (s) is linked to the expression the nucleotide sequence is possible (e.g. in a In vitro transcription / translation system or in a host cell if the Vector is introduced into the host cell). The term "regulatory sequence" is intended to be promoters, enhancers and others Expression control elements (for example. Polyadenylation signals) include. This regulatory sequences are described, for example, in Goeddel: genes Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990). Regulatory sequences include those which is the constitutive expression of a nucleotide sequence in many Control host cell types, and those that direct expression control the nucleotide sequence only in certain host cells. The Those skilled in the art are aware that the design of a Expression vector can depend on factors such as the choice of transforming host cell, the level of expression of the desired protein, etc. The expression vectors according to the invention can be introduced into the host cells, so that Proteins or peptides, including fusion proteins or -peptides encoded by the nucleic acids as described here are produced (e.g. HA proteins, mutated forms of HA proteins, fusion proteins, etc.).

Die erfindungsgemäßen rekombinanten Expressionsvektoren können zur Expression von HA-Proteinen in prokaryotischen oder eukaryotischen Zellen ausgestaltet sein. Bspw. können HA-Gene in bakteriellen Zellen, wie C. glutamicum, Insektenzellen (mit Baculovirus-Expressionsvektoren), Hefe- und anderen Pilzzellen (siehe Romanos, M. A. et al. ( 1992) "Foreign gene expression in yeast: a review", Yeast 8 : 423-488; von den Hondel, C. A. M. J. J. et al. (1991 ) "Heterologous gene expression in filamentous fungi" in: More Gene Manipulations in Fungi, J. W. Bennet & L. L. Lasure, Hrsg., S. 396-428: Academic Press: San Diego; und von den Hondel, C. A. M. J. J. & Punt, P. J. (1991). "Gene transfer systems and vector development for filamentous fungi. in: Applied Molecular Genetics of Fungi, Peberdy, J. F. et al., Hrsg, S. 1-28, Cambridge University Press: Cambridge), Algen- und vielzelligen Pflanzenzellen (siehe Schmidt, R. und Willmitzer, L. (1988) "High efficiency Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of Arabidopsis thaliana leaf and cotyledon explants" Plant Cell Rep.: 583-586) oder Säugetierzellen exprimiert werden. Geeignete Wirtszellen werden weiter erörtert in Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA ( 1990). Der rekombinante Expressionsvektor kann alternativ, bspw. mit T7-Promotorregulatorischen Sequenzen und T7-Polymerase, in vitro transkribiert und translatiert werden. The recombinant expression vectors according to the invention can for the expression of HA proteins in prokaryotic or eukaryotic cells. For example. can HA genes in bacterial cells, such as C. glutamicum, insect cells (with Baculovirus expression vectors), yeast and other fungal cells (see Romanos, M.A. et al. (1992) "Foreign gene expression in yeast: a review ", Yeast 8: 423-488; by den Hondel, C.A.M.J. J. et al. (1991) "Heterologous gene expression in filamentous fungi" in: More Gene Manipulations in Fungi, J. W. Bennet & L. L. Lasure, Ed., Pp. 396-428: Academic Press: San Diego; and from the gondola, C.A.M. J.J. & Punt, P.J. (1991). "Gene transfer systems and vector development for filamentous fungi. in: Applied Molecular Genetics of Fungi, Peberdy, J.F. et al., eds. pp. 1-28, Cambridge University Press: Cambridge), algae and multicellular Plant cells (see Schmidt, R. and Willmitzer, L. (1988) "High efficiency Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of Arabidopsis thaliana leaf and cotyledon explants "Plant Cell Rep .: 583-586) or mammalian cells. suitable Host cells are further discussed in Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990). The recombinant expression vector can alternatively, for example with T7 promoter regulatory sequences and T7 polymerase, be transcribed and translated in vitro.

Die Expression von Proteinen in Prokaryonten erfolgt meist mit Vektoren, die konstitutive oder induzierbare Promotoren enthalten, die die Expression von Fusions- oder Nicht-Fusionsproteinen steuern. Fusionsvektoren steuern eine Reihe von Aminosäuren zu einem darin codierten Protein, gewöhnlich am Aminoterminus des rekombinanten Proteins, bei. Diese Fusionsvektoren haben gewöhnlich drei Aufgaben: 1) die Verstärkung der Expression von rekombinantem Protein; 2) die Erhöhung der Löslichkeit des rekombinanten Proteins; und 3) die Unterstützung der Reinigung des rekombinanten Proteins durch Wirkung als Ligand bei der Affinitätsreinigung. Bei Fusions-Expressionsvektoren wird oft eine proteolytische Spaltstelle an der Verbindungsstelle der Fusionseinheit und des rekombinanten Proteins eingebracht, so daß die Trennung des rekombinanten Proteins von der Fusionseinheit nach der Reinigung des Fusionsproteins möglich ist. Diese Enzyme und ihre entsprechenden Erkennungssequenzen umfassen Faktor Xa, Thrombin und Enterokinase. The expression of proteins in prokaryotes is usually done with Vectors that are constitutive or inducible promoters contain the expression of fusion or non-fusion proteins Taxes. Fusion vectors target a number of amino acids a protein encoded therein, usually at the amino terminus of the recombinant protein, at. Have these fusion vectors usually three tasks: 1) enhancing the expression of recombinant protein; 2) increasing the solubility of the recombinant protein; and 3) support the cleaning of the recombinant protein by acting as a ligand in the Affinity purification. Fusion expression vectors often have one proteolytic cleavage site at the junction of the fusion unit and of the recombinant protein, so that the separation of the recombinant protein from the fusion unit after purification of the fusion protein is possible. These enzymes and theirs corresponding recognition sequences include factor Xa, thrombin and Enterokinase.

Übliche Fusionsexpressionsvektoren umfassen pGEX (Pharmacia Biotech Inc. Smith, D. B. und Johnson, K. S. (1988) Gene 67: 31-40), pMAL (New England Biolabs, Beverly, MA) und pRIT 5 (Pharmacia, Piscataway, NJ), bei denen Glutathion-S-Transferase (GST), Maltose E-bindendes Protein bzw. Protein A an das rekombinante Zielprotein fusioniert wird. Bei einer Ausführungsform ist die codierende Sequenz des HA-Proteins in einen pGEX-Expressionsvektor kloniert, so daß ein Vektor erzeugt wird, der ein Fusionsprotein codiert, umfassend vom N-Terminus zum C-Terminus, GST - Thrombin- Spaltstelle-X-Protein. Das Fusionsprotein kann durch Affinitätschromatographie mittels Glutathion-Agarose-Harz gereinigt werden. Das rekombinante HA-Protein, das nicht mit GST fusioniert ist, kann durch Spaltung des Fusionsproteins mit Thrombin gewonnen werden. Common fusion expression vectors include pGEX (Pharmacia Biotech Inc. Smith, D.B. and Johnson, K.S. (1988) Gene 67: 31-40), pMAL (New England Biolabs, Beverly, MA) and pRIT 5 (Pharmacia, Piscataway, NJ), in which glutathione-S-transferase (GST), Maltose E-binding protein or protein A to the recombinant Target protein is fused. In one embodiment, the coding sequence of the HA protein into a pGEX expression vector cloned so that a vector is generated which is a fusion protein encoded, comprising from the N-terminus to the C-terminus, GST - thrombin- Cleavage site-X protein. The fusion protein can by Affinity chromatography purified using glutathione-agarose resin become. The recombinant HA protein that does not fuse with GST is, by cleaving the fusion protein with thrombin be won.

Beispiele geeigneter induzierbarer Nicht-Fusions-Expressionsvektoren aus E. coli umfassen pTrc (Amann et al., (1988) Gene 69: 301-315) und pET 11d (Studier et al. Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, Kalifornien (1990) 60-89). Die Zielgenexpression aus dem pTrc- Vektor beruht auf der Transkription durch Wirts-RNA-Polymerase von einem Hybrid-trp-lac-Fusionspromotor. Die Zielgenexpression aus dem pET11d-Vektor beruht auf der Transkription von einem T7-gn10-lac-Fusions-Promotor, die von einer coexprimierten viralen RNA-Polymerase (T7 gn1) vermittelt wird. Diese virale Polymerase wird von den Wirtsstämmen BL 21 (DE3) oder HMS174 (DE3) von einem residenten λ-Prophagen geliefert, der ein T7 gn1-Gen unter der Transkriptionskontrolle des lacUV 5-Promotors birgt. Examples of suitable inducible ones E. coli non-fusion expression vectors include pTrc (Amann et al., (1988) Gene 69: 301-315) and pET 11d (Studier et al. Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, California (1990) 60-89). The target gene expression from the pTrc Vector is based on transcription by host RNA polymerase from a hybrid trp-lac fusion promoter. The target gene expression from the pET11d vector is based on the transcription of one T7-gn10-lac fusion promoter co-expressed by a viral RNA polymerase (T7 gn1) is mediated. This viral Polymerase is derived from the host strains BL 21 (DE3) or HMS174 (DE3) supplied by a resident λ prophage using a T7 gn1 gene under the transcriptional control of the lacUV 5 promoter harbors.

Eine Strategie zur Maximierung der Expression des rekombinanten Proteins ist die Expression des Proteins in einem Wirtsbakterium, dessen Fähigkeit zur proteolytischen Spaltung des rekombinanten Proteins gestört ist (Gottesman, S. Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, Kalifornien (1990) 119-128). Eine weitere Strategie ist die Veränderung der Nukleinsäuresequenz der in einen Expressionsvektor zu inserierenden Nukleinsäure, so daß die einzelnen Codons für jede Aminosäure diejenigen sind, die vorzugsweise in einem zur Expression ausgewählten Bakterium, wie C. glutamicum, verwendet werden (Wada et al. (1992 ) Nucleic Acids Res. 20: 2111-2118). Diese Veränderung der erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenzen erfolgt durch Standard-DNA-Synthesetechniken. A strategy to maximize the expression of the recombinant Protein is the expression of the protein in a host bacterium, its ability to proteolytically cleave the recombinant Protein is disturbed (Gottesman, S. Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, California (1990) 119-128). Another strategy is to change the Nucleic acid sequence in an expression vector insert nucleic acid so that the individual codons for each amino acid are those that are preferably in one for expression selected bacteria, such as C. glutamicum, can be used (Wada et al. (1992) Nucleic Acids Res. 20: 2111-2118). This change The nucleic acid sequences according to the invention are carried out by Standard DNA synthesis techniques.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist der HA-Proteinexpressionsvektor ein Hefe-Expressionsvektor. Beispiele für Vektoren zur Expression in der Hefe S. cerevisiae umfassen pYepSec1 (Baldari et al., (1987 ) Embo J. 6: 229-234), pMFa (Kurjan und Herskowitz (1982 ) Cell 30: 933-943), pJRY88 (Schultz et al. (1987 ) Gene 54; 113-123) sowie pYES2 (Invitrogen Corporation, San Diego, CA). Vektoren und Verfahren zur Konstruktion von Vektoren, die sich zur Verwendung in anderen Pilzen, wie filamentösen Pilzen, eignen, umfassen diejenigen, die eingehend beschrieben sind in: von den Hondel, C. A. M. J. J. & Punt, P. J. (1991) "Gene transfer systems and vector development for filamentous fungi, in: Applied Molecular Genetics of fungi, J. F. Peberdy et al., Hrsg., S. 1-28, Cambridge University Press: Cambridge. In a further embodiment, the HA protein expression vector is a yeast expression vector. Examples of vectors for Expression in the yeast S. cerevisiae include pYepSec1 (Baldari et al., (1987) Embo J. 6: 229-234), pMFa (Kurjan and Herskowitz (1982) Cell 30: 933-943), pJRY88 (Schultz et al. (1987) Gene 54; 113-123) and pYES2 (Invitrogen Corporation, San Diego, CA). Vectors and method of constructing vectors that differ for use in other mushrooms, such as filamentous mushrooms, suitable include those detailed in: from den Hondel, C.A.M.J. & Punt, P.J. (1991) "Gene transfer systems and vector development for filamentous fungi, in: Applied Molecular Genetics of fungi, J.F. Peberdy et al., Eds., Pp. 1-28, Cambridge University Press: Cambridge.

Alternativ können die erfindungsgemäßen HA-Proteine in Insektenzellen unter Verwendung von Baculovirus-Expressionsvektoren exprimiert werden. Baculovirus-Vektoren, die zur. Expression von Proteinen in gezüchteten Insektenzellen (bspw. Sf9-Zellen) verfügbar sind, umfassen die pAc-Reihe (Smith et al., (1983) Mol. Cell Biol. 3: 2156-2165) und die pVL-Reihe (Lucklow und Summers ( 1989) Virology 170: 31-39). Alternatively, the HA proteins according to the invention can be used in Insect cells using baculovirus expression vectors be expressed. Baculovirus vectors used for. Expression of Proteins in cultured insect cells (e.g. Sf9 cells) are available include the pAc series (Smith et al., (1983) Mol. Cell Biol. 3: 2156-2165) and the pVL series (Lucklow and Summers (1989) Virology 170: 31-39).

