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FR2615514A2 - Cloning of the bioC and bioH genes of Bacillus sphaericus, vectors and transformant cells and process for preparing biotin - Google Patents

Cloning of the bioC and bioH genes of Bacillus sphaericus, vectors and transformant cells and process for preparing biotin Download PDF

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FR2615514A2
FR2615514A2 FR8706916A FR8706916A FR2615514A2 FR 2615514 A2 FR2615514 A2 FR 2615514A2 FR 8706916 A FR8706916 A FR 8706916A FR 8706916 A FR8706916 A FR 8706916A FR 2615514 A2 FR2615514 A2 FR 2615514A2
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biotin
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Denis Speck
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Abstract

The present addition relates to a DNA sequence according to one of Claims 1 and 4 to 6 of the parent patent, characterised in that it encodes the enzymes which are products of the genes: . bioF and bioC . bioF and bioH . bioF, bioC and bioH.

Description

La présente addition concerne le clonage et la Ca- ractérisation des gènes correspondant aux premières étapes de la biosynthèse de la biotine chez les bactéries. The present addition relates to the cloning and characterization of genes corresponding to the first steps of biotin biosynthesis in bacteria.

Le brevet principal décrit le clonage et l'expression des séquences d'ADN codant pour les gènes bioA, bioD et bioF de la biosynthèse de la biotine. The main patent describes the cloning and expression of DNA sequences encoding the bioA, bioD and bioF genes of biotin biosynthesis.

Comme cela est décrit dans le brevet principal, l'utilisation de vecteurs d'expression portant les gènes précédents permet de transformer des bactéries afin de leur faire produire de la biotine en partant de différents vitamères de ce produit. As described in the main patent, the use of expression vectors carrying the above genes makes it possible to transform bacteria into biotin from different vitamins of this product.

Toutefois, la préparation de la biotine ne peut être envisagée de façon réellement économique sur le plan industriel que si le vitamere de départ est le pimélate, c'est pourquoi il convenait de pouvoir également assurer l'expression des gènes correspondant aux premières étapes de la biosynthèse de la biotine chez les bactéries, à savoir . le gène bioC, et . le gène bioH. However, the preparation of biotin can be considered in a truly economical way on the industrial level only if the starting vitamin is pimelate, that is why it was necessary to be able also to ensure the expression of the genes corresponding to the first stages of the process. biosynthesis of biotin in bacteria, namely. the bioC gene, and. the bioH gene.

C'est pourquoi la présente addition concerne, tout d'abord, des séquences d'ADN conformes au brevet principal caractérisées en ce qu'elles codent pour les enzymes produits des gènes : . bioF et bioC . bioF et bioH . bioF, bioC et bioH. This is why the present addition relates, first of all, to DNA sequences conforming to the main patent characterized in that they encode the produced gene enzymes: bioF and bioC. bioF and bioH. bioF, bioC and bioH.

Plus particulièrement, la présente addition concerne une séquence d'ADN, caractérisée en ce qu'elle correspond à tout ou partie de la séquence décrite dans les figures 2, 3 et 4.  More particularly, the present addition relates to a DNA sequence, characterized in that it corresponds to all or part of the sequence described in FIGS. 2, 3 and 4.

De façon générale, la présente addition concerne des séquences d'ADN caractérisées en ce qu'elles codent pout les enzymes produits du gène H ou du gène C. In general, the present addition relates to DNA sequences characterized in that they code for the produced enzymes of the H gene or C gene.

De façon préférable, les séquences d'ADN codant pour les enzymes produits du gene H ou du-gène C porteront également les séquences codant pour l'un des gènes décrits précédemment, à savoir le gène bioA le le gène bioD le gène bioF. Preferably, the DNA sequences coding for the produced enzymes of the H gene or the C gene will also carry the sequences coding for one of the genes described above, namely the bioA gene the the bioD gene the bioF gene.

Comme cela La été décrit précédemment dans le brevet principal, de préférence les séquences d'ADN en cause pourront être portées par un vecteur plasmidique susceptible d'assurer la transformation d'une bactérie et comportant l'ensemble des éléments assurant l'expression des gènes correspondants. As has been previously described in the main patent, preferably the DNA sequences in question may be carried by a plasmid vector capable of ensuring the transformation of a bacterium and comprising all the elements ensuring the expression of genes correspondents.

Ceplasmide pourra, comme cela a été indiqué, être de type autonome et auto-réplicable ou bien, au contraire, être non réplicable mais prévu pour assurer son intégration dans le chromosome de- la souche hôte. The ceplasmide may, as indicated, be of autonomous type and self-replicable or, on the contrary, be non-replicable but intended to ensure its integration into the chromosome of the host strain.

Pour ce faire les différentes technologies à mettre en oeuvre ont été décrites au brevet principal. To do this, the different technologies to be implemented have been described in the main patent.