In einer weiteren Ausführungsform können die erfindungsgemäßen HA-Proteine in einzelligen Pflanzenzellen (wie Algen) oder in Pflanzenzellen höherer Pflanzen (bspw. Spermatophyten, wie Feldfrüchte) exprimiert werden. Beispiele für Pflanzen-Expressionsvektoren umfassen solche, die eingehend beschrieben sind in: Bekker, D., Kemper, E., Schell, J. und Masterson, R. (1992) "New plant binary vectors with selectable markers located proximal to the left border", Plant Mol. Biol. 20: 1195-1197; und Bevan, M. W. (1984) "Binary Agrobacterium vectors for plant transformation", Nucl. Acids Res. 12: 8711-8721. In a further embodiment, the inventive HA proteins in single-cell plant cells (such as algae) or in Plant cells of higher plants (e.g. spermatophytes, such as Field crops) are expressed. examples for Plant expression vectors include those described in detail in: Bekker, D., Kemper, E., Schell, J. and Masterson, R. (1992) "New plant binary vectors with selectable markers located proximal to the left border ", Plant Mol. Biol. 20: 1195-1197; and Bevan, M. W. (1984) "Binary Agrobacterium vectors for plant transformation", Nucl. Acids Res. 12: 8711-8721.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine erfindungsgemäße Nukleinsäure in Säugetierzellen mit einem Säugetier-Expressionsvektor exprimiert. Beispiele für Säugetier-Expressionsvektoren umfassen pCDM8 (Seed, B. (1987) Nature 329: 840) und pMT2PC (Kaufman et al. (1987) EMBO J. 6: 187-195). Bei der Verwendung in Säugetierzellen werden die Kontrollfunktionen des Expressionsvektors oft von viralen regulatorischen Elementen bereitgestellt. Gemeinhin verwendete Promotoren stammen bspw. aus Polyoma, Adenovirus2, Cytomegalievirus und Simian Virus 40. Für weitere geeignete Expressionssysteme für prokaryotische und eukaryotische Zellen, siehe die Kapitel 16 und 17 aus Sambrook, J., Fritsch, E.F. und Maniatis, T., Molecular cloning: A Laboratory Manual, 2. Auflage, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989. In a further embodiment, an inventive Nucleic acid in mammalian cells with a Mammalian expression vector expressed. Examples of mammalian expression vectors include pCDM8 (Seed, B. (1987) Nature 329: 840) and pMT2PC (Kaufman et al. (1987) EMBO J. 6: 187-195). When using in Mammalian cells become the control functions of the expression vector often provided by viral regulatory elements. Commonly used promoters come, for example, from Polyoma, adenovirus2, Cytomegalovirus and Simian Virus 40. For other suitable ones Expression systems for prokaryotic and eukaryotic cells, see chapters 16 and 17 from Sambrook, J., Fritsch, E.F. and Maniatis, T., Molecular cloning: A Laboratory Manual, 2nd edition, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann der rekombinante Säugetier-Expressionsvektor die Expression der Nukleinsäure vorzugsweise in einem bestimmten Zelltyp bewirken (bspw. werden gewebespezifische regulatorische Elemente zur Expression der Nukleinsäure verwendet). Gewebespezifische regulatorische Elemente sind im Fachgebiet bekannt. Nicht-einschränkende Beispiele für geeignete gewebespezifische Promotoren umfassen den Albuminpromotor (leberspezifisch; Pinkert et al. (1987) Genes Dev. 1: 268-277), lymphoid-spezifische Promotoren (Calame und Eaton (1988) Adv. Immunol. 43: 235-275), insbesondere Promotoren von T-Zellrezeptoren (Winoto und Baltimore (1989) EMBO J. 8: 729-733) und Immunglobulinen (Banerji et al. (1983) Cell 33: 729-740; Queen und Baltimore (1983) Cell 33: 741-748), neuronspezifische Promotoren (bspw. Neurofilament-Promotor; Byrne und Ruddle (1989) PNAS 86: 5473-5477), pankreasspezifische Promotoren (Edlund et al., (1985) Science 230: 912-916) und milchdrüsenspezifische Promotoren (bspw. Milchserum-Promotor; US-Patent Nr. 4 873 316 und europäische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 264 166). Entwicklungsregulierte Promoren sind ebenfalls umfaßt, bspw. die Maus-hox- Promotoren (Kessel und Gruss-( 1990) Science 249: 374-379) und der α-Fetoprotein-Promotor (Campes und Tilghman (1989) Genes Dev. 3: 537-546). In another embodiment, the recombinant Mammalian expression vector the expression of the nucleic acid preferably in a certain cell type tissue-specific regulatory elements for the expression of the Nucleic acid used). Tissue-specific regulatory elements are known in the field. Non-limiting examples of Suitable tissue-specific promoters include the albumin promoter (liver-specific; Pinkert et al. (1987) Genes Dev. 1: 268-277), lymphoid-specific promoters (Calame and Eaton (1988) Adv. Immunol. 43: 235-275), in particular promoters of T cell receptors (Winoto and Baltimore (1989) EMBO J. 8: 729-733) and Immunoglobulins (Banerji et al. (1983) Cell 33: 729-740; Queen and Baltimore (1983) Cell 33: 741-748), neuron-specific promoters (e.g. neurofilament promoter; Byrne and Ruddle (1989) PNAS 86: 5473-5477), pancreatic-specific promoters (Edlund et al., (1985) Science 230: 912-916) and mammary-specific promoters (e.g., milk serum promoter; U.S. Patent No. 4,873,316 and European Patent Application Publication No. 264 166). Development-regulated promoters are also included, for example the mouse hox Promoters (Kessel and Gruss- (1990) Science 249: 374-379) and the α-fetoprotein promoter (Campes and Tilghman (1989) Genes Dev. 3: 537-546).

Die Erfindung stellt zudem einen rekombinanten Expressionsvektor bereit, umfassend ein erfindungsgemäßes DNA Molekül, das in Antisense-Richtung in den Expressionsvektor kloniert ist. Dies bedeutet, daß das DNA-Molekül derart mit einer regulatorischen Sequenz funktionsfähig verbunden ist, daß die Expression (durch Transkription des DNA-Moleküls) eines RNA-Moleküls, das zur HA-mRNA antisense ist, möglich ist. Es können regulatorische Sequenzen ausgewählt werden, die funktionsfähig an eine in Antisense-Richtung klonierte Nukleinsäure gebunden sind und die die kontinuierliche Expression des Antisense-RNA-Moleküls in einer Vielzahl von Zelltypen steuern, bspw. können virale Promotoren und/oder Enhancer oder regulatorische Sequenzen ausgewählt werden, die die konstitutive, gewebespezifische oder zelltypspezifische Expression von Antisense-RNA steuern. Der Antisense-Expressionsvektor kann in Form eines rekombinanten Plasmids, Phagemids oder attenuierten Virus vorliegen, in dem Antisense-Nukleinsäuren unter der Kontrolle eines hochwirksamen regulatorischen Bereichs produziert werden, dessen Aktivität durch den Zelltyp bestimmt wird, in den der Vektor eingebracht wird. Für eine Diskussion der Regulation der Genexpression mittels Antisense-Genen, siehe Weintraub, H. et al., Antisense-RNA as a molecular tool for genetic analysis, Reviews - Trends in Genetics, Bd. 1(1) 1986. The invention also provides a recombinant expression vector ready comprising a DNA molecule according to the invention, which in Antisense direction is cloned into the expression vector. This means that the DNA molecule has such a regulatory sequence is functionally connected that the expression (by Transcription of the DNA molecule) of an RNA molecule that leads to HA mRNA is antisense is possible. There can be regulatory sequences be selected that are functional to one in Antisense direction cloned nucleic acid and which are bound continuous expression of the antisense RNA molecule in a variety of Control cell types, for example. Viral promoters and / or Enhancers or regulatory sequences that are selected constitutive, tissue-specific or cell type-specific expression control of antisense RNA. The antisense expression vector can in the form of a recombinant plasmid, phagemid or attenuated Virus are present in the antisense nucleic acids under the Control of a highly effective regulatory area whose activity is determined by the cell type in which the vector is introduced. For a discussion of regulation gene expression using antisense genes, see Weintraub, H. et al., Antisense-RNA as a molecular tool for genetic analysis, Reviews - Trends in Genetics, Vol. 1 (1) 1986.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Wirtszellen, in die ein erfindungsgemäßer rekombinanter Expressionsvektor eingebracht worden ist. Die Begriffe "Wirtszelle" und "rekombinante Wirtszelle" werden hier untereinander austauschbar verwendet. Es ist selbstverständlich, daß diese Begriffe nicht nur eine bestimmte Zielzelle, sondern auch die Nachkommen oder potentiellen Nachkommen dieser Zelle betreffen. Da in aufeinanderfolgenden Generationen aufgrund von Mutation oder Umwelteinflüssen bestimmte Modifikationen auftreten können, sind diese Nachkommen nicht unbedingt mit der Parentalzelle identisch, sind jedoch im Umfang des Begriffs, wie er hier verwendet wird, noch umfaßt. Another aspect of the invention relates to the host cells, in which is a recombinant expression vector according to the invention has been introduced. The terms "host cell" and "recombinant Host cell "are used interchangeably here. It it goes without saying that these terms are not just one certain target cell, but also the offspring or potential Descendants of this cell affect. Because in successive Generations determined due to mutation or environmental influences Modifications can occur, these offspring are not absolutely identical to the parental cell, but are in scope of the term as used herein.

Eine Wirtszelle kann eine prokaryotische oder eukaryotische Zelle sein. Bspw. kann ein HA-Protein in Bakterienzellen, wie C. glutamicum, Insektenzellen, Hefe- oder Säugetierzellen (wie Ovarzellen des chinesischen Hamsters (CHO) oder COS-Zellen) exprimiert werden. Andere geeignete Wirtszellen sind dem Fachmann geläufig. Mikroorganismen, die mit Corynebacterium glutamicum verwandt sind und sich geeignet als Wirtszellen für die erfindungsgemäßen Nukleinsäure- und Proteinmoleküle verwenden lassen, sind in Tabelle 3 aufgeführt. A host cell can be a prokaryotic or eukaryotic cell his. For example. can an HA protein in bacterial cells such as C. glutamicum, insect cells, yeast or mammalian cells (such as ovarian cells Chinese hamster (CHO) or COS cells) become. Other suitable host cells are known to the person skilled in the art. Microorganisms related to Corynebacterium glutamicum and are suitable as host cells for the invention Nucleic acid and protein molecules can be used are in the table 3 listed.

Durch herkömmliche Transformations- oder Transfektionsverfahren läßt sich Vektor-DNA in prokaryotische oder eukaryotische Zellen einbringen. Die Begriffe "Transformation", "Transfektion", "Konjugation" und "Transduktion", wie sie hier verwendet werden, sollen eine Vielzahl von im Stand der Technik bekannten Verfahren zum Einbringen fremder Nukleinsäure (bspw. DNA) in eine Wirtszelle umfassen, einschließlich Calciumphosphat- oder Calciumchlorid-Copräzipitation, DEAE-Dektran-vermittelte Transfektion, Lipofektion oder Elektroporation. Geeignete Verfahren zur Transformation oder Transfektion von Wirtszellen lassen sich nachlesen in Sambrook et al. (Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2. Aufl. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989) und anderen Labor-Handbüchern. Through conventional transformation or transfection processes vector DNA can be expressed in prokaryotic or eukaryotic cells contribute. The terms "transformation", "transfection", "Conjugation" and "transduction" as used here are intended to be a variety of methods known in the art for introducing foreign nucleic acid (e.g. DNA) into a Host cell, including calcium phosphate or Calcium chloride coprecipitation, DEAE-Dektran-mediated transfection, Lipofection or electroporation. Suitable procedures for Transformation or transfection of host cells can be found in Sambrook et al. (Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989) and others Laboratory manuals.

Für die stabile Transfektion von Säugetierzellen ist bekannt, daß je nach verwendetem Expressionsvektor und verwendeter Transfektionstechnik nur ein kleiner Teil der Zellen die fremde DNA in ihr Genom integriert. Zur Identifizierung und Selektion dieser Integranten wird gewöhnlich ein Gen, das einen selektierbaren Marker (z. B. Resistenz gegen Antibiotika) codiert, zusammen mit dem Gen von Interesse in die Wirtszellen eingebracht. Bevorzugte selektierbare Marker umfassen solche, die die Resistenz gegen Medikamente, wie G418, Hygromycin und Methotrexat, verleihen. Eine Nukleinsäure, die einen selektierbaren Marker codiert, kann in eine wirtszelle auf dem gleichen Vektor eingebracht werden, wie derjenige, der ein HA-Protein codiert, oder kann auf einem gesonderten Vektor eingebracht werden. Zellen, die mit der eingebrachten Nukleinsäure stabil transfiziert worden sind, können durch Medikamentenselektion identifiziert werden (z. B. Zellen, die den selektierbaren Marker integriert haben, überleben, wohingegen die anderen Zellen sterben). For the stable transfection of mammalian cells it is known that depending on the expression vector used and Transfection technology only a small part of the cells have the foreign DNA in it Integrated genome. To identify and select them Integrants usually become a gene that has a selectable marker (e.g. resistance to antibiotics) encoded together with the gene of interest introduced into the host cells. preferred selectable markers include those that are resistant to Grant drugs such as G418, hygromycin and methotrexate. A Nucleic acid encoding a selectable marker can be converted into a host cell can be introduced on the same vector as the one that encodes an HA protein, or can be on a separate Vector. Cells brought in with the Nucleic acid have been stably transfected by Drug selection can be identified (e.g. cells that make up the integrated selectable markers survive, whereas the other cells die).

Zur Erzeugung eines homolog rekombinierten Mikroorganismus wird ein Vektor hergestellt, der zumindest einen Abschnitt eines HA- Gens enthält, in den eine Deletion, Addition oder Substitution eingebracht worden ist, um das HA-Gen zu verändern, bspw. funktionell zu disrumpieren. Dieses HA-Gen ist vorzugsweise ein Corynebacterium glutamicum-HA-Gen, jedoch kann ein Homologon von einem verwandten Bakterium oder sogar von einer Säugetier-, Hefe- oder Insektenquelle verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Vektor derart ausgestaltet, daß das endogene HA-Gen bei homologer Rekombination funktionell disrumpiert ist (d. h. nicht länger ein funktionelles Protein codiert, ebenfalls bezeichnet als "Knockout"-Vektor). Der Vektor kann alternativ derart ausgestaltet sein, daß das endogene HA-Gen bei homologer Rekombination mutiert oder anderweitig verändert ist, jedoch noch das funktionelle Protein codiert (z. B. kann der stromaufwärts gelegene regulatorische Bereich derart verändert sein, daß dadurch die Expression des endogenen HA-Proteins verändert wird.). Der veränderte Abschnitt des HA-Gens ist im homologen Rekombinationsvektor an seinem 5'- und 3'-Ende von zusätzlicher Nukleinsäure des HA-Gens flankiert, die eine homologe Rekombination zwischen dem exogenen HA-Gen, das von dem Vektor getragen wird, und einem endogenen HA-Gen in einem Mikroorganismus, ermöglicht. Die zusätzliche flankierende HA-Nukleinsäure ist für eine erfolgreiche homologe Rekombination mit dem endogenen Gen hinreichend lang. Gewöhnlich enthält der Vektor mehrere Kilobasen flankierende DNA (sowohl am 5'- als auch am 3'-Ende) (siehe z. B. Thomas, K. R. und Capecchi, M. R. ( 1987) Cell 51: 503 für eine Beschreibung von homologen Rekombinationsvektoren). Der Vektor wird in einen Mikroorganismus (z. B. durch Elektroporation) eingebracht, und Zellen, in denen das eingebrachte HA-Gen mit dem endogenen HA-Gen homolog rekombiniert ist, werden unter Verwendung im Fachgebiet bekannter Verfahren selektiert. To generate a homologously recombined microorganism made a vector that has at least a portion of an HA Contains gene in which a deletion, addition or substitution has been introduced to change the HA gene, e.g. functionally disrupt. This HA gene is preferably a Corynebacterium glutamicum-HA gene, however, can be a homologue of a related bacterium or even from a mammalian, yeast or source of insects. In a preferred one Embodiment, the vector is designed such that the endogenous HA gene is functionally disrupted in homologous recombination (i.e. no longer encodes a functional protein, either referred to as the "knockout" vector). The vector can alternatively be designed such that the endogenous HA gene in homologous Recombination is mutated or otherwise changed, however encodes the functional protein (e.g., upstream located regulatory area be changed so that the expression of the endogenous HA protein is changed.). The altered section of the HA gene is in the homologue Recombination vector at its 5 'and 3' ends of additional nucleic acid of the HA gene flanked by a homologous recombination between the exogenous HA gene carried by the vector and one endogenous HA gene in a microorganism. The Additional flanking HA nucleic acid is essential for successful homologous recombination with the endogenous gene is sufficiently long. The vector usually contains several kilobases of flanking DNA (at both the 5 'and 3' ends) (see e.g. Thomas, K.R. and Capecchi, M.R. (1987) Cell 51: 503 for a description of homologous recombination vectors). The vector is in one Microorganism (e.g. by electroporation) and cells, in which the introduced HA gene is homologous with the endogenous HA gene recombined are known in the art using Process selected.