Ainsi, dans le cas d'un vecteur non réplicable d'in tégration, celui-ci devra comporter au moins~ une séquence homologue d'une séquence présente dans le génome de la souchi à transformer, ce qui permettra d'assurer lintégration chro mosomique. I1 pourra évidemment s'agir, soit d'une séquence homologue correspondant à une séquence génomique naturelle, soit d'une séquence homologue introduite par un autre vecteu plasmidique d'intégration.  Thus, in the case of a non-replicable integration vector, the latter must comprise at least one homologous sequence of a sequence present in the genome of the souchi to be transformed, which will enable chromosomal integration to be ensured. . It can obviously be either a homologous sequence corresponding to a natural genomic sequence or a homologous sequence introduced by another plasmid integration vecteu.

De même, ces différents vecteurs plasmidiques pourront comporter des éléments assurant une Sélection tels qu'un gène de résistance à un antibiotique et/ou un gène marqueur, sous la dépendance d'un promoteur de la souche à transformer. Similarly, these different plasmid vectors may include elements ensuring a selection such as an antibiotic resistance gene and / or a marker gene, under the control of a promoter of the strain to be transformed.

Parmi les cellules pouvant servir de souche hôte, il faut mentionner plus particulièrement les bactéries, notamment des genres Escherichia, Bacillus et Pseudomonas ainsi que les levures, en particulier les levures du genre
Saccharomyces.
Among the cells that can serve as a host strain, mention should be made more particularly of bacteria, in particular of the genera Escherichia, Bacillus and Pseudomonas, as well as yeasts, in particular yeast of the genus
Saccharomyces.

Parmi les cellules hôtes particulièrement intéressantes, il faut citer Bacillus sphaericus, Bacillus subtilis et Escherichia coli. Among the particularly interesting host cells are Bacillus sphaericus, Bacillus subtilis and Escherichia coli.

Enfin, les souches plus particulièrement intéressantes pour être transformées par les séquences d'ADN selon la présente addition, sont les souches qui ont déjà été transformées par des vecteurs assurant l'expression des autres gènes de cette voie de biosynthèse, c'est-à-dire les gènes F,
A, D et B tels qu'ils sont décrits dans le brevet principal.
Finally, the strains of particular interest for being transformed by the DNA sequences according to the present addition, are the strains which have already been transformed by vectors ensuring the expression of the other genes of this biosynthetic pathway, that is to say say the F genes,
A, D and B as described in the main patent.

Dans ces conditions, l'introduction des gènes bioC et bioH dans la bactérie permet à cette bactérie de synthétiser la biotine à partir du premier vitamere de la chaine, à savoir le pimélate, ce qui présente un intérêt économique important sur le plan industriel. Under these conditions, the introduction of the bioC and bioH genes in the bacterium allows this bacterium to synthesize biotin from the first vitamin in the chain, namely the pimelate, which is of significant economic interest on the industrial level.

Les exemples ci-après sont plus particulièrement destinés à mettre en évidence d'autres avantages et caractéristiques de la présente addition. Les figures suivantes complètent les exemples la figure la représente la carte de restriction de l'insert
de B. sphaericus utilisé dans les plasmides suivants . la figure lb schématise les plasmides pTG1418 et pTG1420 . la figure lc schématise les plasmides pTG1422 et pTG1435 la figure ld schématise les plasmides pTG1436 et pTG1437 . la figure 2 représente la séquence LORF X . la figure 3 représente la séquence LORF W la figure 4 représente la séquence LORF F . la figure 5 schématise le plasmide pTG1440 . la figure 6a représente la carte de restriction de l'insert
du plasmide pTG1418 . les figures 6b et 6c représentent les différents plasmides
dérivés du pTG1418 utilisés dans les tests de complémenta
tion.
The following examples are more particularly intended to highlight other advantages and characteristics of the present addition. The following figures complete the examples. FIG. 1 represents the restriction map of the insert.
B. sphaericus used in the following plasmids. Figure 1b schematizes plasmids pTG1418 and pTG1420. Figure 1c schematizes the plasmids pTG1422 and pTG1435 Figure 1d schematizes the plasmids pTG1436 and pTG1437. Figure 2 shows the LORF X sequence. FIG. 3 represents the LORF sequence. FIG. 4 represents the LORF sequence F. Figure 5 schematizes the plasmid pTG1440. FIG. 6a represents the restriction card of the insert
plasmid pTG1418. Figures 6b and 6c show the different plasmids
pTG1418 derivatives used in complementation tests
tion.

Exemple 1 Complémentation du mutant de B. subtilis bioll2
TG3 (dérivé de JKB 3112, bioC/F-112 aroG932) par
transformation intégrative avec pTGl4l8 et dif
férents dérivés de celui-ci.
Example 1 Complementation of the B. subtilis bioll2 mutant
TG3 (derived from JKB 3112, bioC / F-112 aroG932) by
integrative transformation with pTGl4l8 and dif
derived from it.