Bei einer anderen Ausführungsform können rekombinante Mikroorganismen produziert werden, die ausgewählte Systeme enthalten, die eine regulierte Expression des eingebrachten Gens ermöglichen. In another embodiment, recombinant Microorganisms are produced that contain selected systems that enable regulated expression of the introduced gene.

Der Einschluß eines HA-Gens in einem Vektor unter der Kontrolle des Lac-Operons ermöglicht z. B. die Expression des HA-Gens nur in Gegenwart von IPTG. Diese regulatorischen Systeme sind im Fachgebiet bekannt. The inclusion of an HA gene in a vector under control des Lac-Operons enables z. B. the expression of the HA gene only in Presence of IPTG. These regulatory systems are in the Known in the field.

Eine erfindungsgemäße Wirtszelle, wie eine prokaryotische oder eukaryotische Wirtszelle in Kultur, kann zur Produktion (d. h. Expression) eines HA-Proteins verwendet werden. Die Erfindung stellt zudem Verfahren zur Produktion von HA-Proteinen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Wirtszellen bereit. Bei einer Ausführungsform umfaßt das Verfahren die Anzucht der erfindungsgemäßen Wirtszelle (in die ein rekombinanter Expressionsvektor, der ein HA-Protein codiert, eingebracht worden ist, oder in deren Genom ein Gen eingebracht worden ist, das ein Wildtyp- oder verändertes HA-Protein codiert) in einem geeigneten Medium, bis das HA-Protein produziert worden ist. Das Verfahren umfaßt in einer weiteren Ausführungsform das Isolieren der HA-Proteine aus dem Medium oder der Wirtszelle. A host cell according to the invention, such as a prokaryotic or eukaryotic host cell in culture, can be used for production (i.e. Expression) of an HA protein can be used. The invention also prescribes processes for the production of HA proteins Ready to use the host cells of the invention. At a The method comprises growing the embodiment host cell according to the invention (in which a recombinant expression vector, the encoded, inserted, or in an HA protein Genome has been introduced that is a wild-type or modified HA protein) in a suitable medium until the HA protein has been produced. The process comprises one another embodiment isolating the HA proteins from the Medium or the host cell.

C. Erfindungsgemäße Verwendungen und VerfahrenC. Uses and methods according to the invention

Die hier beschriebenen Nukleinsäuremoleküle, Proteine, Proteinhomologa, Fusionsproteine, Primer, Vektoren und Wirtszellen können in einem oder mehreren nachstehenden Verfahren verwendet werden: Identifikation von C. glutamicum und verwandten Organismen, Kartierung von Genomen von Organismen, die mit C. glutamicum verwandt sind, Identifikation und Lokalisation von C. glutamicum-Sequenzen von Interesse, Evolutionsstudien, Bestimmung von HA-Proteinbereichen, die für die Funktion notwendig sind, Modulation der Aktivität eines HA-Proteins; Modulation des Metabolismus von einer oder mehreren organischen Verbindungen; Modulation der Modifikation oder des Abbaus von einer oder mehreren aromatischen oder aliphatischen Verbindungen; Modulation der Zellwandsynthese oder von Umordnungen; Modulation der Enzymaktivität oder der Proteolyse; und Modulation der zellulären Produktion einer gewünschten Verbindung, wie einer Feinchemikalie: Die erfindungsgemäßen HA-Nukleinsäuremoleküle haben eine Vielzahl von Verwendungen. Sie können zunächst zur Identifikation eines Organismus als Corynebacterium glutamicum oder naher Verwandten davon verwendet werden. Sie können zudem zur Identifikation von C. glutamicum oder eines Verwandten davon in einer Mischpopulation von Mikroorganismen verwendet werden. Die Erfindung stellt die Nukleinsäuresequenzen einer Reihe von C. glutamicum-Genen bereit. Durch Sondieren der extrahierten genomischen DNA einer Kultur einer einheitlichen oder gemischten Population von Mikroorganismen unter stringenten Bedingungen mit einer Sonde, die einen Bereich eines C. glutamicum-Gens umfaßt, das für diesen Organismus einzigartig ist, kann man bestimmen, ob dieser Organismus zugegen ist. Corynebacterium glutamicum selbst ist zwar nicht pathogen, jedoch ist es mit pathogenen Arten, wie Corynebacterium diptheriae, verwandt. Der Nachweis eines solchen Organismus ist von signifikanter klinischer Bedeutung. The nucleic acid molecules, proteins, Protein homologs, fusion proteins, primers, vectors and host cells can used in one or more of the following procedures: Identification of C. glutamicum and related organisms, Mapping genomes of organisms with C. glutamicum are related, identification and localization of C. glutamicum sequences of interest, evolution studies, determination of HA protein areas necessary for function, modulation the activity of an HA protein; Modulation of the metabolism of one or more organic compounds; Modulation of the Modification or degradation of one or more aromatic or aliphatic compounds; Modulation of cell wall synthesis or rearrangements; Modulation of enzyme activity or proteolysis; and modulation of cellular production Desired compound, such as a fine chemical: The invention HA nucleic acid molecules have a variety of uses. she can first be used to identify an organism as Corynebacterium glutamicum or close relatives thereof are used become. You can also use it to identify C. glutamicum or of a relative of them in a mixed population of Microorganisms can be used. The invention represents the Nucleic acid sequences of a number of C. glutamicum genes. By Probe the extracted genomic DNA from a culture of one uniform or mixed population of microorganisms among stringent conditions with a probe covering an area of a C. glutamicum gene that is unique to this organism one can determine whether this organism is present. Corynebacterium glutamicum itself is not pathogenic, but it is it with pathogenic species like Corynebacterium diptheriae, related. The detection of such an organism is from significant clinical importance.

Die erfindungsgemäßen Nukleinsäure- und Proteinmoleküle können als Marker für spezifische Bereiche des Genoms dienen. Dies ist nicht nur beim Kartieren des Genoms, sondern auch für funktionelle Studien von C. glutamicum-Proteinen nützlich. Zur Identifikation des Genombereichs, an den ein bestimmtes C. glutamicum- DNA-bindendes Protein bindet, kann das C. glutamicum-Genom bspw. gespalten werden, und die Fragmente mit dem DNA-bindenden Protein inkubiert werden. Diejenigen, die das Protein binden, können zusätzlich mit den erfindungsgemäßen Nukleinsäuremolekülen, vorzugsweise mit leicht nachweisbaren Markierungen, sondiert werden; die Bindung eines solchen Nukleinsäuremoleküls an das Genomfragment ermöglicht die Lokalisation des Fragmentes auf der genomischen Karte von C. glutamicum, und wenn dies mehrmals mit unterschiedlichen Enzymen durchgeführt wird, erleichtert es eine rasche Bestimmung der Nukleinsäuresequenz, an die das Protein bindet. Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuremoleküle können zudem hinreichend homolog zu den Sequenzen verwandter Arten sein, so daß diese Nukleinsäuremoleküle als Marker für die Konstruktion einer genomischen Karte in verwandten Bakterien, wie Brevibacterium lactofermentum, dienen können. The nucleic acid and protein molecules according to the invention can serve as markers for specific areas of the genome. This is not only when mapping the genome, but also for functional studies of C. glutamicum proteins useful. to Identification of the genome area to which a specific C. glutamicum DNA-binding protein binds, the C. glutamicum genome, for example. to be cleaved and the fragments containing the DNA binding protein be incubated. Those who bind the protein can additionally with the nucleic acid molecules according to the invention, preferably probed with easily detectable markings; the binding of such a nucleic acid molecule to the Genome fragment allows localization of the fragment on the genomic map of C. glutamicum, and if this occurs several times different enzymes, it makes it easier rapid determination of the nucleic acid sequence to which the protein is attached binds. The nucleic acid molecules according to the invention can also be sufficiently homologous to the sequences of related species so that these nucleic acid molecules as markers for the construction of a genomic map in related bacteria, such as Brevibacterium lactofermentum, can serve.

Die erfindungsgemäßen HA-Nukleinsäuremoleküle eignen sich ebenfalls für Evolutions- und Proteinstrukturuntersuchungen. Die Prozesse, die an der Anpassung und der Aufrechterhaltung der Homöostase beteiligt sind, an denen die erfindungsgemäßen Moleküle beteiligt sind, werden von vielen Arten ausgenutzt; durch Vergleich der Sequenzen der erfindungsgemäßen Nukleinsäuremoleküle mit solchen, die ähnliche Enzyme aus anderen Organismen codieren, kann der Evolutions-Verwandschaftsgrad der Organismen bestimmt werden. Entsprechend ermöglicht ein solcher Vergleich die Bestimmung, welche Sequenzbereiche konserviert sind und welche nicht, was bei der Bestimmung solcher Bereiche des Proteins hilfreich sein kann, die für die Enzymfunktion essentiell sind. Dieser Typ der Bestimmung ist für Proteintechnologie-Untersuchungen wertvoll und kann einen Hinweis darauf geben, welches Protein Mutagenese tolerieren kann, ohne die Funktion zu verlieren. The HA nucleic acid molecules according to the invention are suitable also for evolution and protein structure studies. The Processes involved in the adaptation and maintenance of the Homeostasis are involved in which the molecules of the invention are used by many species; by Comparison of the sequences of the nucleic acid molecules according to the invention with those that code similar enzymes from other organisms, can determine the degree of evolutionary kinship of the organisms become. Accordingly, such a comparison enables Determining which sequence areas are conserved and which are not, which is helpful in determining such areas of the protein that are essential for the enzyme function. This guy the determination is valuable for protein technology studies and can give an indication of which protein mutagenesis can tolerate without losing function.

Die Manipulation der erfindungsgemäßen HA-Nukleinsäuremoleküle kann die Produktion von HA-Proteinen mit funktionellen Unterschieden zu den Wildtyp-HA-Proteinen bewirken. Diese Proteine können hinsichtlich ihrer Effizienz oder Aktivität verbessert werden, können in größerer Anzahl als gewöhnlich in der Zelle zugegen sein, oder können hinsichtlich ihrer Effizienz oder Aktivität geschwächt sein. The manipulation of the HA nucleic acid molecules according to the invention can the production of HA proteins with functional Differences to the wild type HA proteins cause. These proteins can be improved in terms of efficiency or activity can be in greater numbers than usual in the cell be present, or can be in terms of their efficiency or Activity may be weakened.

Die Modulation der Aktivität oder der Anzahl der HA-Proteine, die an der Zellwandbiosynthese oder an Umordnungen beteiligt sind, kann die Produktion, Ausbeute und/oder Effizienz der Produktion von einer oder mehreren Feinchemikalien aus C. glutamicum-Zellen beeinflussen. Durch Verändern der Zellaktivität dieser Proteine läßt sich die Struktur oder die Dicke der Zellwand modulieren. Die Zellwand dient in hohem Maße als Schutzvorrichtung gegen osmotische Lyse und externe Verletzungsquellen; durch Modifizieren der Zellwand kann man die Fähigkeit von C. glutamicum, mechanischem Streß und dem Streß durch Scherkräfte, denen dieser Mikroorganismus bei einer Fermenter-Großanzucht unterliegt, standzuhalten, verstärken. Jede C. glutamicum-Zelle ist zudem von einer dicken Zellwand umgeben, und somit besteht ein signifikanter Anteil an Biomasse, die in einer Großkultur zugegen ist, aus Zellwand. Durch Vergrößern der Rate, mit der die Zellwand synthetisiert wird, oder durch Aktivieren der Zellwandsynthese (durch genetische Manipulation der erfindungsgemäßen HA-Zellwandproteine) kann man die Wachstumsgeschwindigkeit des Mikroorganismus steigern. Entsprechend läßt sich durch Senken der Aktivität oder der Anzahl an Proteinen, die am Abbau der Zellwand beteiligt sind, oder durch Senken der Repression der Zellwand-Biosynthese, ein Gesamtanstieg der Zellwandproduktion erzielen. Eine Erhöhung der Anzahl von lebensfähigen C. glutamicum-Zellen (wie es durch eine der vorhergehend beschriebenen Proteinveränderungen erfolgt) sollte eine vergrößerte Anzahl an Zellen bewirken, die die gewünschte Feinchemikalie in Fermenter-Großkulturen produzieren, was die Ausbeuten oder die Effizienz der Produktion dieser Verbindungen aus der Kultur steigern sollte. The modulation of the activity or the number of HA proteins that are involved in cell wall biosynthesis or rearrangements, can reduce production, yield and / or production efficiency of one or more fine chemicals from C. glutamicum cells influence. By changing the cell activity of these proteins the structure or the thickness of the cell wall can be modulated. The cell wall serves as a protective device against osmotic lysis and external sources of injury; by modifying the cell wall can test the ability of C. glutamicum, mechanical stress and the stress caused by shear forces, which this Microorganism is subject to large fermenter cultivation, to withstand, strengthen. Each C. glutamicum cell is also one thick cell wall surround, and so there is a significant Share of biomass that is present in a large culture Cell wall. By increasing the rate at which the cell wall is synthesized, or by activating cell wall synthesis (by genetic manipulation of the HA cell wall proteins according to the invention) you can see the growth rate of the microorganism increase. Accordingly, by lowering the activity or the Number of proteins involved in cell wall degradation, or by lowering the repression of cell wall biosynthesis Achieve an overall increase in cell wall production. An increase in Number of viable C. glutamicum cells (as indicated by a the previously described protein changes take place) should cause an increased number of cells that the produce the desired fine chemical in large fermenter cultures, what the yields or the efficiency of production of this Cultural connections should increase.

Die Modulation der Aktivität oder Anzahl von C. glutamicum-HA- Proteinen, die an der Modifikation oder am Abbau aromatischer oder aliphatischer Verbindungen beteiligt sind, können auch direkte oder indirekte Auswirkungen auf die Produktion von einer oder mehreren Feinchemikalien von diesen Zellen haben. Bestimmte aromatische oder aliphatische Modifikations- oder Abbauprodukte sind wünschenswerte Feinchemikalien (bspw. organische Säuren oder modifizierte aromatische oder aliphatische Verbindungen); somit kann man durch Modifizieren der Enzyme, die diese Modifikationen (z. B. Hydroxylierung, Methylierung oder Isomerisierung) oder Abbaureaktionen durchführen, die Ausbeuten dieser gewünschten Verbindungen steigern. Ensprechend kann man durch Senken der Aktivität oder der Anzahl der Proteine, die an Stoffwechselwegen beteiligt sind, die die modifizierten Abbauprodukte der vorstehend genannten Reaktionen weiter abbauen, die Ausbeuten dieser Feinchemikalien aus C. glutamicum-Zellen in Kultur zu verbessern. The modulation of the activity or number of C. glutamicum-HA- Proteins involved in the modification or breakdown of aromatic or aliphatic compounds may also be involved direct or indirect effects on the production of one or have several fine chemicals from these cells. Certain aromatic or aliphatic modification or degradation products are desirable fine chemicals (e.g. organic acids or modified aromatic or aliphatic compounds); Consequently can be done by modifying the enzymes that make these modifications (e.g. hydroxylation, methylation or isomerization) or Perform degradation reactions, the yields of these desired Increase connections. Accordingly, one can lower the Activity or the number of proteins involved in metabolic pathways are involved, the modified degradation products of the above further reduce the reactions mentioned, the yields of these To improve fine chemicals from C. glutamicum cells in culture.