Le mutant bioll2 de B. subtilis a été identifié par des tests nutritionnels comme affecté dans la fonction bioF ou bioC (C.H. Pai, 1975, J. Bacteriol 121, 1-8). Dans c mutant, le plasmide pTG475 a été intégré au niveau du locus sac R - sac B, suivant la méthodologie décrite dans le breve principal ; la nouvelle souche ainsi obtenue a été dénosmée bioll2 TG3. The bioll2 mutant of B. subtilis has been identified by nutritional tests as affected in the bioF or bioC function (C.H. Pai, 1975, J. Bacteriol 121, 1-8). In c mutant, plasmid pTG475 was integrated at the R-bag B bag locus, following the methodology described in the main breve; the new strain thus obtained was denoted bioll2 TG3.

La transformation de la souche bioll2 TG3 par dxf- férents plasmides (pTG1418, 1420, 1422, 1435, 1436 et 1437, représentés dans la figure la à ld) a été effectuée, suivie d'une sélection sur milieu LB + chloramphenicol 10 pg/ml + avidine 500 U/1. Les résultats de complémentation sont résumés dans le tableau 1. Comme le test croisé avec le mutant
R874 (bioF, his) de E. coli donne lue même résultat, il est vraisemblable que le mutant bioll2 de B. subtilis est affect dans le gène bioF. En analysant les complémentations obtenue en fonction des plasmides utilisés, il est possible de localiser le gène bioF sur l'insert de pTG1418 au niveau dtun fragment délimité par les sites de restriction XmnI et NcoI (voir figure 6).
Transformation of the bioll2 TG3 strain by different plasmids (pTG1418, 1420, 1422, 1435, 1436 and 1437, shown in Figure 1a-1d) was performed, followed by selection on LB + chloramphenicol medium 10 μg / ml. ml + avidine 500 U / 1. The complementation results are summarized in Table 1. As the crossover test with the mutant
R874 (bioF, his) of E. coli gives the same result, it is likely that the bioll2 mutant of B. subtilis is affected in the bioF gene. By analyzing the complementations obtained according to the plasmids used, it is possible to locate the bioF gene on the pTG1418 insert at a fragment delimited by the XmnI and NcoI restriction sites (see FIG. 6).

Tableau 1 z Transformation intégrative de la souche de
B. subtilis bioll2 TG3.

Figure img00050001
Table 1 Integrative transformation of the strain of
B. subtilis bioll2 TG3.
Figure img00050001

<tb><Tb>

Plasmide <SEP> Insert <SEP> complémentation <SEP> sur <SEP> LB <SEP> +
<tb> <SEP> 500 <SEP> U/1 <SEP> avidine <SEP> + <SEP> 10 <SEP> y/ml
<tb> <SEP> 8 <SEP> chloramphenicol
<tb> <SEP> Insert <SEP> HindIII <SEP> de <SEP> ++ <SEP> I
<tb> <SEP> 5.1 <SEP> kb
<tb> pTG1422 <SEP> Insert <SEP> ClaI <SEP> de <SEP> 3.1 <SEP> ++
<tb> <SEP> kb <SEP> contenant <SEP> bioF <SEP> et
<tb> <SEP> une <SEP> partie <SEP> de <SEP> LORF <SEP> t;; <SEP>
<tb> pTG1420 <SEP> Insert <SEP> ClaI-HindIII <SEP>
<tb> <SEP> de <SEP> 2 <SEP> kb <SEP> contenant <SEP> X
<tb> <SEP> et <SEP> une <SEP> partie <SEP> de
<tb> <SEP> LORF <SEP> 11 <SEP>
<tb> pTG1436 <SEP> Insert <SEP> XmnI-NcoI <SEP> de <SEP> ++
<tb> <SEP> 1.3 <SEP> kb <SEP> contenant <SEP> le
<tb> <SEP> gène <SEP> bioF
<tb> pTG1437 <SEP> Insert <SEP> NcoI-XmnI <SEP> de <SEP> ++
<tb> <SEP> 1.3 <SEP> kb <SEP> contenant <SEP> le
<tb> <SEP> gène <SEP> bioF
<tb> pTG1435 <SEP> Insert <SEP> HpaI-PvuII <SEP> de
<tb> <SEP> 0.6 <SEP> kb <SEP> contenant <SEP> le
<tb> <SEP> LORF <SEP> X
<tb>
Exemple 2 Séquence nucléotidique de l'insert HindIII de
4,53 kb du plasmide pTG1418.
Plasmid <SEP> Insert <SEP> complementation <SEP> on <SEP> LB <SEP> +
<tb><SEP> 500 <SEP> U / 1 <SEP> avidin <SEP> + <SEP> 10 <SEP> y / ml
<tb><SEP> 8 <SEP> chloramphenicol
<tb><SEP> Insert <SEP> HindIII <SEP> of <SEP> ++ <SEP> I
<tb><SEP> 5.1 <SEP> kb
<tb> pTG1422 <SEP> Insert <SEP> ClaI <SEP> of <SEP> 3.1 <SEP> ++
<tb><SEP> kb <SEP> containing <SEP> bioF <SEP> and
<tb><SEP> a <SEP> part <SEP> of <SEP> LORF <SEP>t;;<September>
<tb> pTG1420 <SEP> Insert <SEP> ClaI-HindIII <SEP>
<tb><SEP> of <SEP> 2 <SEP> kb <SEP> containing <SEP> X
<tb><SEP> and <SEP> a <SEP> part <SEP> of
<tb><SEP> LORF <SEP> 11 <SEP>
<tb> pTG1436 <SEP> Insert <SEP> XmnI-NcoI <SEP> of <SEP> ++
<tb><SEP> 1.3 <SEP> kb <SEP> containing <SEP> the
<tb><SEP> gene <SEP> bioF
<tb> pTG1437 <SEP> Insert <SEP> NcoI-XmnI <SEP> of <SEP> ++
<tb><SEP> 1.3 <SEP> kb <SEP> containing <SEP> the
<tb><SEP> gene <SEP> bioF
<tb> pTG1435 <SEP> Insert <SEP> HpaI-PvuII <SEP> of
<tb><SEP> 0.6 <SEP> kb <SEP> containing <SEP> the
<tb><SEP> LORF <SEP> X
<Tb>
Example 2 Nucleotide Sequence of the HindIII Insert of
4.53 kb of plasmid pTG1418.