Diese aromatischen und aliphatischen Modifikations- und Abbau-Enzyme sind selbst Feinchemikalien. In gereinigter Form können diese Enzyme zum Abbau aromatischer und aliphatischer Verbindungen (z. B. von toxischen Chemikalien, wie Rohölprodukten), zur biologischen Wiederherstellung verschmutzter Stellen, zur technischen Zersetzung von Abfällen oder zur großangelegten oder ökonomisch durchführbaren Produktion der gewünschten modifizierten aromatischen oder aliphatischen Verbindungen oder ihrer Abbauprodukte, von denen einige geeignet als Kohlenstoff- oder Energiequellen für andere feinchemikalienerzeugender Verbindungen in Kultur verwendet werden können, eingesetzt werden (s. bspw. Faber, K. (1995 ) Biotransformations in Organic Chemistry, Springer: Berlin und die darin enthaltenen Zitate; und Roberts, S. M. Hrsg. (1992-1996 ) Preparative Biotransformations, Wiley: Chichester und die darin enthaltenen Zitate). Durch derartiges gentechnisches Verändern dieser Proteine, daß ihre Regulation durch andere zelluläre Mechanismen verringert oder verhindert wird, kann man die Gesamtanzahl oder Aktivität dieser Proteine steigern, wodurch nicht nur die Ausbeute dieser Feinchemikalien verbessert wird, sondern auch die Aktivität dieser geernteten Proteine. These aromatic and aliphatic modification and Degradation enzymes are fine chemicals themselves. Can in purified form these enzymes to break down aromatic and aliphatic Compounds (e.g. of toxic chemicals such as crude oil products) for biological restoration of contaminated areas, for technical decomposition of waste or for large-scale or economically feasible production of the desired modified aromatic or aliphatic compounds or their Degradation products, some of which are suitable as carbon or Energy sources for other fine chemical producing compounds in Culture can be used, used (see e.g. Faber, K. (1995) Biotransformations in Organic Chemistry, Springer: Berlin and the quotes it contains; and Roberts, S. M. ed. (1992-1996) Preparative Biotransformations, Wiley: Chichester and the quotes it contains). Through such genetic engineering of these proteins that their regulation by others cellular mechanisms can be reduced or prevented, one can increase the total number or activity of these proteins, thereby not only does the yield of these fine chemicals improve, but also the activity of these harvested proteins.

Die Modifikation dieser Aromaten- und Aliphaten-modifizierenden und -abbauenden Enzyme kann auch eine indirekte Wirkung auf die Produktion von einer oder mehreren Feinchemikalien haben. Viele aromatische und aliphatische Verbindungen (wie solche, die in Kulturmedien als Verunreinigungen oder aus dem zellulären Metabolismus als Abfallprodukte vorkommen) sind für die Zellen toxisch; durch Modifizieren und/oder Abbauen dieser Verbindungen, so daß sie sich leicht entfernen oder zerstören lassen, sollte sich die Zell-Lebensfähigkeit erhöhen lassen. Diese Enzyme können diese Verbindungen zudem derart modifizieren oder abbauen, daß die resultierenden Produkte in den normalen Kohlenstoff-Metabolismus der Zelle gelangen können. Dadurch kann die Zelle diese Verbindungen al alternative Kohlenstoff- oder Energiequellen nutzen. Bei Kulturen im Großmaßstab, wo limitierende Mengen der optimalen Kohlenstoffquelle zugegen sein können, können diese Enzyme ein Verfahren bereitstellen, durch das die Zellen weiter wachsen und sich teilen können, wobei aromatische oder aliphatische Verbindungen als Nährstoffe verwendet werden. In jedem Fall sollte der resultierende Anstieg der Anzahl der C. glutamicum-Zellen in der Kultur, die die gewünschte Feinchemikalie produzieren, wiederum erhöhte Ausbeuten oder eine erhöhte Effizienz der Produktion der Feinchemikalie(n) bewirken. The modification of these aromatics and aliphatic modifiers and degrading enzymes can also have an indirect effect on the Have production of one or more fine chemicals. Lots aromatic and aliphatic compounds (such as those described in Culture media as contaminants or from the cellular Metabolism as waste products) are toxic to the cells; by modifying and / or dismantling these connections so that they can be easily removed or destroyed if the Have cell viability increased. These enzymes can do this Modify or remove connections so that the resulting products in normal carbon metabolism can get to the cell. This enables the cell to do this Use compounds as alternative carbon or energy sources. For large-scale crops, where limiting quantities of the optimal Carbon sources can be present, these enzymes Provide a process by which the cells continue to grow and can share, being aromatic or aliphatic Compounds are used as nutrients. In any case the resulting increase in the number of C. glutamicum cells in the culture that produces the desired fine chemical, again increased yields or increased efficiency of the Production of the fine chemical (s) effect.

Die Modifikationen der Aktivität oder der Anzahl der HA-Proteine, die am Metabolismus anorganischer Verbindungen beteiligt sind, können die Produktion von einer oder mehreren Feinchemikalien aus Kulturen von C. glutamicum oder verwandten Bakterien direkt oder indirekt beeinflussen. Bspw. können viele wünschenswerte Feinchemikalien, wie Nukleinsäuren, Aminosäuren, Cofaktoren und Vitaminen (z. B. Thiamin, Biotin und Liponsäure) nicht ohne anorganische Moleküle, wie Phosphor, Nitrat, Sulfat und Eisen, synthetisiert werden. Die erfindungsgemäßen Proteine des anorganischen Metabolismus ermöglichen der Zelle die Gewinnung dieser Moleküle aus einer Vielzahl von anorganischen Verbindungen und ihre Umverteilung in verschiedene Feinchemikalien-Biosynthesewege. Durch Erhöhen der Aktivität oder der Anzahl von Enzymen, die am Metabolismus dieser organischen Verbindungen beteiligt sind, kann man das Angebot dieser möglicherweise limitierenden anorganischen Moleküle vergrößern, wodurch die Produktion oder Effizienz der Produktion verschiedener Feinchemikalien von C. glutamicum-Zellen, die diese veränderten Proteine enthalten, direkt steigern. Die Modifikation der Aktivität oder der Anzahl von erfindungsgemäßen Proteinen des anorganischen Stoffwechsels kann auch bewirken, daß C. glutamicum ein limitiertes Angebot an anorganischen Verbindungen besser nutzen kann, oder daß nichtoptimale anorganische Verbindungen zur Synthese von Aminosäuren, Vitaminen, Cofaktoren oder Nukleinsäuren, die alle für ein kontinuierliches Wachstum und die Replikation der Zelle notwendig sind, verwendet werden. Durch Verbessern der Lebensfähigkeit dieser Zellen in Großkulturen kann auch die Anzahl an C. glutamicum-Zellen, die eine oder mehrere Feinchemikalien in der Kultur produzieren, vergrößert werden, was wiederum die Ausbeuten oder die Effizienz der Produktion von einer oder mehreren Feinchemikalien erhöht. The modifications of the activity or the number of HA proteins, involved in the metabolism of inorganic compounds, can manufacture one or more fine chemicals Cultures of C. glutamicum or related bacteria directly or affect indirectly. For example. can be many desirable Fine chemicals such as nucleic acids, amino acids, cofactors and Vitamins (e.g. thiamine, biotin and lipoic acid) not without inorganic Molecules such as phosphorus, nitrate, sulfate and iron are synthesized become. The inorganic proteins according to the invention Metabolism enables the cell to extract these molecules a variety of inorganic compounds and their Redistribution into various fine chemical biosynthetic pathways. By Increase the activity or the number of enzymes that on Metabolism of these organic compounds are involved, you can do that Offer this possibly limiting inorganic Enlarge molecules, increasing the production or efficiency of the Production of various fine chemicals from C. glutamicum cells, that contain these modified proteins directly increase. The Modification of the activity or the number of inventive Proteins of inorganic metabolism can also cause C. glutamicum a limited supply of inorganic Compounds can use better, or that non-optimal inorganic Compounds for the synthesis of amino acids, vitamins, cofactors or nucleic acids, all for continuous growth and cell replication are necessary. By improving the viability of these cells in Large cultures can also count the number of C. glutamicum cells that have one or produce several fine chemicals in the culture, enlarged what, in turn, the yields or the efficiency of Production of one or more fine chemicals increased.

Die C. glutamicum-Enzyme für allgemeine Prozesse sind selbst wünschenswerte Feinchemikalien. Die spezifischen Eigenschaften der Enzyme (d. h. Regio- und Stereospezifität, u. a.) machen sie zu geeigneten Katalysatoren für chemische Reaktionen in vitro. Entweder können vollständige C. glutamicum-Zellen mit einem geeigneten Substrat inkubiert werden, so daß das gewünschte Produkt von den Enzymen in der Zelle produziert wird, oder die gewünschten Enzyme können aus C. glutamicum-Kulturen (oder solchen eines verwandten Bakteriums) überproduziert und gereinigt werden und anschließend in In-vitro-Reaktionen unter industriellen Bedingungen (entweder in Lösung oder immobilisiert auf einer geeigneten immobilen Phase) eingesetzt werden. In diesen Situationen kann das Enzym entweder ein natürliches C. glutamicum-Protein sein, oder es kann mutagenisiert sein, daß es eine veränderte Aktivität hat. Diese Enzyme werden üblicherweise in der Industrie verwendet als Katalysatoren in der Chemieindustrie (bspw. zur organischen Synthesechemie), als Nahrungsadditive, als Futterbestandteile, für die Fruchtverarbeitung, für die Lederherstellung, in Detergentien, in der Analyse und Medizin und in der Textilindustrie (s. z. B. Yamada, H. (1993) "Microbial reactions for the production of useful organic compounds", Chimica 47 : 5-10; Roberts, S. M. (1998) Preparative Biotransformations: the employment of enzymes and wholecells in synthetic Chemistry", J. Chem. Soc.. Perkin Trans. 1: 157-169; Zaks, A. und Dodds, D. R. (1997) "Applikation of biocatalysis and biotransformations to the synthesis of pharmaceuticals," DDT 2: 513-531; Roberts, S. M. und Williamson, N. M. (1997) "The use of enzymes for the preparation of biologically active natural products and analogues in optically aktive Form," Curr. Organ. Chemistry 1 : 1-20; Faber, K. (1995) Biotransformations in Organic Chemistry, Springer, Berlin Roberts, S. M. Hrsg. (1992-1996) Preparative Biotransformations, Wiley: Chichester; Cheetham, P. S. J. (1995) "The applications of enzymes in industry" in Handbook of Enzyme technology, 3. Aufl, Wiseman A. Hrsg Elis: Horwood, S. 419-552 und Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry (1987) Bd. 9, Enzymes, S. 390-457). Durch Erhöhen der Aktivität oder der Anzahl dieser Enzyme kann man ebenfalls die Fähigkeit der Zelle erhöhen, die bereitgestellten Substrate in gewünschte Produkte umzuwandeln, oder diese Enzyme für erhöhte Ausbeuten in Großkultur überzuproduzieren. Durch Mutagenese dieser Proteine kann man zudem die Rückkopplungshemmung oder andere repressive zelluläre regulatorische Kontrollen beseitigen, so daß größere Mengen dieser Enzyme produziert und von der Zelle aktiviert werden, wodurch größere Ausbeuten, Produktion oder Effizienz der Produktion dieser Feinchemikalienproteine aus Großkulturen erhalten werden. Durch Manipulation dieser Enzyme kann man die Aktivität von einer oder mehreren C. glutamicum-Stoffwechselwegen, wie solchen für die Biosynthese oder den Abbau von einer oder mehreren Feinchemikalien, verändern. The C. glutamicum enzymes for general processes are self desirable fine chemicals. The specific characteristics of the Enzymes (i.e., regio and stereospecificity, among others) close them suitable catalysts for chemical reactions in vitro. Either complete C. glutamicum cells with a suitable one Incubate substrate so that the desired product from the Enzymes are produced in the cell, or the desired enzymes can from C. glutamicum cultures (or those of a related Bacteria) are overproduced and cleaned and then in in vitro reactions under industrial conditions (either in solution or immobilized on a suitable immobile Phase) can be used. In these situations, the enzyme either be a natural C. glutamicum protein, or it can be be mutagenized to have a changed activity. This Enzymes are commonly used in the industry as Catalysts in the chemical industry (e.g. organic Synthetic chemistry), as food additives, as feed components, for Fruit processing, for leather production, in detergents, in analysis and medicine and in the textile industry (see e.g. Yamada, H. (1993) "Microbial reactions for the production of useful organic compounds ", Chimica 47: 5-10; Roberts, S.M. (1998) Preparative biotransformation: the employment of enzymes and wholecells in synthetic chemistry ", J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1: 157-169; Zaks, A. and Dodds, D.R. (1997) "Application of biocatalysis and biotransformations to the synthesis of pharmaceuticals, "DDT 2: 513-531; Roberts, S.M. and Williamson, N.M. (1997) "The use of enzymes for the preparation of biologically active natural products and analogues in optically active form, "Curr. Organ. Chemistry 1: 1-20; Faber, K. (1995) Biotransformation in Organic Chemistry, Springer, Berlin Roberts, S. M. ed. (1992-1996) Preparative Biotransformations, Wiley: Chichester; Cheetham, P. S.J. (1995) "The applications of enzymes in industry" in Handbook of Enzyme technology, 3rd ed., Wiseman A. Ed. Elis: Horwood, pp. 419-552 and Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry (1987) Vol. 9, Enzymes, pp. 390-457). By increasing the Activity or the number of these enzymes can also be seen Ability of the cell to increase the substrates provided convert desired products, or these enzymes for increased Overproduce yields in large culture. By mutagenesis of this Proteins can also be used to inhibit feedback or others eliminate repressive cellular regulatory controls so that Larger amounts of these enzymes are produced and produced by the cell are activated, which means greater yields, production or Efficiency of producing these fine chemical proteins Large cultures are preserved. By manipulating these enzymes you can the activity of one or more C. glutamicum metabolic pathways, such as those for biosynthesis or the breakdown of one or several fine chemicals.