L'insert HindIII a été cloné dans le M13TG131 au niveau du site correspondant du polylinker. La méthode dite "cyclone" a été appliquée sur ce pLasmide M13TG1425 et les résultats analysés par ordinateur. Les quelques différences de lecture entre les deux brins complémentaires ont été éclaircies par séquençage à l'aide d'oligonucléotides spécifiques.  The HindIII insert was cloned into M13TG131 at the corresponding site of the polylinker. The so-called "cyclone" method was applied to this plasmid M13TG1425 and the results analyzed by computer. The few differences in reading between the two complementary strands were cleared by sequencing using specific oligonucleotides.

La séquence est détaillée dans les figures 2 & 4. Il apparatt que cet insert comporte trois cadres ouverts de lecture, codant respectivement pour des protéines (sous-unités) d'un poide moléculaire de 18462, 28048 et 42940 daltons. Le dernier gène, par rapport au sens de lecture, se trouve localisé dans la région identifiée comme bioF, le poids moléculaire de cette protéine de B. sphaericus étant du même ordre de grandeur que celui de la KAPA synthétase de E. coli (M.k.  The sequence is detailed in Figures 2 & 4. It appears that this insert has three open reading frames, encoding respectively proteins (subunits) of a molecular weight of 18462, 28048 and 42940 daltons. The last gene, relative to the sense of reading, is located in the region identified as bioF, the molecular weight of this protein of B. sphaericus being of the same order of magnitude as that of KAPA synthetase of E. coli (M.k.

Eisenberg, 1973, Adv. Enzymol 38, 317-372).Eisenberg, 1973, Adv. Enzymol 38, 317-372).

La juxtaposition des trois cadres ouverts de lecture pourrait entre, comme dans le cas de l'insert du plasmide pTG1400, typique d'une structure opéronique. I1 est à noter que l'on peut identifier, en amont du premier gène, une séquence de quinze paires de bases (soulignée dans la figure 2 présente également en amont du premier gène (bioD) de l'insert du plasmide pTG1400. Cette caractéristique significativ pourrait indiquer que les deux groupes de gènes biotine de B sphaericus sont soumis au moins à une régulation commune. The juxtaposition of the three open reading frames could, as in the case of the insert of the plasmid pTG1400, be typical of an operon structure. It should be noted that it is possible to identify, upstream of the first gene, a sequence of fifteen base pairs (underlined in FIG. 2 also present upstream of the first gene (bioD) of the insert of plasmid pTG1400. significant could indicate that both groups of biotin B sphaericus genes are subject to at least one common regulation.

Celle-ci pourrait correspondre au contrôle par la biotine (o un dérivé de cell-ci), comme cela a déjà été décrit pour la
KAPA synthétase (bioF) de B. sphaericus (Y. Yzumi, K. Sato,
Y. Tani et K. Ogata, 1973, Agric. Biol. Chem. 37, 1335).
This could correspond to control by biotin (o a derivative of this one), as already described for the
KAPA synthetase (bioF) from B. sphaericus (Y. Yzumi, K. Sato,
Y. Tani and K. Ogata, 1973, Agric. Biol. Chem. 37, 1335).

Du côté 3' du dernier gène de l'insert séquencé, un séquence présentant les caractéristiques d'un terminateur de transcription peut être identifiée (soulignée dans la figure
Exemple 3 Complémentation des mutants E. coli R878 (bioC,
his) et C261 (bioFCD, his) respectivement, à
l'aide des plasmides pTG1418 (1433) et pTGl44O.
On the 3 'side of the last gene of the sequenced insert, a sequence having the characteristics of a transcription terminator can be identified (underlined in the figure).
Example 3 Complementation of mutants E. coli R878 (bioC,
his) and C261 (bioFCD, his) respectively, at
using plasmids pTG1418 (1433) and pTG1440.

La méthodologie traditionnelle des complémentations de mutants bio de E. coli a été appliquée en utilisant le plasmide pTG1418 et différents dérivés de celui-ci.  The traditional methodology of complementing E. coli bio mutants was applied using plasmid pTG1418 and various derivatives thereof.

Lorsque des cellules compétentes du mutant E. coli
R878 (bioC, his) sont transformées avec les plasmides pTG1418 et pTG1433 (voir tableau 2), puis ensuite étalées sur milieu
LB + ampicilline 100 )Ig/ml + avidine 200 U/1, une croissance est détectée après 36 h d'incubation à 37il. La fréquence d'apparition des clones transformés sur ce milieu est du même ordre de grandeur que celle mesurée sur le milieu LB + ampicilline 100 Rg/ml.
When competent cells of the E. coli mutant
R878 (bioC, his) are transformed with the plasmids pTG1418 and pTG1433 (see Table 2), and then spread on medium
LB + ampicillin 100) Ig / ml + avidin 200 U / 1, growth is detected after 36 h incubation at 37 μl. The frequency of appearance of the clones transformed on this medium is of the same order of magnitude as that measured on the medium LB + ampicillin 100 Rg / ml.

Tableau 2 : Transformation du mutant E. coli R878 bioC. Nom-
bre de transformants par microgramme d'ADN.

Figure img00070001
Table 2: Transformation of E. coli mutant R878 bioC. Name-
number of transformants per microgram of DNA.
Figure img00070001

<tb><Tb>

Plasmide <SEP> Sélection <SEP> sur <SEP> milieu <SEP> Sélection <SEP> sur <SEP> milieu
<tb> <SEP> LB <SEP> + <SEP> ampicilline <SEP> LB <SEP> + <SEP> ampicilline <SEP> + <SEP> avidine
<tb> <SEP> (100 <SEP> pg/ml) <SEP> (100 <SEP> Rg/ml) <SEP> (200 <SEP> U/1)
<tb> pTG1418 <SEP> 103 <SEP> 103 <SEP> petits
<tb> pTG1433 <SEP> 103 <SEP> 103 <SEP> petits
<tb> pBR322 <SEP> 103 <SEP> 0 <SEP>
<tb>
Après 36 h incubation à 37"C
Les croissances des clones transformés, normales sur
LB + ampicilline, sont ralenties en l'absence de biotine (milieu LB + ampicilline + avidine ; LB + avidine ; minimum plus casaminoacides, dépourvu de biotine).Cette complémentatison de l'auxotrophie en biotine du mutant R878 bioC est tout-à-fait significative, étant donné l'absence totale de croissance résiduelle de ce même mutant, lorsqu'il est transformé par divers plasmides dérivés de pBR322, sur milieu dépourvu de biotine.
Plasmid <SEP> Selection <SEP> on <SEP> Medium <SEP> Selection <SEP> on <SEP> Medium
<tb><SEP> LB <SEP> + <SEP> ampicillin <SEP> LB <SEP> + <SEP> ampicillin <SEP> + <SEP> avidin
<tb><SEP> (100 <SEP> μg / ml) <SEP> (100 <SEP> Rg / ml) <SEP> (200 <SEP> U / 1)
<tb> pTG1418 <SEP> 103 <SEP> 103 <SEP> small
<tb> pTG1433 <SEP> 103 <SEP> 103 <SEP> small
<tb> pBR322 <SEP> 103 <SEP> 0 <SEP>
<Tb>
After 36 h incubation at 37 ° C
Growths of transformed clones, normal on
LB + ampicillin are slowed down in the absence of biotin (LB medium + ampicillin + avidin, LB + avidin, minimum plus casamino acids, devoid of biotin) .This complementation of biotin auxotrophy mutant R878 bioC is all-to- significantly, given the total absence of residual growth of the same mutant, when it is transformed with various plasmids derived from pBR322, on medium lacking biotin.