Die Mutagenese der erfindungsgemäßen proteolytischen Enzyme, so daß sie hinsichtlich der Aktivität oder der Anzahl verändert sind, kann ebenfalls die Ausbeute, Produktion und/oder Effizienz der Produktion von einer oder mehreren Feinchemikalien aus C. glutamicum direkt oder indirekt beeinflussen. Durch Vergrößern der Aktivität oder der Anzahl dieser Proteine kann man die Fähigkeit des Bakteriums vergrößern, in einer Großkultur zu überleben, und zwar weil die Zelle rascher Proteine abbauen kann, die aufgrund von hohen Temperaturen, nichtoptimalem pH-Wert und anderen Streßfaktoren, die bei der Fermenteranzucht herrschen können, falsch gefaltet sind. Eine größere Anzahl von Zellen in diesen Kulturen kann erhöhte Ausbeuten oder eine erhöhte Effizienz der Produktion von einer oder mehreren gewünschten Feinchemikalien aufgrund der relativ größeren Anzahl an Zellen, die die diese Verbindungen in der Kultur produzieren, zur Folge haben. Ebenfalls besitzen C. glutamicum-Zellen multiple Zelloberflächenproteasen, die externe Nährstoffe in Moleküle abbauen, die von der Zelle leichter als Kohlenstoff-/Energiequellen oder Nährstoffe anderer Art genutzt werden können. Ein Anstieg der Aktivität oder der Anzahl dieser Enzyme kann diesen Umsatz verbessern und steigert die Mengen der verfügbaren Nährstoffe, wodurch das Zellwachstum oder die Produktion verbessert wird. Die Modifikationen der erfindungsgemäßen Proteasen können somit indirekt die C, glutamicum-Feinchemikalienproduktion beeinflussen. The mutagenesis of the proteolytic enzymes according to the invention, see that they changed in terms of activity or number yield, production and / or efficiency the production of one or more fine chemicals from C. Affect glutamicum directly or indirectly. By enlarging the activity or the number of these proteins can be seen Increase the ability of the bacterium to survive in a large culture, This is because the cell can break down proteins more quickly due to high temperatures, non-optimal pH and others Stress factors that can prevail in fermenter cultivation are folded incorrectly. A larger number of cells in these Cultures can have increased yields or increased efficiency of Production of one or more desired fine chemicals because of the relatively larger number of cells that these Produce connections in culture, result. C. glutamicum cells also have multiple Cell surface proteases that break down external nutrients into molecules made by the Cell lighter than carbon / energy sources or nutrients other type can be used. An increase in activity or the number of these enzymes can improve this turnover and increases the amount of available nutrients, which makes Cell growth or production is improved. The modifications of the proteases according to the invention can thus indirectly the C, affect glutamicum fine chemical production.

Eine direktere Auswirkung auf die Feinchemikalienproduktion in Reaktion auf die Modifikation von einer oder mehreren erfindungsgemäßen Proteasen kann erfolgen, wenn die Proteasen an der Produktion oder am Abbau einer gewünschten Feinchemikalie beteiligt sind. Durch Senken der Aktivität einer Protease, die eine Feinchemikalie oder ein Protein abbaut, das an der Synthese einer Feinchemikalie beteiligt ist, kann man die Spiegel dieser Feinchemikalie steigern (aufgrund des gesenkten Abbaus oder der verstärkten Synthese der Verbindung). Entsprechend kann man durch Erhöhen der Aktivität einer Protease, die eine Verbindung abbaut, welche in einer Feinchemikalie oder einem Protein resultiert, die/das am Abbau einer Feinchemikalie beteiligt ist, ein ähnliches Ergebnis erhalten: erhöhte Mengen der gewünschten Feinchemikalie aus C. glutamicum-Zellen, die diese modifizierten Proteine enthalten. A more direct impact on fine chemicals production in Response to modification of one or more Proteases according to the invention can take place if the proteases on the Production or degradation of a desired fine chemical are. By lowering the activity of a protease, the one Fine chemical or a protein that breaks down in the synthesis of a Fine chemical is involved, you can see the levels of this Increase fine chemical (due to reduced degradation or enhanced synthesis of the compound). Accordingly, one can go through Increasing the activity of a protease that degrades a compound which results in a fine chemical or a protein, involved in the breakdown of a fine chemical Get similar result: increased amounts of the desired Fine chemical from C. glutamicum cells that contain these modified proteins contain.

Die vorstehend genannten Mutagenesestrategien für HA-Proteine, die erhöhte Ausbeuten einer Feinchemikalie aus C. glutamicum bewirken sollen, sollen nicht einschränkend sein; Variationen dieser Mutagenesestrategien sind dem Fachmann leicht ersichtlich. Durch diese Mechanismen können die erfindungsgemäßen Nukleinsäure- und Proteinmoleküle verwendet werden, um C. glutamicum oder verwandte Bakterienstämme, die mutierte HA-Nukleinsäure- und Proteinmoleküle exprimieren, zu erzeugen, so daß die Ausbeute, Produktion und/oder Effizienz der Produktion einer gewünschten Verbindung verbessert wird. Die gewünschte Verbindung kann ein Produkt von C. glutamicum sein, welches die Endprodukte der Biosynthesewege und Zwischenprodukte natürlich vorkommender metabolischer Wege sowie Moleküle umfaßt, die im Metabolismus von C. glutamicum nicht natürlich vorkommen, die jedoch von einem erfindungsgemäßen C. glutamicum-Stamm produziert werden. The above-mentioned mutagenesis strategies for HA proteins, the increased yields of a fine chemical from C. glutamicum intended to be effective should not be restrictive; variations these strategies for mutagenesis are readily apparent to the person skilled in the art. Through these mechanisms, the inventive Nucleic acid and protein molecules are used to make C. glutamicum or related strains of bacteria, the mutant HA nucleic acid and Express protein molecules, so that the yield, Production and / or production efficiency of a desired one Connection is improved. The desired connection can be a Product of C. glutamicum, which is the end product of Biosynthetic pathways and intermediates occurring naturally metabolic pathways as well as molecules involved in the metabolism of C. glutamicum does not occur naturally, but from one C. glutamicum strain according to the invention are produced.

Diese Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele weiter veranschaulicht, die nicht als einschränkend aufgefasst werden sollen. Die Inhalte sämtlicher, in dieser Patentanmeldung zitierter Literaturstellen, Patentanmeldungen, Patente und veröffentlichter Patentanmeldungen sind hiermit durch Bezugnahme aufgenommen. This invention is further illustrated by the examples below illustrated, which are not to be considered restrictive should. The contents of all in this patent application cited references, patent applications, patents and published patent applications are hereby incorporated by reference added.

BeispieleExamples Beispiel 1example 1 Präparation der gesamten genomischen DNA aus Corynebacterium glutamicum ATCC13032Preparation of all genomic DNA from Corynebacterium glutamicum ATCC13032

Eine Kultur von Corynebacterium glutamicum (ATCC 13032) wurde über Nacht bei 30°C unter starkem Schütteln in BHI-Medium (Difco) gezüchtet. Die Zellen wurden durch Zentrifugation geerntet, der Überstand wurde verworfen, und die Zellen wurden in 5 ml Puffer I (5% des Ursprungsvolumens der Kultur - sämtliche angegebenen Volumina sind für 100 ml Kulturvolumen berechnet) resuspendiert. Die Zusammensetzung von Puffer I: 140,34 g/l Saccharose, 2,46 g/l MgSO4.7 H2O, 10 ml/l KH2PO4-Lösung (100 g/l, mit KOH eingestellt auf pH-Wert 6,7), 50 ml/l M12-Konzentrat (10 g/l (NH4)2SO4, 1 g/l NaCl, 2 g/l MgSO4.7 H2O, 0,2 g/l CaCl2, 0,5 g/l. Hefe-Extrakt (Difco), 10 ml/l Spurenelemente-Mischung (200 mg/l FeSO4.H2O, 10 mg/l ZnSO4.7 H2O, 3 mg/l MnCl2.4 H2O, 30 mg/l H3BO3, 20 mg/l CoCl2.6 H2O, 1 mg/l NiCl2.6 H2O, 3 mg/l Na2MoO4.2 H2O, 500 mg/l Komplexbildner (EDTA oder Citronensäure), 100 ml/l Vitamingemisch (0,2 ml/l Biotin, 0,2 mg/l Folsäure, 20 mg/l p-Aminobenzoesäure, 20 mg/l Riboflavin, 40 mg/l Ca-Panthothenat, 140 mg/l Nikotinsäure, 40 mg/l Pyridoxolhydrochlorid, 200 mg/l Myoinositol). Lysozym wurde in einer Endkonzentration von 2,5 mg/ml zur Suspension gegeben. Nach etwa 4 Std. Inkubation bei 37°C wurde die Zellwand abgebaut, und die erhaltenen Protoplasten wurden durch Zentrifugation geerntet. Das Pellet wurde einmal mit 5 ml Puffer I und einmal mit 5 ml TE-Puffer (10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH-Wert 8) gewaschen. Das Pellet wurde in 4 ml TE-Puffet resuspendiert, und 0,5 ml SDS-Lösung (10%) und 0,5 ml NaCl-Lösung (5 M) wurden zugegeben. Nach Zugabe von Proteinase K in einer Endkonzentration von 200 µg/ml wurde die Suspension etwa 18 Std. bei 37°C inkubiert. Die DNA wurde durch Extraktion mit Phenol, Phenol-Chloroform-Isoamylalkohol und Chloroform-Isoamylalkohol mittels Standard-Verfahren gereinigt. Dann wurde die DNA durch Zugabe von 1/50 Volumen 3 M Natriumacetat und 2 Volumina Ethanol, anschließender Inkubation für 30 min bei -20°C und 30 min Zentrifugation 1 bei 12000 U/min in einer Hochgeschwindigkeitszentrifuge mit einem SS34-Rotor (Sorvall) gefällt. Die DNA wurde in 1 ml TE-Puffer gelöst, der 20 µg/ml RNase A enthielt, und für mindestens 3 Std. bei 4°C gegen 1000 ml TE-Puffer dialysiert. Während dieser Zeit wurde der Puffer 3mal ausgetauscht. Zu Aliquots von 0,4 ml der dialysierten DNA-Lösung wurden 0,4 ml 2 M LiCl und 0,8 ml Ethanol zugegeben. Nach 30 min Inkubation bei -20°C wurde die DNA durch Zentrifugation gesammelt (13000 U/min. Biofuge Fresco, Heraeus, Hanau, Deutschland). Das DNA-Pellet wurde in TE-Puffer gelöst. Durch dieses Verfahren hergestellte DNA konnte für alle Zwecke verwendet werden, einschließlich Southern-Blotting oder zur Konstruktion genomischer Banken. A culture of Corynebacterium glutamicum (ATCC 13032) was grown overnight at 30 ° C with vigorous shaking in BHI medium (Difco). The cells were harvested by centrifugation, the supernatant was discarded, and the cells were resuspended in 5 ml of buffer I (5% of the original volume of the culture - all stated volumes are calculated for 100 ml of culture volume). The composition of buffer I: 140.34 g / l sucrose, 2.46 g / l MgSO 4. 7 H 2 O, 10 ml / l KH 2 PO 4 solution (100 g / l, adjusted to pH with KOH Value 6.7), 50 ml / l M12 concentrate (10 g / l (NH 4 ) 2 SO 4 , 1 g / l NaCl, 2 g / l MgSO 4 .7 H 2 O, 0.2 g / l CaCl 2 , 0.5 g / l. Yeast extract (Difco), 10 ml / l trace element mixture (200 mg / l FeSO 4 .H 2 O, 10 mg / l ZnSO 4 .7 H 2 O, 3 mg / l MnCl 2 .4 H 2 O, 30 mg / l H 3 BO 3 , 20 mg / l CoCl 2 .6 H 2 O, 1 mg / l NiCl 2 .6 H 2 O, 3 mg / l Na 2 MoO 4 .2 H 2 O, 500 mg / l complexing agent (EDTA or citric acid), 100 ml / l vitamin mixture (0.2 ml / l biotin, 0.2 mg / l folic acid, 20 mg / l p-aminobenzoic acid, 20 mg / l riboflavin, 40 mg / l Ca-panthothenate, 140 mg / l nicotinic acid, 40 mg / l pyridoxol hydrochloride, 200 mg / l myoinositol) Lysozyme was added to the suspension in a final concentration of 2.5 mg / ml The cell wall was degraded for 1 hour incubation at 37 ° C. and the protoplasts obtained were harvested by centrifugation 5 ml of buffer I and washed once with 5 ml of TE buffer (10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH 8). The pellet was resuspended in 4 ml TE-buffet and 0.5 ml SDS solution (10%) and 0.5 ml NaCl solution (5 M) were added. After adding Proteinase K at a final concentration of 200 µg / ml, the suspension was incubated at 37 ° C for about 18 hours. The DNA was purified by extraction with phenol, phenol-chloroform-isoamyl alcohol and chloroform-isoamyl alcohol using standard procedures. Then the DNA was added by adding 1/50 volume of 3 M sodium acetate and 2 volumes of ethanol, followed by incubation for 30 min at -20 ° C. and 30 min centrifugation 1 at 12000 rpm in a high-speed centrifuge with an SS34 rotor (Sorvall) like. The DNA was dissolved in 1 ml TE buffer containing 20 µg / ml RNase A and dialyzed against 1000 ml TE buffer at 4 ° C for at least 3 hours. During this time the buffer was exchanged 3 times. 0.4 ml of 2 M LiCl and 0.8 ml of ethanol were added to aliquots of 0.4 ml of the dialyzed DNA solution. After 30 min incubation at -20 ° C, the DNA was collected by centrifugation (13000 rpm. Biofuge Fresco, Heraeus, Hanau, Germany). The DNA pellet was dissolved in TE buffer. DNA made by this method could be used for all purposes, including Southern blotting or to construct genomic libraries.

Beispiel 2Example 2 Konstruktion genomischer Corynebacterium glutamicum (ATCC13032)-Banken in Escherichia coliConstruction of genomic Corynebacterium glutamicum (ATCC13032) banks in Escherichia coli

Ausgehend von DNA, hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden gemäß bekannter und gut eingeführter Verfahren (siehe bspw. Sambrook, J. et al. (1989) "Molecular Cloning: A Laboratory Manual". Cold Spring Harbor Laboratory Press oder Ausubel, F. M. et al. ( 1994) "Current Protocols in Molecular Biology", John Wiley & Sons) Cosmid- und Plasmid-Banken hergestellt. Starting from DNA, produced as described in Example 1, were carried out according to known and well established procedures (see e.g. Sambrook, J. et al. (1989) "Molecular Cloning: A Laboratory Manual ". Cold Spring Harbor Laboratory Press or Ausubel, F. M. et al. (1994) "Current Protocols in Molecular Biology", John Wiley & Sons) Cosmid and plasmid banks.

Es ließ sich jedes Plasmid oder Cosmid einsetzen. Besondere Verwendung fanden die Plasmide pBR322 (Sutcliffe, J. G. ( 1979) Proc. Natl Acad. Sci. USA, 75: 3737-3741); pACYC177 (Change & Cohen (1978) J. Bacteriol. 134: 1141-1156); Plasmide der pBS-Reihe (pBSSK+, pBSSK- und andere; Stratagene, LaJolla, USA) oder Cosmide, wie SuperCos1 (Stratagene, LaJolla, USA) oder Lorist6 (Gibson, T. J. Rosenthal, A., und Waterson, R. H. ( 1987) Gene 53: 283-286. Any plasmid or cosmid could be used. Special The plasmids pBR322 (Sutcliffe, J.G. (1979) Proc. Natl Acad. Sci. USA, 75: 3737-3741); pACYC177 (Change & Cohen (1978) J. Bacteriol. 134: 1141-1156); Plasmids from the pBS series (pBSSK +, pBSSK- and others; Stratagene, LaJolla, USA) or Cosmids, such as SuperCos1 (Stratagene, LaJolla, USA) or Lorist6 (Gibson, T.J. Rosenthal, A., and Waterson, R.H. (1987) Gene 53: 283-286.

Beispiel 3Example 3 DNA-Sequenzierung und Computer-FunktionsanalyseDNA sequencing and computer function analysis

Genomische Banken, wie in Beispiel 2 beschrieben, wurden zur DNA- Sequenzierung gemäß Standard-Verfahren, insbesondere dem Kettenabbruchverfahren mit ABI377-Sequenziermaschinen (s. z. B. Fleischman, R. D. et al. (1995) "Whole-genome Random Sequencing and Assembly of Haemophilus Influenzae Rd., Science 269; 496-512) verwendet. Die Sequenzierprimer mit den folgenden Nukleotidsequenzen wurden verwendet: 5'-GGAAACAGTATGACCATG-3' oder 5'-GTAAAACGACGGCCAGT-3'. Genomic libraries as described in Example 2 were used for DNA Sequencing according to standard procedures, especially the Chain termination process with ABI377 sequencing machines (see e.g. Fleischman, R.D. et al. (1995) "Whole-Genome Random Sequencing and Assembly of Haemophilus Influenzae Rd., Science 269; 496-512) used. The sequencing primers with the following Nucleotide sequences were used: 5'-GGAAACAGTATGACCATG-3 'or 5'-GTAAAACGACGGCCAGT-3 '.

Beispiel 4Example 4 In-vivo-MutageneseIn vivo mutagenesis

In vivo-Mutagenese von Corynebacterium glutamicum kann durchgeführt werden, indem eine Plasmid- (oder andere Vektor-) DNA durch E.coli oder andere Mikroorganismen (z. B. Bacillus spp. oder Hefen, wie Saccharomyces cerevisiae) geleitet wird, die die Integrität ihrer genetischen Information nicht aufrechterhalten können. Übliche Mutatorstämme weisen Mutationen in den Genen für das DNA-Reparatursystem auf (z. B., mutHLS, mutD, mutT, usw., zum Vergleich siehe Rupp, W. D. (1996) DNA repair mechanisms in Escherichia coli and Salmonella, S.. 2277-2294, ASM: Washington). Diese Stämme sind dem Fachmann bekannt. Die Verwendung dieser Stämme ist bspw. in Greener, A. und Callahan, M. (1994) Strategies 7; 32-34 veranschaulicht. In vivo mutagenesis of Corynebacterium glutamicum can be performed by plasmid (or other vector) DNA E.coli or other microorganisms (e.g. Bacillus spp. Or Yeasts, such as Saccharomyces cerevisiae), which the Maintain integrity of their genetic information can. Usual mutator strains show mutations in the genes for the DNA repair system (e.g., mutHLS, mutD, mutT, etc., to For a comparison, see Rupp, W. D. (1996) DNA repair mechanisms in Escherichia coli and Salmonella, S. 2277-2294, ASM: Washington). This Strains are known to the person skilled in the art. The use of these strains is, for example, in Greener, A. and Callahan, M. (1994) Strategies 7;  32-34 illustrates.

Beispiel 5Example 5 DNA-Transfer zwischen Escherichia coli und Corynebacterium glutamicumDNA transfer between Escherichia coli and Corynebacterium glutamicum

Mehrere Corynebacterium- und Brevibacterium-Arten enthalten endogene Plasmide (wie bspw. pHM1519 oder pBL1) die autonom replizieren (für einen Überblick siehe bspw. Martin, J. F. et al. (1987 ) Biotechnology 5: 137-146). Shuttle-Vektoren für Escherichia coli und Corynebacterium glutamicum lassen sich leicht mittels Standard-Vektoren für E. coli konstruieren (Sambrook, J. et al., (1989), "Molecular Cloning: A Laboratory Manual", Cold Spring Harbor Laboratory Press oder Ausubel, F. M. et al. (1994) "Current Protocols in Molecular Biology", John Wiley & Sons), denen ein Replikationsursprung für und ein geeigneter Marker aus Corynebacterlum glutamicum beigegeben wird. Solche Replikationsursprünge werden vorzugsweise von endogenen Plasmiden entnommen, die aus Corynebacterium- und Brevibactertium-Arten isoliert worden sind. Besondere Verwendung als Transformationsmarker für diese Arten sind Gene für Kanamycin-Resistenz (wie solche, die vom Tn5- oder Tn-903-Transposon stammen) oder für Chloramphenicol (Winnacker, E. L. (1987) "From Genes to Clones - Introduction to Gene Technology, VCH, Weinheim). Es gibt zahlreiche Beispiele in der Literatur zur Herstellung einer großen Vielzahl von Shuttle-Vektoren, die in E. coli und C. glutamicum repliziert werden, und die für verschiedene Zwecke verwendet werden können, einschließlich Gen- Überexpression (siehe bspw. Yoshihama, M. et al. (1985) J. Bacteriol. 162: 591-597, Martin, J. F. et al., (1987) Biotechnology, 5: 137-146 und Eikmanns, B. J. et al. (1992) Gene 102: 93-98). Contain several species of Corynebacterium and Brevibacterium endogenous plasmids (such as pHM1519 or pBL1) which are autonomous replicate (for an overview see, for example, Martin, J.F. et al. (1987) Biotechnology 5: 137-146). Shuttle vectors for Escherichia coli and Corynebacterium glutamicum are easy to use Construct standard vectors for E. coli (Sambrook, J. et al., (1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press or Ausubel, F.M. et al. (1994) "Current Protocols in Molecular Biology ", John Wiley & Sons), which a Origin of replication for and a suitable marker Corynebacterlum glutamicum is added. Such origins of replication are preferably taken from endogenous plasmids which are derived from Corynebacterium and Brevibactertium species have been isolated. Special use as a transformation marker for these species are genes for kanamycin resistance (such as those derived from Tn5 or Tn-903 transposon) or for chloramphenicol (Winnacker, E.L. (1987) "From Genes to Clones - Introduction to Gene Technology, VCH, Weinheim). There are numerous examples in the Literature for the production of a large variety of shuttle vectors, that are replicated in E. coli and C. glutamicum, and those for various purposes can be used, including genetic Overexpression (see, e.g., Yoshihama, M. et al. (1985) J. Bacteriol. 162: 591-597, Martin, J.F. et al., (1987) Biotechnology, 5: 137-146 and Eikmanns, B.J. et al. (1992) Genes 102: 93-98).

Mittels Standard-Verfahren ist es möglich, ein Gen von Interesse in einen der vorstehend beschriebenen Shuttle-Vektoren zu klonieren und solche Hybrid-Vektoren in Corynebacterium glutamicum- Stämme einzubringen. Die Transformation von C. glutamicum läßt sich durch Protoplastentransformation (Kastsumata, R. et al., (1984) J. Bacteriol. 159, 306-311), Elektroporation (Liebl, E. et al., (1989) FEMS Microbiol. Letters, 53: 399-303) und in Fällen, bei denen spezielle Vektoren verwendet werden, auch durch Konjugation erzielen (wie z. B. beschrieben in Schäfer, A., et (1990) J. Bacteriol. 172: 1663-1666). Es ist ebenfalls möglich, die Shuttle-Vektoren für C. glutamicum auf E. coli zu übertragen, indem Plasmid-DNA aus C. glutamicum (mittels im Fachgebiet bekannter Standard-Verfahren) präpariert wird und in E. coli transformiert wird: Dieser Transformationsschritt kann mit Standard-Verfahren erfolgen, jedoch wird vorteilhafterweise ein Mcr-defizienter E. coli-Stamm verwendet, wie NM522 (Gough & Murray (1983 ) J. Mol. Biol. 166: 1-19). Using standard procedures it is possible to find a gene of interest into one of the shuttle vectors described above clone and such hybrid vectors in Corynebacterium glutamicum Bring tribes. The transformation of C. glutamicum leaves protoplast transformation (Kastsumata, R. et al., (1984) J. Bacteriol. 159, 306-311), electroporation (Liebl, E. et al., (1989) FEMS Microbiol. Letters, 53: 399-303) and in cases where special vectors are used, also by Achieve conjugation (as described, for example, in Schäfer, A., et (1990) J. Bacteriol. 172: 1663-1666). It is also possible that Transfer shuttle vectors for C. glutamicum to E. coli, by plasmid DNA from C. glutamicum (using in the specialist field known standard method) is prepared and in E. coli is transformed: This transformation step can be done with Standard procedures are used, however, one is advantageously Mcr deficient E. coli strain used, such as NM522 (Gough & Murray (1983) J. Mol. Biol. 166: 1-19).

Beispiel 6Example 6 Bestimmung der Expression des mutierten ProteinsDetermination of expression of the mutant protein

Die Beobachtungen der Aktivität eines mutierten Proteins in einer transformierten Wirtszelle beruhen auf der Tatsache, daß das mutierte Protein auf ähnliche Weise und in ähnlicher Menge exprimiert wird wie das Wildtyp-Protein. Ein geeignetes Verfahren zur Bestimmung der Transkriptionsmenge des mutierten Gens (ein Anzeichen für die mRNA-Menge, die für die Translation des Genprodukts verfügbar ist) ist die Durchführung eines Northern-Blots (s. bspw. Ausubel et al., (1988) Current Protocols in Molecular Biology, Wiley: New York), wobei ein Primer, der so ausgestaltet ist, daß er an das Gen von Interesse bindet, mit einer nachweisbaren (gewöhnlich radioaktiven oder chemilumineszierenden) Markierung versehen wird, so daß - wenn die Gesamt-RNA einer Kultur des Organismus extrahiert, auf einem Gel aufgetrennt, auf eine stabile Matrix übertragen und mit dieser Sonde inkubiert wird die Bindung und die Quantität der Bindung der Sonde das Vorliegen und auch die Menge von mRNA für dieses Gen anzeigt. Diese Infomration ist ein Nachweis für das Ausmaß der Transkription des mutierten Gens. Gesamt-Zell-RNA läßt sich durch verschiedene Verfahren aus Corynebacterium glutamicum isolieren, die im Fachgebiet bekannt sind, wie beschrieben in Bormann, E. R. et al., (1992) Mol. Microbiol. 6: 317-326. The observations of the activity of a mutant protein in one transformed host cell rely on the fact that the mutated protein in a similar manner and in a similar amount is expressed like the wild-type protein. A suitable method for Determination of the amount of transcription of the mutant gene (a Evidence of the amount of mRNA required for translation of the gene product is available is a Northern blot (see. e.g., Ausubel et al., (1988) Current Protocols in Molecular Biology, Wiley: New York), being a primer designed like this is that it binds to the gene of interest with a detectable (usually radioactive or chemiluminescent) Label is provided so that - if the total RNA of a culture of the organism extracted, separated on a gel, on a stable matrix is transferred and incubated with this probe the binding and the quantity of binding of the probe and also indicates the amount of mRNA for that gene. This Infomration is evidence of the extent of transcription of the mutated gene. Total cell RNA can be broken down by several Isolate methods from Corynebacterium glutamicum, which in the Are known in the art, as described in Bormann, E.R. et al., (1992) Mol. Microbiol. 6: 317-326.

Zur Bestimmung des Vorliegens oder der relativen Menge von Protein, das aus dieser mRNA translatiert wird, können Standard- Techniken, wie Western-Blot, eingesetzt werden (s. bspw. Ausubel et al. (1988 ) "Current Protocols in Molecular Biology", Wiley, New York). Bei diesem Verfahren werden Gesamt-Zellproteine extrahiert, durch Gelelektrophorese getrennt, auf eine Matrix, wie Nitrocellulose, übertragen und mit einer Sonde, wie einem Antikörper, inkubiert, die an das gewünschte Protein spezifisch bindet. Diese Sonde ist gewöhnlich mit einer chemilumineszierenden oder kolorimetrischen Markierung versehen, die sich leicht nachweisen läßt. Das Vorliegen und die beobachtete Menge an Markierung zeigt das Vorliegen und die Menge des gesuchten Mutantenproteins in der Zelle an. To determine the presence or the relative amount of Protein that is translated from this mRNA can be standard Techniques such as Western blot are used (see e.g. Ausubel et al. (1988) "Current Protocols in Molecular Biology", Wiley, New York). In this procedure, total cell proteins are produced extracted, separated by gel electrophoresis, onto a matrix, such as Nitrocellulose, transferred and with a probe such as one Antibody incubated that specifically binds to the desired protein. This probe is usually chemiluminescent or Colorimetric marking that are easy to prove leaves. The presence and the observed amount of label shows the presence and the amount of the mutant protein sought in the Cell.

Beispiel 7Example 7 Wachstum von genetisch verändertem Corynebacterium glutamicum - Medien und AnzuchtbedingungenGrowth of genetically modified Corynebacterium glutamicum - media and growing conditions

Genetisch veränderte Corynebakterien werden in synthetischen oder natürlichen Wachstumsmedien gezüchtet. Eine Anzahl unterschiedlicher Wachstumsmedien für Corynebakterian sind bekannt und leicht erhältlich (Lieb et al. (1989) Appl. Microbiol. Biotechnol. 32: 205-210; von der Osten et al. (1998) Biotechnology Letters 11: 11-16; Patent DE 41 20 867; Liebl (1992) "The Genus Corynebacterium", in: The Procaryotes, Bd. II, Balows, A., et al., Hrsg. Springer-Verlag). Diese Medien bestehen aus einer oder mehreren Kohlenstoffquellen, Stickstoffquellen, anorganischen Salzen, Vitaminen und Spurenelementen. Bevorzugte Kohlenstoffquellen sind Zucker, wie Mono-, Di- oder Polysaccharide. Sehr gute Kohlenstoffquellen sind bspw. Glucose, Fructose, Mannose, Galactose, Ribose, Sorbose, Ribulose, Lactose, Maltose, Saccharose, Raffinose, Stärke oder Cellulose. Man kann Zucker auch über komplexe Verbindungen, wie Melassen, oder andere Nebenprodukte aus der Zucker-Raffinierung zu den Medien geben. Es kann auch vorteilhaft sein, Gemische verschiedener Kohlenstoffquellen zuzugeben. Andere mögliche Kohlenstoffquellen sind Alkohole und organische Säuren, wie Methanol, Ethanol, Essigsäure oder Milchsäure. Stickstoffquellen sind gewöhnlich organische oder anorganische Stickstoffverbindungen oder Materialien, die diese Verbindungen enthalten. Beispielhafte Stickstoffquellen umfassen Ammoniak-Gas oder Ammoniumsalze, wie NH4Cl oder (NH4)2SO4, NH4OH, Nitrate, Harnstoff, Aminosäuren oder komplexe Stickstoffquellen, wie Maisquellwasser, Sojamehl, Sojaprotein, Hefeextrakte, Fleischextrakte und andere. Genetically modified Corynebacteria are grown in synthetic or natural growth media. A number of different growth media for Corynebakterian are known and readily available (Lieb et al. (1989) Appl. Microbiol. Biotechnol. 32: 205-210; von der Osten et al. (1998) Biotechnology Letters 11: 11-16; Patent DE 41 20 867; Liebl (1992) "The Genus Corynebacterium", in: The Procaryotes, Vol. II, Balows, A., et al., Ed. Springer-Verlag). These media consist of one or more carbon sources, nitrogen sources, inorganic salts, vitamins and trace elements. Preferred carbon sources are sugars, such as mono-, di- or polysaccharides. Very good carbon sources are, for example, glucose, fructose, mannose, galactose, ribose, sorbose, ribulose, lactose, maltose, sucrose, raffinose, starch or cellulose. Sugar can also be added to the media via complex compounds such as molasses or other by-products from sugar refining. It may also be advantageous to add mixtures of different carbon sources. Other possible carbon sources are alcohols and organic acids such as methanol, ethanol, acetic acid or lactic acid. Nitrogen sources are usually organic or inorganic nitrogen compounds or materials containing these compounds. Exemplary nitrogen sources include ammonia gas or ammonium salts such as NH 4 Cl or (NH 4 ) 2 SO 4 , NH 4 OH, nitrates, urea, amino acids or complex nitrogen sources such as corn steep liquor, soy flour, soy protein, yeast extracts, meat extracts and others.