Les deux inserts des plasmides pTG1400 et pTG1418 ont été clonés dans pBR322 pour donner le plasmide pTG1440 (voir figure 5). Ce plasmide pTG1440, lorsqu'il est introduit dans le mutant E. coli C261 (bioFCD, his), permet la sélec tion de clones sur milieu LB + ampicilline 100 ;sg/ml + avidine 200 U/1. La fréquence de transformation obtenue est directement comparable à celle mesurée sur LB + ampicilline. A nouveau , la croissance de ces clones recombinants, normale sur milieu LB + ampicilline, est ralentie en l'absence de biotine. De ces deux résultats (complémentation de l'auxotrophie en biotine du mutant bioC et bioAFCD), il ressort clairement que l'insert du plasmide pTG1418 contient également le gène bioC de B. sphaericus.Les différents sous-clonages dérivés de l'insert de pTG1418 (voir figure 6) ne permettent pas d'obtenir la complémentation de la mutation bioC de
E. coli. Seuls les inserts possédant les trois gènes confe- rent une complémentation effective de la mutation bioC de
E. coli.
Both inserts of plasmids pTG1400 and pTG1418 were cloned into pBR322 to give plasmid pTG1440 (see Figure 5). This plasmid pTG1440, when introduced into the E. coli mutant C261 (bioFCD, his), allows the selection of clones on LB medium + ampicillin 100; sg / ml + avidin 200 U / 1. The transformation frequency obtained is directly comparable to that measured on LB + ampicillin. Again, the growth of these recombinant clones, normal on LB + ampicillin medium, is slowed down in the absence of biotin. From these two results (complementation of the biotin auxotrophy of the mutant bioC and bioAFCD), it is clear that the insert of the plasmid pTG1418 also contains the B. sphaericus bioC gene. The different subclonings derived from the pTG1418 (see FIG. 6) do not make it possible to obtain the complementation of the bioC mutation of
E. coli. Only the inserts possessing the three genes confer an effective complementation of the bioC mutation of
E. coli.

Exemple 4 Complémentation du mutant E. coli bioH (PA505
MAt108, argH, metA, bioH, malA, strr).
Example 4 Complementation of the mutant E. coli bioH (PA505
MAt108, argH, metA, bioH, malA, strr).

Ce mutant a été décrit à l'origine comme bioB (D. This mutant was originally described as bioB (D.

Hatfield, M. Hofnung et M. Schwartz, 1969, J. Bacteriol. 98, 559-567). I1 a été ensuite caractérisé comme n'excrétant aucun vitamère et capable de croitre sur milieu minéral en présence de KAPA, DAPA, DTB ou biotine. Eisenberg (1985,
Annals New York Academy of Sciences 447, 335-349) a ensuite proposé que ce gène code pour une sous-unité de la pimeloyl
CoA-synthétase (bioH). Il est à noter que les mutants de
E. coli surproducteurs de biotine (sélectionnés soit par un niveau d'excrétion de vitamine permettant la croissance d'un auxotrophe bioB de E. coli, soit par résistance à 1' adéhydrobiotine) ont tous été identifiés génétiquement comme affectés au locus bioR. Ce locus code pour une protéine multifonctionnelle (répresseur de la synthèse des ARN messagers de l'opéron bioABFCD et holoenzyme synthétase fixant la biotine sur un résidu lysine de différentes apoenzymes à fonction carboxylase).
Hatfield, M. Hofnung and M. Schwartz, 1969, J. Bacteriol. 98, 559-567). It was then characterized as nonexistent and able to grow on mineral medium in the presence of KAPA, DAPA, DTB or biotin. Eisenberg (1985,
Annals New York Academy of Sciences 447, 335-349) then proposed that this gene encodes a subunit of pimeloyl
CoA synthetase (bioH). It should be noted that the mutants of
Overproducing E. coli of biotin (selected either by a level of vitamin excretion allowing the growth of an E. coli bioB auxotroph or by resistance to adéhydrobiotine) have all been genetically identified as assigned to the bioR locus. This locus encodes a multifunctional protein (repressor of messenger RNA synthesis of the bioABFCD operon and biotin-binding holoenzyme synthetase on a lysine residue of different carboxylase-functional apoenzymes).

Le fait que tous les mutants de E. coli surproducteurs de la biotine identifiés & ce jour, sont localisés dans le gène codant pour le répresseur actif en trans et jamais dans l'opérateur de l'opéron bioABFCD, laisse supposer qu'un autre gène de la biosynthèse de la biotine est soumis à cette régulation. Au regard de la littérature, le meilleur candidat est le gène bîoH.  The fact that all the biotin-producing E. coli mutants identified today are localized in the gene encoding the trans-active repressor and never in the operator of the bioABFCD operon, suggests that another gene biosynthesis of biotin is subject to this regulation. In terms of literature, the best candidate is the bIoH gene.

L'insert de pTG1418 contenant les gènes bioF et bioC de
B. sphaericus, on a recherché si le troisième gène correspondait à bioH.
The pTG1418 insert containing the bioF and bioC genes from
B. sphaericus, it was investigated whether the third gene corresponded to bioH.

La complémentation du mutant bioH de E. coli a effectivement été obtenue en utilisant le plasmide pTG1433. Une nouvelle fois, la croissance obtenue sur ce milieu est ralentie, mais tout-à-fait significative par rapport aux témoins (voir tableau 3). Complementation of the E. coli bioH mutant was effectively achieved using plasmid pTG1433. Once again, the growth obtained on this medium is slowed down, but quite significant compared with the controls (see Table 3).

Tableau 3 : Transformation du mutant E. coli bioH PA505
t4AtlO8. Nombre de transformants par microgramme
d'ADN.

Figure img00090001
Table 3: Transformation of the mutant E. coli bioH PA505
t4AtlO8. Number of transformants per microgram
DNA.
Figure img00090001

<tb><Tb>

Plasmide <SEP> Sélection <SEP> sur <SEP> milieu <SEP> Sélection <SEP> sur <SEP> milieu
<tb> <SEP> LB <SEP> + <SEP> ampicilline <SEP> LB <SEP> + <SEP> ampicilline <SEP> + <SEP> avidine
<tb> <SEP> (100 <SEP> Fg/ml) <SEP> (100 <SEP> Fg/ml) <SEP> (200 <SEP> U/1)
<tb> pBR322 <SEP> 104 <SEP> 0
<tb> pTG1433 <SEP> 103 <SEP> 3 <SEP> <SEP> 103 <SEP> 3 <SEP> petits
<tb> <SEP> #
<tb>
après 36 heures d'incubation
à 37'C
De même que pour la complémentation du mutant bloc, une condition nécessaire et suffisante pour la complémentation du mutant bioH est la présence simultanée des trois gènes de l'insert de pTG1418 sur les plasmides introduits dans la souche (voir figure 6).
Plasmid <SEP> Selection <SEP> on <SEP> Medium <SEP> Selection <SEP> on <SEP> Medium
<tb><SEP> LB <SEP> + <SEP> ampicillin <SEP> LB <SEP> + <SEP> ampicillin <SEP> + <SEP> avidin
<tb><SEP> (100 <SEP> Fg / ml) <SEP> (100 <SEP> Fg / ml) <SEP> (200 <SEP> U / 1)
<tb> pBR322 <SEP> 104 <SEP> 0
<tb> pTG1433 <SEP> 103 <SEP> 3 <SEP><SEP> 103 <SEP> 3 <SEP> small
<tb><SEP>#
<Tb>
after 36 hours of incubation
at 37'C
As for the complementation of the mutant block, a necessary and sufficient condition for the complementation of the mutant bioH is the simultaneous presence of the three genes of the pTG1418 insert on the plasmids introduced into the strain (see FIG. 6).

Au çontraire des mutants bioF de E. coli et de
B. subtilis, pouvant être complémentés par un seul gène de B.
In the case of E. coli bioF mutants and
B. subtilis, which can be complemented by a single B gene.

sphaericus, la croissance en l'absence de biotine des mutants bioC et bioH de E. coli ne peut donc être obtenue que lors de l'introduction des plasmides recombinants porteurs des trois gènes de l'insert HindIII du pTG1418. Ceci pourrait refléter, entre autres, des différences de propriétés enzymatiques entre la pimeloyl-CoA-synthétase de B. sphaericus et l'enzyme correspondante de E. coli (différence d'affinité vis-à-vis des substrats, édifice multienzymatique, ...) ou une synthèse réduite de la pimeloyl-CoA-synthétase de B. sphaericus dans
E. coli, limitant le flux métabolique du pimélate vers le
KAPA.
sphaericus, the growth in the absence of biotin mutants bioC and bioH E. coli can therefore be obtained only during the introduction of recombinant plasmids carrying the three genes of the HindIII insert of pTG1418. This could reflect, among other things, differences in enzymatic properties between B. sphaericus pimeloyl-CoA synthetase and the corresponding E. coli enzyme (difference in affinity for substrates, multienzyme educt, etc.). .) or reduced synthesis of B. sphaericus pimeloyl-CoA synthetase in
E. coli, limiting the metabolic flux of the pimelate to the
KAPA.

Claims (21)