Anorganische Salzverbindungen, die in den Medien enthalten sein können, umfassen die Chlorid-, Phosphor-, oder Sulfatsalze von Calcium, Magnesium, Natrium, Kobalt, Molybdän, Kalium, Mangan, Zink, Kupfer und Eisen. Chelatbildner können zum Medium gegeben werden, um die Metallionen in Lösung zu halten. Besonders geeignete Chelatbildner umfassen Dihydroxyphenole, wie Catechol oder Protocatechuat oder organische Säuren, wie Citronensäure. Die Medien enthalten üblicherweise auch andere Wachstumsfaktoren, wie Vitamine oder Wachstumsförderer, zu denen bspw. Biotin, Riboflavin, Thiamin, Folsäure, Nikotinsäure, Panthothenat und Pyridoxin gehören. Wachstumsfaktoren und Salze stammen häufig von komplexen Medienkomponenten, wie Hefeextrakt, Melassen, Maisquellwasser und dergleichen. Die genaue Zusammensetzung der Medienverbindungen hängt stark vom jeweiligen Experiment ab und wird für jeden Fall individuell entschieden. Information über die Medienoptimierung ist erhältlich aus dem Lehrbuch "Applied Microbiol. Physiology, A Practical Approach" (Hrsg. P. M. Rhodes, P. F. Stanbury, IRL Press (1997) S. 53-73, ISBN 0 19 963577 3). Wachstumsmedien lassen sich auch von kommerziellen Anbietern beziehen, wie Standard 1 (Merck) oder BHI (Brain heart infusion, DIFCO) und dergleichen. Inorganic salt compounds contained in the media may include the chloride, phosphorus, or sulfate salts of Calcium, magnesium, sodium, cobalt, molybdenum, potassium, manganese, Zinc, copper and iron. Chelating agents can be added to the medium to keep the metal ions in solution. Especially suitable chelating agents include dihydroxyphenols such as catechol or Protocatechuate or organic acids such as citric acid. The Media usually also contain other growth factors, such as Vitamins or growth promoters, for example biotin, Riboflavin, thiamine, folic acid, nicotinic acid, panthothenate and pyridoxine belong. Growth factors and salts often come from complex ones Media components such as yeast extract, molasses, corn steep liquor and like. The exact composition of the media connections depends heavily on the particular experiment and will be for each case decided individually. Information about media optimization is available from the textbook "Applied Microbiol. Physiology, A Practical Approach "(Ed. P. M. Rhodes, P. F. Stanbury, IRL Press (1997) pp. 53-73, ISBN 0 19 963577 3). Growth media can be also available from commercial providers, such as Standard 1 (Merck) or BHI (Brain heart infusion, DIFCO) and the like.

Sämtliche Medienkomponenten sind sterilisiert, entweder durch Hitze (20 min bei 1,5 bar und 121°C) oder durch Sterilfiltration. Die Komponenten können entweder zusammen oder nötigenfalls getrennt sterilisiert werden. Sämtliche Medienkomponenten können zu Beginn der Anzucht zugegen sein oder wahlfrei kontinuierlich oder chargenweise hinzugegeben werden. All media components are sterilized, either by Heat (20 min at 1.5 bar and 121 ° C) or by sterile filtration. The components can either be together or if necessary be sterilized separately. All media components can Be present at the beginning of the cultivation or optionally continuously or be added in batches.

Die Anzuchtbedingungen werden für jedes Experiment gesondert definiert. Die Temperatur sollte zwischen 15°C und 45°C liegen und kann während des Experimentes konstant gehalten oder verändert werden. Der pH-Wert des Mediums sollte im Bereich von 5 bis 8,5, vorzugsweise um 7,0 liegen, und kann durch Zugabe von Puffern zu den Medien aufrechterhalten werden. Ein beispielhafter Puffer für diesen Zweck ist ein Kaliumphosphatpuffer. Synthetische Puffer, wie MOPS, HEPES; ACES usw., können alternativ oder gleichzeitig verwendet werden. Der Anzucht-pH-Wert lässt sich während der Anzucht auch durch Zugabe von NaOH oder NH4OH konstant halten. Werden komplexe Medienkomponenten, wie Hefe-Extrakt verwendet, sinkt der Bedarf an zusätzlichen Puffern, da viele komplexe Verbindungen eine hohe Pufferkapazität aufweisen. Beim Einsatz eines Fermenters für die Anzucht von Mikroorganismen kann der pH-Wert auch mit gasförmigem Ammoniak reguliert werden. The growing conditions are defined separately for each experiment. The temperature should be between 15 ° C and 45 ° C and can be kept constant or changed during the experiment. The pH of the medium should be in the range of 5 to 8.5, preferably around 7.0, and can be maintained by adding buffers to the media. An exemplary buffer for this purpose is a potassium phosphate buffer. Synthetic buffers such as MOPS, HEPES; ACES etc. can be used alternatively or simultaneously. The cultivation pH value can also be kept constant during the cultivation by adding NaOH or NH 4 OH. If complex media components such as yeast extract are used, the need for additional buffers is reduced since many complex compounds have a high buffer capacity. When using a fermenter for the cultivation of microorganisms, the pH value can also be regulated with gaseous ammonia.

Die Inkubationsdauer liegt gewöhnlich in einem Bereich von mehreren Stunden bis zu mehreren Tagen. Diese Zeit wird so ausgewählt, daß sich die maximale Menge Produkt in der Brühe ansammelt. Die offenbarten Wachstumsexperimente können in einer Vielzahl von Behältern, wie Mikrotiterplatten, Glasröhrchen, Glaskolben oder Glas - oder Metallfermentern unterschiedlicher Größen durchgeführt werden. Zum Screening einer großen Anzahl von Klonen sollten die Mikroorganismen in Mikrotiterplatten, Glasröhrchen oder Schüttelkolben entweder mit oder ohne Schikanen gezüchtet werden: Vorzugsweise werden 100-ml-Schüttelkolben verwendet, die mit 10% (bezogen auf das Volumen) des erforderlichen Wachstumsmediums gefüllt sind. Die Kolben sollten auf einem Kreiselschüttler (Amplitude 25 mm) mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 100-300 U/ min geschüttelt werden. Verdampfungsverluste können durch Aufrechterhalten einer feuchten. Atmosphäre verringert werden; alternativ sollte für die Verdampfungsverluste eine mathematische Korrektur durchgeführt werden. The incubation period is usually in the range of from several hours to several days. This time is chosen that the maximum amount of product accumulates in the broth. The disclosed growth experiments can be in a variety of Containers such as microtiter plates, glass tubes, glass flasks or Glass or metal fermenters of different sizes carried out become. To screen a large number of clones, the Microorganisms in microtiter plates, glass tubes or Shake flasks are grown with or without baffles: It is preferable to use 100 ml shake flasks with 10% (by volume) of the required growth medium are filled. The flask should be on a rotary shaker (Amplitude 25 mm) with a speed in the range of 100-300 rpm are shaken. Evaporation losses can be caused by Maintaining a moist. Atmosphere are reduced; alternatively, a mathematical should be used for the evaporation losses Correction can be carried out.

Werden genetisch modifizierte Klone untersucht, sollten auch ein unmodifizierter Kontrollklon oder ein Kontrollklon getestet werden, der das Basisplasmid ohne Insertion enthält. Das Medium wird auf eine OD600 von 0,5-1,5 angeimpft, wobei Zellen verwendet werden, die auf Agarplatten gezüchtet wurden, wie cm-Platten (10 g/l Glucose, 2,5 g/l NaCl, 2 g/l Harnstoff, 10 g/l Polypepton, 5 g/l Hefeextrakt, 5 g/l Fleischextrakt, 22 g/l Agar pH-Wert 6,8 mit 2 M NaOH), die bei 30°C inkubiert worden sind. Das Animpfen der Medien erfolgt entweder durch Einbringen einer Kochsalzlösung von C. glutamicum-Zellen von cm-Platten oder durch Zugabe einer flüssigen Vorkultur dieses Bakteriums. If genetically modified clones are examined, an unmodified control clone or a control clone which contains the base plasmid without insertion should also be tested. The medium is inoculated to an OD 600 of 0.5-1.5 using cells grown on agar plates, such as cm plates (10 g / l glucose, 2.5 g / l NaCl, 2 g / l urea, 10 g / l polypeptone, 5 g / l yeast extract, 5 g / l meat extract, 22 g / l agar pH 6.8 with 2 M NaOH), which were incubated at 30 ° C. The inoculation of the media is carried out either by introducing a saline solution of C. glutamicum cells from cm plates or by adding a liquid preculture of this bacterium.

Beispiel 8Example 8 In-vitro-Analyse der Funktion mutierter ProteineIn vitro analysis of the function of mutated proteins

Die Bestimmung der Aktivitäten und kinetischen Parameter von Enzymen ist im Fachgebiet gut bekannt. Experimente zur Bestimmung der Aktivität eines bestimmten veränderten Enzyms müssen an die spezifische Aktivität des Wildtypenzyms angepasst werden, was innerhalb der Fähigkeiten des Fachmann liegt. Überblicke über Enzyme im Allgemeinen sowie spezifische Einzelheiten, die die Struktur, Kinetiken, Prinzipien, Verfahren, Anwendungen und Beispiele zur Bestimmung vieler Enzymaktivitäten betreffen, können bspw. in den nachstehenden Literaturstellen gefunden werden: Dixon, M., und Webb, E. C: (1979) Enzymes, Longmans, London; Fersht (1985) Enzyme Structure and Mechanism, Freeman, New York; Walsh (1979) Enzymatic Reaction Mechanisms. Freeman, San Francisco; Price, N. C., Stevens, L. (1982) Fundamentals of Enzymology. Oxford Univ. Press: Oxford; Boyer, P. D: Hrsg. (1983) The Enzymes, 3. Aufl. Academic Press, New York; Bisswanger, H. (1994) Enzymkinetik, 2. Aufl. VCH, Weinheim (ISBN 3527300325); Bergmeyer, H. U., Bergmeyer, J., Graßl, M. Hrsg. (1983-1986) Methods of Enzymatic Analysis, 3. Aufl. Bd. I-XII, Verlag Chemie: Weinheim; und Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (1987) Bd. A9, "Enzymes", VCH, Weinheim, S. 352-363. Determination of activities and kinetic parameters of Enzymes are well known in the art. Determination experiments the activity of a certain modified enzyme must be related to the specific activity of the wild-type enzyme to be adjusted what is within the skill of the professional. Overviews of Enzymes in general as well as specific details that the Structure, kinetics, principles, processes, applications and Examples for determining many enzyme activities can relate to can be found in the following references, for example: Dixon, M., and Webb, E. C: (1979) Enzymes, Longmans, London; Fersht (1985) Enzyme Structure and Mechanism, Freeman, New York; Walsh (1979) Enzymatic Reaction Mechanisms. Freeman, San Francisco; Price, N.C., Stevens, L. (1982) Fundamentals of Enzymology. Oxford Univ. Press: Oxford; Boyer, P. D: Ed. (1983) The Enzymes, 3rd ed. Academic Press, New York; Bisswanger, H. (1994) Enzyme Kinetics, 2nd edition VCH, Weinheim (ISBN 3527300325); Bergmeyer, H. U., Bergmeyer, J., Graßl, M. Ed. (1983-1986) Methods of Enzymatic Analysis, 3rd edition Vol. I-XII, Verlag Chemie: Weinheim; and Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (1987) Vol. A9, "Enzymes", VCH, Weinheim, pp. 352-363.

Die Aktivität von Proteinen, die an DNA binden, kann durch viele gut eingeführte Verfahren gemessen werden, wie DNA-Banden-Shift- Assays (die auch als Gelretardations-Assays bezeichnet werden). Die Wirkung dieser Proteine auf die Expression anderer Moleküle kann mit Reportergenassays (wie beschrieben in Kolmar, H. et al., (1995) EMBO J. 14: 3895-3904 und den darin zitierten Literaturstellen) gemessen werden. Reportergen-Testsysteme sind wohlbekannt und für Anwendungen in pro- und eukaryotischen Zellen etabliert, wobei Enzyme, wie beta-Galactosidase, Grün-Fluoreszenz- Protein und mehrere andere verwendet werden. The activity of proteins that bind to DNA can be caused by many well established procedures are measured, such as DNA band shift Assays (also known as gel retardation assays). The effect of these proteins on the expression of other molecules can be used with reporter gene assays (as described in Kolmar, H. et al., (1995) EMBO J. 14: 3895-3904 and those cited therein References) are measured. Reporter gene test systems are well known and for applications in pro- and eukaryotic cells established, with enzymes such as beta-galactosidase, green fluorescence Protein and several others can be used.

Die Bestimmung der Aktivität von Membran-Transportproteinen kann gemäß den Techniken, wie beschrieben in Gennis, R. B. (1989) "Pores, Channels and Transporters"; in Biomembranes, Molecular Structure and Function, Springer: Heidelberg, S. 85-137; 199-234; und 270-322, erfolgen. The determination of the activity of membrane transport proteins can according to the techniques as described in Gennis, R. B. (1989) "Pores, Channels and Transporters"; in Biomembranes, Molecular Structure and Function, Springer: Heidelberg, pp. 85-137; 199-234; and 270-322.