REVENDICATIONS 1) Séquence d'ADN selon l'une des revendications 1 et 4 & 6 du brevet principal, caractérisée en ce qu elle code pour les enzymes produits des gènes . bioF et bioC bioF et bioH . bioF, bioC et bioH. 1) DNA sequence according to one of claims 1 and 4 & 6 of the main patent, characterized in that it encodes for the produced gene enzymes. bioF and bioC bioF and bioH. bioF, bioC and bioH. 2) Séquence d'ADN caractérisée en ce qu'elle correspond à tout ou partie de la séquence décrite dans les figures 2, 3 et 4. 2) DNA sequence characterized in that it corresponds to all or part of the sequence described in Figures 2, 3 and 4. 3) Séquence d'ADN selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle code pour les enzymes produits du gène bioH ou du gène bioC. 3) DNA sequence according to claim 2, characterized in that it codes for the produced enzymes of bioH gene or bioC gene. 4) Séquence d'ADN selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle code, en outre, pour au moins l'enzyme produit de l'un des gènes suivants . gène bioA . gène bioD . gène bioF. 4) DNA sequence according to one of claims 1 to 3, characterized in that it further codes for at least the enzyme produced by one of the following genes. bioA gene. bioD gene. bioF gene. 5) Vecteur plasmidique comportant au moins une séquence selon l'une des revendications 1 à 5) Plasmid vector comprising at least one sequence according to one of claims 1 to 6) Vecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un vecteur non réplicable qui comporte les séquences d'ADN permettant son intégration dans un chromosome dans la souche hôte. 6) Vector according to claim 5, characterized in that it is a non-replicable vector which comprises the DNA sequences for its integration into a chromosome in the host strain. 7) Vecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une séquence homologue d'une séquence présente dans le génome de la souche à transformer et assurant l'intégration.  7) vector according to claim 6, characterized in that it comprises at least one homologous sequence of a sequence present in the genome of the strain to be transformed and ensuring the integration. 8) Vecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la séquence homologue est une séquence génomique naturelle. 8) Vector according to claim 7, characterized in that the homologous sequence is a natural genomic sequence. 9) Vecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la séquence homologue est une séquence qui a été intégrée dans le génome grâce à un vecteur plasmidique d'intégration. 9) Vector according to claim 7, characterized in that the homologous sequence is a sequence which has been integrated into the genome by means of an integration plasmid vector. 10) Vecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le vecteur plasmidique spécifique comporte au moins un gène de résistance à un antibiotique et un gène marqueur sous la dépendance d'un promoteur de la souche à transformer. 10) Vector according to claim 9, characterized in that the specific plasmid vector comprises at least one antibiotic resistance gene and a marker gene under the control of a promoter of the strain to be transformed. 11) Vecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le promoteur est un promoteur inductible. 11) Vector according to claim 10, characterized in that the promoter is an inducible promoter. 12) Vecteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que le vecteur plasmidique d'intégration est le plasmide pTG475. 12) Vector according to claim 11, characterized in that the plasmid integration vector is the plasmid pTG475. 13) Vecteur selon la revendication 5, caractérisE' en ce qu'il comporte une origine de réplication autonome. 13) Vector according to claim 5, characterized in that it comprises an autonomous origin of replication. 14) Vecteur selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il s'agit d'une origine de réplication autonome dans une souche de Bacillus ou une souche d'Escherichia. 14) Vector according to claim 13, characterized in that it is an autonomous origin of replication in a strain of Bacillus or a strain of Escherichia. 15) Vecteur selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que les séquences d'ADN codant pour les enzymes de la chaîne de biosynthèse de la biotine sont flanqués d'éléments assurant leur expression dans la souche hôte 15) Vector according to one of claims 13 and 14, characterized in that the DNA sequences encoding the enzymes of the biotin biosynthetic chain are flanked by elements ensuring their expression in the host strain 16) Vecteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que parmi les éléments assurant leur expression figure un promoteur et un terminateur efficaces dans la souche hôte.  16) A vector according to claim 15, characterized in that among the elements ensuring their expression is an effective promoter and terminator in the host strain. 17) Cellules transformées par un vecteur selon l'une des revendications 5 & 16. 17) cells transformed with a vector according to one of claims 5 & 16. 18) Cellule selon la revendication 17, caractérisée an ce qu'il s'agit d'une bactérie choisie parmi les genres Bacillus, Escherichia ou Pseudomonas. 18) Cell according to claim 17, characterized in that it is a bacterium selected from the genera Bacillus, Escherichia or Pseudomonas. 19) Cellule selon la revendication 17, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une levure du genre Saccharomyces. 19) Cell according to claim 17, characterized in that it is a yeast of the genus Saccharomyces. 20) Cellule selon la revendication 18, caractérisée en ce que la bactérie est choisie parmi Bacillus sphaericus, Bacillus subtilis et Escherichia coli. 20) Cell according to claim 18, characterized in that the bacterium is selected from Bacillus sphaericus, Bacillus subtilis and Escherichia coli. 21) Procédé de préparation de biotine, caractérisé en ce qu'on fait fermenter un milieu de culture contenant au moins de l'acide pimélique ou l'un des vitamères de la biotine par des cellules selon l'une des revendications 17 à 20, perméables à l'acide pimélique ou audit vitamère de la biotine et en ce qu'on récupère la biotine formée.  21) Process for the preparation of biotin, characterized in that a culture medium containing at least pimelic acid or one of the vitamers of biotin is fermented by cells according to one of claims 17 to 20, permeable to pimelic acid or said vitamin of biotin and in that recovering the biotin formed.
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JPS61202686A (en) * 1985-03-05 1986-09-08 Shiseido Co Ltd Novel microorganism, and production of biotin by fermentation using same
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