Beispiel 9Example 9 Analyse des Einflusses von mutiertem Protein auf die Produktion des gewünschten ProduktesAnalysis of the influence of mutant protein on the Production of the desired product

Die Wirkung der genetischen Modifikation in C. glutamicum auf die Produktion einer gewünschten Verbindung (wie einer Aminosäure) kann bestimmt werden, indem die modifizierten Mikroorganismen unter geeigneten Bedingungen (wie solchen, die vorstehend beschrieben sind) gezüchtet werden und das Medium und/oder die zellulären Komponenten auf die erhöhte Produktion des gewünschten Produktes (d. h. einer Aminosäure) untersucht wird. Solche Analysetechniken sind dem Fachmann wohlbekannt und umfassen Spektroskopie, Dünnschichtchromatographie, Färbeverfahren verschiedener Art, enzymatische und mikrobiologische Verfahren sowie analytische Chromatographie, wie Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (s. bspw. Ullman, Encyclopedia of Industrial Chemistry, Bd. A2, S. 89-90 und S. 443-613, VCH: Weinheim (1985); Fallon, A., et al., ( 1987) "Applications of HPLC in Biochemistry" in: Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology, Bd. 17; Rehm et al. (1993) Biotechnology, Bd. 3, Kapitel III: "Product recovery and purification", S. 469-714, VCH: Weinheim; Belter, P. A. et al. (1988) Bioseparations: downstream processing for Biotechnology, John Wiley and Sons; Kennedy, J. F. und Cabral, J. M. S. (1992) Recovery processes for biological Materials, John Wiley and Sons; Shaeiwitz, J. A. und Henry, J. D. (1988) Biochemical Separations, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Bd. B3; Kapitel 11, S. 1-27, VCH: Weinheim; und Dechow, F. J. (1989) Separation and purification techniques in biotechnology, Noyes Publications). The effect of the genetic modification in C. glutamicum on the Production of a desired compound (such as an amino acid) can be determined by the modified microorganisms under appropriate conditions (such as those described above are grown) and the medium and / or the cellular Components on the increased production of the desired product (i.e. an amino acid) is examined. Such analysis techniques are well known to those skilled in the art and include spectroscopy, Thin layer chromatography, staining methods of various types, enzymatic and microbiological processes as well as analytical Chromatography, such as high-performance liquid chromatography (see e.g. Ullman, Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A2, pp. 89-90 and pp. 443-613, VCH: Weinheim (1985); Fallon, A., et al., (1987) "Applications of HPLC in Biochemistry" in: Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology, vol. 17; Rehm et al. (1993) Biotechnology, Vol. 3, Chapter III: "Product recovery and purification ", pp. 469-714, VCH: Weinheim; Belter, P.A. et al. (1988) Bioseparations: downstream processing for Biotechnology, John Wiley and Sons; Kennedy, J.F. and Cabral, J.M.S. (1992) Recovery processes for biological materials, John Wiley and Sons; Shaeiwitz, J.A. and Henry, J.D. (1988) Biochemical Separations, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. B3; Chapter 11, pp. 1-27, VCH: Weinheim; and Dechow, F.J. (1989) Separation and purification techniques in biotechnology, Noyes Publications).

Zusätzlich zur Messung des Fermentationsendproduktes ist es ebenfalls möglich, andere Komponenten der Stoffwechselwege zu analysieren, die zur Produktion der gewünschten Verbindung verwendet werden, wie Zwischen- und Nebenprodukte, um die Gesamt-Produktivität des Organismus, die Ausbeute und/oder die Effizienz der Produktion der Verbindung zu bestimmen. Die Analyseverfahren umfassen Messungen der Nährstoffmengen im Medium (bspw. Zucker, Kohlenwasserstoffe, Stickstoffquellen, Phosphat und andere Ionen), Messungen der Biomassezusammensetzung und des Wachstums, Analyse der Produktion gewöhnlicher Metabolite aus Biosynthesewegen und Messungen von Gasen, die während der Fermentation erzeugt werden. Standardverfahren für diese Messungen sind in Applied Microbial Physiology; A Practical Approach, P. M. Rhodes und P. F. Stanbury, Hrsg. IRL Press, S. 103-129; 131-163 und 165-192 (ISBN: 0199635773) und den darin angegebenen Literaturstellen beschrieben. In addition to measuring the final fermentation product, it is also possible to add other components of the metabolic pathways analyze that is used to produce the desired compound as intermediate and by-products to the Total productivity of the organism, the yield and / or the efficiency of To determine production of the connection. The analysis method include measurements of the amounts of nutrients in the medium (e.g. sugar, Hydrocarbons, nitrogen sources, phosphate and others Ions), measurements of biomass composition and growth, Analysis of the production of ordinary metabolites Biosynthetic pathways and measurements of gases generated during fermentation become. Standard procedures for these measurements are in Applied Microbial physiology; A Practical Approach, P.M. Rhodes and P.F. Stanbury, ed. IRL Press, pp. 103-129; 131-163 and 165-192 (ISBN: 0199635773) and the references cited therein described.

Beispiel 10Example 10 Reinigung des gewünschten Produktes aus C. glutamicum-KulturPurification of the desired product from C. glutamicum Culture

Die Gewinnung des gewünschten Produktes aus C. glutamicum-Zellen oder aus dem Überstand der vorstehend beschriebenen Kultur kann durch verschiedene, im Fachgebiet bekannte Verfahren erfolgen. Wird das gewünschte Produkt von den Zellen nicht sezerniert, können die Zellen aus der Kultur durch langsame Zentrifugation geerntet werden, die Zellen können durch Standard-Techniken, wie mechanische Kraft oder Ultrabeschallung, lysiert werden. Die Zelltrümmer werden durch Zentrifugation entfernt, und die Überstandsfraktion, die die löslichen Proteine enthält, wird zur weiteren Reinigung der gewünschten Verbindung erhalten. Wird das Produkt von den C. glutamicum-Zellen sezerniert, werden die Zellen duch langsame Zentrifugation aus der Kultur entfernt, und die Überstandsfraktion wird zur weiteren Reinigung behalten. Obtaining the desired product from C. glutamicum cells or from the supernatant of the culture described above by various methods known in the art. If the desired product is not secreted by the cells, Remove the cells from the culture by slow centrifugation The cells can be harvested by standard techniques such as mechanical force or ultrasound, can be lysed. The Cell debris is removed by centrifugation, and the The supernatant fraction, which contains the soluble proteins, becomes the receive further purification of the desired compound. Will that Product secreted by the C. glutamicum cells Cells removed from the culture by slow centrifugation, and the The supernatant fraction is kept for further purification.

Die Überstandsfraktion aus beiden Reinigungsverfahren wird einer Chromatographie mit einem geeigneten Harz unterworfen, wobei das gewünschte Molekül entweder auf dem Chromatographieharz zurückgehalten wird, viele Verunreinigungen in der Probe jedoch nicht, oder wobei die Verunreinigungen auf dem Harz zurückbleiben, die Probe hingegen nicht. Diese Chromatographieschritte können nötigenfalls wiederholt werden, wobei die gleichen oder andere Chromatographieharze verwendet werden. Der Fachmann ist in der Auswahl der geeigneten Chromatographieharze und der wirksamsten Anwendung für ein bestimmtes, zu reinigendes Molekül bewandert. Das gereinigte Produkt kann durch Filtration oder Ultrafiltration konzentriert und bei einer Temperatur aufbewahrt werden, bei der die Stabilität des Produktes maximal ist. The supernatant fraction from both cleaning processes becomes one Chromatography with a suitable resin, which desired molecule either on the chromatography resin is retained, but not many impurities in the sample, or wherein the impurities remain on the resin, which However, no rehearsal. These chromatography steps can if necessary, be repeated, the same or different Chromatography resins are used. The expert is in the Selection of suitable chromatography resins and the most effective Application for a specific molecule to be purified. The purified product can by filtration or ultrafiltration concentrated and kept at a temperature at which the stability of the product is maximum.

Im Fachgebiet sind viele Reinigungsverfahren bekannt, die nicht auf das vorhergehende Reinigungsverfahren eingeschränkt sind. Diese sind bspw. beschrieben in Bailey, J. E. & Ollis, D. F. Biochemical Engineering Fundamentals, McGraw-Hill: New York (1986). Many cleaning methods are known in the art, but not are restricted to the previous cleaning procedure. These are described, for example, in Bailey, J.E. & Ollis, D.F. Biochemical Engineering Fundamentals, McGraw-Hill: New York (1986).

Die Identität und Reinheit der isolierten Verbindungen kann durch Standard-Techniken des Fachgebiets bestimmt werden. Diese umfassen Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC), spektroskopische Verfahren, Färbeverfahren, Dünnschichtchromatographie, NIRS, Enzymtest oder mikrobiologische Tests. Diese Analyseverfahren sind zusammengefasst in: Patek et al. (1994) Appl. Environ. Microbiol. 60: 133-140; Malakhova et al. (1996) Biotekhnologiya 11: 27-32; und Schmidt et al. (1998) Bioprocess Engineer. 19: 67-70. Ulmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry ( 1996) Bd. A27, VCH: Weinheim, S. 89-90, S. 521-540, S. 540-547, S. 559-566, S. 575-581 und S. 581-587; Michal, G (1999) Biochemical Pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, John Wiley and Sons; Fallon, A. et al. (1987) Applications of HPLC in Biochemistry in: Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology, Bd. 517. The identity and purity of the isolated compounds can be determined by Standard techniques of the field are determined. This include high performance liquid chromatography (HPLC), spectroscopic methods, staining methods, thin layer chromatography, NIRS, enzyme test or microbiological tests. This Analysis methods are summarized in: Patek et al. (1994) Appl. Environ. Microbiol. 60: 133-140; Malakhova et al. (1996) Biotekhnologiya  11: 27-32; and Schmidt et al. (1998) Bioprocess Engineer. 19: 67-70. Ulmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (1996) vol. A27, VCH: Weinheim, p. 89-90, p. 521-540, p. 540-547, p. 559-566, Pp. 575-581 and pp. 581-587; Michal, G (1999) Biochemical Pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology, John Wiley and Sons; Fallon, A. et al. (1987) Applications of HPLC in Biochemistry in: Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology, Vol. 517th

Äquivalenteequivalent

Der Fachmann erkennt oder kann - indem er lediglich Routineverfahren verwendet - viele Äquivalente der erfindungsgemäßen spezifischen Ausführungsformen feststellen. Diese Äquivalente sollen von den nachstehenden Patentansprüchen umfaßt sein. The skilled person recognizes or can - simply by Routine method used - many equivalents of the invention determine specific embodiments. These equivalents are supposed to be covered by the following claims.

Die Angaben in Tabelle 1 sind folgendermassen zu verstehen:
In Spalte 1 "DNA-ID" bezieht sich die jeweilige Zahl auf die SEQ ID NO des anhängenden Sequenzprotokolls. Eine "5" in der Spalte "DNA-ID" bedeutet demzufolge ein Verweis auf SEQ ID NO: 5.
In Spalte 2 "AS-ID" bezieht sich die jeweilige Zahl auf die SEQ ID NO des anhängenden Sequenzprotokolls. Eine "6" in der Spalte "AS-ID" bedeutet demzufolge ein Verweis auf SEQ ID NO: 6.
In Spalte 3 "Identifikation" wird eine eindeutige interne Bezeichnung für jede Sequenz aufgeführt.
In Spalte 4 "AS-POS" bezieht sich die jeweilige Zahl auf die Aminosäureposition der Polypeptidsequenz "AS-ID" in der gleichen Zeile. Eine "26" in der Spalte "AS-POS" bedeutet demzufolge die Aminosäureposition 26 der entsprechend angegebenen Polypeptidsequenz. Die Zählung der Position beginnt N-Terminal bei +1.
In Spalte 5 "AS-Wildtyp" bezeichnet der jeweilige Buchstabe die Aminosäure - dargestellt im Ein-Buchstaben-Code - an der in Spalte 4 angegebenen Position beim entsprechenden Wildtyp-Stamm.
In Spalte 6 "AS-Mutante" bezeichnet der jeweilige Buchstabe die Aminosäure - dargestellt im Ein-Buchstaben-Code - an der in Spalte 4 angegebenen Position beim entsprechenden Mutanten-Stamm.
In Spalte 7 "Funktion" wird die physiologische Funktion der entsprechenden Polypeptidsequenz aufgeführt.
The information in Table 1 is to be understood as follows:
In column 1 "DNA-ID" the respective number refers to the SEQ ID NO of the attached sequence listing. A "5" in the "DNA ID" column therefore means a reference to SEQ ID NO: 5.
In column 2 "AS-ID" the respective number refers to the SEQ ID NO of the attached sequence listing. A "6" in the "AS-ID" column therefore means a reference to SEQ ID NO: 6.
Column 3 "Identification" lists a unique internal name for each sequence.
In column 4 "AS-POS" the respective number refers to the amino acid position of the polypeptide sequence "AS-ID" in the same line. A "26" in the "AS-POS" column consequently means the amino acid position 26 of the corresponding polypeptide sequence. The position of the N-Terminal starts at +1.
In column 5 "AS wild type" the respective letter denotes the amino acid - represented in the one-letter code - at the position indicated in column 4 in the corresponding wild type strain.
In column 6 "AS mutant" the respective letter denotes the amino acid - shown in the one-letter code - at the position indicated in column 4 in the corresponding mutant strain.
Column 7 "Function" lists the physiological function of the corresponding polypeptide sequence.

Ein-Buchstaben-Code der proteinogenen Aminosäuren:
A Alanin
C Cystein
D Aspartat
E Glutamat
F Phenylalanin
G Glycin
H His
I Isoleucin
K Lysin
L Leucin
M Methionin
N Asparagin
P Prolin
Q Glutamin
R Arginin
S Serin
T Threonin
V Valin
W Tryptophan
Y Tyrosin
One letter code of proteinogenic amino acids:
A alanine
C cysteine
D aspartate
E glutamate
F phenylalanine
G glycine
H His
I isoleucine
K lysine
L leucine
M methionine
N asparagine
P proline
Q glutamine
R arginine
S serine
T threonine
V valine
W tryptophan
Y tyrosine

Claims (8)

1. Isoliertes Nukleinsäuremolekül codierend für ein Polypeptid mit der jeweils in Tabelle 1/Spalte 2 in Bezug genommenen Aminosäuresequenz wobei das Nukleinsäuremolekül in der in Tabelle 1/Spalte 4 angegebenenen Aminosäureposition eine andere proteinogene Aminosäure codiert als die jeweilige in Tabelle 1/Spalte 5 in der gleichen Zeile angegebene Aminosäure. 1. Isolated nucleic acid molecule coding for a polypeptide with that referred to in Table 1 / Column 2 Amino acid sequence with the nucleic acid molecule in the in Table 1 / column 4 given another amino acid position proteinogenic amino acid encoded as the respective in Table 1 / column 5 amino acid given in the same row. 2. Isoliertes Nukleinsäuremolekül nach Ansprüch 1, wobei das Nukleinsäuremolekül in der in Tabelle 1/Spalte 4 angegebenenen Aminosäureposition die in Tabelle 1/Spalte 6 in der gleichen Zeile angegebene Aminosäure codiert. 2. Isolated nucleic acid molecule according to claim 1, wherein the Nucleic acid molecule in that given in Table 1 / column 4 Amino acid position in Table 1 / Column 6 in the same Line specified amino acid coded. 3. . Ein Vektor, der wenigstens eine Nukleinsäuresequenz nach Anspruch 1 enthält. 3.. A vector that has at least one nucleic acid sequence Claim 1 contains. 4. Eine Wirtszelle, die mit wenigstens einem Vektor nach Anspruch 3 transfiziert ist. 4. A host cell with at least one vector after Claim 3 is transfected. 5. Eine Wirtszelle nach Anspruch 4, wobei die Expression des besagten Nukleinsäuremoleküls zur Modulation der Produktion einer Feinchemikalie aus besagter Zelle führt. 5. A host cell according to claim 4, wherein the expression of the said nucleic acid molecule for modulating production a fine chemical from said cell. 6. Verfahren zur Herstellung einer Feinchemikalie, welches die Kultivierung einer Zelle beinhaltet, die mit wenigstens einen Vektor nach Anspruch 3 transfiziert worden ist, so dass die Feinchemikalie produziert wird. 6. A process for producing a fine chemical, which the Culturing a cell involves using at least one The vector of claim 3 has been transfected so that the Fine chemical is produced. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinchemikalie eine Aminosäure ist. 7. The method according to claim 6, characterized in that the Fine chemical is an amino acid. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aminosäure Lysin ist. 8. The method according to claim 7, characterized in that the Amino acid is lysine.
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